Аналіз вертикально-фрезерної операції виготовлення деталі "Вал привідний"

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Производство и технологии


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Реферат

Записка: 39 с, 10 рис, 7 табл, 10 джерел.

Об'єкт роботи: «Вал привідний» 43. 42. 87. 068. 04. 00. 001 компресорної установки 6ВШ2. 5−8/100.

Мета роботи — проаналізувати вертикально-фрезерну операцію виготовлення деталі «Вал привідний» 43. 42. 87. 068. 04. 00. 001.

При виконанні роботи був проведений аналіз службового призначення деталі та машини в яку входить ця деталь. Був проведений аналіз технічних вимог на виготовлення деталі, визначено тип виробництва та форми його організації, вибір методу отримання заготовки, визначення режиму різання на один перехід і повне технічне нормування операції.

Вал привідний, компресорна установка, муфта приводу, тип виробництва, кривошипно-гарячоштампуальні преси, схема базування, вертикально-фрезерний верстат, різальний інструмент, швидкість різання, ефективна потужність, операційний час, штучно-калькуляційний час.

Вступ

Конструювання і виготовлення машин становить основу машинобудування. Саме машинобудування є головною галуззю народного господарства, яка визначає можливість розвитку інших галузей. Конструювання і виготовлення машин являє собою два етапи єдиного процесу. На етапі виготовлення машин особливу увагу звертають на їх якість та на його найважливіший показник — точність. Створення машин заданої якості у виробничих умовах спирається на наукові основи технології машинобудування. Найважливішим показником якості є точність всіх параметрів виготовлення деталі. Складність вирішення проблеми точності полягає в необхідності врахування одночасної дії багатьох факторів, кожен з яких викликає певну похибку виготовлення деталі. Технологічний процес завжди багатоваріантний. Роблячи аналізи первинних похибок, враховуючи їх взаємодію і комбінування, можна вибрати оптимальний варіант, що відповідає основному призначенню технології машинобудування як науки. Основи технології машинобудування традиційно включають декілька найважливіших етапів розробки технологічного процесу. У будь-якому типі виробництва виявляється необхідним аналіз вихідних даних та технологічний контроль конструкторської документації. Економічні проблеми сучасного виробництва, одні з основних роблять завдання вибору заготовок і розробку технологічного процесу. Виконання цих етапів вказує на центральне місце технології машинобудування в машинобудівному виробництві. В даній курсовій роботі вирішується задача розробки та аналізу технологічних процесів виготовлення привідного валу 43. 42. 87. 068. 04. 00. 001 компресорної установки 6ВШ2. 5−8/100 (з шестирядним п’ятиступінчастим поршневим компресором із зусиллям 2,5 т призначена для компрімування повітря).

1. Аналіз службового призначення машини, вузла, деталі. Опис конструктивних відмін деталі та умов експлуатації

Характеристика установки. Установка компресорна 6ВШ2. 5−8/100 (рисунок 1. 1) являє собою моноблочну конструкцію на загальній рамі. Компресор, блок охолодження, вологомастильні відбивачі є єдиним модулем. Дизельний двигун з системами функціонування також об'єднані в єдиний модуль. Компресор станції виконаний на 2W-базі 6ВШ2.5 з номінальним поршневим зусиллям 2,5 т, з кутом розвалу циліндрів 600, шестирядний, п’ятиступінчастий, має параметри, зазначені в табл.1.1.

Найменування

Продуктивність м3/хв

Початковий тиск, МПа

Кінцевий тиск, МПа

Потужність, кВт

6ВШ2. 5−8100

8,4

атмосферний

10

128

Таблиця 1.1 — Параметри компресора 6ВШ2. 5−8/100. 1]

При створенні станції основна увага приділялася двом проблемам, а саме: ресурсу циліндропоршневої групи та можливості стабільної роботи станції в діапазоні температур навколишнього середовища від -45? до +45?С. Температура нагнітання сходами компресора не перевищує 170? С при максимально допустимій температурі навколишнього середовища +45?С. Компресорна установка здатна працювати без подачі охолоджуючої рідини. Установка призначена для експлуатації при висоті над рівнем моря не більше 1000 м.

