Анализ служебного назначения машины, узла, детали

Введение

Машиностроительная отрасль является основной технологической базой определяющей развитие всей промышленности любой страны. Поэтому темпы роста машиностроения должны значительно превышать аналогичные показатели других отраслей народного хозяйства. В настоящее время машиностроение, как ни одна из других отраслей, сильно отстает от научно-технического прогресса, в связи со сложностью выпускаемого технологического оборудования. Новейшие выпущенные станки и другое оборудование являются, в настоящее время, морально устаревшими, так как очень много времени уходит на разработку конструкторской и технологической документации, подготовку производства и другие организационные работы. Поэтому в данный момент перед машиностроением стоит огромное число сложных и важных задач, таких как: планирование и разработка перспективных технологий; создание высокопроизводительных энерго- и материалосберегающих технологий; повышение качества и технического уровня машиностроительной продукции; применение средств автоматизации и механизации производства.

Для решения поставленных задач следует уделять больше внимания подготовке будущих специалистов. Уровень развития машиностроения - один из самых значимых факторов технического прогресса, так как коренные преобразования в любой сфере производства возможны лишь в результате создания более совершенных машин и разработки принципиально новых технологий. Развитие и совершенствование технологий производства сегодня тесно связаны с автоматизацией, созданием технических комплексов, широким использованием вычислительной техники, применением оборудования с числовым программным управлением. Все это составляет базу, на которой создаются автоматизированные производства, становятся возможными оптимизация технологических процессов, создание гибких автоматизированных комплексов.

Комплексная механизация и автоматизация производственных процессов, переоснащение машиностроительных предприятий современными металлорежущими станками, типизация и стандартизация технологических процессов, повсеместное внедрение в практику технологического проектирования электронных вычислительных машин привели к переоценке существующих методов проектирования. В настоящее время технологическое проектирование - это комплексная система взаимодействия средств и методов, обуславливающих создание высококачественной технологической документации на основе широкого применения стандартных технологических решений. Освоение машиностроительными предприятиями новой технологической документации создало предпосылки для разработки и внедрения автоматических систем управления производственными процессами в целом.

Анализ служебного назначения машины, узла, детали

Данная деталь производится в шестом цехе АО СНПО им. Фрунзе и входит в состав компрессорной установки ЧВМ 2, 5-25, 8’’.

Характеристика установки

Данная установка является двухступенчатым крейцкопфным компрессором двойного действия и предназначена для сжатия атмосферного воздуха. Крутящий момент передается от двигателя на кривошипно-шатунный механизм, который вращается со скоростью 750об/мин, далее через шток усилие передается на поршень первой ступени. Поршень создает давление в первом цилиндре компрессора. Далее через распределительные клапана сжатый воздух передается во второй цилиндр компрессора, где происходит повышение давления до рабочего значения.

Масса установки - 11100 кг

Габаритные размеры - 4680x3200x2090 мм

Техническая характеристика установки

Давление всасывания - атмосферное

Давление нагнетания - 0, 8 Мпа

Рабочие температуры - 30...40С^о

Производительность - 25 м³/мин

Данная установка может иметь широкое применение в народном хозяйстве.

Характеристика узла

Деталь “Шток" входит в состав узла: “Группа поршневая первой ступени", который состоит из следующих деталей:

Поршень

Шайба

Контргайка

Гайка

Стяжка

Шток

Кольцо направляющее

Кольцо уплотнительное

Экспандер

Болт М12x40.56

Проставка под бурт штока

Проставка под гайку штока

С помощью поршневой группы, а точнее с помощью поршня и уплотнительных колец, которые контактируют со стенками цилиндра создается давление в цилиндре компрессора. Причем так как компрессор двойного действия, то при движении поршня вперед в левой части цилиндра происходит сжатие, а в правой нагнетание; при движении штока назад камеры меняются местами. Давление на выходе первой ступени составляет 0, 3МПа.

