Технология обработки пневмоцилиндра

Размещено на http://www.allbest.ru

Выпускная квалификационная работа бакалавра

Технология обработки пневмо-цилиндра

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

РАЗДЕЛ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

1. Анализ исходных данных для разработки технологического процесса

1.1 Служебное назначение и конструкция детали

1.2 Анализ технологичности конструкции детали

1.3 Выбор типа производства

2. Анализ базового технологического процесса изготовления детали

3. Выбор исходной заготовки и метода ее получения

4. Разработка технологического маршрута обработки детали

4.1 Выбор технологических баз

4.2 Выбор технологического маршрута обработки и применяемого оборудования

4.3 Определение и расчет межпереходных припусков и технологических размеров обработки

4.4 Определение режимов резания и норм времени

5. Экономическая часть

6. Патентные исследования

7. Охрана труда

РАЗДЕЛ КОНСТРУИРОВАНИЯ

1. Станочное приспособление

2. Режущий инструмент

3. Металлорежущий станок

3.1 Исходные данные для модернизации станка

3.2 Анализ конструкции базовой модели

3.3 Выбор основных технических характеристик станка

3.4 Выбор электродвигателя станка

3.5 Кинематический расчет привода главного движения

3.6 Кинематический расчет коробки скоростей

3.7 Расчет крутящих моментов на валах

3.8 Определение диаметров валов

3.9 Расчет зубчатых передач

3.10 Конструирование подвижных блоков

3.11 Расчет реакций опор и реакций на валах

3.12 Выбор подшипников

3.13 Расчет шпоночных соединений

3.14 Расчет шлицевых соединений

3.15 Проверочный расчет валов

3.16 Расчет шпинделя на виброустойчивость

3.17 Выбор системы смазки

3.18 Описание сборки шпиндельного узла

3.19 Выводы по результатам модернизации

РАЗДЕЛ АВТОМАТИЗАЦИИ

1. Расчет режимов резания

2. Выявление и расчет размерных цепей

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список использованной литературы

ПРИЛОЖЕНИЯ

А - Ведомость графической части

Б - Маршрутно-операционная карта

В - Описание примененных патентов

Г - Спецификация станочного приспособления

Д - Спецификация металлорежущего станка

Е - Органы управления станка

ВВЕДЕНИЕ

На основе ускорения научно-технического прогресса, коренных преобразований в технике и технологии, мобилизации всех технических и организационных факторов предстоит добиться значительного повышения производительности труда.

Ключевую роль в материализации новейших достижений в науке и техники играет машиностроение. Развитие этой отрасли - основа научно-технического прогресса и поддержание на должном уровне обороноспособности страны.

Научно-технический прогресс должен быть настроен на радикальное улучшение использования природных ресурсов, сырья, материалов, топлива и энергии на всех стадиях от добычи и комплексной переработки сырья до использования конечной продукции.

В центре экономической политики и всей практической работы выдвигается задача всемирного повышения технического уровня и качества продукции. Применение прогрессивных, высокопроизводительных методов обработки, обеспечивающих высокую точность и качество поверхностей деталей машин, методов упрочнения рабочих поверхностей, повышающих ресурс работы деталей и машины в целом, эффективное использование современных автоматических линий и точных станков с программным управлением, ЭВМ, применение прогрессивных форм организации и экономики производственных процессов. Все это направлено на решение главных задач: повышение эффективности производства и качества продукции.

Эффективность научно-технического прогресса зависит не только от наращивания выпуска новейшей техники, но и лучшего использования основных фондов, увеличения объема продукции с каждой единицы оборудования, с каждого квадратного метра производственной площади.

Технология в значительной степени определяет состояние и развитие производства. От её уровня зависит производительность труда, экономичность расходования материала, энергетических ресурсов, качества выпускаемой продукции и другие показатели.

В соответствие с выше сказанным, задача выпускной работы является разработка более совершенного технологического процесса изготовления цилиндра 8ТЯ.451.003 обеспечивающего повышение его эффективности, за счет применения более современного оборудования и снижения себестоимости изготовления детали.

РАЗДЕЛ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

1. Анализ исходных данных для разработки технологического процесса

Проводится в соответствии с техническими требованиями, заданными чертежом детали (лист 1) точность цилиндрических отверстий сопрягаемых со штоком поршня и самим поршнем по 9 и 11 квалитету соответственно. Шероховатость поверхностей должна соответствовать Ra1,6 и Ra0,8 мкм. Допустимое отклонение от соосности этих поверхностей 0,2 мм.

Основной вид заготовок отливка.

Поскольку цилиндр имеет сложную геометрическую форму, которую можно получить только литьем выбираем материал - серый чугун СЧ15 ГОСТ 1412-85.

Химический состав чугуна СЧ15 (ГОСТ 1412-85), массовой доли в %

Таблица 1.1

Si	Mn	S	C	P
2 ч 24	0,5 ч 0,8	0 ч 0,15	3,5 ч 3,7	0 ч 02

Механические свойства чугуна СЧ15

Таблица 1.2

Предел прочности на растяжение, МПа	300
Предел текучести, МПа	80
Модуль упругости, МПа	80000
Модуль упругости при сдвиге кручением, МПа	42000
Плотность, кг/м3	7000
Усадка при литье, %	1,1
Твердость по Бринеллю, НВ	165

1.1 Служебное назначение и конструкция детали

Цилиндр является корпусной деталью пневмо-цилиндра. Назначение - пневмо-цилиндр при срабатывании перемещает штоком группу контактов размыкая или замыкая их. Применяется в электро-пневмо сетях различного назначения электровозов ЧС2, ЧС2К, ЧС2Т, ЧС6, ЧС7, ЧС200.

Поверхность Ш45Н11 сопрягается с поршнем, по этому её шероховатость достаточно низкая - Ra 0.8, обеспечивающая минимальное трение поршня о внутреннюю поверхность цилиндра высокую герметичность полости цилиндра во время эксплуатации.

Поверхность Ш16Н9 сопрягается со штоком поршня и служит для точной ориентации штока и плавности его хода.

Так же с цилиндром сопрягаются: пружина (служит для возврата поршня), крышка (создает герметичность цилиндра и обеспечивает подвод пневмо-сети) и др.

Цилиндр крепиться к кронштейну пневматического контактора, в состав которого он входит при помощи двух болтов М12 и паза шириной 18 мм.

1.2 Анализ технологичности конструкции детали

Технологичность рассматривается как совокупность свойств конструкции изделия, проявляемых в возможности оптимальных затрат труда, средств, материалов и времени при технической подготовке производства, изготовлении, эксплуатации и ремонте и определяются с помощью качественных и количественных показателей.