У конструкції застосовані сучасні технічні рішення та матеріали, що забезпечують значне підвищення тривалості міжремонтного періоду і збільшення загального моторесурсу при роботі компресора з числом обертів колінчастого вала 1500 в хвилину. [1]

Рисунок 1.1 — Загальний вид компресорної установки 6ВШ2. 5−8/100

Коротке описання вузла. Муфта приводу призначена для передачі крутного моменту від двигуна (дизеля) до компресора, поглиблення вібрацій, запобігає аварій при перевантаженнях, зменшує динамічне навантаження.

Рисунок 1.2 — Муфта приводу

Рисунок 1.3 — Муфта приводу (розріз А), яка входить в установку дизеля й компресора

Опис деталі. Деталь 43. 42. 87. 068. 04. 00. 001 «вал привідний» представляє собою тіло обертання з явно вираженою фланцевою частиною. Матеріал Сталь 40 ГОСТ 1050–88, матеріли замінники: Сталь 45 ГОСТ 1050–88, Сталь 40Х ГОСТ 4543–71. Креслення деталі показане в додатку А.

Рисунок 1.4 — Ескіз деталі «Вал привідний»

Таблиця 1.2 — Класифікація поверхнь

Вид поверхонь

Номери поверхонь

Виконавчі

5, 7

ОКБ

2, 9, 7

ДКБ

6, 10, 11,12

Вільні

1, 4, 3, 8

Класифікація поверхонь

а) За призначенням:

Основні конструкторські бази — 2, 7, 9 (рисунок 1. 4) по поверхні 2, вал ?100h6 контактує з втулкою вузла, по поверхні 7 — шпонковий паз 25 вал не провертається у втулці, по поверхні 9 — торець диску ?228 деталь упирається в торцеву частину втулки.

Допоміжні конструкторські бази — 6, 10, 11, 12 поверхня 6 — отвір ?10 необхідний для кріплення кришки за допомогою болтів М10−7Н, поверхня 10,12- пази для розміщення кришки, поверхня 11- отвір необхідний для кріплення інших деталей вузла.

Вільні поверхні - 1, 4, 3, 8;

Виконавчі поверхні - 5, 7 поверхня 5- пази шківу, що стикаються з приводним пасом.

б) За кількістю ступенів свободи, яких позбавляє база:

ПНБ — подвійна направляюча база, позбавляє деталь 4 степені свободи — переміщення вздовж осей OZ і OY і обертання навколо тих же осей (рисунок 1. 5). У нашому випадку це буде поверхня № 2

ОБ — опорна база, позбавляє деталь 1-го ступеня свободи — обертання навколо координатної осі ОХ. У нашому випадку це буде поверхню № 7.

ОБ — опорна база, позбавляє деталь 1-го ступеня свободи — переміщення вздовж осі ОХ. У нашому випадку це буде поверхня № 9.

Рисунок 1.5 — Схема базування деталі у виробі

Таблиця 1.3 — Матриця зв’язків

X

Y

Z

l

0

1

1

ПНБ

б

0

1

1

l

0

0

0

ОБ

б

1

0

0

l

1

0

0

ОБ

б

0

0

0

Зв’язки

Ступені свободи

Назва бази

1, 2, 3,4

II, III, V, VI

ПНБ

5

IV

ОБ

6

I

ОБ

Таблиця 1. 4-Таблиця відповідностей

2. Аналіз технічних вимог на виготовлення деталі

Вал привідний — це відповідальна деталь, що виконує функцію передачі крутного моменту від двигуна до компресора, тобто працює на кручення, робота відбувається в агресивних середовищах. Цим підтверджується вибір матеріалу заготовки — Сталь 40 ГОСТ 1050–88 та матеріли замінники: Сталь 45 ГОСТ 1050–88, Сталь 40Х ГОСТ 4543–71.

Матеріал деталі «Вал привідний» конструкційна, вуглецева, якісна Сталь 40 ГОСТ 1050–88. Застосовується для виготовлення труб, поковок, деталей кріплення, валів, дисків, роторів, фланців, зубчастих колес, втулок для тривалої служби при температурах до 425 град.

