Анализ исходных данных

2.8. Анализ исходных данных.

Назначение детали.

Вал калибровочной клети трубосварочного стана предназначен для установки на нем валка. Вал приводится в движение с помощью шестерни, посаженной на шлицы.

Программа выпуска.

Программа выпуска составляет 4766 штук в год.

Среднее число одинаковых валов – 4 шт.

Технические требования на изготовление вала.

От качества изготовления вала зависит стойкость инструмента и производительность работы стана.

Точность размеров 610 квалитет.

Шероховатость поверхности R_а 0,86,3.

Допуски геометрии( цилиндричности, круглости ) нормальной точности(0,006мм для 6 квалитета)

Радиальное биение торцовых поверхностей относительно оси 0,04мм.

Допуск несоосности осей А и Б 0,012мм.

Из технических требований видно, что основной задачей является обработка поверхностей с обеспечением заданных шероховатостей поверхностей и требуемой точности расположения баз.

2.9. Анализ технологичности вала.

Вал относится к деталям типа “вал”.

Это тело вращения, представитель типичных валов.

Фаска и центровое отверстие позволяют выполнить принцип совмещения технологической и измерительной баз. Необходимость обработки с двух сторон заставляет делать переустанов вала.

Т.к. шпоночные пазы не являются глухими, это упрощает их обработку. В связи с большой длиной вала при шлифовании необходим люнет. Это также усложняет обработку.

Выбор материала и метода получения заготовки.

Материал вала – сталь 12ХН3А. Из этой стали изготавливаются цементуемые детали, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок. Обрабатываемость резанием – нормальная (К_{v тв. спл.}=1,26; К_vб.ст.=0,95)

В связи с мелкосерийным типом производства и небольшим перепадом ступеней выбираем заготовку горячекатаный прокат.

2.10. Выбор основных технологических методов обработки.

Так как вал является типичным представителем, то обработку ведем обычным образом. Применяем точение, шлифование, фрезерование.

Резьбу М501,5 нарезаем на станке с ЧПУ за несколько проходов.

Пазы фрезеруем шпоночными фрезами. Шлицы фрезеруем червячной фрезой.

Выбор технологических баз.

Для выполнения заданной точности расположения баз используем в начале обработки центровые отверстия и фаску. Это дает совмещение технологической и измерительной баз, погрешность базирования =0. Связанные допусками поверхности(привязанные к базам) обрабатываемые за один установ на круглошлифовальном станке. Это дает нам также соблюдение принципа постоянства баз. После термообработки производится зачистка центров; и после цементации и закалки всего вала – правка центров.

2.11. Проектирование маршрута обработки.

На основе принципов совмещения технологической и измерительной баз, изложенных выше, проектируем маршрут обработки. Вначале выполняем “обдирку” заготовки, затем , после отпуска, обработку основных поверхностей на станке с ЧПУ, затем выполняем отверстие М161,5 на вертикально-сверлильном станке, затем фрезерные операции, и в конце , после термообработки, шлифуем шлицы и цилиндрические поверхности.

2.12. Расчет погрешности от упругих деформаций технологической системы.

А) Расчет прогиба при обдирке вала.

Расчетная схема.

Наибольший прогиб вала в случае балки с жесткой опоры с одной стороны и опорой с другой.

f_max=0,0093*(P*l³)/(E*J); при x=0,553*l

приведенный диаметр

d_пр=_1-nd²_i·l_i/_1-nl_i=(34²·88+50²·310+40²·114)/512=45,5мм;

Сила резания

P_y=10·C_p·t^x·S^y·Vⁿ·K_p;

K_p=K_мp·K_p·K_p·K_p·K_гp=(930/750)^0,751·1·1·1=1,175;

P_y=10·243·5^0,9·0,3^0,6·26^-0,3·1,175=2220,75Н;

f_max=0,0093·(3140,6·512³)/(2,1·10⁵·21,43·10⁴)=0,087мм;

Здесь P=P²_y+P²_z=2·2220,75²=3140,6Н;

Т.к. при затуплении резца эти составляющие равны и направлены перпендикулярно.

J=0,05·d⁴=0,05·45,5⁴=21,43·10⁴мм⁴

Искомое утолщение вала y=2·f_max=2·0,087=0,174мм, что не превышает допуск. Значит, можно вести обработку без люнета.

Б) Расчет прогиба при чистовом обтачивании вала на станке с ЧПУ.

P_y=10*243*2,03^0,9*0,6^0,6*110^-0,3*(730/750)^0,75*1*1*1*0,82=668Н;

P=2*668²=944,7Н.

v_max=P*l³/(48*E*J)=994,7*512³/(48*2,1*10⁵*21,43*10⁴)=0,062мм.

y=2*f_max=2*0,062=0,124мм. Это меньше, чем допуск S=0,16мм.

