Выбор и обоснование технологического оборудования для обработки детали Вал

Введение

Технология машиностроения охватывает весь процесс создания
механических изделий. Однако понятие этой технологии в основном касается
процессов обработки материалов для изготовления деталей и сборки машин.
В машиностроении точные формы деталей с требуемыми параметрами и
высоким качеством поверхности в основном достигаются путем механической
обработки. В ходе этого процесса возникает множество проблем, связанных с
выполнением требований к качеству машин, установленных конструктором.
Процесс механической обработки требует использования сложной
технологической системы, включающей металлорежущие станки, оснастку,
режущий инструмент и заготовку.

1 Цель и задачи работы

Цель работы: провести выбор технологического оборудования для
разрабатываемого технологического маршрута обработки заготовки.
Пояснить выбор конкретной модели технологического оборудования на
основе анализа основных факторов, определяющих область использования
конкретного станочного оборудования.


2 Описание обрабатываемой детали

Приводной вал - узел машины, который передает вращение от электродвигателя к рабочим органам машины.
Вращение на вал передается силами трения, возникающими между элементами фрикционной предохранительной муфты - дисками и шкивом. Диск соединен с валом шпонкой. Гайка регулирует силу прижатия дисков. При увеличении нагрузки на вал диски начнут проскальзывать, и вал вращаться не будет. С вала вращение передается через зубчатое колесо, сидящее на валу на второй шпонке, к рабочим органам машины. Вал вращается в шарикоподшипниках, установленных на валу на втулках, которые предохранены от осевого смещения винтами.

2.1 Анализ обрабатываемых поверхностей

На всех соприкасающихся с другими деталями поверхностях проставлен 6-й квалитет с различными полями допусков и различными шероховатостями. Под втулки, на которые устанавливаются подшипники, назначено поле допуска m, посадка Н7/m6 – посадка с натягом. Под корпус шкива посадка Н7/js6 – переходная, а под зубчатое колесо назначена посадка Н7/р6 – с натягом, большим, чем под втулки.
Технические требования детали Вал содержат следующие требования.
Базовыми поверхностями являются шейки вала под втулки В и Г размером ∅30m6 мм. Отклонение от соосности данных поверхностей в диаметральном направлении равна 0,016 мм. Невыполнение этого требования влечет за собой перекос при установке в корпус привода, к быстрому выходу из строя вала и сопрягаемых с ним деталей.

2.2 Анализ возможных методов получения поверхностей

Деталь Вал должна обладать достаточной износостойкостью,
прочностью, а также относительно низкой стоимостью изготовления.
Сущность технологии изготовления деталей машин состоит в
последовательном использовании различных технологических способов
воздействия на обрабатываемую заготовку, с целью предать ей заданную
форму и размеры указанной точности.
Для этого проведем анализ методов получения поверхностей Вала и составим таблицу 1.

3 Описание механической обработки детали

Механическая обработка деталей - это процесс изменения формы,
размера и поверхности материала с использованием специальных
инструментов, и оборудования. Она направлена на достижение требуемых
технических характеристик и точности деталей в процессе производства.

3.1 Маршрутная технология

Маршрутное описание технологического процесса – это сокращенное
описание всех технологических операций в маршрутной карте в
последовательности их выполнения без указания переходов и
технологических режимов.
Выбираем фрезерно-центровальный станок 2Г942.
1. Станок 2Г942 имеет достаточно большой размер стола и рабочей
поверхности, что позволяет обрабатывать заготовки различных
размеров. Размеры заготовки Ø39х369 укладываются в пределы
возможностей станка, что обеспечивает возможность выполнения
операций по обработке таких деталей.