Таблиця 2.1 — Хімічний склад матеріалу сталь 40, %

С

Si

Mn

Ni

S

Cu

P

Cr

As

0,37−0,45

0,17−0,37

0,5−0,8

до 0. 25

до 0,035

до 0,3

до 0,35

до 0. 25

До 0,08

Таблиця 2.2 — Механічні властивості матеріалу

ув, МПа

y, %

KCU, Дж/м2

HB

570

45

59

197

Проаналізуємо основні поверхні та технічні вимоги пред’явлені до виготовлення деталі.

Діаметральний розмір ?100h6, з шорсткістю Ra 0,8 мкм, цією поверхнею деталь контактує з муфтою через втулку. Ця поверхня являється основною конструкторською базою (В). Розмір виконаний по 6 квалітету точності для того щоб якомога точніше зацентрувати деталь у виробі більшого порядку, цим самим уникнути радіального биття та полегшити процес збирання даного вузла. При досягненні мінімальних значень радіального биття деталі можна значно збільшити час роботи деталі та вузла в цілому.

Діаметральний розмір ?132js7, з шорсткістю Ra 1,6 мкм, на тильній стороні валу — паз який центрує кришку муфти, яка кріпиться болтами до валу. До цього розміру пред’являється допуск на радіальне биття в 0,05 мм.

До розміру 25з шорсткістю Ra 3,2 мкм (ширина шпонкового пазу), пред’являються вимоги: допуск паралельності 0,02 мм, та допуск симетричності 0,1 мм. Цією поверхнею деталь контактує з шпонкою, яка в свою чергу контактує з муфтою. Точність отримання даного розміру забезпечує правильне розміщення шпонки.

Невиконання цих вимог при фрезеруванні шпонкових пазів приводить до необхідності застосування трудомістких пригоночних робіт: при збиранні - припилюванню шпонок чи інших спряжених деталей.

На кресленні деталі всі розміри проставлені достатньо зручно, достатньою є кількість видів та розрізів. Креслення виконане згідно ЕСКД.

Допуски форми і розташування цілком досяжні на обладнанні, що використовується, контроль дозволяється вести стандартними вимірювальними інструментами.

Дана деталь є взаємозамінною, основні поверхні виконані з достатньо великою точністю, що збільшує кількість пригоночних і регулювальних робіт.

3. Визначення типу та форми організації виробництва

Тип виробництва це комплексна характеристика технологічних, організаційних та економічних особливостей машинобудівного виробництва, обумовлена його спеціалізацією, обсягом і сталістю номенклатури виробів, а також формою руху виробів по робочих місцях.

За [2, с. 24] в залежності від маси деталі (13,35 кг) та річної програми випуску продукції (600 шт), вибираємо середньосерійний тип виробництва.

Середньосерійне виробництво характеризується:

— обмеженою номенклатурою виробів, що виготовляються періодично повторюваними партіями і порівняно великим обсягом випуску, ніж в одиничному типі виробництва;

— використанням автоматів і напівавтоматів, універсальних верстатів, оснащених як спеціальними, так і універсальними і універсально-збірними пристосуваннями, що дозволяє знизити трудомісткість і собівартість виробу;

— застосуванням стандартного, гостованого, рідше спеціального ріжучого інструменту і спеціального вимірювального інструменту;

— диференційованим технологічним процесом, тобто розчленуванням на окремі самостійні операції, виконуваних на певних верстатах, розташованих по ходу технологічного процесу;

— застосування заготовок, виконаних точним литтям по формам, застосуванням сортового прокату і поковок;

— більш деталізованою розробкою технологічних процесів, точність досягається повною і неповною взаємозамінністю;

— кваліфікація робітників середня.

Партії або серії складаються з однойменних, однотипних за конструкцією і однакових за розмірами виробів. У середньосерійному виробництві технологічний процес переважно диференційований, розчленований на окремі операції, які закріплені за окремими верстатами.

Верстатний парк повинен бути спеціалізований в такій мірі, щоб був можливий перехід від виробництва однієї серії машин до виробництва іншої, яка відрізняється від першої в конструктивному відношенні.

Для групової форми організації виробництва виконуються розрахунок кількості деталей у партії для одночасного запуску:

(3. 1)

де а=24 — періодичність запуску в днях.

шт. Приймаємо n = 56 шт.

4. Вибір способу отримання заготовки

Основною умовою раціональної технології є максимальне приближення форми та розмірів заготовки до форми готової деталі.

