Агрегатно-фрезерный станок Диплом

Станок агрегатный модели 1580 ИА Схема смазки принципиальная.dwg

Схема смазки принципиальная
Станция импульсная смазочная
УХЛ4 ТУ2-053-1622-82
Манометр МТП-1М-01-4
Реле давления РД425МУХЛ4
Импульсные питатели смазки силового стола
Прибор управления и контроля
* Настраиваемое давление

Дипломный проект 1.dwg

Стол силовой электрический Сборочный чертеж.dwg

Техническая характеристика
Количество рабочих подач 1
Диапозон рабочих подач
Размеры рабочей поверхности стола
Скорость ускоренных перемещений
Технические требования
Механизмы стола должны работать плавно
Течь масла из-под стыков и уплотнений привода подачи поз. 101
Медные трубки гнуть и развольцовывать по месту. Течь масла
из соединений не допускается.

Станок агрегатный модели Ц80ИА Схема пневматическая принципиальная.dwg

Схема пневматическая
Регулятором давления А1.3 настроить давление в
пневмосистеме станка 0
Реле давления А1.4 настроить на срабатывание при давлении
Блок подготовки воздуха ПБ16 3144ХЛ
Фильтр-влагоотделитель
Глушитель ЦТ 7020-0441
Пневмодроссель 06-2-УХЛ4 ТУ2.083-0224842-015
Распределитель 232-12-0-1-А110УХЛ14 ГОСТ 21851-85
Реле давления 2Д23УХЛ4192.0535-74-8469.0001.88
Цилиндры поджима заготовки
Цилиндр зажима заготовки
Цилиндры преварительной

Кинематическая схема станка.dwg

Дипломный проект 2.dwg

Наладка Сборочный чертеж.dwg

Операция 015 Агрегатная
Агрегатный мод. 1580 ИА
Конус 50 ГОСТ 15945-82
Морзе 4АТ8 ГОСТ 25557-82
Эскиз детали 2126-3422247-01
вилка кардана внутренняя после обработки
*Размеры для справок

Ограждение.dwg

Схема электрическая принципиальная.dwg

В выпрямители трехфазном 149ИА.90.04.000 (UZ1) заменить
конденсатор К50-20-50-2000 мкФ на конденсаторК50-20-50-200 мкФ
Ускоренное перемещение

Приспособление зажимное Сборочный чертеж.dwg

Трущиеся поверхности долны быть смазаны консистентной
смазкой ЦИАТИМ 221 ГОСТ 9433-80.
Призмы поз. 4 установить по размеру Е
заштифтовать. Призмы поз. 5 по калибру поз. 82 так
плотно прилегал к стенкам призмы поз. 4 и заштифтовать. Щуп
мм не должен проходить.
кожух поз. 25 закрепить после выверки приспособления на
*Размеры для справок.

Головка фрезерная Сборочный чертеж.dwg

радиальное биение оправки
установленной в коническом
отверстии шпинделя поз. 21
на расстоянии 100 мм от торца - 0
Допуск соосности оси шпинделя поз.21 и центра поз.20 - 0
Проверять по оправке
установленной в шпинделе и пожатой
Обеспечить соосность шпинделя поз. 21 и центра поз. 20 за
счет подгонки планок поз. 54
после чего заштифтовать.
В полость корпуса редуктора поз. 11 через отверстие в
крышке поз. 57 залить до середины маслоуказателя поз. 5 масло
марки И-20А ГОСТ 20799-88.
а также детали поз. 49
смазать смазкой НЛи 512-2 ГОСТ 23258-78 (ЦИАТИМ-202).
Размеры для справок.
Обработать по сопрягаемым деталям
* по детали поз. 14; *
Конус 50 ГОСТ 15945-82

Технико-экономические показатели проекта.dwg

Технико-экономические
Технико-экономические показатели
Удельная технологическая
Удельные капитальные
Удельные приведенные
Срок окупаемости до-
Годовой экономический