Методика расчета приведена в работе [5].

Обрабатываемые поверхности указаны на рисунке 1.1, а их характеристики перечислены в таблице 1.3.

Размещено на http://www.allbest.ru

Таблица 1.3

Наименование поверхности	Количество поверхностей	Квалитет точности	Показатель шероховатости
Отверстие «Б»	1	9	Ra 1,6
Торец «А» и «И»	1	14	Ra 12,5
Фаска «В»	1	12	Ra 12,5
Поверхности «Л» и «К»	2	16	Ra 12,5
Отверстие «З»	1	11	Ra 0,8
Цилиндрическая поверхность «Д»	1	12	Ra 12,5
Торец «Г»	1	15	Ra 12,5
Торец «Е»	1	15	Ra 6,3
Фаска «Ж»	1	12	Ra 12,5
Резьбовое отверстие «М»	2	9	Ra 3,2
Отверстие «Н»	1	7	Ra 12,5
Отверстие «П»	2	14	Ra 12,5
Резьбовое отверстие «Р»	4	9	Ra 3,2
Фаска «С»	2	12	Ra 12,5
Поверхности паза «Т»	3	15	Ra 6,3
ИТОГО	25

1. Коэффициент использования материала:

Ким = , (1.1)

где Мд - масса готовой детали, кг

Мз - масса заготовки, кг.

2. Коэффициент точности обработки:

; (1.2)

; (1.3)

Т.к. Ктч >0,8 , то деталь технологична по этому показателю.

3. Коэффициент шероховатости поверхностей:

; (1.4)

;



Т.к. КШ<0,32, то деталь технологична по этому показателю.

1.3 Выбор типа производства

Поскольку при проектных работах тип производства трудно определить, примем по ГОСТ 3.1119 - 83 производство мелко-серийным, тогда коэффициент закрепления операций находится в пределах 20 < Кз.о < 40 [3, c. 52 - 56]. Расчет ведем по методике работы [3, с. 52 - 53].

Определим, Кз.о. и тип производства для разрабатываемого нами технологического процесса, учитывая, что:

1. годовая программ составляет Nг - 10000 шт./год;

2. режим работы - двухсменный;

3. действительный годовой фонд времени работы оборудования составляет Fд - 4055 часов;

Расчет коэффициента загрузки станка проектируемой операции:

, (1.5)

где Тшт - штучное калькуляционное время необходимое для выполнения проектируемой операции;

Nм ==шт. - месячная программа выпуска заданной детали при работе в одну смену;

Fм = ч месячный фонд времени работы оборудования в одну смену; kв = 1,3 - коэффициент выполнения норм.

Подставляя в формулу значения Fм и kв получим:

(1.6)

Расчет количества однотипных операций в одной смене в течение месяца:

Поi = , (1.7)

где Юн планируемый нормативный коэффициент загрузки станка всеми закрепленными за ним однотипными операциями: для мелко-серийного производства Юн =0,8;

По1 = ;

По2 = ;

По3 = ;

По4 = ;

По5 = ;

По6 = ;

Расчет количества операций, выполненных в течение месяца на одном участке в одну смену:

У Поi = 4,76+14,5+6,02+2,95+28,57+22,86=79,66;

Расчет необходимого числа рабочих для обслуживания в течение одной смены одного станка:

Рi = , (1.8)

где Ni - приведенный месячный объем выпуска деталей при загрузке станка до принятого значения Юн; ti - штучно-калькуляционное время на выполнение проектируемой операции, мин: ti = Тшт ; Ф - месячный фонд времени рабочего, занятого в течение 22 рабочих дней в месяц Ф = 22•8 = 176 ч.

Р1= ;

Р2= ;

Р3= ;

Р4= ;

Р5= ;

Р6= ;

Полученные значения округляем в большую сторону до ближайшего целого числа, то есть до 1.

Расчет явочного числа рабочих участка (при работе в одну смену) производим суммированием значений Рi, рассчитанных для каждого станка:

6;

Расчет коэффициента закрепления операций:

, (1.9)

где УПоi - суммарное число различных операций за месяц по участку из расчета на одного сменного мастера; УРi - явочное число рабочих участка, выполняющих различные операции при работе в одну смену.

Проведенные расчеты показывают, что 10 < Кз.о < 20, а это свидетельствует о том, что производство является средне-серийным.

2. Анализ базового технологического процесса механической обработки ступицы

Анализ базового варианта технологического процесса проводиться с точки зрения обеспечения заданного качества детали и производительности обработки. По результатам анализа приведены замечания и предложения по его модернизации.

Существующий маршрутный технологический процесс приведен в таблице 2.1.

Таблица 2.1.

Номер операции	Наименование и краткое содержание операции и принятые технологические базы (БТ)	Наименование и модель станка
005	1. Установить деталь в 3-х кулачковый патрон. Закрепить, открепить, снять. 2. Подрезать торцы детали пов.1 и пов.3, обточить пов.2, выдержав размеры 5+0,5; 12; 56; Ш58-0,4. 3. Расточить предварительно пов.4 на длине 56. 4. Обработать торец бобышки пов.5, выдержав размер 73+0,5 и центровать бобышку. 5. Сверлить отверстие Ш15,8 на глубину бобышки поф.8. 6. Расточить пов.4 начисто, выдержав размер Ш45+0,16 на длине 56 и R1.	Токарная с ЧПУ токарный полуавтомат TZC-32N1
010	1. Установить деталь в 4-х кулачковый патрон. Закрепить, открепить, снять. 2. Подрезать торец детали пов.6, выдержав размер 139±0,7 и расточить фаску 1Ч45? пов.7. 3. Развернуть отверстие Ш15,8 пов.8 до Ш16Н9+0,043 на глубину бобышки.	Токарно-винторезная станок токарно-винторезный 1К62
015	1. Установить деталь в приспособление. Закрепить, открепить, снять. 2. Фрезеровать паз в размер , выдержав размеры: 68±0,2 пов.9, отклонение от параллельности торцевой поверхности паза и оси симметрии должно быть не более 0,2 - обеспечивается приспособлением. 3. Перевернуть приспособление. Фрезеровать пов.10, выдержав размеры: 56±0,2; 3±0,2; 40±1.	Горизонтально-фрезерная станок горизонтально-фрезерный 6Т82Г
020	1. Установить 4 детали в приспособление. Закрепить, открепить, снять. 2. Сверлить в каждой детали по 4 отверстия Ш6,7 под резьбу М8 пов.11. 3. Нарезать резьбу М8 в 4-х отверстиях каждой детали пов.11. 4. Сверлить в каждой детали по 2 отв. Ш10,2 под резьбу М12, выдерживая размеры 35±0,5; 24+2; 19; 5±1 пов.12. 5. Нарезать резьбу М12 в 2-хотверстиях каждой детали на глубину 20+4 пов.12. 6. Сверлить по 1-у отв. Ш6+0,3 в каждой детали, выдержав размеры: 15±1 на глубину детали пов.13.	Сверлильная с ЧПУ станок многоцелевой сверлильно-фрезерно-расточной 2С150ПМФ4
025	1. Установить деталь в кондуктор. Закрепить, открепить, снять. 2. Сверлить 2 отв. Ш6+0,3 под <90?, выдерживая размер: 25±1.	Вертикально-сверлильная станок вертикально-сверлильный 2Б125
035	1. Смазать пов. (4) керосином. 2. Хонинговать пов. (4), выдержав чистоту поверхности Ra 0,8 и размер: Ш45+0,17 .	Хонинговальная станок вертикально-сверлильный 2А125