В базовому варіанті технологічного процесу з круглого прокату діаметром ?230 мм різалась заготовка довжиною 140 мм.

Перевагою даного методу отримання заготовки є дешевизна. Недоліком є те, що при механічній обробці заготовки велика кількість металу йде в стружку, затрачається багато часу на механічну обробку, що веде за собою збільшення матеріальних витрат.

Визначаємо коефіцієнт використання заготовки Квз:

(4. 1)

де Мд — маса готової деталі;

Мз — маса заготовки.

Визначаємо коефіцієнт використання матеріалу для методу отримання з прокату по формулі:

(4. 2)

де Мопз — маса відходів виробництва заготовки, кг.

Мопз = 1,5… 3%

Мопз = 19,07*0,02=0,381 кг

Альтернативним способом отримання заготовки є штампування на КГШП. Заготовка отримана на кривошипно-гарячоштампувальних пресах має точність до 14−16 квалітету, невеликі стабільні припуски на механічну обробку. Сам метод отримання заготовки на КГШП має досить велику вартість, але враховуючи тип виробництва (середньосерійний), високу точність та мінімальні припуски на механічну обробку, в подальшому приводить до зменшення витрат часу та матеріальних засобів на механічну обробку. В підсумку метод може мати економічний ефект.

Спроектуємо заготовку отриману методом штампування на КГШП

а) визначаємо клас точності поковки — Т4;

б) визначаємо групу сталі, враховуючи, що марка сталі заготовки сталь 40, — М2;

в) вибираємо коефіцієнт для визначення орієнтовної маси поковки — Кр = 1,5. Орієнтовна маса поковки розраховується за формулою:

(4. 3)

кг

г) визначаємо об'єм та масу фігури (циліндр) в яку вписана деталь.

Об'єм фігури дорівнює V= 5631 cм3

Визначаємо масу фігури за формулою:

(4. 4)

де с = 7,85 кг/см3 — густина сталі

кг

З відношення визначаємо ступінь складності, приймаємо ступінь складності С2.

д) визначаємо вихідний індекс. Вихідний індекс дорівнює 12.

е) визначаємо основні припуски на обробку, додаткові припуски і допуски. Результати розрахунків приведені в таблиці 4. 1

Таблиця 4.1 — Результати розрахунків припусків та допусків, мм

Найменування поверхні

Розмір

Припуски, допуски

Кінцевий розмір

діаметральна

?100

100+(2,0+0,7)х2

?105

?228

228+(2,5+0,7)х2

?234

лінійна

138

138+(1,8+0,7)

140

108

108+(1,7+0,7)

111

Розраховуємо об'єм поковки шляхом додавання об'ємів циліндрів:

V= 2072 см3

є) масу заготовки визначаємо за формулою (4. 4) кг.

ж) визначаємо коефіцієнт використання заготовки за формулою (4. 1),.

з) визначаю коефіцієнт використання матеріалу за формулою (4. 2), при,,.

Порівнявши коефіцієнти використання заготовки і коефіцієнта використання матеріалу на різних способах отримання заготовки (< ,<), бачимо, що коефіцієнти при виготовленні заготовки методом штампування на КГШП вище, ніж при виготовленні її з прокату, враховуючи додаток Б ціна штампування з механічною обробкою — 9,69 грн, а ціна відрізання з круглого прокату та механічною обробкою — 7,94 грн.

Рисунок 4.1 — Ескіз поковки штампування на КГШП

Отже обраний спосіб отримання заготовки технологічніший, ніж запропонований заводським технологічним процесом, але дорожчий за початковий.

5. Аналіз технологічної операції існуючого чи типового технологічного процесу

5.1 Аналіз та обґрунтування схеми базування і закріплення заготовки

Згідно з завданням необхідно проаналізувати та обґрунтувати схему базування заготовки при обробці шпонкового пазу 25?9?90 на вертикально-фрезернії операції 045.

Для фрезерування шпонкового пазу 25?9?90 використовується чистова база, так як фрезерна операція відбувається після отримання поверхонь із заданою точністю та шорсткістю, тобто після токарних операцій на валу. Після розміточної операції відбувається фрезерна на вертикально фрезерному верстаті моделі 6М12П кінцевою фрезою з циліндричним хвостовиком. Деталь встановлюється в призматичних опорах.