stanok.doc

Тип станка - вертикально фрезерный.
Приведенный диаметр заготовки
Максимальная длина заготовки
Максимальное количество оборотов
Минимальное количество оборотов
Продольная подача максимальная
Продольная подача минимальная
Максимальная глубина резания
Среднее арифметическое значение диаметров шеек валов
Среднее арифметическое значение диаметра шпинделя
Количество ступеней оборотов шпинделя
Количество ступеней подач
Кинематический расчет привода главного движения со
ступенчатым регулированием.
Определяем диапазон регулирования чисел оборотов шпинделя по формуле.
где nmax nmin - соответственно максимальное и минимальное числа оборотов шпинделя
приведенные в таблице мин-1
Определяем знаменатель геометрического ряда чисел оборотов шпинделя:
где Zn - количеств ступеней чисел оборотов шпинделя
lgj = lg50 18-1 = 0.0999
Из приложения 1 выбираем ближайшее стандартное значение для j
По значению j выбираем стандартный ряд чисел оборотов
На основе имеющихся величин Zn и j выбираем оптимальный структурный вариант привода
Zn = p1(x1) x p2(x2) x x pn(xn)
где p1pn - количество различных передач в каждой группе
x1xn - характеристика группы передач
= 3(1) x 3(3) x 2(9)
Значения x1 x2 xn для j = 1.26 должны удовлетворять условию
для понижающих передач x1 = 6
для понижающих передач x2 = 3
По выбранному оптимальному структурному варианту привода строим структурную сетку.
Задаемся частотой вращения электродвигателя nдв = 1460 обмин и строим структурный
график чисел оборотов привода главного движения.
Определим передаточное отношение в каждой группе передач по формуле:
где j - принятый знаменатель ряда чисел оборотов
u - количество интервалов
in1 = 1000 1460 = 0.69
i1 = j-1 = 1.26-1 = 0.79
i2 = j-2 = 1.26-2 = 0.63
i3 = j-3 = 1.26-3 = 0.5
i4 = j-1 = 1.26-1 = 0.79
i5 = j-2 = 1.26-2 = 0.63
i6 = j-5 = 1.26-5 = 0.32
i8 = j-6 = 1.26-6 = 0.25
Определяем число зубьев передач и диаметры шкивов клиноременной передачи
Расчет чисел зубьев выполняем по стандартной сумме зубьев.
Первая группа передач z = 93
z1вщ = 93 1+1.26 = 41 z1вд = 93 - 41 = 52 i1` = 41 52 = 0.788
z2вщ = 93 1+1.262 = 36 z2вд = 93 - 36 = 57 i2` = 36 57 = 0.63
z3вщ = 93 1+1.263 = 31 z3вд = 93 - 31 = 62 i3` = 31 62 = 0.5
Вторая группа передач z = 120
z4вщ = 120 1+11.26 = 67 z4вд = 120 - 67 = 53 i4` = 67 53 = 1.264
z5вщ = 120 1+1.262 = 46 z5вд = 120 - 46 = 74 i5` = 46 74 = 0.721
z6вщ = 120 1+1.265 = 29 z6вд = 120 - 29 = 91 i6` = 29 91 = 0.318
Третья группа передач z = 150
z7вщ = 150 1+1.1.263 = 100 z6вд = 150 - 100 = 50 i6` = 100 50 = 2
z8вщ = 150 1+1.266 = 30 z6вд = 150 - 30 = 120 i6` = 30 120 = 0.25
Определяем фактические значения частот вращения шпинделя и относительные погрешности
Dnдоп = ± (1 - nшп. факт nшп. станд ) * 100% ± 10(j-1) %
где Dnдоп - относительная погрешность
Dnдоп = ± 10 (1.26 - 1) = 2.6 %
Подставляя значения формулу фактического значения получаем:
П1ф = 1460 * in1` * i1` * i4` * i7`
П1ф = 1460 * 0.69 * 0.79 * 1.26 * 2 = 1991.97 DП = 1- 1991.972000* 100 = 0.4%
Аналогично производим вычисления и с другими значениями результаты сводим в таблицу.
9.954 * i1` * i4` * i7`
9.954 * i2` * i4` * i7`
9.954 * i3` * i4` * i7`
9.954 * i1` * i5` * i7`
9.954 * i2` * i5` * i7`
9.954 * i3` * i5` * i7`
9.954 * i1` * i6` * i7`
9.954 * i2` * i6` * i7`
9.954 * i3` * i6` * i7`
9.954 * i1` * i4` * i8`
9.954 * i2` * i4` * i8`
9.954 * i3` * i4` * i8`
9.954 * i1` * i5` * i8`
9.954 * i2` * i5` * i8`
9.954 * i3` * i5` * i8`
9.954 * i1` * i6` * i8`
9.954 * i2` * i6` * i8`
9.954 * i3` * i6` * i8`
Таким образом получаем на всех ступенях относительную погрешность не превышающую
предельно допустимую (2.6%)
Кинематический расчет привода подач со ступенчатым
Расчет привода подач ведем аналогично расчету привода главного движения.
Диапазон регулирования частот вращения
Rn = Smax Smin = 1600 50 = 32
Знаменатель геометрического ряда частот вращения шпинделя:
tgj = lg Rn zs - 1 = lg 32 15 = 0.1
Определяем ряд подач (мммин)
Преобразование вращательного движения выходного вала коробки подач в поступательное
движение стола происходит с помощью
Для определения частот вращения выходного вала коробки подач nn (ммоб) необходимо
каждое значение ряда подач разделить на передаточное число.
Результаты сводим в таблицу.
Выбираем оптимальную структурную формулу:
= 4(1) x 2(4) x 2(8)
На основе оптимального варианта строим структурную сетку и график частот вращения
Определим количество зубьев и передаточное отношение.
Определим фактические значения частот вращения выходного вала и относительные
погрешности. полученные при расчете величины заносим в таблицу.
Силовой расчет привода главного движения.
Определяем эффективную мощность станка по формуле:
Nэф = Pz * V 61200 кВт
где Pz - тангенциальная составляющая усилия резания Н
V - скорость резания ммин.
Определим скорость резания по формуле:
V = ( Cv * Dq (Tm * tx * Sy * Bu * zp) ) * Kv ммин
где T - стойкость фрезы мин табл. 40 [1]
C - коэффициент и показатели степеней в табл. 39 [1]
D - диаметр обрабатываемой заготовки
Sz - подача на один зуб
Kv = Kmv * Knv * Kиv ;
где Kmv - коэффициент учитывающий качество обрабатываемого материала табл.1-4 [1]
Knv - коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки табл.5 [1]
Kиv - коэффициент учитывающий материал инструмента табл.6 [1]
Подставляем полученные значения:
Kv = 1 * 1 * 0.9 = 0.9
V = ( 700 * 1600.17) (2000.33 * 30.38 * 0.180.4 * 1600.08 * 260.1) * 0.9 = 126 ммин
Определим частоту вращения шпинделя по формуле:
n = 1000V pdmax обмин
где dmax - максимальный диаметр заготовки.
n = 1000 * 125 p * 160 = 246 обмин
