Материал: Улучшение обдирочно-шлифовальной головки и карусельного станка модели 1580Л
Улучшение обдирочно-шлифовальной головки и карусельного станка модели 1580Л
Содержание
Введение
. Анализ состояния вопроса, цель и задачи работы
.1 Обоснование разработки работы
.2 Цель и задачи работы
. Конструкторская часть
.1 Описание работы шлифовальной головки
.2 Расчёт и проектирование привода шлифовальной головки
.2.1 Разработка и описание кинематической схемы привода
.2.2 Энерго-кинематический расчёт привода
.2.3 Проектирование ременной передачи
.2.4 Ориентировочный расчёт и конструирование приводного вала
.2.5 Предварительный выбор подшипников и корпусов подшипниковых узлов приводного вала
.2.6 Уточнённый расчёт приводного вала
.2.7 Проверка долговечности подшипников
.2.8 Подбор шпонок и их проверочный расчёт
. Технологическая часть
.1 Разработка технологического процесса шпиндельного вала
.2 Анализ технологичности конструкции детали
.3 Выбор маршрута обработки
.4 Предварительное нормирование времени операций
.5 Выбор типа и формы организации производства
.6 Расчет припуска на обработку
.7 Выбор технологического оборудования
.8 Выбор приспособлений
.9 Выбор режущего инструмента
.10 Выбор режимов резания
.11 Уточненное техническое нормирование времени операций
.12 Выбор средств измерения и контроля
.13 Разработка управляющей программы для станка с ЧПУ
. Имитационные исследования элементов конструкций
.1 Имитационное моделирование
.2 Проектирование шпиндельного вала
.2.1 Создание трехмерных моделей деталей в системах «КОМПАС»
.2.2 Проектирование конструкций в системе «КОМПАС»
.2.3 Вращение контура вокруг оси
.2.4 Построение фасок
.2.5 Имитационное исследование
Заключение
Список использованных источников
Введение
шлифовальный подшипниковый шпиндельный долговечность
Материальная культура общества развивалась, вместе с ней совершенствовалась и техника производства, для изготовления которых требовалось применение множества материалов. Среди них, особую роль играет чёрный металл. Это сплав железа с углеродом и другими элементами. В наше время чёрные металлы применяются почти во всех отраслях. В таких как: сельское хозяйство, промышленность, строительная индустрия. В нашей стране чёрная металлургия считается основой всей промышленности. Применение чёрных металлов обладающих хорошими механическими свойствами, объясняется большим количеством исходного сырья - железных руд в недрах земли и малые затраты на переработку в чугун и сталь.
Продукция из чёрных металлов получается путём выплавки чугуна из руд в доменных печах, с последующей переплавкой его в сталь или с помощью литья изготовления из него изделий. Получение железа из руд хоть и вероятно, но невыгодно с экономической точки зрения в сравнении с двухступенчатым способом получения металлов. Доменное производство будет основой чёрной металлургии еще многие годы. В связи с этим необходимо постоянно совершенствовать и развивать технику и технологию доменного производства.
Чтобы равномерно распределить шихту по окружности колошника, а так же предотвратить выход газа в атмосферу через колошник, предназначены засыпные устройства доменных печей.
Конуса засыпных приборов отливают из износоустойчивой стали. Контактирующие поверхности отливают и шлифуют так, чтобы получился минимальный зазор, не более 0,02 мм. Что даёт нам плотное прилегание контактирующих плоскостей.
1. Анализ состояния вопроса, цель и задачи работы
.1 Обоснование разработки работы
В связи с высокими требованиями к точности и качеству, при создании достойных агрегатов и устройств, необходимо постоянно модернизировать методы обработки. Снизить себестоимость выпускаемой продукции, и улучшить её качество.
Порошковая лента марки ПЛ-Нп-500Х40Н40С2ГРЦ-Б-С используется для наплавления контактных поверхностей чаш. Механизированная наплавка износостойких покрытий открытой дугой или под слоем флюса.
Универсальная лента для восстановления и защиты стальных деталей металлургического, горнорудного, сельскохозяйственного, дорожно-строительного и другого оборудования. Деталей машин от абразивного и газоабразивного видов изнашивания, при умеренных ударных нагрузках. Нормальных и повышенных температурах: детали засыпных аппаратов доменных печей, валки коксовых дробилок, футеровка конусных дробилок, решетки транспортеров, гильзы шнековых насосов и др.
