Дипломная (вкр): Модернизация флотомашины ХГИ-57 для обогащения угольного шлама

гдеl - вылет резца, l = 60мм;

δи.д. - допустимое напряжепие при изгибе материала корпуса,

δи.д.=200∙106 МПа.

 м

Принимая ближайшее большее значение сечение корпуса (b = 32) и руководствуясь приведенными соотношениями, получим высоту корпуса резца h = b = 32 . Принимаем h = 32.[13]

Проверяем прочность и жесткость корпуса резца:

Максимальная нагрузка , допускаемая прочностью резца:

, Н, (2.119)

В единицах СИ Н

Возможная нагрузка которую допускает жесткость резца:

, Н, (2.120)

где f - максимальный прогиб стрелы резца при черновом точении,= 0,1∙10-3 м (0,1 мм);

Е = 2∙105 МПа = 2∙1011 Па = 20000 кгс/мм2;- вылет резца;- момент инерции прямоугольного сечения корпуса, м4;

, м4, (2.121)

м4

Н

Резец достаточно прочный и жесткий, так какдоп > Pz < Pz жест

,8 > 3675,8 < 4230,3

.5.4 Выбор габаритных размеров резца

Согласно исходным условиям для черновой обработки детали по справочнику выбираем форму резца, у которого передняя поверхность криволинейная с отрицательной фаской.[13]

По СТ СЭВ 190-75 выбираем конструктивные параметры резца; длина резца составляет L =170мм; расстояние между вершины резца и боковой поверхности по направлению лезвия n =6мм; радиус кривизны вершины лезвия резца rв = 2мм; 1 =19мм, форма №0239А по ГОСТ 2209-82. Угол наклона главной режущей кромки λ=5°; главный угол в плане φ=60°; вспомогательный угол в плане φ1=30°;

Качество отделки (шероховатость) передних и задних поверхностей лезвия резца Ra =0,125 и опорной поверхности корпуса Ra =0,2; предельные отклонения габаритных размеров L =170Н16, h =32h14, b =32h14 по ГОСТ 5688-61:; марка твердого сплава Т15К6 форма № 2421 по ГОСТ 2209-82; материал державки выбираем сталь 40 по ГОСТ 1050-88. С помощью механического крепления будет держаться режущая пластинка.[13]

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

.1 Создание технологического процесса изготовления червячного вала используя станки с числовым програмным управлением

Червячнй вал испытывает большие циклы нагружения ,а именно напряжения кручения и изгиба , в отличии от червячного колеса поэтому тема технологической части важна.

Предприятия могут самостоятельно изготавливать червячные валы.

Технической задачей на проектирование будет разработать технологический процесс изготовления червячного вала по конструкторскому чертежу.

Необходимая информация для проектирования:

модуль осевой ms = 3,5мм;

число заходов Z1 = 1;

тип червяка - цилиндрический, архимедов;

направление витка - правое;

ход винтовой линии - tв =10,99;

угол профиля - α = 20°;

высота витка - h = 7,7мм;

степень точности по ГОСТ 3675-56 - 7-Х;

толщина витка - Sn1 = 5,495;

материал - сталь 50Х.

.1.1 Описание конструкции и назначение червячного вала

Деталь относится к деталям типа валов-шестерен, то есть витки червяка выполняются заодно с валом.

Основными конструктивными элементами червяка являются: рабочий участок с нарезанной резьбой, посадочные места под подшипники и выходной конец для соединения с валом электродвигателя посредством муфты.[7]

Червячные валы входят в состав червячных передач, которые предназначаются для передачи крутящего момента между скрещивающимися под углом 90° валами. Червяк, представленный в данной работе, является ведущим звеном в червячном редукторе Ч-100-50-52-1-К-У3.

.1.2 Технологический контроль чертежа детали

Конструкция червяка соответствует ГОСТ 2.406-76 «ЕСКД. Правила выполнения чертежей цилиндрических червяков и червячных колес».