Ближайшее стандартное значение из ряда чисел оборотов - 250 обмин.
Согласно полученной частоте вращения уточняем скорость резания:
V = p * 160 * 250 1000 = 125 ммин
Определим составляющую силы резания - окружную силу по формуле:
Pz = (10Cp * tx * Szy * Bu * z (Dq * nw )) * Kmp H
где значение всех коэффициентов и Cp - табл.41 [1]
Kmp - поправочный коэффициент табл. 9 [1] = 1
Pz = 10 * 101 * 30.88 * 0.180.75 * 160 * 26 (1600.87 * 2500) * 1 = 3691 H
Найдем крутящий момент на шпинделе станка по формуле:
Mкр = Pz * D z * 100 = 3691 * 160 200 = 2952.8 H
Подставим вычисленные значения в формулу эффективной мощности:
Ne = 3691 * 125 1020 * 60 = 7.54 кВт
Определим мощность холостого хода.
Nхл = 4*10-6 * dcp * (pn * n1 * c*dшп dср * n) кВт
где dср - среднее арифметическое диаметров всех опорных шеек коробки скоростей мм
dшп - среднее арифметическое диаметров всех опорных шеек шпинделя мм
c = 1.5 - коэффициент для подшипников качения.
pn - количество передач участвующих в передаче от входного вала к шпинделю.
Nхл = 4*10-6 * 45 * ( 3*900+1.5 * 68.440 * 380) = 0.6 кВт
Определяем расчетный КПД привода главного движения и привода подач.
где h - КПД передач и подшипников качения.
hp = 0.99 * 0.9 = 0.891
Определим мощность электродвигателя.
Nдв = (0.8 1) * (Nэф 0.74 + N кВт
Nдв = 0.8 (7.54 0.74 + 0.5) = 8.6 кВт
По таблице 248[3] выбираем электродвигатель - 132М4 1460.
Определим коэффициент полезного действия:
Nст = hp * (1- Nx Nдв.ср )
Nст = 0.74 * ( 1 - 0.510) = 0.71
Определим крутящие моменты на каждом валу коробки скоростей по формуле:
Mk = 9740 * Nдв * h np н*м
где np - расчетная частота вращения вала мин-1
h - КПД механизма от вала электродвигателя до рассматриваемого вала.
Mk1 = 9740 * 10 * 0.95 1000 = 92.5 H*м
Mk2 = 9740 * 10 * 0.93 500 = 185 H*м
Mk3 = 9740 * 10 * 0.90 160 = 578 H*м
Mшп = 9740 * 10 * 0.89 50 = 1850 H*м
Определим тяговое усилие по формуле:
Q = M (Pz + G) +k*Px H
где G = 3*103 - вес перемещающихся частей;
M = 0.16 - приведенный коэффициент трения;
K = 1.12 - коэффициент. учитывающий опрокидывающий момент.
Px - составляющая сила резания определяется по формулам теории резания [1] H
Px = (10Cp 1) * tx * Szy * Vh * Kp
Значения Cp и показателей степеней по табл.12 [1]
Px = 10 * 150 * 2.41 * 2.60.4 * 80-0.3 * 1 = 3267 H
Q = 0.16 * ( 3691 + 3000) + 1.12 * 3267 = 4729.6 H
Прочностной расчет основных элементов привода главного движения.
Определим предварительно диаметры всех валов по формуле:
di = 103 * Mki (0.2 *[s]пр) мм
где [s]пр = 3*107 - допустимое напряжение кручения.
d1 = 103 * 3 92 0.2*3*107 = 32 мм
d2 = 103 * 3 185 0.2*3*107 = 44 мм
d3 = 103 * 3 578 0.2*3*107 = 53 мм
Расчетные значения каждого вала округляем до ближайшего стандартного значения и получаем
d1 = 35 мм d2 = 40 мм d1 = 50 мм.
Определим модули групп передач из условия прочности на изгиб:
m = 3 2Mk*Kg*Kh (y*y1*Ke*z1*[s]n) мм
где Mk - крутящий момент н*м
Kg - коэффициент динамической нагрузки (1.05 1.17)
Kh - коэффициент неравномерности нагрузки (1.06 1.48)
y = 68 - коэффициент ширины
y1 = 0.4 0.5 - коэффициент формы
Ke = 0.01 - коэффициент одновременности зацепления
z1 - число зубьев шестерни
[s]n - допустимое напряжение на изгиб находится как:
[s]n = ((1.3 1.6) s-1 [n]*Rs ) * Rph
где s-1 = 438 Hмм2 - предел выносливости
[n] = 1.5 - допустимый коэффициент запаса
Rs = 1.5 - эффективный коэффициент концентрации напряжения
Rph = 1 - коэффициент режима работы.
[s]n = 1.5 * 438 1.52 * 1 = 185 Hмм2
Первая группа зубчатых колес:
m1 = 3 2*92*1.17*1.48 (6*0.4*241*185*0.01) = 1.7
Вторая группа зубчатых колес:
m2 = 3 2*185*1.17*1.48 (6*0.4*57*185*0.01) = 2
Третяя группа зубчатых колес:
m3 = 3 2*578*1.17*1.48 (6*0.4*62*185*0.01) = 2.3
Определяем межосевое расстояние по формуле:
A = (u+1) * 2 (340[sk])2 + Mk (yва * u * Ru) мм
где [sk] = 1100 МПа - допустимое контактное напряжение.
yва = 0.16 - коэффициент ширины колеса.
Rn = 1 - коэффициент повышения допустимой нагрузки.
u - передаточное отношение.
A1 = (2.8 +1) 3 (3401100)2 + 92*103 0.16 * 2.8 = 94 мм
A2 = (2.8 +1) 3 (3401100)2 + 185*103 0.16 * 2.8 = 120 мм
A3 = (2.8 +1) 3 (3401100)2 + 578*103 0.16 * 2.8 = 150 мм
Уточним значения модулей из условия:
m1 = 0.02 * 94 = 1.8 = 2
m2 = 0.02 * 120 = 2.1 = 2
m3 = 0.015 * 150 = 2.2 = 2
Проведем уточненный расчет валов
Уточненный расчет валов на прочность производим для третьего вала как наиболее
нагруженного. Построим эпюры крутящих моментов:
P6 = 2*578*103 60 = 19266.7 H
T6 = tg20° * 19266.7 = 7012 H
P13 = 2*578*103 120 = 9634 H
T13 = tg20° * 9634 = 3506 H
Определим реакции опор:
P6 * AC + P13 * AD - Rbx * AB = 0
Rax = P6 + P13 - Rbx = 9546.6 H
T6 * AC - T13 * AD + Rbx * AB = 0
Ray = T6 - T13 + Rby = 9978 H
Произведем предварительную оценку вала и уточненный расчет на прочность.
sпр = Mu2 + 0.75Mk2 W [s]u = 80 МПа.
где sпр - приведенное напряжение
Mu - max изгибающий момент в описанном сечении Н*м
W - момент сопротивления изгибу в описанном сечении мм3
где Mx и My - максимальные моменты в опасном сечении н*м
Mu = 19002 + 5462 = 1976 H*м
где d - диаметр вала мм
W = 0.1 * 503 = 12500 мм3
sпр = 19762 + 0.75 * 578 12500 = 17.8 = 18 МПа 80 МПа
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ.
Косилова А.Г. и Мещерякова Р.К. Справочник технолога-машиностроителя. Том2
-М.: Машиностроение 1985.
Ицкович Г.М. и др. Курсовое проектирование деталей машин.
-М.: Машиностроение 1970.
Детали машин. Примеры и задачи. Под общей редакцией С.Н.Ничипорчика
-М.: Вышэйшая школа 1981.
Дунаев П.Ф. Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин.
-М.: Высшая школа 1985.
Гузенков П.Г. Детали машин. -М.: Высшая школа 1975.