В результате анализа базового технологического процесса механической обработки цилиндра и рассчитанного типа производства (средне - серийного) можно сделать следующие выводы:

1 Метод получения заготовки выбран обоснованно при довольно высоком коэффициенте использования материала, хотя припуски на обработку являются несколько завышенными по сравнению с оптимальными.

2 Величины заданных припусков позволяют выполнить механическую обработку детали и получить, заданную чертежом точность размеров.

3 В технологическом процессе обеспечивается соблюдение принципов единства или постоянства баз.

4 Применяемое при механической обработке оборудование практически полностью соответствует требованиям операций, выполняемых на них.

5 Применяемые режимы резания не всегда являются теоретически обоснованными и прогрессивными.

6 Используются стандартные режущие и измерительные инструменты с традиционными марками инструментального материала, различные приспособления и вспомогательные инструменты.

7 Высокопроизводительный инструмент в базовом технологическом процессе не применяется

8 Существующий технологический процесс имеет достаточно малую раздробленность операций, что позволяет быстро определить источник брака и своевременно устранить её или предупредить причины возникновения брака.

3. Выбор исходной заготовки и метода ее получения

Метод получения заготовки определяется назначением и конструкцией детали, материалом, техническими требованиями, масштабом и серийностью выпуска, а также экономичностью изготовления.

Для получения заготовки целесообразней применять литье в песчано-глинистые формы. Т.к. деталь изготавливается из чугуна и имеет сложную геометрическую форму, то этот метод является единственным экономически приемлемым.

Выбранный метод получения заготовки достаточно дешевый и не требует дорогостоящего оборудования, оснастки и характеризуется относительно низкой трудоемкостью.

Коэффициента использования материала при данном методе получения заготовки: Ким = . (4.1)

Метод является эффективным и его замена не целесообразна.

4. Разработка технологического маршрута обработки

4.1 Выбор технологических баз

Схема базирования и закрепления, технологические базы, базирующие и зажимные элементы и устройства станочного приспособления должны обеспечивать определенное положение заготовки относительно режущих инструментов, надежность ее закрепления и неизменность базирования в процессе изготовления изделия.

На первой операции в качестве черновой базы используется наружная поверхность Ш59. Эта поверхность единственная, которая может использоваться в качестве технологической базы при обработке поверхностей 1, 2, 3, 4, 5 (см. рис. 1.1) без применения сложного приспособления. А также обеспечивает необходимую точность базирования и надежность закрепления при обработке заготовки.

4.2 Выбор технологического маршрута обработки и применяемого оборудования

В результате анализа базового технологического процесса и рассчитанного типа производства (средне - серийного) можно внести ряд изменений. Для современного автоматизированного средне - серийного производства характерно применение станков с ЧПУ, позволяющих осуществить быструю переналадку для механической обработки деталей других типоразмеров и обеспечивающих высокую производительность. Станки с ЧПУ по сравнению с универсальными имеют более широкие технологические возможности, что допускает увеличение концентрации операций.

Предлагается:

1 Для фрезерования паза и поверхности 10; сверления 4 отверстий Ш6,7 под резьбу М8 пов.11 с последующей нарезкой резьбы; сверления по 2 отв. Ш10,2 под резьбу М12 с последующим нарезанием резьбы М12; сверления одного отв. Ш6+0,3 пов.13; сверления двух отв. Ш6+0,3 пов.14 - использовать станок ИС320 Глобус.

2 Для хонингования отверстия цилиндрической поверхности Ш45+0,17 пов.4. заменить вертикально-сверлильный станок 2Н135;

Таблица 4.1

№ операции	Наименование операции	Наименование и модель станка	Тшт., мин
005	Токарная с ЧПУ	Токарный полуавтомат TZC-32N1	5,32
010	Токарно-винторезная	Токарно-винторезный 1К62	1,75
015	Комплексная на обрабатывающем центре с ЧПУ	Обрабатывающий центр ИС320 Глобус	10,2
020	Хонинговальная	3А833	1,12
Итого	18,39

4.3 Определение и расчет межпереходных припусков и допусков

Проводится с целью определения минимальной величины припуска на каждом технологическом переходе, удаляемого с поверхности заготовки для достижения заданных свойств обрабатываемой поверхности детали. Величина минимального припуска определяется расчетно-аналитическим методом. Результаты расчетов представлены в таблицах.

Обработка цилиндрической поверхности Ш45Н11+0,16

Заготовка - отливка, группа точности - 1-я, масса заготовки -2,76 кг, допуск на размер у заготовки мм.

Технологический маршрут обработки поверхности Ш45Н11+0,16 состоит из точения чернового, получистового, чистового и шлифования окончательного. Точение производится в трехкулачковом патроне, шлифование в пневматическом патроне.

Размещено на http://www.allbest.ru

Схема обработки цилиндрической поверхности Ш45Н11+0,16 показана на рисунке 5.1.

Элементы припуска и Т для заготовки. Элементы припуска и Т для поверхности после механической обработки.

Суммарное отклонение:

(5.5)

где - смещение осей отливки;

= - увод оси отливки; (5.6)

=10 мкм - удельная кривизна заготовки;

мм = 1695мкм;

Остаточная величина пространственного отклонения:

,

где -коэффициент уточнения формы

после чернового точения мкм;

после чистового точения мкм;

после хонингования мкм.