Чертеж выполнели с отклонениями от ГОСТ 2.316-68 «Требования нанесений на чертеж надписей, технических требований и таблиц».

Размеры обозначили не в соответствии с ГОСТ 2.207-68 «Нанесение размеров и предельных отклонений», а посадки и предельные отклонения размеров по старым стандартам.

Отклонение форм и взаимной расположенности поверхностей детали не обозначили в соответствии с ГОСТ 2.308-68 «Указание на чертежах предельных отклонений формы и расположения поверхностей».

Маркировку шероховатости обработки нанесли не в соответствии с ГОСТ 2.309-73 «Нанесение на чертежах обозначений шероховатости поверхности», а по старому стандарту.

Все размерные линии и параметры размеров нанесли в соответствии с ГОСТ 2.303-68.

Внешнюю рамку, рамку поля чертежа выполнили в соответствии с ГОСТ 2.301-68.

Деталь изображена одним главным видом. У главного вида сделан местный разрез на червячной резьбе, что делает наиболее полное представление о детали. Кроме того, на чертеже есть еще один разрез, которые расположены выше главного вида. Этих изображений недостаточно для правильного представления о детали. Следует применить выносные элементы для канавок, центровочных отверстий и для профиля червячной резьбы.

В верхнем правом углу находится таблица с параметрами о червяке. В технических условий содержится информация, которая не уместилась в таблице; дополнительной информации для технологического проектирования нет.

Некоторые детали конструкции представлены не в соответствии с действующими стандартами.[2] Чертеж детали показан на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1. - Чертеж детали

.1.3 Анализ технологичности конструкции

Технологичность конструкции является условием влияния на характер технологического процесса. Проведем характеристику технологичности по частям конструкции детали и техническим условиям на ее изготовление.

Нетехнологичные элементы конструкции:

Сложная форма детали, предполагающая достаточно значительный расход материала: ступени, витки резьбы;

Получение конических поверхностей;

Получение шпоночного паза на конической ступени;

Нарезание червячной резьбы;

Специальные методы обработки;

Необходимость применения специальных инструментов;

Необходимость в слесарной обработке;

Высокая степень точности изготовления червяка и посадочных мест под подшипники;

Сложность контроля профиля зуба, шпоночного паза.

Технологичные элементы:

Достаточно недорогой и доступный материал;

Материал хорошо подвергается обработке лезвийным инструментом и материалами с абразивными частицами;

Большинство операций можно выполнить на стандартном оборудовании (вертикально - фрезерная, круглошлифовальная, токарная);

Применяются универсальные приспособления.

Таким образом, в целом деталь является технологичной и пригодной для обработки силами своего ремонтного участка.

.1.4 Выбор метода изготовления и формы заготовки

Назначение, конструкция детали, материал и технические требования определяют метод изготовления заготовки.

Для заготовоки червяка обычно выбирается сортовой калиброванный прокат или поковка. Из-за низкого количества изготовки червяков , а так же их небольших размеров нет цели использовать специальные поковки с определенными механическими свойствами и стуктурой.[14]

Данная заготовка выбирается по требуемому химическому составу стали, необходимых механических свойств, оптимальной макро- и микроструктуре материала, что необходимо при изготовлении быстроходного червячного вала.

Возможные заготовки представлены на рисунке 3.2. Заготовка 1 - это поковка l=320мм и Ø60мм; заготовка 2 - это сортовой прокат длиной 4000мм и Ø61мм; заготовка 3 - это сортовой прокат Ø61мм с обработанными торцами и центровыми отверстиями длиной 310мм.

Рисунок 3.2 - Возможные варианты заготовок

Путем расчета технологической себестоимости обосновывается экономический выбор заготовки:

Ццена материала заготовки 1= 47000 Руб/т ,

Ццена материала заготовки 2= 25000 Руб/т .

Таким образом, наиболее предпочтительной является заготовка 2, т.к. затраты на его изготовление меньше. К тому же на нем обработаны торцы имеются центровочные торцы и хим. состав заготовки удовлетворяют требованиям.

