Федеральне агентство з освіти РФ
Сибірська державна автомобільно-дорожня академія
Кафедра «Експлуатація дорожніх машин»
Курсова робота
Проектування технологічного процесу ремонту деталей транспортних і технологічних машин
Омськ, 2009 р
Введення
На сучасному етапі розвитку нашої промисловості, надається виключне значення розвитку російського машинобудування, підготовці висококваліфікованих інженерно-технічних кадрів для цієї галузі промисловості. Провідну роль в машинобудуванні грає верстатобудування, що виробляє засоби виробництва - технологічне обладнання, пристрої і інструменти для машинобудівних підприємств.
Витрати на технологічну остнастку досягають до 20% собівартості виробу, особливо значні вони при під час створення самої складної, дорогої і відповідальної її частини - пристосувань.
Верстатні пристосування (СП) застосовують для установки заготовок на металорізальні верстати. Обгрунтоване застосування верстатних пристосувань дозволяє отримувати високі техніко-економічні показники. Трудомісткість і тривалість циклу технологічної підготовки виробництва, собівартість продукції можна зменшити за рахунок застосування стандартних систем верстатних пристосувань, скоротивши трудомісткість, терміни і витрати на проектування і виготовлення СП.
В умовах серійного виробництва вигідні системи СП багаторазового застосування.
Продуктивність праці значно зростає (на десятки - сотні відсотків) за рахунок застосування СП: швидкодіючих з механізованим приводом, багатомісних, автоматизованих, призначених для роботи в поєднанні з автооператором або технологічним роботом.
Точність обробки деталей за параметрами відхилень розмірів, форми й розташування поверхонь збільшується (в середньому 20-40%) за рахунок застосування СП точних, надійних, що володіють достатньою власної та контактної жорсткістю, зі зменшеними деформаціями заготовок і стабільними силами їх закріплення.
Застосування СП дозволяє знизити вимоги до кваліфікації верстатників основного виробництва (в середньому на розряд), об'єктивно регламентувати тривалість виконуваних операцій і розцінки, розширити технологічні можливості обладнання.
1. Розробка технологічного процесу ремонту деталі
Дефект деталі:
Знос або зрив різьби.
Спосіб відновлення:
наплавлення електродного дроту;
гостріння валу;
нарізування різьби
Отже, для ремонту деталі необхідно зробити три операції - наплавлення, гостріння і нарізку різьблення.
2. Наплавлення
Малюнок 1 - Наплавлення
Товщина наплавляемого шару повинна бути рівна максимальному зносу плюс припуск на обробку.
, (1)
де U max - максимальний знос деталі, мм, U max = 1,3 мм;
Δ - припуск на обробку, мм, Δ = 1 мм.
.
Діаметр електродного дроту підбираємо залежно від необхідної товщини наплавляемого шару та кількості наплавляються шарів.
, (2)
де η - коефіцієнт наплавлення, η = 0,9 - 0,95.
.
За ГОСТ 2246-70 вибираємо дріт СВ08 dе = 3 мм.
Силу зварювального струму вибираємо таким чином, щоб не вигоряв основний матеріал деталі, і разом з тим рівномірно і повністю без прихвачування расплавлялись електродний дріт.
(3)
де Dа - щільність струму, А / мм 2;
Dа = 50 А / мм 2.
Частота обертання повинна бути підібрана таким чином, щоб розплавляється метал поширювався на деталі рівно без напливів і западин.
, (4)
де Vn - швидкість подачі зварювального дроту по мундштуку, мм / хв,
Vn = 50 мм / хв,
D - діаметр наплавляється деталі, мм, D = 30 мм,
S - подача зварювального мундштука, мм / об, S = dе = 2,5 мм / об.
Маса зварювального дроту для наплавлення деталі визначається як добуток питомої ваги, наплавляемого металу на обсяг.
(5)
де ρ - питома вага наплавляемого металу, кг / мм 3, = 7,8 · 10 -6 кг / мм 3,
Vн - обсяг наплавляемого металу,
, (6)
де Vгот. - Обсяг готової деталі, мм 3,
Vізн. - Обсяг зношеної деталі, мм 3.
,
m = 7,8 · 10 -6 · 8021,13 = 0,062 кг.
Для операції наплавлення необхідно розрахувати штучне і підготовчо - заключний час.
(7)
де Те - основний час,
(8)
де L - довжина наплавляється поверхні деталі, мм, L = 26 мм;
n - число оборотів деталі, хв -1, n = 29,9 хв -1;
i - кількість проходів при наплавленні, i = 1.