доклад.doc

Станки имеющие высокую степень автоматизации и позволяющие осуществлять быструю переналадку при переходе на обработку новых деталей бывают с числовым программным управлением (ЧПУ) и агрегатные станки. Станки с ЧПУ имеют более высокую стоимость и применимы в условиях серийного производства в основном для корпусных и точных деталей а агрегатные станки универсальны и в то же время имеют высокую степень автоматизации. Их широко применяют для серийного и массового типа производства т.к. они обеспечивают надлежащую точность и возможность переналадки на другие типы деталей. Трудности возникают при проектировании приспособлений и компоновки самого станка что в условиях массового производства экономически оправдано за счет унифицированности основных узлов станка и высокой концентрации операции на одном рабочем месте.
В процессе дипломного проектирования разработан агрегатный станок для обработки вилки карданной на автомобиль ИЖ 2126.
Внедрение данного станка позволит сократить цикл выпуска деталей за счет совмещения операций сократить затраты на рабочих и наладчиков снизить площадь занимаемую оборудованием по габаритам и т.д.
За счет применения нового оборудования повышается производительность и в связи с этим была разработана фрезерная головка. Было применено приспособление на две детали с автоматическим зажимом и разжимом работающее от пневмосистемы станка.
Агрегатными называются специальные станки которые состоят из нормализованных деталей и узлов (агрегатов).
Такие станки используют для многоинструментальной обработки заготовок деталей (чаще корпусных) в условиях крупносерийного и массового производства. Они нашли широкое применение на заводах изготовляющих автомобили и сельскохозяйственные машины.
На агрегатных станках производится сверление растачивание нарезание резьбы и реже фрезерование плоскостей. В последнее время появились агрегатные станки выполняющие элементарные сборочные работы.
Преимущество практического применения агрегатных станков заключается в следующем:
значительное сокращение сроков проектирования и изготовления станка;
высокая производительность обусловленная многоинструментальной обработкой и минимальным количеством вспомогательных движений;
сравнительно низкая стоимость изготовления станка;
удешевление обработки заготовок изделий благодаря высокой производительности и простоте обслуживания станка;
облегчение автоматизации цикла обработки;
возможность использования части агрегатов при изменении объекта производства.
При установившейся номенклатуре деталей возможно создание агрегатных станков с переналадкой на обработку заготовок деталей нескольких типоразмеров.
Агрегатные станки могут работать как самостоятельная станочного парка или входить в состав поточных и автоматических линий с единым траспортом.
Наибольшие технологические возможности станков обеспечиваются в том случае когда обрабатываемая деталь в процессе резания неподвижна а главное движение и движение подачи сообщаются режущим инструментом. Этим достигается наибольшая концентрация операций: можно производить обработку деталей одновременно с нескольких сторон многими режущими инструментами при автоматическом управлении рабочим циклом.
Компоновка агрегатных станков зависит от размеров и конфигурации изготовляемой детали а также от возможностей совмещения необходимых для обработки операций.
Агрегатные станки в большинстве случаев имеют следующие основные узлы: станину колонну силовые головки шпиндельные коробки приспособление для установки и крепления обрабатываемой заготовки и подставки под приспособление.
В некоторых случаях станины и колонны устанавливают на литых сварных основаниях которые являются нормализованными агрегатами. В случае последовательной обработки нескольких заготовок вместо неподвижного приспособления устанавливают подвижно или поворотный стол на котором монтируют приспособления для установки и крепления заготовки.
В агрегатных станках с гидрофицированным приводом перемещений рабочих органов управление циклом осуществляется с помощью нормализованных гидропанелей.
Станок агрегатный имеющий две позиции которые используются для фрезерования.
На верхней плоскости тумбы установлен силовой стол ОУ3132-225 с приспособлением ЦТ7020-4195.
С правой стороны на плоскости тумбы установлена фрезерная головка для фрезерования торца детали с левой стороны – фрезерная головка для фрезерования ушек деталей.
На задней стенке тумбы справа смонтирована пневмоаппаратура управляющая работой зажимного приспособления.
Станция смазки установлена на боковой стенке тумбы с левой стороны. Разводка смазки произведена медными трубками. Смазочное оборудование предназначено для подачи смазки к направляющим силового стола.
Шкаф электрооборудования установлен на тумбе с левой задней стороны станка. Главный пульт управления и кнопочные пункты управления расположены на передней стенке тумбы для удобства управления станком. Главный пульт управления служит для работы станка в наладочном режиме. Управление циклом ведется с двух кнопочных постов управления.
оператор открывает ограждение и снимает с приспособления обработанные детали;
устанавливает и зажимает кнопкой ЗАЖИМ заготовку;
закрывает ограждение;
нажимает на кнопку ПУСК ЦИКЛА (стол с зажимным приспособлением перемещается вперед происходит обработка ушек и торца деталей; затем стол с зажимным перемещается в переднее крайнее положение на исходную позицию где автоматически производится разжим детали).
Цикл заканчивается.
Кинематическая схема станка состоит из отдельных не связанных между собой схем фрезерных головок и привода силового стола.
Вращение шпинделя вертикальной фрезерной головки осуществляется от электродвигателя через клиноременную и зубчатую передачи.
Вращение шпинделя горизонтальной фрезерной головки также осуществляется от электродвигателя через клиноременную и зубчатую передачи.
Ускоренные перемещения силового стола (вперед и назад) осуществляются от электродвигателя АИР63В4У3. Вращение передается через жесткую муфту на вал электромагнитной муфты которая при этом выключена. Далее вращение передается через зубчатые колеса 11 и 12 на ходовой винт. Изменение направления ускоренных перемещений осуществляется реверсированием электродвигателя.
Движение рабочей подачи осуществляется от электродвигателя АИР56А4У3. Вращение передается через жесткую муфту на сменяемые зубчатые колеса 1 2 3 4 сменные зубчатые колеса 5 6 фрикционную предохранительную муфту зубчатые колеса 7 8 9 10 включенную электромагнитную муфту. Далее вращение передается через зубчатые колеса 11 12 на ходовой винт 13. Ходовой винт 13 вращаясь в ходовой гайке 14 неподвижно закрепленной в платформе стола сообщает платформе прямолинейное перемещение со скоростью рабочей подачи или ускоренных перемещений.
Силовой стол комплектуется из следующих узлов:
упоров управления с путевыми переключателями.
Цикл работы силового стола: быстрый подвод рабочая подача выдержка на жестком упоре (при необходимости) быстрый отвод.
Приспособление зажимное ЦТ7020 служит для закрепления обрабатываемых деталей. Оно состоит из корпуса призм и механизма прижима детали. Деталь в приспособлении базируется на призмы.
Предварительный поджим детали производится боковыми цилиндрами через рычаг. Рычаг прижимает деталь к боковым призмам. Одновременно нижний цилиндр производит окончательный зажим детали верхней планкой к нижней призме. Разжим производится в обратной последовательности.
В конструкторской части дипломного проекта было произведено определение мощности электродвигателя кинематический расчет привода главного движения фрезерной головки расчет клиноременной передачи расчет зубчатой передачи расчет валов на прочность расчет подшипников качения.
В технологической части дипломного проекта был произведен расчет режимов резания и расчет технических норм времени
В экономической части дипломного проекта был произведен расчет экономического эффекта внедрения нового технологического процесса.За базу для сравнения принимаем уже действующий вариант технологического процесса в массовом производстве. Все операции в технологическом процессе остаются теми же заменяем лишь оборудование которое спроектировано по техническому заданию для работы в производственных цехах и имеющего в наличии ряд вспомогательной технологической оснастки.
Технико-экономические показатели проекта
Сравниваемые варианты
Годовой выпуск деталей тыс. шт.
Норма времени на деталь
Удельная технологическая себестоимость руб.
Удельные кап. Вложения руб.
Удельные приведенные затраты руб.
Срок окупаемости лет
Годовой экономический эффект руб.
Исходя из расчета экономического эффекта по использованию проектного варианта технологического процесса мы видим что при больших затратах на капитальные вложения получаем более дешевую продукцию а значит быструю окупаемость дополнительных капитальных вложений что делает этот вариант предпочтительным.
Раздел охраны труда посвящен следующим вопросам: требования безопасности предъявляемые к оборудованию пожарная безопасность вибрации их влияние нормирование вибрации защита от вибраций.