Оброблювана заготовка, що встановлюється в пристосуванні на верстаті, повинна розташовуватися в певному положенні по відношенню до інструменту, а інструмент — в певному положенні по відношенню до елементів пристосування. Не враховуючи зносу інструменту і елементів пристосування, похибок верстата і похибок пов’язаних з нагріванням інструменту і заготовки, можна говорити про постійне положення інструменту по відношенню до настановних елементів.

При першому варіанті закріплення заготовки (рисунок 5. 1) виникає похибка базування на розмір h1, та на розмір С, а похибка на розмір В дорівнює нулю (суміщені технологічна та вимірювальна бази). Похибка на розмір С залежить від похибки налагодження верстату.

Рисунок 5.1 — Варіант № 1 схеми закріплення заготовки у призмах

Похибка базування на розмір h1 (кут призми б=90°, Td = 0,022мм) [4]:

еh1 = = =0,026 мм. (5. 1)

еB=0

Дана схема базування є технологічною.

При другому варіанті закріплення (рисунок 5. 2) виникають ті ж самі похибки, але похибка базування розміру В значно більша за попередню.

еh1 = = = 0,026 мм.

еB= TA= 1> TB

1> 0,36

Рисунок 5.2 — Варіант № 2 схеми закріплення заготовки у призмах

Друга схема закріплення є не технологічною, тому що при закріпленні заготовки, так як показано в другій схемі ми не можемо витримати задані розміри пазу. Тому необхідно віддати перевагу першій схемі, тому що похибка базування незначна і вірогідність отримання бракованої деталі мала.

5.2 Обґрунтування вибору металорізального верстата

Технологічне обладнання вибирається виходячи з розмірів заготовки, необхідної точності обробки, можливостей верстата і ін.

При операції фрезерування пропонується застосувати широко поширений верстат: вертикально-фрезерний: 6Н12П. Обробка шпонкових пазів не потребує використання великих верстатів, а для перспективної програми необхідно використовувати новіші верстати які працюють з системою ЧПУ. В якості альтернативного верстату можна використати вертикально-фрезерний станок Challenger моделі MCV — 2414 з системою ЧПУ Siemens 828DSL (каталог верстатів з ЧПУ Microcut Challenger). Використання верстату з ЧПУ зменшить машинний час обробки деталі на даній операції. Станок 6Н12П небажано використовувати, так як він надто великий для даної деталі, також потужність верстату більше ніж у запропонованого тому він буде недовантаженим по потужності. Точність запропонованого верстата значно перевищує точність заданого верстата.

Основні параметри верстата MCV — 2414 приведені в таблиці 5.1.

Вибраний верстат відповідає всім необхідним параметрам:

— розмір робочої поверхні столу дозволяє розмістити заготовку на його робочому столі;

— виліт шпинделя дозволяє обробити необхідну поверхню;

— відстань від торця шпинделя до робочої поверхні столу дозволяє розмістити заготовку на робочому столі;

— маса заготовки дорівнює 13,35 кг, яка набагато менша від максимальної маси оброблюваної верстатом.

Таблиця 5.1. — Параметри вертикально-фрезерного станка моделі MCV — 2414

Розміри робочої поверхні стола, мм

760×360

Максимальне навантаження на стіл, кг

250

Т-подібні пази, шт. /мм/мм

4/16/80

Найбільше переміщення столу:

поздовжнє

поперечне

шпиндельної головки (бабки) вертикальне

610

355

510

Відстань від осі шпинделя до робочої поверхні столу

450

Конус отвору шпинделя

конус Морзе № 4

Кількість місць магазина

16

Найбільший діаметр інструмента, який завантажується в магазин, мм

120

Потужність головного двигуна, кВт

7,5

Частота обертання шпинделя, об/хв.

8000

Точність позиціювання X, Y, Z, мм

±0,005

Маса, кг

2510

Довжина? Ширина? Висота, мм

2120?1985?2500

5.3 Обґрунтування вибору верстатних пристроїв, металорізального та вимірювального інструментів

Вибір різального інструменту залежить від матеріалу заготовки та стану її поверхневого шару, етапів обробки. Залежно від цих та інших чинників вибирається матеріал ріжучої частини інструменту, геометрія і габарити.