Значит, можно вести обработку без использования люнета.

Расчет силы прижатия заготовки при фрезеровании шпоночного паза и предельно допустимой нагрузки на призму из условий контактной прочности.

Расчетная схема фрезерования.

Главная составляющая силы резания

Окружная сила P_z.

P_z=(10*C_p*t^x*S^y_z*Bⁿ*Z/(D^q*n^w))*K_мp,

где Z – число зубьев фрезы;

n – частота вращения.

K_мp=(B/750)ⁿ=(730/750)^0,3=0,992;

P_z=(10*68,2*5^0,86*0,0026^0,72*5¹*2/(12^0,86*531⁰))*0,992=43,84Н;

Радиальная составляющая силы резания

P_y=0,4*P_z=0,4*43,84=17,5Н;

Сила на призму максимальна, когда P_yz перпендикулярна оси вала и равна

P_yz=43,84²+17,5²=47,37Н.

Предельная допустимая нагрузка на призму из условий контактной прочности.

Q=7*b*D, где

b – длина контакта заготовки с призмой, мм;

D – диаметр заготовки, мм.

Q=7*20*50=7000Н.

Расчет припусков на механическую обработку.

Расчет ведем методом РАМОП.

Расчет делаем для шейки  50^+0,03_+0,01

Точность – 7 квалитет.

Z_max=6,674; Z_min=4,79.

А) Черновое обтачивание.

Суммарные отклонения оси расположения поверхности

_черн=(²_к+²_у)

_к=_к*l_к=2,5*218=545мкм (кривизна проката)

_у=0,25*(²+1)=0,25*(6²+1)=1,52 (погрешность при центровании)

_черн=(545²+1520²)=1615мкм.

=0, т.к. обработку ведем в центрах.

Б) Чистовое обтачивание.

_чист=0,06*_заг=0,06*1615=97мкм.

В) Предварительное шлифование

_п.шлиф.=0.04·_чист.=0.04·97=4 мкм

Кривизна вала после Т. О. с правкой ^_к.=^_к*l_к=0.12*250=30 мкм 

_п.шлиф.=4²+30²=30.3 мкм 

Г) Окончательное шлифование

_{окончат.шлиф.}=0.03*_п.шл.=0.03*31=0.93 1 мкм

Значения заносим в таблицу .

Проверяем _общ.max.-_общ.min.=_заг.-_{гот.дет.}

6.474-4.79=1.684 1.700-0.016=1.684

Похожие работы

Применение компрессоров в промышленности

Скачать

81831

11

12

... МПа (кгс/см2) 0,588 (6,0) Температура газа начальная,°С от+5 до +15 Температура газа конечная °С, не более 110 Мощность, потребляемая компрессором, кВт 24+1,2 Частота вращения ведущего ротора, об/мин 5446 По техническому заданию за основу принят выпускаемый серийно Читинским машиностроительным ...

Разработка технологии и процесса ремонта двигателей автомобиля КамАЗ 5320 на АТП

Скачать

98140

13

0

... . На участке установлены кран-балки в первом и втором помещении, для перемещения тяжелых запасных частей, и самого двигателя в целом. 1.3.8 Организация ТО и ТР на участке Схема технологического процесса Т.О. и ремонта автомобилей При возвращении с линии автомобиль проходит через контрольно-технический пункт (КТП), где дежурный ме­ханик проводит визуальный осмотр автомобиля (автопоез­да) и ...

Проект вагонного участка по ремонту систем кондиционирования воздуха пассажирских вагонов

Скачать

77792

11

0

... рабочих 6 – 8 %, младшего обслуживающего персонала 2 – 3 %. 4 НАЗНАЧЕНИЕ, СОСТАВ И ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЕКТИРУЕМОГО УЧАСТКА ПО РЕМОНТУ СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА 4.1 Работы, связанные с ремонтом систем кондиционирования воздуха В настоящее время в пассажирском вагонном депо работы, связанные с ремонтом систем кондиционирования воздуха выполняются в основном на открытых и временно ...

Управление водродным компрессором, цех4 ЗАО Каустик

Скачать

84936

16

36

... трудозатраты на проведение ТО-1, чел/час; Т2 - трудозатраты на проведение ТО-2, чел/час; Т3 - трудозатраты на проведение ТО-3, чел/час. Водородное отделение цеха №4 ЗАО «Каустик» состоит из 2 компрессоров одинаковой мощности. Количество трудозатрат на обслуживание водородного отделения определили по формуле , (44) где n – количество обслуживаемых компрессоров, шт. ...