рецензия.doc

Ижевский государственный технический университет
Кафедра «Проектирование и эксплуатация машин и оборудования»
(должность место работы)
Проект на тему: «Спроектировать агрегатно-фрезерный станок для обработки вилки карданной 2126-3422247-01 автомобиля ИЖ-2126».
Объем выполненной работы:
Расчетно-пояснительная записка на 120 листах 12 листов графической части выполненной в системе автоматизированного проектирования «КОМПАС 5.11».
Краткая аннотация проекта:
Проект посвящен разработке агрегатно-фрезерный станок для обработки вилки карданной 2126-3422247-01 автомобиля ИЖ-2126.
За счет применения нового оборудования повышается производительность и в связи с этим разрабатывается фрезерная головка.
Применено приспособление на две детали с автоматическим зажимом и разжимом работающее от пневмосистемы станка.
Выполнены все необходимые расчеты предусмотренные методическими указаниями по выполнению дипломного проекта.
Положительные стороны проекта:
- решается актуальная задача увеличения производительности что способствует сокращению устаревшего непроизводительного оборудования;
- отлично выполнена графическая часть проекта;
- в пояснительной записке присутствует большое количество рисунков и схем облегчающих понимание раскрываемой темы;
- разработанный автомат предполагается внедрить в производственный процесс.
Недостатки имеющиеся в проекте:
- в пояснительной записке к дипломной работе не описаны выводы сделанные по патентному поиску;
- пояснительная записка написана от первого лица.
В целом проект заслуживает оценки «отлично» а его автор достоин присвоения звания инженер-механик.