З урахуванням цих параметрів були вибрані наступні інструменти для обробки деталі:

Вертикально-фрезерна операція 055

Різальний інструмент:

— кінцева фреза R217. 69−0325. 2−12−3N з твердосплавними пластинами Т15К6 конус Морзе № 3 (каталог SECO).

Допоміжний інструмент:

— перехідна втулка з № 4 на № 3 конус Морзе MK4. MK3pl (каталог Fatrol Tools).

Верстатний пристрій для встановлення та закріплення заготовки:

— призма 8314−0084−4 ГОСТ 24 114–80.

Вимірювальний інструмент:

— штангенциркуль цифровий двосторонній тип І, з ціною поділки 0,01 мм ГОСТ 166–89;

— штангенглибиномір цифровий ШГ 160, з ціною поділки 0,05 мм ГОСТ 162–90;

— профілометр моделі TR200 (каталог вимірювального інструменту).

5.4 Розрахунок режимів різання

Розрахунок режимів різання для отримання шпонкових пазів на вертикально-фрезерній операції ведемо розрахунково-аналітичним способом [5]:

Вертикально-фрезерна операція 055

Фрезерування шпонкового пазу 25?9?90.

Фреза R217. 69−0325. 2−12−3N T15K6, z = 3 шт.

Глибина фрезерування h=9 мм.

Подача на зуб фрези Sz=0,09−0,18. Приймаємо 0,1мм/зуб.

Стійкість фрези Т=90хв.

Швидкість різання, яка є допустимою за прийнятих умов обробки визначаємо за формулою:

(5. 2)

Коефіцієнт Сv=234.

Показники коефіцієнту g=0,44, x=0,24, y=0,24, u=0,1, p=0,13, m=0,37.

де Kv — коефіцієнт, Kv = Кmv * Knv * Kuv, Кmv = Kr (750 / в)nv = 1,31- коефіцієнт, що враховує якість оброблюваного матеріалу,

Knv = 1 — коефіцієнт, який відображає стан поверхні заготовки,

Kuv= 1- коефіцієнт, що враховує якість матеріалу інструмента.

Число обертів шпинделя верстата n розраховується за формулою:

(5. 3)

= 2000 об/хв.

Сила різання

(5. 4)

де коефіцієнт та показники Ср=12,5, x=0,85, y=0,75, u=1, g=0,73, w=-0,13.

H

Крутний момент на шпинделі

(5. 5)

H*м

Ефективна потужність різання

(5. 6)

кВт

Ne < Nгол. дв*ККД

5,58 < 7,5*0,95

5,58< 7,125

Верстат моделі MCV — 2414 має достатню потужність для даної операції.

Режими різання:

5.5 Технічне нормування операції

Враховуючи тип виробництва (середньосерійний), розраховуємо технічні норми штучно-калькуляційного часу. На базі раніше визначених режимів різання розраховуємо основний (машинний) час обробки за [7].

Вертикально-фрезерна операція 055

Основний (технологічний) час:

(5. 7)

де

Рисунок 5.3 — Довжина переміщення ріжучого інструмента

За таблицею джерела [8] знаходимо норми допоміжного часу, часу на обслуговування обладнання, часу перерви на відпочинок та інші фізичні потреби робітників, норму підготовчо-заключного часу:

— норма допоміжного часу Тд=0,23 хв;

— норма операційного часу

; (5. 8)

— час обслуговування робочого місця Тобс=22 хв;

— час на власні потреби Твідп = 0,04*0,41 = 0,016 хв.

Норма штучного часу:

(5. 9)

Норма підготовчо-заключного часу за [9]:

Норма штучно-калькуляційного часу:

(5. 10)

де n — кількість заготовок у партії, шт.

6. Розвиток багатофункціональності токарних верстатів

Почавши свій розвиток з кількох рухомих інструментів на револьверною голівці, токарний верстат перетворився на дійсно багатофункціональне обладнання.

Як 20−30 років тому, так і сьогодні, успішне фрезерування і обточування вимагають ретельності, яка сприяє оптимальнії продуктивності, прибутковості та високій якості деталей. Хоча ці фактори були також важливі в минулому, сьогодні інструменти, технології та глобальне конкурентне середовище зовсім інші.