Погрешность установки:

, (5.7)

где- погрешность базирования;

- погрешность закрепления;

=0, так как обработка ведется в самоцентрирующемся патроне;

при черновом точении мкм;

при чистовом точении мкм;

=0, так как обработка ведется за одну установку;

Минимальный припуск для поверхности вращения:

;(5.8)

под черновое точение

=мкм;

под чистовое точение мкм;

под хонингование мкм;

Расчетный размер:

мм;

мм;

мм;

Предельный минимальный размер:

мм;

мм;

мм;

мм;

Предельные значения припуска:

=45,014-44,952=0,062мм=62мкм;

=44,952-44,34=0,612мм=612мкм;

=44,34-38,3=6,040мм=6040мкм;

=45,16-45,155=0,005мм=5мкм;

=45,014-44,500=0,514мм=514мкм;

=44,500-38,700=5,8мм=5800мкм;

Номинальный припуск:

; (5.9)

мкм;

Номинальный диаметр заготовки:

мм;

Проверка правильности расчетов:

; (5.10)

мкм; мкм;

мкм; мкм;

мкм; мкм;

Схема припусков и межпереходных размеров представлена на рисунке 5.2.

Рисунок 5.2 - схема припусков и межпереходных размеров

Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку отверстия Ш.

Таблица 4.2

Технологические переходы обработки поверхности Ш	Элементы припуска, мкм	Расчетный припуск , мкм	Расчетный размер , мм	Допуск , мкм	Предельный размер, мм	Предельные значения припусков, мкм
		Т
Заготовка	600	600	1695	-	-	38,7	400	38,3	38,7	-	-
Точение черновое	50	50	102	120	2•2900	44,5	160	44,34	44,50	5800	6040
Точение чистовое	30	30	4	-	2•257	45,014	62	44,952	45,014	514	612
Хонингование	0,8	2	-	50	2•73	45,160	5	45,155	45,160	5	62
Итого	6320	6715

Обработка торцевой поверхности 139±0,7

Заготовка - отливка, группа точности - 1-я, масса заготовки - 2,76 кг, допуск на размер у заготовки мм.

Элементы припуска и Т для заготовки. Элементы припуска и Т для поверхности после механической обработки. Допуск [6, с.14, т.5].

Схема обработки торцевой поверхности Ш 32 показана на рисунке 5.1.

Рисунок 5.3 - Обработка торцевой поверхности Ш 32

Суммарное отклонение:

, (5.11)

где - коробление поковок;

=10 мкм - удельная кривизна заготовки [2, с.72, т.32];

мм = 580 мкм;

Остаточная величина пространственного отклонения:

(5.12)

где - коэффициент уточнения формы ;

после точения мкм;

Погрешность установки:

, (5.13)

- погрешность базирования;

- погрешность закрепления;

=0, так как обработка ведется в самоцентрирующемся патроне;

при точении мкм [2, с.80, т.38];

Минимальный припуск для торцевой поверхности:

; (5.14)

под точение мкм;

Расчетный размер:

=138,3+2,2=140,5 мм;

Предельный максимальный размер:

мм;

мм;

Предельные значения припуска:

=143-138,5=4,3 мм=4500 мкм;

=140,5-138,5=2,2 мм=2200 мкм;

Номинальный припуск:

; (5.15)

мм=1620мкм; (5.16)

мкм;

Номинальная длина:

=141,75 мм;

Проверка правильности расчетов:

мкм;

мкм;

Рисунок 5.4. - Схема расположения припусков и допусков линейных размеров

Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку торцевой поверхности .

Таблица 4.3

Технологические переходы обработки поверхности	Элементы припуска, мкм	Расчетный припуск , мкм	Расчетный размер , мм	Допуск , мкм	Предельный размер, мм	Предельные значения припусков, мкм
		Т
Заготовка	600	600	580	-	-	140,5	2500	140,5	143	-	-
Точение	50	50	34,8	420	2200	138,3	200	138,3	138,5	2200	4500
Итого	2200	4500

4.4 Определение режимов резания и норм времени

Аналитический расчет режимов резания и норм времени проводим по методике [7, с.261-300].

010 Операция токарно-винторезная

Переход 2. Подрезать торец детали (пов. 6) выдержав размеры 139±0,7.

На станке токарно-винторезном 1К62 производится обработка торца (пов.6) заготовки цилиндра, необходимо выдержать размеры 139±0,7;. Материал заготовки - СЧ15. Материал резца - ВК6.

Глубина резания при снятии припуска за один проход мм;

Подача S = 0,35 мм/об [7, с.266, т.11];

Период стойкости резца мин [7, с.415];

Расчет скорости резания:

, (5.17)

где ; [7, с.270, т.8]

, (5.18)

=-коэффициент, учитывающий влияние механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания [7, с.224, т.9];

=-коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки [7, с.226, т.14];

=- коэффициент, учитывающий влияние материала режущей части инструмента на скорость резания [7, с.226, т.15];

=1, =0,87, =1, =1 - коэффициенты, учитывающие влияние параметров резца на скорость резания [7, с.427, т.16];

=1,04 - коэффициенты, учитывающие влияние вида обработки на скорость резания [7, с.227, т.16];

;

м/мин;

Расчет частоты вращения шпинделя:

=об/мин; (5.19)

Принимаем частоту вращения n = 1250 об/мин;

Уточнение скорости резания:

м/мин

Расчет тангенциальной составляющей силы резания:

, (5.16)

где ; [7, с.274, т.22]

, (5.20)

= - коэффициент, учитывающий влияние механических свойств обрабатываемого материала на силу резания [7, с.276, т.23];

=0,89; =1,1; =1; =1 - коэффициенты, учитывающий влияние геометрических параметров режущей части инструмента на силу резания [7, с.431, т.24];

;

Расчет мощности резания:

кВт; (5.21)

Расчет требуемой мощности двигателя:

=2,9 кВт; (5.22)

=11 кВт, что больше , следовательно резание возможно.

Определение машинного времени на обработку:

, (5.23)

где Квр - коэффициент, учитывающий врезание и перебег режущего инструмента, при механической обработке (обычно он равен от 1,05 до 1,1);

D - диаметр обрабатываемой поверхности,

n пр - принятая частота вращения шпинделя;

S - подача мм/об;

мин;

Определение штучного времени:

=мин; (5.22)

015 Операция комплексная на обрабатывающем центре с ЧПУ.

Операция производится на обрабатывающем центре ИС320 Глобус. Материал заготовки - СЧ15.

Переход 2. Фрезеровать паз в размер .