Глава3.doc

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1. Расчет режимов резания
Произведем расчет режимов резания по базовому варианту для вертикально-фрезерной и горизонтально-фрезерной операций. Для всех остальных операций расчет будем производить в проектном варианте т.к. эти операции аналогичны также для базового варианта.
Вертикально-фрезерная операция
Фрезеровать торец вилки [16 табл. 6 стр. 263]:
Значения коэффициента и показателей степени принимаем по таблице 39 [16 стр. 286]:
Т – период стойкости инструмента принимаем 120 мин.
Частоту вращения шпинделя принимаем = 1200 обмин.
Определяем действительную скорость резания:
Рассчитываем силу резания:
Подача на зуб фрезы :
Подача на оборот фрезы :
Определяем скорость резания [16 стр. 265]:
где Kv – коэффициент учитывающий фактические условия резания;
KMv – коэффициент учитывающий качество обрабатываемого материала [16 табл. 1 стр. 261]; KПv – коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки [16 табл. 5 стр. 263]; KUv – коэффициент учитывающий материал инструмента [16 стр. 282];
где KMр – коэффициент влияющий на качество обрабатываемого материала [16 табл. 9 стр. 264].
Значения коэффициента и показателей степени приведены в таблице 41 [16 стр. 291]:
Крутящий момент [16 стр. 291]:
Мощность резания [16 стр. 290]:
Операция фрезеровальная
Фрезеровать ушки вилки карданной
Определяем скорость резания :
= 08 [16 табл. 5 стр. 263]; = 10 [16 табл. 6 стр. 263]
T – период стойкости инструмента принимаем = 150 мин.
Рассчитаем частоту вращения шпинделя :
Рассчитываем силу резания [16 стр. 282]:
[16 табл. 9 стр. 264].
Крутящий момент [16 стр. 290]:
Произведем расчет по проектному варианту с совмещением двух предыдущих операций.
5 Агрегатно-фрезерная
Поз. 1. Фрезеровать торец вилки
Подача на зуб фрезы [16 табл. 34 стр. 283]:
Определяем скорость резания [16 стр. 283]:
где – период стойкости инструмента; – коэффициент учитывающий фактические условия резания;
где – коэффициент учитывающий качество обрабатываемого материала; – коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки [16 табл. 5 стр. 263];– коэффициент учитывающий материал инструмента [16 стр. 282];
= 08; = 10; [16 табл. 5 стр. 263]
принимаем по табл. 40 [16 стр. 290] 150 мин.
Частота вращения шпинделя [16 стр. 280]:
где – коэффициент учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости.
Крутящий момент на шпинделе [16 стр. 290]:
Поз. 2. Фрезеровать ушки карданной вилки в размер 418; 252.
Глубина резания: = 24 мм.
Ширина резания: В = 1 мм.
Подача на зуб фрезы: = 006 ммзуб [16 табл. 4 стр. 283].
Подача на оборот фрезы:
Частота вращения шпинделя:
Рассчитываем силу резания [16 табл. 9 стр. 264]:
Значения коэффициента и показателей степени принимаем по таблице 41 [16 стр. 291]:
Крутящий момент на шпинделе:
Операция 030 Агрегатная (5-ти поз. патомат).
I поз. Установка и зажим.
II поз. Сверлильная. Сверлить ушки E15 с двух сторон и сверлить отв. E16 на проход.
Для 15 мм глубина резания :
Подача [16 табл. 25 стр. 277]:
Скорость резания [16 стр. 276]:
где – поправочный коэффициент на скорость резания учитывающий фактические условия резания:
где – коэффициент учитывающий глубину сверления=10 [16 табл. 31 стр. 280].
= 04; Т = 3 0 мин [16 табл. 30 стр. 280].
Значения коэффициента и показателей степени принимаем по таблице 28 [16 стр. 278]:
Крутящий момент [16 стр. 277]:
где зависит от материала обрабатываемой заготовки и определяется выражением == 10. Значения коэффициента и показателей степени приведены в таблице 32 [16 стр. 281].
Осевая сила [16 стр. 277]:
= 68; [16 табл. 32стр. 281];
Мощность резания [16 стр. 280]:
Сверлить отверстие E16 на проход.
Подача[16 табл. 25 стр. 277]:
Т – период стойкости инструмента Т = 45 мин [16 табл. 30 стр. 279].
Значения коэффициента и показателей степени приведены в таблице 28 [16 стр. 278]:
Рассчитываем мощность резания:
Ш поз. Подрезать торец в размер 4303.
Подача [16 табл. 11 стр. 266]:
Скорость резания [16 стр. 280].:
[16 табл. 1 стр. 261];
=10 [16 табл. 5 стр. 263];
= 10 [16 табл. 6 стр. 263]
Т – период стойкости инструмента Т = 40 мин [16 стр. 268].
Значения коэффициента и показателей степени и приведены в таблице 17 [16 стр. 269]:
Сила резания . Силу резания принято раскладывать на составляющие силы направленные по осям координат станка (тангенциальную радиальную и осевую ) [16 стр. 271]:
где – поправочный коэффициент;
– коэффициент учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости; – коэффициенты учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на составляющие силы резания при обработке;
=10; 10; 10 [16 табл. 23 стр. 275];
=115; 16; 17 [16 табл. 23 стр. 275];
=093; 082; 10 (при мм) [16 табл. 23 стр. 275].
Значения коэффициента С и показателей степени приведены в таблице 22 [16 стр. 273]:
Мощность резания [16 стр. 271]:
IV поз. Зенкерование.
Зенкеровать отверстия ушек до E 154 и зенкеровать продольное отверстие до E 172 мм для отверстия E 154
Глубина резания [16 стр. 276]:
Подача[16 табл. 26 стр. 277]:
где – коэффициент учитывающий фактические условия резания;
Т – период стойкости инструмента Т = 30 мин [16 табл. 23 стр. 279].
Значения коэффициента и показателей степени применяемые для зенкерования приведены в таблице 29 [16 стр. 279]:
Значения коэффициента и показателей степени принимаем по таблице 32 [16 стр. 281]:
Для продольного отверстия E172.
Т = 40 мин [16 табл. 30 стр. 279].
Определяем крутящий момент:
Рассчитываем мощность резания
V поз. Развертывание.
Развернуть отверстие E 174.
Подача[16 табл. 27 стр. 278]:
принимаем период стойкости инструмента Т = 60 мин [16 табл. 30 стр. 279].
Значения коэффициента и показателей степени приведены в таблице 29 [16 стр. 279]:
Крутящий момент на шпинделе [16 стр. 280]:
Значения коэффициента и показателей степени принимаем по таблице 22 [16 стр. 275].
Для определения крутящего момента при развертывании каждый зуб инструмента можно рассматривать как расточный резец
Операция 050. Горизонтально-фрезерная.
Фрезеровать внутренние поверхности ушек в размер 49.
Глубина резания: = 4 мм.
Ширина резания: В = 34 мм.
Подача на зуб фрезы: = 015 мм зуб.
Значения коэффициента и показателей степени приведены в таблице 39 [16 стр. 286]:
Принимаем период стойкости инструмента Т = 120 мин [16 табл. 40 стр. 290].
2. Расчет технических норм времени
Рассчитаем технические нормы времени на операции выполняемые в базовом и проектном вариантах. В базовом варианте рассматривается обработка фрезами на двух фрезерных станках. В проектном варианте эти две операции объединяются в одну – агрегатную т.е. две фрезерные операции выполняются на одном агрегатном станке.
Рассчитаем нормы времени по базовому варианту. По базовому варианту у нас есть две операции: вертикально – фрезерная и горизонтально – фрезерная.
Вертикально – фрезерная.
Определяем основное время :
= 26 + 125 = 385 мм;
где – время на установку и снятие детали = 006 мин. [3 табл. 5.5 стр. 199]; – время на закрепление и открепление детали = 0024 мин. [3 табл. 5.7 стр. 201]; – время на приемы управления мин. [3 табл. 5.9 стр. 205]; – время на измерение детали = 013 мин. [3 табл. 5.12 стр. 207].
= 001 + 004 + 004 + 004 + 005 + 005 = 02 мин.
– время на техническое обслуживание рабочего места; мин
где – время на смену инструмента и подналадку станка мин.; = 15 [3 табл. 5.18 стр. 210]; Т – период стойкости инструмента мин.
где – время на организационное обслуживание рабочего места мин.; для всех операций определяется в процентах от оперативного времени принимаем для = 7% [3 стр. 212]; – время на отдых и личные надобности мин.; также определяется в процентах от оперативного времени принимаем для = 4%.
Определяем норму штучного времени [3 стр. 101]:
Горизонтально – фрезерная:
= 24 + 542 = 782 мм;
= 006 мин [3 табл. 5.5 стр. 199];
= 0024 мин [3 табл. 5.7 стр. 201];
= 001 + 004 + 004 + 005 + 005 = 019 мин [3 табл. 5.9 стр. 205];
= 011 + 009 + 008 = 028 мин [3 табл. 5.12 стр. 207];
Определяем норму штучного времени:
Рассчитаем нормы времени по проектному варианту в котором вертикально – фрезерная и горизонтально – фрезерная операции совмещены в одну агрегатно – фрезерную.
Определяем основное время .
Фрезерование торца [3 табл. 1 стр. 146]:
Фрезерование ушек вилки:
Т.к. за цикл работы на данном станке обрабатываются две детали установленные в приспособлении то основное время увеличиваем в два раза.
Определяем вспомогательное время:
= 0034 + 0024 = 0058 мин [3 табл. 5.5 стр. 199];
= 001 + 005 + 014 = 02 мин [3 табл. 5.9 стр. 205];
= 009 мин [3 табл. 5.12 стр. 207];
Т = 120 мин.; Т = 150 мин.;