У минулому кожна майстерня використовувала технології приблизно однакового рівня — в основному, токарний верстат, вертикально-фрезерний верстат і шліфувальний верстат. Щоб вирватися вперед у конкурентній боротьбі, власники майстерень, верстатники та інженери-технологи повинні були проявляти більше винахідливості в обладнанні, ніж інші майстерні. Сьогодні - це розвиток технологій, наприклад, застосування багатофункціональних верстатів, які допомагають майстерням залишатися конкурентоспроможними.

Переваги багатофункціональності

Спочатку виробники верстатів почали робити токарні верстати з ЧПУ типу CNC зі шпинделями для обробки протилежного боку заготовки. Ця функціональна можливість дозволила обробляти обидві сторони деталі на одному верстаті замість двох. Потім деякі виробники почали виробляти верстати з двома протилежними шпинделями, з двома револьверними головками і з функцією фрезерування. Часто у револьверних головок було 12 позицій, шість з яких могли виконувати фрезерування або свердління з потужністю приблизно 2 або 3 к.с.

Ці платформи дозволили виробникам зменшити час виробничого циклу на цілих 50 відсотків, підвищивши якість і зменшивши час обробки заготовки. Стало можливим цілком виготовити деталь на одному верстаті. Конфігурація з двома шпинделями і двома револьверними головками набула популярності, оскільки вона дозволила виробникам збільшити обсяг виробництва і знизити його вартість.

Усього через кілька коротких років верстатобудівники стали додавати до цієї платформи вісь Y. Вісь Y значно збільшила продуктивність, дозволяючи працювати в майстерні на одному верстаті над виготовленням більш складних деталей з елементами, яких не було на діаметральної площині.

Наступний значний стимул для розвитку та прийняття багатофункціональності виник з тієї причини, що американське виробництво стало частиною світової економіки і виробники почали помічати, що велика частина замовлень переміщується в інші країни. У деяких випадках вартість сировини в США перевищує вартість готового виробу в іншій країні.

З цієї причини США залишалося лише виробляти високоякісну продукцію у відносно низьких обсягах всередині країни.

Двошпиндельний багатофункціональний верстат з двома револьверними головками — ефективна технологія для подібних цілей. Однак, виробництво в невеликих обсягах найчастіше не дозволяє підтримувати досить низький рівень витрат, щоб залишатися вигідним, з причини того, що установка займає багато часу.

Рисунок 6.1 — Обробка на сучасному токарному верстаті

Виробники інструментів для багатоцільових токарних верстатів прийняли виклик, розробили два шпинделя з інструментальним шпинделем з віссю B, що замінюють револьверну головку з 12 позиціями. По суті, це — токарний верстат з обертовим інструментальним шпинделем, як, наприклад, на центрі механічної обробки. Шпиндель інструменту працює при потужності 10, 15 і 20 к.с., з можливістю замінювати інструменти точно таким же чином, як на вертикально-фрезерному верстаті і з можливістю використовувати вісь Y.

Ця технологія також збільшила інструментальний магазин верстата, дозволивши використовувати 40, 60, 80 і 100 або більш інструментів. Цей багатофункціональний дизайн дозволяє скоротити час установки, оскільки інструменти постійно знаходяться в інструментальному магазині і їх не потрібно змінювати. Складні деталі можуть бути виконані від початку до кінця, включаючи складні кутові елементи, оскільки шпиндель інструменту з віссю B може легко змінювати кут.

Хоча ця технологія скоротила час установки, при наявності лише одного інструментального шпинделя з віссю B, багатофункціональний перевагу максимізації з використанням двох інструментів для надрізу втрачалося, і час виробничого циклу збільшувалася.

Повернення револьверних головок

У відповідь на збільшення часу циклу і потреба в багатофункціональності була впроваджена більш низька револьверна головка. Деякі виробники пропонують дві занижені револьверні головки і верстати з заниженими револьверними головками, в яких передбачені фрезерувальні операції і вісь Y.

Технологія нижчих револьверних головок дозволила зменшити цикл і час установки при виробництві дрібних партій складних деталей. Багато складні деталі оборонної промисловості і складні вироби медичного призначення тепер ефективно виробляються з використанням цієї багатофункціональної технології.