Допоміжний час
(9)
Тв = 0,12 · 0,29 = 0,035 хв.
Додатковий час
(10)
де - Час обслуговування верстата, хв,
- Час відпочинку, хв.
(11)
(12)
де - Операційний час,
(13)
Підготовчо - заключний час
Таблиця 1 - Розрахунок параметрів наплавлення
Параметр | S, мм | m, г | I, А | N, хв -1 | Т о, хв | Т шт, хв |
Значення | 3 | 62 | 363,25 | 29,9 | 0,29 | 15,35 |
3. Гостріння
Малюнок 2 - Точіння
При гладкому точінні виробляють: зовнішню обточку, розточування, підрізування торця, відрізку. У даному випадку необхідно провести гостріння наплавленою поверхні валика. Гладке гостріння проводять у два етапи - чорнове і чистове точіння. Обробку виробляємо різцем з твердого сплаву Т5К10, стійкість інструмента Т = 60 хв.
3.1 Вибір параметрів режиму різання
3.1.1 Глибина різання
Глибину різання t, мм визначаємо за даними таблиці 39 / 1 /.
Глибина різання при:
t = 0,5 мм;
3.1.2 Визначення подачі
Подача при зовнішньому поздовжньому точінні визначається за таблицею 41 / 1 /
S = 0,2 мм / об.
3.1.3 Визначення швидкості різання
Швидкість різання за таблицею 45 / 1 / приймаємо рівною:
V = 170 м / хв.
Виробляємо коригування швидкості різання виходячи з поправочних коефіцієнтів.
(14)
де V практ - фактична швидкість різання, м / хв;
k м - поправочний коефіцієнт на швидкість різання в залежності від матеріалу оброблюваної деталі;
k м = 0,75 (згідно Таблиця 47 / 1 /);
k м.р. - поправочний коефіцієнт на швидкість різання в залежності від матеріалу різця;
k м.р. = 1 (згідно / 1 /);
k х - поправочний коефіцієнт на швидкість різання в залежності від характеру заготівлі та стану її поверхні;
k х = 0,85 (згідно Таблиця 48 / 1 /);
k ох = 1 (так як присутній охолодження згідно Таблиця 45 / 1 /);
3.1.4 Частота обертання шпинделя верстата
Число оборотів шпинделя верстата, n, хв -1, визначається за формулою / 1 /
, (15)
де V - швидкість різання, м / хв;
d - діаметр валу, d = 33 мм.
;
3.2 Розрахунок часу
3.2.1 Розрахунок основного часу
Основне (машинне) час, Т о, хв, визначається за формулою / 1 /
, (16)
де L - розрахункова довжина оброблюваної поверхні з урахуванням врізання й перебігаючи, мм, визначається за формулою
, (17)
де l - довжина оброблюваної поверхні у мм, l = 26 мм;
l 1 - величина врізання, мм;
l 2 - величина перебігаючи, мм, значення величин (l 1 + l 2) = 26 мм (згідно Таблиці 51 / 1 /);
i - число проходів, i = 1;
S - подача, м / хв.
3.2.2 Визначення норми часу операції
Норма часу операції, Т шк, хв, визначається за формулою / 1 /
, (18)
де Т в - допоміжний час, хв, визначається за таблицею 53 / 1 /;
Т у = 0,9 хв;
Т доп - додатковий час, хв, визначається за формулою / 1 /
, (19)
де К - відношення додаткового часу до оперативного, при токарній обробці К = 8;
Т п.З - підготовчо-заключний час, хв, вибирається в залежності від складності роботи і розмірів верстата за таблицею 55 / 1 /;
Т п.З = 10 хв;
n - кількість деталей в партії, n = 1.
Таблиця 2 - Розрахунок параметрів точіння
Параметр | t, мм | S, мм / об | V практ, м / хв | Т о, хв | Т у, хв | Т доп, хв | Т пз, хв | Т ш.к., хв |
Значення | 0,5 | 0,2 | 108,4 | 0,13 | 0,9 | 0,08 | 10 | 11,1 |
4. Нарізування різьби
Малюнок 3 - Нарізування різьби
4.1 Визначення швидкості нарізки різьби
= 8,4 м / хв (згідно таблиця 56 / 1 /);
4.2 Визначення числа оборотів валу
(20)
4.3 Розрахунок часу
4.3.1 Розрахунок основного часу
, (21)
де L - довжина нарізати різьблення, мм, L = 26 мм;
= 1,56 хв.
4.3.2 Визначення норми часу
Т у = 0,9 хв (згідно Таблиця 53 / 1 /).