.1.5 Выбор структуры обработки червячного вала

Червячный вал можно обработать по типовому плану. Схема стуктуры показана на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 - Структурная схема обработки

Маршрут обработки:

.Отжиг.

.Токарная числовое програмное управление:

.1. Предварительно протачиваем наружный контур.

.2. Окончательно точим наружный контур.

.3. Точим канавку шириной 4мм до Ø38мм.

.4. Точить канавку шириной 3мм до Ø10,2мм.

.5. Точить резьбу М12х1,25мм.

.Токарная ЧПУ:

.1. Предварительно точим наружный контур до Ø26мм правую и Ø41,5мм, Ø43,5мм

.2. Точить ступень Ø26мм левую.

.3. Точить канавку шириной 4мм до Ø38мм.

.4. Точить наружный контур окончательно.

.Токарно-винторезная ЧПУ:

.1. Нарезать червяк с шагом 10,99мм черновым резцом;

.2. Нарезать червяк с шагом 10,99мм получистовым резцом;

.3. Нарезать червяк с шагом 10,99мм чистовым резцом.

. Вертикально-фрезерная;

Фрезеровать шпоночный паз В=6мм

. Слесарная ;

Опилить, маркировать, срезать не целые витки;

. Термическая;

Закалить, обработать холодом, двукратный отпуск;

. Круглошлифовальная;

Шлифовать посадочные места подшипников и наружную резьбу;

. Резьбошлифовальная

Шлифовать витки червяка;

. Контрольная.

.1.6 Определение типа производства и формы организации технологических процессов

Основное технологическое время:

Токарная числовое програмное управление - 8,0 мин;

Токарная числовое програмное управление - 6,0 мин;

Токарно-винторезная числовое програмное управление - 10,0 мин;

Вертикально - фрезерная - 3,0 мин;

Круглошлифовальная - 5,0 мин;

Резьбошлифовальная - 9,0 мин.

Тип производства определяем по коэффициенту загрузки:

=, (3.1) где : Т - среднее время технологической операции, Т=6,83мин;

- программа выпуска на год, N=240шт.;ч - фонд рабочего времени на год, Fч =2000час.

==0,014 (3.2)

Выбранный коэффициент подходит для мелкосерийного производства.

Выберем форму организации исходя из четырех более подходящих вариантов:

. Участки станков по видам обработки

. Специализированные участки

. Предметный участок (отделение)

. Гибкая производственная система (ГПС)

Нашу деталь более подходит выполнить на участке со станками по видам обработки (специализированный участок по изготовлению зубчатых колес и червяков).

.1.7 Вычисление припуска на обработку

Любая заготовка, подвергается механической обработке,их изготавливают с припуском на параметры готовой детали. Данный припуск представляет излишки материала, снимаемый на станках режущими инструментами для получения заданного класса шероховатости поверхностей и окончательных размеров деталей.

Различия между размерами заготовки и окончательно обработанной детали расчитывает величину припуска. Припуски делятся на два вида: общие- припуск который снимается во время всего процесса обработки данной поверхности. Межоперационный припуск удаляется при выполнении отдельной операции. [16]

Размер припуска для обработки и допуск на размеры заготовок зависят от таких факторов как:

. материал из которого сделана заготовка,

. параметры заготовки(размеры),

. вид заготовки и способ ее получения,

. требования на механическую обработку,

. технические условия в отношении качества и класс шероховатости

поверхности, точность размеров заготовки.

Поэтому общий припуск зависит от толщины дефектного слоя, подлежащего снятию, припуска для промежуточных операции, погрешность установки, шероховатость поверхности. Расчитаем припуск на наружный диаметр заготовки по Горбацевич.Чертеж и схема установки показана на рисунке 3.4 ,а данные технологического маршрута в таблице 3.1.

Рисунок 3.4 - (чертеж и схема установки при обработке поверхностей Ø40m6):

Таблица 3.1 - Технологические маршруты