Прогрес в технології багатофункціональності токарного верстата може принести істотну вигоду. Виробники обробних інструментів тепер пропонують систему обробки з двома шпинделями (20 — 30 к.с.) і трьома револьверними головками, у яких є можливість використання осі Y.

Ці три револьверні головки можуть забезпечити від 36 до 72 позицій інструменту, з можливістю фрезерування при потужності 10 к.с., з обертаючим моментом 40 Нм на всіх позиціях.

Приклад

Ця сучасна технологія дозволяє виробляти деталі зі складними елементами. Використання трьох інструментів одночасно при одному різі може забезпечити різке скорочення часу циклу. І так як пруток стає кріпленням, то для виготовлення складних форм з жорстким геометричним допуском ніякі додаткові кріплення не потрібні.

Один із прикладів — виробник зброї, який виробляв болти для гвинтівок з затвором важільного типу.

Обсяг виробництва становив 40 000 деталей щорічно, з трьома різними калібрами. Для виконання деталі потрібно дев’ять операцій. Всі операції були єдиним потоком, і переключення на інші розміри було трудомістким.

Компанія втрачала покупців, так як вона не могла виробляти деталі досить швидко. Майстерня перейшла на використання багатофункціонального двошпиндельні верстата з трьома револьверними головками, двома осями Y, і конфігурацією з трьома револьверними головками, що дозволило використовувати правильну кількість необхідних інструментів (31). У результаті деталь з прутка цілком виконувалася на одному верстаті протягом 7 хвилин. Один верстат забезпечив повне рішення проблеми виробництва. 10]

7. Висновки

При виконанні курсової роботи ми провели аналіз технологічного процесу виготовлення деталі «Вал привідний» 43. 42. 87. 068. 04. 00. 001. Був проведений аналіз призначення деталі у вузлі та опис основних конструктивних елементів та їх технічних вимог. В результаті проведеної роботи було виявлено, що деталь має конструктивні елементи, до яких пред’явлені високі вимоги, що потребує точного обладнання та високої кваліфікації робітників.

Був проведений вибір типу виробництва (середньосерійний), та форма організації виробництва (групова); визначений альтернативний спосіб отримання заготовки (кування на КГШП).

Проведений аналіз заданої операції (055 Вертикально-фрезерна) з обґрунтуванням схеми базування, використання металорізального обладнання та інструменту. Розрахунково-аналітичним методом визначені режими різання та здійснене технічне нормування даної операції.

Виконана науково-дослідна робота на тему: «Розвиток багатофункціональності токарних верстатів». Ця тема буде продовжена в усіх наступних проектах, та підготовлена для виступу на студентській конференції.

муфта вал привідний різання

Література

1. Шуваев Л. В. Компрессорные установки для компримирования коксового газа // Компрессорное и энергетическое машиностроение.- 2008.- № 2(12).- С. 48−51.

2. Добрыднев И. С. Курсовое проектирование по предмету «Технология машиностроения»: Учебное пособие для техникумов по специальности «Обработка металлов резанием» — М.: Машиностроение, 1985, 184с.

3. ГОСТ 7505–89. Поковки стальные штампованные.

4. Методичні вказівки до практичних робіт з курсів «Теоретичні основи технології виготовлення деталей» та «Технологія машинобудування» /Укл.- О.У. Захаркін, В.Г. Євтухов, — Суми: СумДУ, — 2004.

5. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2/ Под ред. А. Г. Косилова и Р. К. Мещерякова. — М. Машиностроение, 1986. -496с.

6. Методичні вказівки до курсової роботи по курсу «Теоретичні основи технології виготовлення деталей"/Укл.- О.У. Захаркін, В.Г. Євтухов, — Суми: СумДУ, — 2000. муфта вал привідний різання

7. Маталин А. А. Технология машиностроения. — Л.: Машиностроение, 1985. -496 с.

8. Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного, на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования станочных работ". М. Машиностроение, 1974, 423 с.

9. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ на металлорежущих станках". Часть 1. Изд. 2-е. М.: Машиностроение, 1974, 416 с.

10. Інтернет ресурс http: //vnedrenie. info/lib. htm? id=59

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой