2.9. Вибір електроапаратури.
В цілях збільшення довговічності і надійності вибираємо систему з застосуванням безконтактних торцевих перемикачів. Ці перемикачі призначені для управління безконтактними логічними елементами, котрі здійснюють під дією управляючого елемента з конструктивних матеріалів або контролюючої деталі з феромагнітного матеріалу без безпосердньго контакту з ними.
3. Технологічний розділ
3.1 Аналіз конструкцій деталі на технологічність
Проводимо аналіз технологічності конструкцій деталі по якісним показникам. Дана деталь відноситься до деталей тіл обертання. Деталь виготовлена із сталі 45 яка добре обробляеться різанням на металорізальних верстатах. Всі поверхні доступні для обробки на верстатах і безпосередньо для виміру. Для отримання деталі економічно взяти циліндричну заготовку. Поверхні деталі забезпечують надійне закріплення заготовки при обробці. Поверхні Ø38h6, 30k6і центрові отвори зручно використовувати при базуванні. Вцілому по якісним показникам деталь технологічна
Визначаємо кількісні показники технологічності деталі:
1 Коефіцієнт точності:
, (8.3)
де Аср – середній параметр точності; КТ – коефіцієнт точності.
Аср=
, (8.3)
де Аі – квалітет і-го розміру; mі – кількість розмірів з А-тим квалітетом.
Таблиця3.1 – Коефіцієнт точності
Аі |
6 |
9 |
14 |
mі |
2 |
1 |
14 |
Аср=
;
КТ=1-
.
2 Коефіцієнт шорсткості:
Кш=1/Бср ,
де Бср – середній параметр шорсткості поверхні; Кш – коефіцієнт шорсткості.
Бср=Бі mі mі , (8.3)
де Бі – параметр шорсткості і-тої поверхні, мкм; ті –кількість поверхонь з такою шорсткістю.
Таблиця 3.2 – Коефіцієнт шорсткості
Бі |
1.6 |
2.5 |
6.3 |
mі |
3 |
1 |
114 |
Бср
=
.
Кш
=
.
На основі аналізу технологічності деталі приходимо до висновку, що, в цілому, конструкція деталей відповідає нормам технологічності.
Вибір матеріалу
Виходячи зі службового призначення деталі «Вал ексцентриковий», умов його роботи, а також метода отримання заготовки (п.1.1.8) пропоную використати сталь 45 ГОСТ 1050-88. Це дозволить з наступною термічною обробкою забезпечити необхідні параметри по твердості HRCэ 40...55, зносостійкості, а також зменшити витрати на виготовлення деталі.
Матеріал-замінник сталь 50 ГОСТ 977-88.
Сталь 45 призначена для виготовлення станин, валів, коліс і вінців, гальмівних дисків, муфт, кожухів, опорних катків, зірочок і деталей, до яких ставляться вимоги підвищеної міцності і високого опору зносу, що працюють під дією статичних і динамічних навантажень.
Згідно [1,c.568-569], a також [1,c.51] ці матеріали мають такі властивості:
Таблиця 3.3 – Хімічний склад матеріалу деталі
Матеріал |
Вміст елементів в % |
|||||||
Вуглець, C |
Марганець, Mn |
Кремній, Si |
Хром, Cr |
Нікель, Ni |
Мідь, Cu |
Сірка, S |
Фосфор, P |
|
Сталь 45 |
0,37-0,45 |
0.40-0.90 |
0,20-0,52 |
>0,30 |
>0,30 |
>0,30 |
>0,045 |
>0,04 |
Сталь 50 |
0,47-0,55 |
0.40-0.90 |
0,20-0,52 |
>0,30 |
>0,30 |
>0,30 |
>0,045 |
>0,04 |
Таблиця 3.4 – Фізичні властивості
Матеріал |
Густина g, кг/см3 |
Коефіцієнт теплопровідності l, Вт/(м°С) при t=100°C |
Коефіцієнт лінійного розширення a, 10-6 1/°С |
Сталь 45 |
7800 |
68 |
11,6 |
Сталь 50 |
7820 |
48 |
12,0 |
Таблиця 3.5 – Механічні властивості
Матеріал |
Опір текучості s0,2,, МПа |
Тимчасовий опір розриву sв, МПа |
Відносне подовження d, % |
Відносне звуження y, % |
Ударна в’язкість KCU,Дж/см2 |
HRCэ(НВ) |
Сталь 45 |
320 |
550 |
12 |
20 |
29 |
42-45 |
Сталь 50 |
340 |
580 |
11 |
20 |
24 |
42-45 |
Таблиця 3.6 – Технологічні і ливарні властивості
Матеріал |
Зварю- ваність |
Оброблюваність різанням |
Температур початку затвердіння, °С |
Показник тріщено- стійкості, Кт.у |
Рідинно-текучість, Кж.т. |
Лінійна усадка, % |
|
Кvтв.сп. |
Кvб.стю |
||||||
Сталь 45 |
Важко зварювана |
1,1 |
0,7 |
1480-1490 |
0,8 |
1,0 |
2,2-2,3 |
Сталь 50 |
Обмежено зварювана |
0,7 |
0,55 |
1490 |
0,5 |
1,1-1,2 |
1,9 |
Для зняття внутрішніх напружень і стабілізування розмірів після ливарної операції, перед механічною обробкою необхідно провести повне відпалювання.