Условия для изготовления контактирующих поверхностей:
1) в точках контакта зазор между деталями не должен превышать 0,02мм;
2) отклонение от угла контактирующей плоскости не более 5°;
3) шероховатость контактирующей поверхности не более 
мкм;
4) износостойкость в местах наплавки;
) период между ремонтами устройства - 1 год.
В специальном цеху «ССМ-ТЯЖМАШ» имеется установка У-125М, где происходит полный процесс наплавки.
ПАО «СЕВЕРСТАЛЬ» имеет все необходимое оборудование и специализированные цеха для обработки механическим путём засыпных устройств доменных печей. Процесс обработки происходит на станке модели 1580Л (токарно-карусельный станок).
Техническое описание характеристик станка приведено в таблице 1.1.
Таблица 1.1 - Техническое описание характеристик станка
|
№ |
Наименование |
Значение |
|
|
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. |
Основные размеры по ГОСТ 44-93 Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм Наибольшая высота обрабатываемой заготовки (от зеркала планшайбы по «Коломенский ЗТС»), мм Наибольшая масса обрабатываемой заготовки, кг Высота сечения хвостовой части резца, мм Диаметр планшайбы стола, мм Рабочий ход ползунов, мм Рабочий ход салазок суппортов, мм Угол установки верхних суппортов к вертикали, град. Конус для крепления инструмента в расточном шпинделе токарно-фрезерного суппорта по ГОСТ 15945-82 Наибольшее усилие резания на суппортах, кН: при работе «на прижим» при работе на «отжим» Наибольшее суммарное усилие резания двумя суппортами, кН Наибольший момент резания на планшайбе, кН*м Количество ступеней привода планшайбы Пределы частот вращения планшайбы в токарном режиме, об/мин Пределы частот вращения планшайбы в расточно-фрезерном режиме, об/мин Пределы вертикальных и горизонтальных подач, мм/мин: а) левые салазки и ползун правого токарного суппорта б) правые салазки и ползун правого токарного суппорта Ускоренное перемещение салазок суппортов и ползунов, мм/мин Пределы частот вращения шпинделя токарно-фрезерного суппорта, об/мин Наибольший момент резания на шпинделе токарно-фрезерного суппорта, Н*м Минимальный диаметр отверстия, в которое можно ввести ползун, мм Количество гнёзд в магазине токарно-фрезерного суппорта Габаритные размеры станка (вместе с отдельно расположенными агрегатами и электрооборудованием), мм: длина х ширина х высота Масса станка (вместе с отдельно расположенными агрегатами и электрооборудованием), кг Класс точности станка по ГОСТ 44-93 Поворотная фрезерная головка: Посадочный диаметр фрезы по ГОСТ 24359-80, мм Наибольший допускаемый момент резания на шпинделе, Н*м Конус для крепления инструмента в шпинделе по ГОСТ 15945-82 Приспособление для выверки заготовки, шт. Максимальная величина подъёма, мм Максимальная грузоподъёмность, кг |
8000 4200 140000 63 7100 2500 4435 + 30… - 15 50АТ6 (конусность 7:24) 100 80 160 400 4 0,18…19 0,14…0,00125 0,1…1000 1,0…1000 2250 2,5…390 1100 440 2 12200х15700х11570 264000 Н 128,57 1100 50 АТ6 (конусность 7:24) 8 2,5 20000 |
|
|
32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. |
Характеристика электрооборудования: Род тока питающей сети Частота, Гц Напряжение, при котором обеспечивается безаварийная работа станка, В Род тока электроприводов станка Напряжение, В: цепей управления цепей местного освещения Мощность электродвигателя привода планшайбы, кВт Мощность электродвигателя привода шпинделя токарно-фрезерного суппорта, кВт Характеристика систем управления станком Тип системы: а) токарно-фрезерный суппорт (левый) б) токарный (правый) Число управляемых координат: а) в следящем режиме б) в режиме индикации Дискретность задания и измерения линейных перемещений Х, Z, мм Дискретность отсчёта линейных и круговых перемещений Х, Z, С, мм (град.) Диапазон шага резьбы, соосной с осью вращения планшайбы, мм Диапазон шага резьбы, нарезаемой расточным шпинделем, мм Коррекция размеров инструмента по длине и радиусу Коррекция частоты вращения планшайбы и величины подачи Коррекция кинематической погрешности привода Диагностика неисправностей Объём памяти ЗУ для хранения УП не менее, кбайт |
переменный трехфазный 50 ± 2% 380 ± 10% переменный, постоянный 110; 24 220 132 25 ЧПУ, контурно-позиционная УЦИ Х, Z Х; Z; С 0,001 0,001 1…100 1…20 имеется имеется имеется имеется 32 |
|
В ремонтно-механическом цехе появилась потребность в производстве специальной установки для черновой обработки деталей засыпных аппаратов доменных печей при годовой программе выпуска 3-х конусов с максимальным снижением затрат на механическую обработку.