Станок - ИС320 Глобус

Глубина фрезерования мм;

Тип фрезы - концевая (D=18);

Период стойкости мин [7, с.435, т.29];

Подача на зуб - Sz = 0,03 мм/зуб;

Материал инструмента - Р6М5.

Расчет скорости резания:

, (5.32)

[7, с.288, т.39];

, (5.33)

=1,29; =1; =1;

;

м/мин;

Расчет частоты вращения фрезы:

= об/мин; (5.34)

Расчет силы резания:

, (5.35)

С =30; ; u = 1; q = 0,83; Кмр=0,88; w = 0; [7, с.429, т.20];

Расчет крутящего момента:

Расчет мощности резания:

кВт; (5.36)

Определение машинного времени на обработку:

мин; (5.37)

Определение штучного времени:

=мин; (5.38)

Переход 5. Нарезать резьбу М12-7Н на глубину 20+0,4 в 2х отверстиях Ш10,2.

Глубина резания мм;

Радиальная подача мм/об;

Период стойкости метчика мин;

Число проходов i=2;

Материал режущей части инструмента - Р6М5.

Расчет скорости резания:

, (5.39)

[7, с.451, т.46];

, (5.40)

=0,88; =1; =0,75[7, с.452,т.47];

;

м/мин;

Расчет частоты вращения шпинделя:

=об/мин; (5.41)

Расчет крутящего момента:

, где (5.42)

D - диаметр резьбы; S - шаг резьбы;

С =0,0025; ; К=0,88 [7, с.451, т.46];

;

Расчет мощности резания:

кВт; (5.43)

Определение машинного времени на обработку:

мин; (5.44)

Определение штучного времени:

=мин; (5.45)

Переход 10. Сверлить 4 отверстия Ш6,7 глубиной 12 мм напроход последовательно.

Глубина резания мм;

Осевая подача мм/об [7, с.276, т.27];

Период стойкости мин [7, с.435, т.29];

Расчет скорости резания:

, (5.23)

; [7, с.278, т.28]

, (5.24)

=1,3; =1; =1;

;

м/мин;

Расчет частоты вращения шпинделя:

=об/мин; (5.25)

Расчет крутящего момента:

, (5.26)

С =0,021; ; К=0,89 [7,с.264, т.9];

;

Расчет осевой силы:

(5.27)

 [7, с.281, т.32];

Расчет мощности резания:

кВт; (5.28)

Расчет требуемой мощности двигателя:

кВт; (5.29)

=4 кВт, что больше , следовательно резание возможно.

Определение машинного времени на обработку одного отверстия:

мин; (5.30)

Определение штучного времени:

=мин; (5.31)

Переход 11. Нарезать резьбу М8-7Н на проход в 4х отверстиях Ш6,7.

Глубина резания мм;

Радиальная подача мм/об;

Период стойкости метчика мин;

Число проходов i=1;

Материал режущей части инструмента - Р6М5.

Расчет скорости резания:

, (5.39)

[7, с.451, т.46];

, (5.40)

=0,88; =1; =0,75[7, с.452,т.47];

;

м/мин;

Расчет частоты вращения шпинделя:

=об/мин; (5.41)

Расчет крутящего момента:

, где (5.42)

D - диаметр резьбы; S - шаг резьбы;

С =0,0025; ; К=0,88 [7, с.451, т.46];

;

Расчет мощности резания:

кВт; (5.43)

Определение машинного времени на обработку:

мин; (5.44)

Определение штучного времени:

=мин; (5.45)

5. Экономическая часть

В структуре себестоимости изготовления детали затраты на основные материалы и зарплату основных рабочих составляют 80% [5, c.88]. Изменения, внесенные в технологический процесс изготовления цилиндра приводят к уменьшению трудоемкости механической обработки. Что в свою очередь снижают технологическую себестоимость детали. Определить экономический эффект, от предложенных изменений технологического процесса механической обработки цилиндра, можно, используя тарифные ставки 4 разряда основных рабочих Ярославского электровозо-ремонтного завода (25,567 руб/час), стоимость 1 тонны чугуна СЧ15 (7600 руб) и, приведенные в работе [7, с. 428, табл. 20] коэффициенты доплат и начислений на заработную плату основных рабочих.

Расчет себестоимости изготовления детали:

, (6.1)

где Мо - стоимость основных материалов;

Зо - заработная плата основных рабочих;

Стоимость основных материалов:

, (6.2)

где - масса заготовки; См - стоимость единицы массы заготовки; Кт.з - коэффициент, учитывающий транспортно - заготовительные расходы; =(-) - масса отходов на одну деталь; Со - стоимость отходов.

Заработная плата основных рабочих по базовому варианту:

, (6.3)

где Кн.в - коэффициент, учитывающий средний процент выполнения норм; Кпр - коэффициент, учитывающий премии и другие доплаты; Тшт.i -штучное время на выполнение i-ой операции; Ст.i - часовая тарифная ставка основных рабочих.

Заработная плата основных рабочих по спроектированному варианту:

Себестоимости изготовления детали по базовому варианту:

Себестоимости изготовления детали по спроектированному варианту:

Экономический эффект на годовую программу в 10000 шт. составляет:

(6.4)

Таким образом, изменения, внесенные в технологический процесс механической обработки цилиндра, позволяют получить экономический эффект на годовую программу выпуска деталей 57000 рублей.

6. Патентные исследования

В выпускной работе предлагается использовать патенты и авторские свидетельства выбранные по сборнику «Изобретения» - официального бюллетеня Российского агентства по патентам и товарным знакам. Краткий анализ патентов приведен ниже, а полное описание с иллюстрациями в приложении.

Патент Российской федерации № RU2214318C2 7 «Реверсивное сверло» МКИ 7 В23В51/00. 2004 г.

Реверсивное сверло, содержащее симметричные перья с направляющими ленточками, стружкоотводные канавки и режущие лезвия, задние поверхности которых наклонены к вершине сверла под углом в плане и образуют с обеих сторон на пересечении со стружкоотводными канавками режущие кромки. Этот инструмент отличается тем, что задние поверхности режущих лезвий выполнены плоскими, расположенными перпендикулярно к плоскости симметрии одноименных перьев.

Данный инструмент приносит двойной экономический эффект, т.к. при затуплении одних режущих кромок сверло может работать другим комплектом режущих кромок при его реверсировании.

Реверсивное сверло может применяться на всех сверлильных операциях модернизированного технологического процесса.

Патент Российской федерации № RU2186659C2 «Режущий инструмент» МКИ 7 В23В27/16, В23С5/24, Алтайского государственного технического университета им. И.И.Ползунова. 2002 г.