Для підвищення механічних властивостей, зносостійкості і забезпечення твердості поверхні HRCэ 40...55 необхідно провести: загартування ТВЧ і низький відпуск.
3.2 Визначення типу виробництва.
Тип виробництва – дрібносерійний (заданий керівником дипломного проєкта)
Також тип виробництва я вибирав згідно таб 2.4[5,с. 45]
3.3 Вибір методу отримання заготовки.
Деталь відноситься до класу валів. Для виготовлення данної деталі можна прийняти два вида заготовок:
Гарячекатаний прокат звичайної точності , круглого перерізу.
Штамповка отримана на пресі.
3.3.1Техніко-економічні обґрунтування вибору заготовки.
Маса деталі, Мдет=20кг
Маса заготовки.
(3.1)
Де, V- обєм
y-Питома вага матеріалу заготовки V=7800кг/мм.
Щоб знайти об’єм треба знати загальні розміри.
Днайб.=45мм Дзаг=50мм
(3.2)
Визначаємо об’єм.
(8.3)
Де
Визначаємо масу заготовки за формолою.
(3.3)
Визначаємо коефіцієнт використання матеріалу
(3.4)
Визначення вартості заготовки
(3.5)
3.4 Вибір технологічних баз
Розташування заготовки відносно пристрою визначається за допомогою баз. Базою називається точка, вісь або поверхня заготовки, яку використовують для орієнтації заготовки в технологічному пристрою.
Базуванням називається процес надання заготовці заданого положення відносно вибраної системи координат . Комплект баз – це сукупність баз, які утворюють систему координат заготовки в пристрої.
Заготовки мають наступні поверхні:
1.Оброблювані – це такі, з яких в процесі обробки знімається стружка;
2.Орієнтуючі – це такі, які орієнтують заготовку відносно інструменту або інших елементів верстата;
3.Базові – це поверхні, які є установчими;
4.Затискні – це ті, на які діють сили затиску;
5.Вимірювальні – це ті, від яких ведуться виміри розмірів заготовки чи деталі;
6.Вільні – це поверхні, які не виконують жодну з цих функцій.
Установчі і вимірювальні бази – це бази, які задають місце знаходження заготовки під час її виготовлення або вимірювання. Такі бази
називаються технологічними.
Конструкторські бази – це бази, поверхні або лінії, які задають положення деталі при складанні механізму.
Якість обробки деталі в значній мірі залежить від вибору технологічних баз. Неправильний їх вибір змінює положення деталі відносно інструмента, що призводить до не правильної обробки поверхні по кресленню, створює нерівномірні припуски на обробку та може бути причиною браку деталі.
Базуючи ми поверхнями називаються поверхні, відносно яких визначається положення інших поверхонь заготовки деталі. Кожний перехід від однієї бази до іншої призводить до накопичення погрішностей встановлення, тому бажано застосовувати принцип постійності баз.
Таблиця 3.7 – Базування заготовки
№ Опера-ції |
Назва операції |
Схема базування |
Принцип базування |
20 |
Фрезерно-Відрізна |
|
В трьох- кулачковому патроні 1,2,3-установча 4,5- напрямна |
60 |
Токарно-гвинторізна з ЧПУ 16К20Ф3 |
|
В центрах 1,2,3,4- подвійна напрямна 5,6- напрямна |
70 |
Кругло-шліфувальна 3М151 |
||
90 |
Шпонково-фрезерна 6М13П |
|
В призмах на зовнішню поверхню і торець 1,2,3,4- подвійна напрямна 5-опорна |
Вибір плану та методів обробки окремих поверхонь
Вибір плану та методів обробки окремих поверхонь в залежності від обладнання в цеху.