Краткое описание детали

Деталь “Шток" предназначена для передачи поступательного движения от кривошипно-шатунного механизма к поршню. Так как компрессор двойного действия, то на правой части цилиндра установлены уплотнительные кольца, обеспечивающие герметичность при движении штока назад. Линейная скорость движения штока V=2, 5м/сек и для обеспечения высокой износостойкости рабочей поверхности применен соответствующий материал: Сталь 38Х2МЮ-АШ и произведено азотирование данной поверхности. Для уменьшения нагрева и износа уплотнительных колец, а также для уменьшения усталостных разрушений (так как шток работает при знакопеременных нагрузках) шероховатость рабочей поверхности должна быть незначительной. Для уменьшения концентраторов напряжений и увеличения срока службы штока все переходы между диаметрами выполняются со скруглениями и с небольшой шероховатостью, а резьба выполняется не нарезанием а накатыванием.

Шестигранник (пов.22) предназначен для закрепления штока в установке с помощью ключа.

Шпоночный паз (пов.3) предназначен для предотвращения проворота шайбы и отвинчивания контргайки.

Поверхность 14 притирается для обеспечения герметичности соединения с проставкой под бурт штока.

Анализ поверхностей

Шток базируется в узле поверхностями 8, 12, 14 - это основная конструкторская база. Поверхности 8 и 12 образуют двойную направляющую базу, поверхность 14 - опорную базу.

Поверхности 12, 14 - вспомогательная конструкторская база для детали 11. Пов.12 - ДНБ, пов.14 - ОБ.

Поверхность 8 - вспомогательная конструкторская база для детали 12. Пов.8 - ДНБ.

Поверхность 5 - вспомогательная конструкторская база для детали 3. Пов.5 - ДНБ.

Поверхность 5 - вспомогательная конструкторская база для детали 4. Пов.5 - ДНБ.

Поверхности 5, 3 - вспомогательная конструкторская база для детали 2. Пов.5 - ДОБ, пов.3 - ОБ.

Поверхности 1, 2, 4, 6, 7, 9, 10, 11, 13, 15, 16, 17, 18, 19, 21, 23, 24, 25, 27, 28, 29 - свободные.

Поверхности 5, 14, 20, 22, 26 - исполнительные.

В результате анализа можно сделать вывод, что деталь эксплуатируется в достаточно жестких условиях и обеспечения ее функционального назначения и надежной работы требуется высокая точность и качество исполнительных поверхностей.

2. Анализ технических требований и определение технических заданий при изготовлении детали

Количество видов и разрезов достаточно для полного представления о конструкции детали.

На чертеже не указаны квалитеты и отклонения линейных размеров.

Обозначения видов, разрезов и выносок указаны по правилам ЕСКД.

Не указаны линейные размеры проточки под резьбу, радиусы проточки нестандартны.

Нестандартные размеры канавок для выхода шлифовального круга.

Не указаны допуски угловых размеров.

Шероховатость рабочих поверхностей штоков 6го квалитета, диаметром 10-120мм Ra=0, 63 - соответствует оптимальным

Нерабочие шейки валов, диаметром больше 18мм Ra=6, 3 - требования по шероховатости завышены.

Шероховатость боковых поверхностей шпоночного паза Ra=5, 0-1, 25 - соответствует оптимальной.

Точность и шероховатость резьбы на концах штока 6g, Ra=1, 25-0, 63 - соответствуют оптимальным.

Чертеж содержит все необходимые допуски расположения поверхностей. Значения допусков расположения поверхностей назначены правильно. [2] Допуск соосности между рабочими участками штока необходим для обеспечения принципа взаимозаменяемости при сборке.

Допуск перпендикулярности торца буртика к Æ 32h6 необходим для обеспечения герметичного соединения с проставкой и сборки без пригонки.