Изобретение относится к металлообработке, обработке плоских поверхностей режущим инструментом с многогранными режущими пластинами. Инструмент содержит корпус, поворотные секторы с выступами по наружному диаметру, имеющими в поперечном сечении форму, соответствующую профилю пазов корпуса, режущие пластины, закрепленные на секторах, соединительные элементы и упругие элементы. Для повышения точности обработки инструмент снабжен пластинами со ступенчатым отверстием в каждой, жестко связанными боковой поверхностью с поворотными секторами, и втулками из материала с высоким коэффициентом линейного расширения. При этом выступы поворотных секторов имеют в поперечном сечении Т-образную форму, в корпусе выполнены ступенчатые цилиндрические полости, в которых с зазором установлены упомянутые пластины, подпружиненные в осевом направлении относительно соединительных элементов, связывающих их с соответствующими упомянутыми втулками.

Рассмотренный инструмент может применяться при обработке торцовых поверхностей 1, 3 и 6 в модернизированном технологическом процессе механической обработки цилиндра.

7. Охрана труда

Технологические процессы механической обработки проводятся в производственных зданиях, которые должны отвечать требованиям безопасности. Требования безопасности труда определяются ГОСТ 12.1. 028 - 80; 12.1. 029 - 80; ГОСТ 12.1. 030 - 81; 12.1. 033 - 81; 12.1. 036 - 81.

7.1 Характеристика производственного здания

Здание относится к категории Д НПБ 109-95, как механообрабатывающий цех. Имеются склад масел и термический участок (категории В и Г соответственно).

Строительные материалы здания - несгораемые и трудносгораемые, здание относится ко II степени огнеопасности.

Санитарный класс производства по СН 245-71 -V. Водоснабжение и тип канализации в соответствии с СН и П II 04.01 - 85.

Площадь на одного работающего (4,5 м2) отвечает санитарным нормам. Для организации движения транспорта и людских потоков предусмотрены магистральные проезды и проходы между станками и участками.

7.2 Пожаробезопасность

По степени огнестойкости здание относится ко второй категории. В целях предупреждения пожаров в цехе предусмотрены огнетушители, ящики с пеком, гидраты, выдра. Количество огнетушителей 25 штук, из них 15 пенных.

При тушении пожаров напор воды должен быть не ниже 10кг/см. Длины пожарных рукавов 50 метров, диаметр 65мм. Производство снабжено сигнализацией, в виде термоизвещателей, реагирующих на температуру свыше 70С.

7.3 Освещение

Искусственное и естественное освещение должно соответствовать требованиям СН и П 23-05-95.

Для металлорежущих станков в механическом цехе освещенность нормируется в горизонтальной плоскости на месте обработки детали. Разряд зрительной работы Зв. Зрительная работа в этом разряде характеризуется как работа с высокой точностью. Минимальная освещенность рабочих мест 300лк.

Нормируемое значение КЕО при верхнем и боковом освещении на рабочих местах 5%. Допустимое напряжение питания не более 380 В.

Искусственное освещение выполнено ртутными лампами типа ДРЛ. На отдельных участках - люминесцентными. Высота подвеса светильников над полом не менее 2,5 метров. Для местного освещения применяются светильники, установленные на станках. Допустимое напряжение питания 36В. Аварийное освещение не менее 50 лк.

7.4 Электробезопасность

В цехе эксплуатируются электрические установи от сети 380 В. Цеховая электросеть выходит в подразделение сетей до 1000 В.помещение по степени опасности поражения людей электрическим током характеризуется как особо опасное.

Для защиты человека от поражения электрическим током предусматривается: заземление; средства, обеспечивающие недоступность токопроводящих частей - ограждения, изоляция.

Максимальное допустимое расстояние от человека и ограждения до токопроводящих частей, находящихся под напряжением - 0,6 м. Здание цеха имеет контурное заземление К=4 Ом.

7.5 Шум и меры борьбы с ним

Уровень шума на рабочем месте не должен превышать 85 дБ. Речь средней громкости должна быть слышна на расстоянии 1,5 м при шумах любого класса по ГОСТ 12.1. 050 - 86 и СНиП 245-71.

Для уменьшения уровня шума предусмотрены следующие меры:

- размещение шумных агрегатов в изолируемом месте;

- применение изолирующих средств (экраны, кожухи, ограждения);

- применение индивидуальных средств защиты.

7.6 Вибрации

Источником вибраций являются станки, уровень звукового давления от них не превышает 80дБ по ГОСТ 12.1.049 - 86 механообрабатывающие цехи относят к 3 категории по вибробезопасности. Технологические вибрации передаются на рабочие места, не имеющие вибраций, и оказывают вредное воздействие на работающих. Для устранения вибраций станки монтируют на виброгасителях, производится балансировка вращающихся частей и механизмов станка.

7.7 Производственный интерьер

Стены цеха окрашены в светло-бежевый цвет на высоту 2,5 м. Фермы и балки - в желтый цвет. Границы проездов и проходов маркируются сплошной белой линией. Поверхности металлорежущих станков окрашены в зеленый цвет. Транспортные машины и механизмы окрашены в желтый цвет, их выступающие части обозначены черными полосами. Ручки управления и кнопки «Пуск» окрашены в черный цвет, кнопки «Стоп» - в красный.

7.8 Отопление и вентиляция

Цех отапливается посредством нагрева прямоточного воздуха различными способами. По ГОСТ 12.1.005 - 81 для работ категории Iб:

- допустимая норма температуры воздуха в рабочей зоне в холодный и

переходный периоды года от 15є до 21єС;

- допустимая норма относительной влажности в рабочей зоне в

холодный и переходный периоды года не более 75%;

- допустимая норма скорости движения воздуха в рабочей зоне в

холодный и переходный периоды года Vв = 0,4 м/с.;

- температура вне постоянного рабочего места от 13є до 24єС;

- у ворот цеха предусмотрены тепловые завесы.

РАЗДЕЛ КОНСТРУИРОВАНИЯ

1. Расчет станочного приспособления

В качестве станочного приспособления спроектировано механизированное зажимное приспособление на комплексную операцию на обрабатывающем центре с ЧПУ.

Определение силы зажима

Схема установки детали и действия сил в процессе механической обработки цилиндра представлена на рисунке 5.3

Рисунок 1.1 - схема действия сил.