Таблиця 3.8 - Методи обробки поверхонь
Поверхня |
Чистота поверхні |
Точність обробки |
Методи обробки |
Ø45k6 |
Ra=1.6 |
H6 |
Чорнове точіння, чистове точіння, шліфування |
Шпонковий паз
|
Ra=1.6 |
Н15, Н8 |
Фрезерування чорнове і чистове |
Ø38 h6 |
Ra=1.6 |
h8 |
Чорнове точіння, чистове точіння,шліфування |
Ø75 h8 |
Ra=1.6 |
h8 |
Чорнове точіння, чистове точіння,шліфування |
Шпонковий паз
|
Rz=12.5 |
Н15, N9 |
Фрезерування чорнове і чистове |
Шпонковий паз
|
Rz=12.5 |
Н15, N9 |
Фрезерування чорнове і чистове |
3.5 Розробка маршруту обробки
Прив’язуючись до обладнання механічного цеху на підприємстві – базі практики проектуємо наступний маршрут обробки.
Таблиця 3.9 - Розробка маршруту обробки деталі «Вал»
Номер операції |
Назва операції і тип обладнання |
Переходи |
|
10 |
Переміщення |
|
|
15 |
Фрезерно-Відрізна 862 |
1.Встановити і закріпити заготовку. 2.Відрізати заготовку довжиною l=230мм |
|
20 |
Термічна |
|
|
25 |
Фрезерно-центрувальна МР-76Р |
Фрезерувати торці з обох сторін |
|
30 |
Токарна з чпу 16К20Ф3 |
1.Встановити і закріпити заготовку. 2.Точити шийку ø45,38,30
|
|
65
|
Токарно-гвинторізна З ЧПУ 16К20
|
1.Встановити і закріпити заготовку. 2.Нарізати різьбу М12-Н7
|
|
70 |
Термообробка- нормалызацыя |
|
|
80 |
Токарно-гвинторізна З ЧПУ 16К20
|
1.Встановити і закріпити заготовку. 2.Притірка центрів
|
|
85,90,95,100 |
Круглошліфувальна 3М151 |
1.Встановити і закріпити заготовку. 2.Шліфувати ø45,38,30 3.Переустановити заготовку. 4.Шліфувати ø38 на l=55мм, до 1,6 начисто |
|
105 |
Контрольна |
Провірити;шорсткість поверхні 1,6;
|
|
110 |
Промивочна |
|
|
3.6 Розрахунок режимів різання
Визначаємо режими різання на 1 поверхню аналітичним методом на інші – табличним. Визначаємо режими різання на обробку поверхні ø80h8.
Припуск на обробку:
(3.6)
Вибираємо подачу
So=0.70 мм/хв. згідно [ 5,с. 286, табл.11, дод.2]
Визначаємо швидкість різання:
м/хв.
(3.7)
-
350 [5,табл.16, дод.2]
Т – 60 хв
m – 0.20
x – 0.15
y – 0,35
(3.8)
=1.0
[5,табл.18,
с.38 ]
=0.9
[5,табл.5,
с.38 ]
=0.9
[5,табл.18,
с.38 ]
=0.9
Визначаємо частоту обертання шпинделя:
об/хв
Визначаємо
найбільшу
силу
різання
H
(3.9)
Ср = 300 [5,табл.22, с.35]
x = 1.0 [5,табл.22, с.35]
y = 0.75 [5,табл.22, с.35]
n = -0.15 [5,табл.22, с.35]
(3.10)
=
0.94,
= 0.92,
= 1.0
=
1.0
Визначаємо потужність різання:
(3.11)
Проводимо перевірку відповідності потужності різання до потужності верстата:
кВт
4,1 кВт ≤ 8,25 кВт
Отже, обробка можлива.
Визначаємо основний час на дану операцію:
хв (3.12)
мм (3.13)
Визначаємо режими різання на всі переходи табличним методом:
Таблиця 3.10 – Режими різання