=
Т п.З = 10 хв (згідно Таблиця 55 / 1 /).
= 12,66 хв.
Таблиця 3 - Розрахунок параметрів нарізування різьби
Параметр | Т про | Т в | Т доп | Т п.з. | Т ш.к. |
Знапченіе, хв | 1,56 | 0,9 | 0,2 | 10 | 12,66 |
5. Розробка пристосування для ремонту деталі
Для ремонту валика використовуємо фіксує патрон (мал. 4).
Малюнок 4 - Фіксуючий патрон
1-Корпус патрона, 2-фіксуючий центр, 3-важіль, 4-вісь важеля.
Пристосування спеціалізоване і уніфіковане; призначене як для наплавлення, так і для точіння і нарізки різьблення на валику водяного насоса.
Затискний пристрій пристосування - важіль, закріплений на корпусі пристосування. Важіль встановлений на осі, яка запресована у виступ в корпусі патрона.
Опис роботи пристосування
Натисненням важеля 3, піднімається притискає частину; валик вставляється в фіксує патрон 1, важіль опускається в шпонковий паз валика і з протилежного боку валик підтискається задньою бабкою. При цьому важіль притискається до корпусу патрона, що запобігає випадання важеля з паза валика.
При обертанні важіль патрона перешкоджає проворачиванию валика щодо своєї осі.
5.1 Розрахунок зусилля затиску
Сила різання в площині x, y, z, Н, визначається за формулою / 4 /
, (22)
де С р - коефіцієнт, що характеризує операцію (точіння, відрізання і т.д.), визначається за таблицею 22 / 4 /;
t - довжина леза різця, мм, t = 50 мм;
S - подача, мм / об;
V - швидкість різання, м / хв;
x, y, n - показники ступеня для конкретних (розрахункових) умов обробки для кожної складової сили різання, визначаються за таблицею 22 / 4 /;
К р - поправочний коефіцієнт, визначається за формулою / 4 /
, (23)
де - Ряд коефіцієнтів, що враховує фактичні умови різання, визначаються за таблицею 9, 10 і 23 / 4 /.
Як розрахунковий режиму, приймемо: швидкість різання V = 108,4 м / хв, подача S = 0,2 мм / об.
По таблиці 22 / 4 / визначаємо:
P z | P y | P x | |
C p | 200 | 125 | 67 |
x | 0,9 | 1,2 | |
y | 0,75 | 0,75 | 0,65 |
n | 0 | 0 |
За таблицями 9, 10 і 23 / 3 / визначаємо коефіцієнти, що враховують фактичні умови різання:
P z | P y | P x | |
k мр | 0,5 | ||
k φ р | 1,08 | 1,63 | 0,70 |
k γ р | 1,15 | 1,6 | 1,7 |
k λ р | 1,0 | 0,75 | 1,07 |
k Rр | 0,87 | 0,66 | 1,0 |
для P z:
= 0,54.
= 908 Н.
Зусилля затиску визначиться за формулою
, (24)
де М я - момент від сили різання, Н ּ м, визначається за формулою
, (25)
де Р z - сила різання в площині уоz, Н;
r в - радіус валу на місці точіння, м, r в = 0,016 м.
М w - момент від сили закріплення (опору проворот валу), Н ּ м, визначається за формулою
, (26)
де Р w - зусилля притиску, Н;
r ш - радіус валу на місці притиску, м, r ш = 0,023 м.
Визначаємо зусилля затиску:
, (27)
= 632 Н.
Висновок
У ході виконання курсової роботи був зроблений вибір і розрахунок операцій з відновлення валика водяної помпи.
В результаті виконання курсової роботи ми спроектували пристосування - патрон фіксуючий, із зусиллям притиску деталі (валика водяного насоса) до настановної базі силою не менше 632 Н.
Список використаних джерел
Броневич Г.А. "Курсове та дипломне проектування СДМ". - М.: Машинобудування, 1973 .- 250 с.
Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисципліни «Організація і технологія виробництва і відновлення споживчих властивостей машин і їх складальних одиниць», Омськ, видавництво СібАДІ. 2002.-44 с.
В.А. Горохів. Проектування і розрахунок пристосувань. - Мінськ: "Вишейшая школа", 1986. - 238 с.
Довідник технолога-машинобудівника. Під редакцією Косилової / Том 2. - М.: Машинобудування, 1985 .- 450 с.
Б.М. Базарів та ін Альбом з проектування пристосувань. - М.: Машинобудування, 1991. - 121 с.: Іл.