Расчет силы зажима [6, с.80]:

, (1.1)

где f =0,16 - коэффициент трения;

R1 = 865 Н - осевое усилие при сверлении отв. Ш6,7

R2 = 7028 Н - осевое усилие при сверлении отв. Ш10,2

Расчет общего коэффициента запаса:

=1,5 (1.2)

Расчет рычажного устройства

Схема рычажного устройства приведена на рисунке 5.6.

Рисунок 1.1 - схема рычажного устройства

Fш - усилие на штоке,

РЗ - усилие зажима.

(1.3)

При условии что l1=l2=l:

Н

Расчет параметров гидропривода.

Расчет диаметра поршня:

, (1.4)

откуда ; (1.5)

Принимаем D=40 мм, d=20 мм; [4, с.229,т.8]

Выбираем гидроцилиндр двухстороннего действия ГОСТ 19899-74.

Рабочее давление 10 МПа.

Диаметр поршня - 40 мм;

Толкающая сила - 12,3 кН;

Тянущая сила - 8,5 кН;

Диаметр штока - 12 мм;

Ход поршня - 32 мм.

2. Расчет металлорежущего инструмента

Расчет спирального сверла Ш6,7 с цилиндрическим хвостовиком из быстрорежущей стали.

Методика расчета приведена в [10, 120-125 с.]

Исходные данные для расчета:

Глубина отверстия: 12 мм;

Подача на оборот: 0,3 мм/об;

Скорость резания: 38,2 м/мин;

Осевая сила: 785 Н;

Момент сил резания: 3,2 Н•м;

1 Определение длинны сверла:

Длины частей сверла могут быть приняты по ГОСТ 10903-64:

l0=70 мм - длина рабочей части;

l2=113 мм - длина хвостовика и шейки.

L= l0+l2=170+113 = 183 мм;

примем L = 180 мм.

2 Определение геометрических и конструктивных параметров режущей части:

2ц=118? - угол между режущими кромками;

щ=30? - угол наклона винтовой канавки;

б=12? - задний угол;

г=6? - передний угол.

Шаг винтовой канавки:

(2.1)

3 Толщина сердцевины сверла:

у начала сверла: dс=0,18•D=0,18•6,7=1,2 мм;

у хвостовика: dс=2,7 мм;

4 Обратная конусность рабочей части сверла должна составлять 0,04 - 0,10 мм, примем 0,05 мм.

5 В соответствии диаметром сверла выбираем значения ширины ленточки и высоту затылка по спинке:

f0=0,7 мм - ширина ленточки;

К=0,2 мм - высота затылка по спинке.

6 Определение ширины пера:

В=0,58•D=0,58•6,7=3,9 мм. (2.2)

7 Определение геометрических элементов профиля фрезы для фрезерования канавки сверла.

Профиль канавочной фрезы приведен на рисунке 6.1.

Большой радиус профиля:

R0=CR•Cr•Cф•D, (6.3)

(6.4)

R0=0,502•0,99•1•6,7=3,33 мм;

Меньший радиус профиля:

Rk=Ck•D, (6.5)

Сk=0,015•щ0,75=0,015?300,75=0,19; (6.6)

Rk=0,19•6,7=1,27;

Ширина профиля В=R0+Rk=3,33+1,27=4,6 мм;

Рисунок 2.1 - Профиль канавочной фрезы

8. Предельные отклонения диаметров сверла (по ГОСТ 885-64) D=6,7-0,037; радиальное биение рабочей части сверла не должно превышать 0,15 мм; предельные отклонения углов 2ц=118±2?, щ=30?-2; твердость рабочей части сверла HRC 62 - 65.

3. Металлорежущий станок

3.1 Исходные данные для модернизации станка

Для выполнения всех сверлильных операций и операции хонингования был модернизирован вертикально-сверлильный станок 2Н135 под обработку материалов IV группы материалов сверлением.

3.2 Анализ конструкции базовой модели

Станок вертикально-сверлильный модели 2Н135 используется на предприятиях с единичным и мелкосерийным производством продукции и предназначены для выполнения следующих операций: сверления, рассверливания, зенкерования, зенкования, развертывания и подрезания торцов ножами.

Наличие на станке механической подачи шпинделя, при ручном управлении циклами работы, допускает обработку деталей в широком диапазоне размеров из различных материалов с использованием инструмента из высокоуглеродистых быстрорежущих сталей и твердых сплавов.

Установленное на станке электрическое устройство реверсирования двигателя главного движения, позволяет производить нарезку резьбы машинным метчиком при ручной подаче шпинделя.

Основные технические данные и характеристики приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1

1 Наибольший диаметр сверления в стали 45 ГОСТ 1050-74, мм	35
2 Размеры конуса шпинделя по ГОСТ 25557-82	Морзе 4
3 Расстояние оси шпинделя до направляющих колонны, мм	300
4 Наибольший ход шпинделя, мм	250
5 Расстояние от торца шпинделя, мм
до стола	30 - 750
до плиты	700 - 1120
6 Наибольшее перемещение сверлильной головки, мм	170
7 Перемещение шпинделя за один оборот штурвала, мм	122,46
8 Рабочая поверхность стола, мм	450Ч500
9 Наибольший ход стола, мм	300
10 Установочный диаметр Т-образных пазов в столе по ГОСТ 1574-75
центрального	18Н9
крайних	18Н11
11 Расстояние между Т-образными пазами по ГОСТ 6569-75, мм	100
12 Количество скоростей шпинделя	12
13 Пределы чисел оборотов шпинделя, об/мин	31,5 - 1400
14 Количество подач	9
15 Пределы подач, мм/об	0,1 - 1,6
16 Наибольшее количество нарезаемых отверстий в час	55
17 Управление циклами работы	ручное
18 Род тока питающей сети	трехфазный
19 Напряжение питающей сети, В	380/220
20 Двигатель главного движения
тип	4А100L4
мощность, кВт	4,0
21 Электронасос охлаждения
тип	Х14-22М
мощность, кВт	0,12
22 Производительность, л/мин	22
23 Габариты станка, мм
высота, мм	2535
ширина	835
длинна	1030
24 Масса станка, кг	1200

Базовый станок имеет двигатель мощностью 4 кВт. Максимальная частота вращения шпинделя 1400 об/мин, минимальная - 31,5 об/мин. Наибольший диаметр сверления 35 мм.

Передача крутящего момента с одного вала на другой осуществляется с помощью подвижных блоков зубчатых колес.

Шпиндель базового станка имеет 12 скоростей вращения.

Кинематическая формула главного движения вертикально-сверлильного станка 2Н135:

(3.1)

Базовый станок имеет 6 валов, 3 подвижных блока. Станок имеет перебор.