Вилка.doc

Сталь 30Х ГОСТ 4543-71
Код наименование операции
Обозначение документа
Код наименование оборудования
Входной контроль контролер 2 1 1 13200 1 0132 024
Обдирочно-шлифовальная шлифощ 2 1 1 13200 1 005 01
Агрегатная станочник 3 1 2 13200 1 0089 0829
Слесарная слесарь 2 1 1 13200 1 01 04
Агрегатная станочник 3 1 1 13200 1 0089 063
Слесарная слесарь 2 1 1 13200 1 01 032
Контрольная контролер 2 1 1 13200 1 021 064
ГОСТ 3.1118-82 Форма 16
Наименование операции
Установить и снять деталь
ЦТ 7020-4195 Приспособление
ЦТ 2214-0021-Т15К10 фреза; 6222-0034 оправка; ШЦ-I-125-01-1 Штангенциркуль; УП-2-160 угольник
Фрезеровать наружные и внутренние поверхности ушек выдерживая размеры 23
ЦТ 2294-8141 набор фрез; 6224-0268 оправка; 6103-0012 втулка; ЦТ 8113-0294 418h12 (ИМ61) скоба;
ЦТ 8332-4778 калибр на вхожесть; щуп 02-100НЕ кл.точн. 2 ТУ 2-034-225-87; ЦТ 8154-0232 252 Н12 (ИМ102) вкладыш;
ЦТ 8353-5472 калибр на смещение
Проверить внешним осмотром отсутствие заусенцев и острых кромок
Проверить шероховатость обработанных поверхностей
Образцы шероховатости ГОСТ 9378-75
Проверить симметричность поверхности 3 относительно базы А
Проверить размеры 2 и 3
ШЦ-I-125-01-1 Штангенциркуль
ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Проектирование и эксплуатация машин и оборудования»
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС
НА ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛИ
26-3422247-01 Вилка кардана