Основные операции при ковке

Осадка - операция уменьшения высоты заготовки при увеличении площади ее поперечного сечения. Осадкой не рекомендуется деформировать заготовки, у которых отношение высоты hзаг к диаметру dзаг больше 2, 5, так как в этом случае может произойти продольное искривление заготовки. Осаживают заготовки между бойками или подкладными плитами. Разновидностью осадки является высадка, при которой металл осаживают лишь на части длинны заготовки.

Протяжка - операция удлинения заготовки или ее части за счет уменьшения площади поперечного сечения. Протяжку производят последовательными ударами или нажатиями на отдельные участки заготовки, примыкающие один другому, с подачей заготовки вдоль оси протяжки и поворотами ее на 90 вокруг этой оси. При каждом нажатии уменьшается высота сечения, увеличиваются ширина и длина заготовки. Общее увеличение длины равно сумме приращений длин за каждое нажатие, а уширение по всей длине одинаково. Если заготовку повернуть на 90 вокруг горизонтальной оси и повторить протяжку, то уширение, полученное в предыдущем проходе устраняется, а длина заготовки снова увеличивается. Чем меньше подача при каждом нажатии, тем интенсивнее удлинение. Однако при слишком малой подаче могут получиться зажимы. Протягивать можно плоскими и вырезанными бойками. При протяжке на плоских бойках в центре изделия могут возникать (особенно при протяжке круглого сечения) значительные растягивающие напряжения которые приводят к образованию осевых трещин. При протяжке с круга на круг в вырезанных бойках силы, направленные с четырех сторон к осевой линии заготовки, способствуют более равномерному течению металла и устранению возможности образования осевых трещин. Деформация при протяжке может быть выражена величиной уковки:

У=Fн/Fк, (6.1)

где Fн - начальная (большая) площадь поперечного сечения;

Fк - конечная (меньшая) площадь поперечного сечения после протяжки.

Очевидно, чем больше уковка, тем лучше прокован металл, тем выше его механические свойства. Поэтому протяжку применяют не только для получения поковок с удлиненной осью (валы, рычаги, тяги и т.д.), но и в чередовании с осадкой - для большей уковки металла заготовки. Протяжка имеет ряд разновидностей:

Разгонка - операция увеличения ширины части заготовки за счет уменьшения ее толщины.

Протяжка с оправкой - операция увеличения длины пустотелой заготовки за счет уменьшения толщины ее стенок. Протяжку выполняют в вырезных бойках на слегка конической оправке. Протягивают в одном направлении - к расширяющемуся концу оправки, что облегчает ее удаление из поковки.

Раскатка на оправке - операция одновременного увеличения наружного и внутреннего диаметров кольцевой заготовки за счет уменьшения толщины ее стенок. Заготовка опирается внутренней поверхностью на цилиндрическую оправку, устанавливаемую концами на подставках, и деформируется между оправкой и узким длинным бойком. После каждого нажатия заготовку поворачивают относительно оправки.

Прошивка - операция получения полостей в заготовке за счет вы теснения металла. Прошивкой можно получить сквозное отверстие или углубление (глухая прошивка). Инструментом для прошивки служат прошивни, сплошные и пустотелые; последними прошивают отверстия большого диаметра (400-900мм). При сквозной прошивке сравнительно тонких поковок применяют подкладные кольца. Более толстые поковки прошивают с двух сторон без подкладного кольца. Диаметр пошивня выбирают не более 1/2 - 1/3 наружного диаметра заготовки при большем диаметре прошивня заготовка значительно искажается. Прошивка сопровождается отходом (выдрой).

Отрубка - операция отделения части заготовки по незамкнутому контуру путем внедрения в заготовку деформирующего инструмента - топора. Отрубку применяют для получения из заготовок большой длинны нескольких коротких, для удаления излишков металла на концах поковок, а также прибыльной и донной частей слитка и т.п. Инструмент для отрубки - топоры различной формы.