3.3 Выбор основных технических характеристик станка

1 Выбор глубины резания: tmax, tmin (Dmax, Dmin)

Dmin = 1/3• Dmax; (3.2)

цилиндр обработка станок припуск

Dmax = 35 мм;

Dmin = 1/3•35=1167 (мм);

Dmin = 12 мм;

где Dmax - максимальный диаметр инструмента,

Dmin - минимальный диаметр инструмента.

2 Определение максимальной и минимальной подачи:

Dmin = 12 мм;

So = 0,15; 0,2; 0,3; 0,4; 0,6; 0,8; 1;

Dmax = 35 мм;

So = 0,3; 0,4; 0,6; 0,8; 1.

3 Определение скорости резания (табличные)

Dmin: Vmax = 46 м/с;

Vmin = 23 м/с;

Dmax: Vmax = 38 м/с;

Vmin = 24 м/с;

где Vmax, Vmin - максимальная и минимальная скорости резания.

Пункт 1-3 берутся из таблиц для соответствующего вида обработки.

4 Расчет максимальной и минимальной скорости резания:

Vmax = Vтабл.max•К1•К2•К3•…•К7; (3.3)

Vmin = Vтабл.min•К1•К2•К3•…•К7;

К1, К2, К3…К7 - коэффициенты, которые берутся соответственно для Vmax - максимальные и для Vmin - минимальные.

Vmax = Vтабл.max•Kmax; (3.4)

Vmin = Vтабл.min•Kmin; (3.5)

где Kmax = •KVМ•KVМ••KVL; (3.6)

Kmin = •KVМ•KVd••KVL; (3.7)

= 1,15; (Р10К5Ф5)

= 0,91; (Р6М5)

= 1,66; (КЧ30-6)

= 0,71; (СЧ30,35)

= 1;

= 0,9;

= 1;

= 0,8;

= 1;

= 0,7.

Отверстие: глухое, сквозное.

Условия обработки: СОЖ, без СОЖ.

Глубина сверления: 3D, 10D.

Kmax = •Kvм•Kvd••KvL = 1,15•1,66•1•1•1 = 1,91;

Kmin = •Kvм•Kvd••KvL = 0,91•0,71•0,9•0,8•0,7 = 0,33;

Dmin: Vmax = Vтабл.max•Kmax = 46•1,91 = 87,86 (м/с);

Vmin = Vтабл.min•Kmin = 24•0,33 = 7,92 (м/с);

Dmin: Vmax = Vтабл.max•Kmax = 38•1,91 = 72,58 (м/с);

Vmin = Vтабл.min•Kmin = 24•0,33 = 7,92 (м/с);

5. Определение максимальной и минимальной частоты вращения:

Dmin: (об/мин); (3.8)

(об/мин); (3.9)

Dmax: (об/мин);

(об/мин);

3.4 Выбор электродвигателя станка

Двигатель подбирается по максимальной частоте вращения и мощности резания [5, стр. 30].

Определение мощности резания:

; (3.10)

; (3.11)

См = 0,0325;

Dmax = 35 мм;

q = 2;

S = 1;

Y = 0,8;

Kp = 1,15 - 2 (1,6);

(Н•м);

(кВт);

(Н•м);

nmax = 2398 об/мин; nmax < nдв;

Выберем по каталогу стандартный двигатель марки 4А112М2У3:

Nдв = 7,5 кВт,

Nдв = 2900 об/мин.

3.5 Кинематический расчет привода

1 Определение диапазона регулирования:

; (3.12)

2 Определение числа ступеней частот вращения шпинделя:

;

где ц - знаменатель геометрического ряда. (3.13)

Для обработки 4-ой группы материалов выбираем ц = 1,26, ц = 1,41;

,

;

Принимаем значение геометрического ряда z =17, ц = 1,26.

Возможные частоты вращения:

63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000; 2500 - всего 17.

nmin = 63 об/мин;

nmax = 2500 об/мин.

Приведенный диапазон.

Рисунок 3.1 - Диапазон частот вращения

3.6 Кинематический расчет коробки скоростей

1 Построение структурной сетки:

Для построения структурной сетки все промежуточные передачи разбивают на группы. Лучи первой группы расходятся на величину ц. Лучи второй группы расходятся на ц в степени количества лучей первой группы. Лучи третьей группы расходятся на ц в степени произведения лучей первой и второй групп. Лучи четвертой группы расходятся на ц в степени произведения лучей всех предыдущих групп.

Z = 3Ч3Ч2 = 18;

U1:U2:U3 = ц;

U4:U5:U6 =;

U7:U8 =;

Рисунок 3.2 - Структурная сетка привода

2. Построение графика чисел оборотов

· Каждому валу соответствует своя шкала частот вращения. А количество точек на шкале соответствует числу частот вращения.

· Частота на каждом валу нанесена в логарифмическом масштабе, по этому расстояние между точками одинаково.

· Передаточные отношения изображены утолщенными линиями. Наклон вправо означает увеличение частоты вращения, наклон влево - уменьшение частоты вращения. Передаточное отношение пары колес не может быть более чем 2 и не менее ј.



Рисунок 3.3 - График чисел оборотов для коробки скоростей без перебора

3. Подсчет чисел зубьев на все передачи

При назначении чисел зубьев колес должно выполняться условие: сумма зубьев передач, находящихся между парой валов, должна быть постоянной, т.е. . Сумма зубьев подбираются по таблицам.

Колеса передающие крутящий момент от двигателя, через муфту берем с прототипа:

; (3.14)

; (3.15)

Колеса коробки скоростей:

 (3.16)

Колеса, передающие крутящий момент из коробки скоростей станка в коробку подач в коробку подач станка заимствуем у прототипа:

;

3.7 Расчет максимальных крутящих моментов на валах

Расчет ведется по формулам:

(3.17)



Мкр.дв > Мкр.1

Поэтому выбранный двигатель обеспечивает постоянство мощности во всем диапазоне частот вращения шпинделя.

3.8 Определение диаметров валов

(3.18)

Принимаем диаметры валов кратными 5 мм, под посадку подшипников:

d1 = 20 мм;

d2 = 20 мм;

d3 = 25 мм;

d4 = 35 мм;

dшп = 60 мм.

3.9 Расчет зубчатых передач

Для расчета берем передачи, которые работают в трудных режимах - по самым понижающим передачам.[5, стр. 47]

1 Определяем модуль по самой нагруженной передаче из условия выносливости зубьев на изгиб.

(3.19)

где Km - вспомогательный коэффициент (для прямозубых: Km = 13)...