2. Станок обладает высокой точностью обработки благодаря своей конструкции и техническим характеристикам. Это особенно важно
при обработке деталей с относительно небольшими размерами, где
высокая точность необходима для обеспечения качества и
соответствия требованиям.
3. Станок обладает и соответствующими кинематическими данными
для обработки детали, такими как пределы частот вращения
сверлильного шпинделя, мощность электродвигатель привода
фрезерных головок и электродвигатель привода сверлильных
головок.
4. Станок также обладает высокой производительностью, что
позволяет эффективно выполнять обработку большого объема
деталей за короткое время. Это особенно важно при серийном
производстве, где требуется обрабатывать большое количество
деталей.
Приведем характеристики технологических возможней станка 2Г942.
Станок модели 2Г942 предназначен для обработки торцов деталей
типа валов в серийном и массовом производстве со встройкой
автоматических загрузочных устройств и в составе автоматических линий.
Основные операции, выполняемые на полуавтомате: фрезерование
торцов и сверление центровых отверстий с двух сторон, обточка шеек на
концах валов. Может производиться также сплошная цековка до диаметра
40 мм, кольцевая подрезка и расточка.
Уровень вибрации, возникающий на рабочем месте при работе
станков в эксплуатационном режиме в соответствии с ГОСТ 12.2000-80.
Фрезерные и сверлильные шпиндели расположены горизонтально.
Загрузка, фрезерование, зацентровка и выгрузка обрабатываемых
деталей производится последовательно. Обрабатываемая деталь
неподвижна, перемешаются фрезерные и сверлильные головки.
Левые и правые сверлильные и фрезерные головки не снабжены
механизмами синхронизации. Одновременность работы левых и правых
шпинделей обеспечивается гидроприводом.


Устройство фрезерно-центровального станка 2Г942.
Станок 2Г942 имеет набор следующих компоновочных узлов:
- отлитой из чугуна станины, снабженной двумя направляющими,
как основы обтачивающего комплекса;
- каретки, оборудованной парой шпинделей (фрезерный и
сверлильный), которые способны попеременно двигаться вдоль поверхности
закрепленной заготовки;
- приводов (гидравлических), предназначенных для подачи
центровочного сверла и торцевой фрезы, а также упора для перемещаемой
детали.
Поэтапному выполнению фрезерно-центровальных работ содействуют
вспомогательные узлы совместно с органами управления. Фрезерные и
сверлильные узлы попарно размещены внутри агрегатных головок.
Подготовленное к обработке изделие устанавливают в специальных тисках, зафиксировав гидравлическим прижимом.
Принцип работы фрезерно-центровального станка 2Г942.
Принцип работы фрезерно-центровального станка заключается в
следующем: металлическую заготовку помещают в специально отведенные для этого тиски, и хорошо фиксирует в неподвижное положение. Запускают
фрезер, который обрабатывает одну деталь с двух сторон, обеспечивая
максимальную симметрию. Обрабатывающая головка «высверливает»
центровое отверстие по заданным параметрам.

Выбираем максимальный диаметр обработки ∅40 мм для расчета мощности главного привода станка. Глубина резания при черновой обработке t=1,65 мм, подача по справочной таблице для державки 16х25 мм S=0,5 мм/об. [4]


Выбираем станок круглошлифовальный универсальный полуавтомат.
Круглошлифовальный полуавтомат 3М151 предназначен для наружного шлифования цилиндрических и конических поверхностей изделий в условиях единичного, серийного и крупносерийного производства.
На полуавтомате 3М151 можно выполнять: продольное и врезное шлифование при ручном управлении; продольное и врезное шлифование по полуавтоматическому циклу до упора и с прибором активного контроля диаметрального размера изделия, настроенного па необходимый диаметр шлифования.
Изменение поперечных и продольных подач, а также скорости вращения изделий на полуавтомате 3М151 бесступенчатое.
Наличие в последнем звене механизма поперечных подач винтовой пары качения в сочетании с направляющими качения обеспечивает микронную подачу шлифовальной бабки. Полуавтомат снабжен механизмом балансировки шлифовального круга во время работы. Шероховатость обрабатываемых поверхностей при продольном методе шлифования не ниже Ra=0,32 мкм, а при врезном - Ra=0,63 мкм. Полуавтомат обеспечивает точность размера по 6-му квалитету. Точность геометрической формы обрабатываемых поверхностей: овальность - 0,0032 мм, конусообразность - 0,008 мм.

Вывод

В результате проведенного анализа было установлено, что выбор
технологического оборудования для обработки детали "Вал"
изделия "Вал приводной" является критическим этапом в процессе производства.