Гибка - операция придания заготовке изогнутой формы по заданному контуру. Этой операцией получают угольники, скобы, крючки, кронштейны и т.п. Гибка сопровождается искажением первоначальной формы поперечного сечения заготовки и уменьшением его площади в зоне изгиба, называемым утяжкой. Для компенсации утяжки в зоне изгиба заготовке придают увеличенные поперечные размеры. При гибке возможно образование складок по внутреннему контуру и трещин по наружному. Во избежание этого явления по заданному углу изгиба подбирают соответствующий радиус скругления.

Штамповка в подкладных штампах - подкладной штамп может состоять из одной или двух частей, в которых имеется полость с конфигурацией поковки или ее отдельного участка. В подкладных штампах можно изготовлять головки гаечных ключей, головки болтов, диски со ступицей, втулки с буртом и другие поковки.

С учетом всех вышеизложенных факторов произвожу выбор заготовки из двух способов получения:

Штамповка на ГКМ

Прокат калиброванный

Штамповка на ГКМ

Расчет производится по ГОСТ 7505-89

1. Определяем класс точности поковок: Т4 [8] пр.1 таб. 19

2. Определяем группу стали: М2 - сталь с массовой долей углерода свыше 0, 35 до 0, 65% [8] таб.1

3. Степень сложности

C=Gп/Gф (6.2)

Gп=Mд*Kp (6.3)

Kp=1, 5 - валы, оси, шатуны [8] пр.3 таб. 20

Gп=4, 54*1, 5=6, 81 кг

Gф=Vф*0, 00785 (6.4)

Vф= (p*d²*L*1, 05) /4 (6.5)

Vф=3, 1415*48²*636*1, 05/4=1208422 мм³

C=6, 81/9, 49=0, 717 > 0, 63 –

Группа сложности: С1 [8] стр.30

4. Определяем исходный индекс в зависимости от массы поковки, класса точности, группы стали и степени сложности - 13 [8] таб.2

5. Определяем основные и дополнительные припуски и допуски, размеры заготовки.

Таблица 6.1. Значения в миллиметрах

Тип	Размер детали	Основной припуск	Дополнительный припуск	Допуск	Размер заготовки
	850	3, 0	0, 3	+3, 0 1, 5	856, 6^{+3, 0} ^{1, 5}
Линейные	10	1, 9	0, 3	+1, 6 0, 9	14, 4^{+1, 6} ^{0, 9}
	178	3, 0	0, 3	+3, 0 1, 5	179, 1^{+3, 0} ^{1, 5}
	Æ 48	1, 8	0, 3	+1, 6 0, 9	52, 2^{+1, 6} ^{0, 9}
Диаметры	Æ 36	1, 9	0, 3+1, 0=1, 3	+1, 4 0, 8	42, 4^{+1, 4} ^{0, 8}
	Æ 32	1, 9	0, 3+1, 0=1, 3	+1, 4 0, 8	38, 4^{+1, 4} ^{0, 8}

Рисунок 6.1 - Эскиз поковки на ГКМ

6. Штамповочные уклоны 5⁰

7. Радиусы скруглений R4мм

8. Допускаемая величина смещения по плоскости

разъема матрицы 0, 8мм

9. Допускаемая величина остаточного облоя 1, 0мм

10. Допускаемая величина заусенца по плоскости

разъема матрицы 2, 0мм

11. Допускаемые отклонения по изогнутости 2, 0мм

12. Уточняем массу поковки:

Vп=p* (d₁²*L₁+ d₂²*L₂ +d₃²*L₃) /4 (6.6)

Vп=3, 1415* (42, 4²*179, 1+52, 2²*14, 4+38, 4²*663, 1) /4=1051645, 9 мм³

Mп=Vп*0, 00785=1051645, 9*0, 00785=8255г =8, 26 кг

Прокат

Из стандартного ряда диаметров по ГОСТ 2590-71 выбираем сталь горячекатанная круглая Æ 52, точность обычная, способ отрезки пресс-ножницы.