Что бы решить эту задачу, приняли решение усовершенствовать карусельный станок модели 1580Л, изготовление и проектирование установки для обдирки конусов и чаш. Исполнение этого проекта позволило снизить затраты на производство, и окупить себя в короткие сроки.
Технология обработки контактирующих поверхностей, которая использовалась ранее, предполагала использование устройства ЭКО (электро-контактная обработка). Данный механизм подвешивался на правый суппорт станка при чистовой обработке шлифовальной головкой с алмазным кругом на левом суппорте станка.
При подготовке контактной поверхности к окончательной шлифовке применяли устройство ЭКО. Это и было главным недостатком, потому что механизм потреблял огромное количество электроэнергии и СОЖ.
При применении ЭКО, обрабатываемая плоскость была низкого качества. Дело в том, что правый суппорт станка (горизонтальный), на который крепится прибор, не имеет возможности поворачиваться налево от вертикальной оси на нужные для обработки углы (32° и 28°), а только на 16°. Поэтому абразивный круг врезался в поверхность при обработке. Тем самым поверхность выглядела в виде ступеней, представленных на рисунке 1.1. По этой причине сильно увеличивалось время чистовой обработки. Прибор ЭКО требовал постоянного наблюдения и высокой квалификации рабочего.
Изменение технологии обработки наплавленных поверхностей конусов и чаш подразумевает использование при грубой обработке (обдирке) особого приспособления. Разница его в том, что оно крепится на правой колонне станка, его головная часть передвигается правым суппортом шарнирной тягой параллельно обрабатываемой плоскости, а абразивный круг «развёрнут» перпендикулярно перемещению обрабатываемой поверхности в соответствии с рисунком 1.2.
Модернизация устройства, значительно улучшает качество подготовки
поверхности. Что значительно сокращает затраченное время на чистовую обработку,
расходы СОЖ и электроэнергии.
Рисунок 1.1 - Работа ЭКО устройства применяемого ранее
Рисунок 1.2 - Работа устройства по новой технологии
1.2 Цель и задачи работы
Целью работы считается улучшение обдирочно-шлифовальной головки и карусельного станка модели 1580Л. Предоставленная модернизация даёт вероятность решить проблему по обработке конусов, что в дальнейшем приведёт к понижению расходов фирмы на производство.
Для решения поставленной задачи нужно:
Спроектировать привод обдирочно-шлифовальной головки.
Необходимо точно подобрать тип привода при проектировании головки. Чтобы
обеспечить необходимую скорость вращения (
), идеально подходит клиноременная
передача.
Рассчитать и спроектировать шпиндельный узел обдирочно-шлифовальной головки, сделать ориентировочный расчет и сконструировать приводной вал. Отталкиваясь от известного диаметра вала и его конструкции, выбрать подшипники и проверить их на долговечность. Расчет схемы по чертежу вала, определить расчетные нагрузки и реакции опор.
Спроектировать станочную систему механической обработки конусов, Станочная система считается ключевым моментом увеличения производительности труда, она гарантирует стабилизацию технологического и производственного процессов;
Составить технологический процесс изготовления направляющей с применением станка с ЧПУ. Проанализировать технологичность конструкции детали, выбрать заготовку и рассчитать припуски на обработку (механическую), разработать тех. процесс обработки детали, выбрать необходимое оборудование, универсальные приспособления, режущий и измерительный инструменты, выбрать соответствующие режимы резания, создать управляющую программу для станков с ЧПУ. Левая направляющая - это часть конструкции головки;
Высчитать и сконструировать набор машинно-ручных метчиков для нарезания метрической резьбы в отверстиях направляющей левой, высчитать составляющие метчиков, геометрические характеристики, количество канавок, главные углы, конструктивные габариты.
Данная работа приурочена к модернизации с последующим проектированием
обдирочно-шлифовальной головки и усовершенствованием токарно-карусельного
станка 1580Л.
2. Конструкторская часть
.1 Описание работы шлифовальной головки
В выпускной квалификационной работе доскональное описание проектирования привода обдирочно-шлифовальной головки для обработки конусов доменных печей. Схема предоставлена на рисунке 2.1. Разбито на этапы конструирование ременной передачи, подбор подшипников, шпонок.