Рисунок 6.2 - Эскиз заготовки из проката

Находим массу заготовки из проката:

Mз=Vз*0, 00785 (6.7)

Vз=p*52²*852/4=1809406 мм³

Mз=1809406*0, 00785=14203г= 14, 2 кг

Расчет режимов резания

Расчет режимов резания для получистового точения Æ 32h6 производим расчетно-аналитическим методом с применением ЭВМ.

Исходные данные

Материал режущей частиТ15К6

Главный угол в плане 45⁰

Вспомогательный угол в плане 45⁰

Передний угол 5⁰

Задний угол 6⁰

Сечение державки 25x25мм

Диаметр после черновой стадии 35, 6мм

Глубина резания 1, 3мм

Исходные данные м результаты работы программы приведены в таблицах.

Расчет режимов резания для фрезерования шестигранника производим по таблицам.

1. Инструмент

Фреза торцовая Æ 100 Т14К8 2200-0157 ГОСТ 22075-76.

Количество зубьев z=6

Глубина резания t=1, 5мм

Стойкость Т=180мин

Врезание и перебег 38мм

2. Находим табличную подачу Sz=0, 18-0, 22мм/зуб

Принимаем Sz=0, 18мм/зуб

Поправочный коэффициент KSz=1, 0

3. Находим табличные значения:

V=220м/мин

n=465об/мин

Sм=435мм/мин

4. Определяем поправочные коэффициенты

Kмv=Кмn=Кмs=0, 89 - в зависимости от марки материала

Кnv=Knn=Kns=1, 0 - без корки

Kbv=Kbn=Kbs=1, 13 - в зависимости от ширины фрезерования

Kфs=1, 0

Киv=0, 94 - в зависимости от марки инструментального материала

5. С учетом коэффициентов

V=220*0, 89*1*1, 13*0, 94=207м/мин

n=465*0, 89*1*1, 13=467об/мин

Sм=435*0, 89*1*1, 13=437об/мин

6. Корректируем по паспорту станка

n=400об/мин

Sм=400мм/мин

V=3, 14*100*400/1000=125м/мин

7. Мощность необходимая для резания

N=1, 65кВт

Мощность станка с учетом КПД Nэ=6, 7кВт

Мощность станка достаточна.

Литература

1. Справочник технолога-машиностроителя. В 2 томах, том 1 (Под ред.А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. - 656 с.

2. Справочник технолога-машиностроителя. В 2 томах, том 2 (Под ред.А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. - 656 с.

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

4. Металлорежущие станки. Каталоги-справочники. - М.: НИИМАШ, 1965-1972. - 461с.

5. Методические указания к курсовому проекту по " Технологии машиностроения" для студентов специальности 7.090202 всех форм обучения. Сост. Евтухов В.Г. - Сумы СумГУ, 1996. - 31с.

6. Методические указания по оформлению документации в курсовых и дипломных проектах по курсу " Технология машиностроения" для студентов специальности 7.090202 всех форм обучения. Сост. Ягуткин А.А., РУДЕНКО А.Б. - Сумы СумГУ, 1996. - 39с.

7. Гжиров Р.И. Краткий справочник конструктора. - Л.: Машиностроение, 1984. - 464с.

8. ГОСТ 7505-89. Поковки стальные штампованные.

9. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. - 4-е изд., перераб. и доп. -Минск: Вышейш. школа, 1983г.

10. Худобин Л.В. и др. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. -М.: Машиностроение, 1989г - 288с.

11. Гусев А.А., Ковальчук Е.Р., Колесов И.М. и др. Технология машиностроения (специальная часть). - М.: Машиностроение, 1986. -480с.

Введение

Анализ служебного назначения машины, узла, детали

Характеристика установки

Масса установки - 11100 кг

Габаритные размеры - 4680x3200x2090 мм

12 3 4 5 Следующая ⇒

Последнее изменение этой страницы: 2019-10-04; Просмотров: 178; Нарушение авторского права страницы