фрезерная головка.dwg

Гвоздь крепления знака
Кольцо В25 Хим. окс. прм.
Кольцо В45 Хим. окс. прм.
Кольцо В55 Хим. окс. прм.
Кольцо 008-035-30-2-2
Кольцо 030-035-30-2-2
Шайба 64.01.08 кп.05
Шпонки ГОСТ 23360-70
Подшипник 8116 ГОСТ 8.338-75
ГОСТ 6308-71ОСТ2 А51-1-72
(ИАФК) 525622.011 ТУ
Комплект инструмента

Станок агрегатный.dwg

Электрооборудование.
Устройство контроля изол-
яции 250ИТВМ.90.05.000
Светильник НКПО3-60-004
УХЛ4 ТУ1116-676.184-86
с лампой МО24-60ТУ16-87
Конденсатор МБГО-2-160
В-4 мкФ ОЖО.462.023ТУ
Реле РТТ-111УХЛ4 ТУ16-647.024-85
КРЛ-104 ТУ16-523.549-82
Предохранитель ПРС-6У3-П
-6У3 ТУ16-522.112-74
ПредохранительПРС-6У3-П с ПВД
ТУ16-88.ИКАВ.675.250.001ТУ
Арматура АМЕ 32521У2
Реле РП21-003 УХЛ4 А 24
В00 Гц с розеткой типа
типа 2 ТУ16-523.593-80
Выключатель АЕ 2043МП-100-00УЗ А 660В
Iном. ТУ16-522.148-80
Резистор МЛТ-2-200 Ом
Датчик фильтра системы смазки
Тумблер ПТ2-40Т УС0.360.054
Выключатель КЕ201У2 исп.2
Выключатель КЕ201У2
Посты управления ТУ16-642.006-83
Выключатель КМЕ4511У2
Датчик уровня смазки
Выключатель бесконтактный
БВК 26-24УХЛ4 ТУ16.024.5886-85
Датчик конечного положения ДКП-01
АЯЦМ 5.430.048 АЯЦМ 5.430.048ТУ
Выключатель ВП15Е21А211-54У2.3
Выпрямитель трехфазный
Трансформатор ОСМ1-0
Диод КД 105Г ТР3.362.060ТУ
Розетка ОНЦ-РГ-09-414-Р6
Вилка ОНЦ-РГ-09-414-Р6
Муфта эектромагнитная
В00Гц ТУ16-529.833-73
Реле РП21-003 УХЛ4 А 110
В50 Гц с розеткой типа
Пускатель ПМЛ-1100 04А 110В
ТУ16-91 ИГЕВ.644131.001ТУ с приставкой
ПКЛ 2204 А ТУ16-523.554-78
Пускатель ПМЛ-2100 04А 110В
ПКЛ 2204 А ТУ16-523.554-78
ТУ16-91 ИКЕВ.644131.001ТУ с приставкой
ПКЛ 2204 А ТУ16-523.554-78ПКЛ 2204 А ТУ16-523.554-78
ТУ16-91 ИКЕВ.644131.001ТУ
Реле времени ВЛ-65УХЛ4
-1ч;пауза1-10чТУ16-647.039-86
Электродвигатель АИР132М6УЗ
Электродвигатель станции смазки

Глава4,5,6!.doc

ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
Основной задачей этого раздела является расчет экономического эффекта от внедрения в производственный процесс нового оборудования.
Выбор базы для сравнения
За базу для сравнения принимаем уже действующий вариант технологического процесса в массовом производстве. Все операции в технологическом процессе остаются теми же заменяем лишь оборудование которое спроектировано по техническому заданию для работы в производственных цехах и имеющего в наличии ряд вспомогательной технологической оснастки.
Характеристика сравниваемых материалов
Базовый вариант технологического процесса включает в себя две фрезерные операции которые выполняются на различном оборудовании имеющемся в наличии на производстве. В виду экономии производственных мощностей необходимо было разработать станок и оснастку к нему чтобы можно было одним станком два станка базового варианта.
Проектный вариант технологического процесса включает те же операции но обе эти фрезерные операции производятся на одном агрегатном станке.
Сопоставимость сравниваемых материалов
Так как сравниваемые варианты не отличаются составом выпускаемой продукции объемом выпуска и при этом обеспечивается достижение одинакового качества продукции не изменяется также и степень безопасности труда то сравниваемые варианты считаются сопоставимыми.
1. Расчет приведенных затрат
Лучший из числа сравниваемых вариантов технологических процессов является тот у которого окажутся меньшими приведенные затраты которые определяются по формуле:
где ПЗ – произведенные затраты на единицу продукции руб.; С – себестоимость единицы продукции руб.; К – удельные капитальные вложения в производственные фонды руб.; ЕН – нормативный коэффициент сравнительной экономической эффективности капитальных вложений.
Для дальнейшего расчета приведенных затрат необходимо рассчитать нормы времени что было сделано в технологическом разделе (см. стр. ). Все данные расчетов норм времени сведем в таблицу.
Годовой действительный фонд времени работы оборудования
где FН – номинальный фонд времени чассмену FН = 2040 чассмену; α – простой станков в ремонте %.
Принимаем для базового варианта FД = 4055 часа а для проектного FД = 4015 часа. [12 табл.1 стр. 24]
Исходные данные для расчета годового экономического эффекта.
Условное обозначение
Значение по сравниваемым вариантам
Годовой действительный фонд времени работы оборудования с учетом режима работы час
Оптовая цена оборудования руб
Коэффициент затрат на:
Площадь оборудования по габаритам м2
Коэффициент дополнительной площади
Коэффициент загрузки оборудования
Коэффициент выполнения норм
Продолжение табл. 4.2
Норма обслуживания оборудования шт
Часовая тарифная ставка рубчас
Коэффициенты учитывающие:
отчисления на социальные программы
доплаты на многостаночность
Наименование приспособлений
Тиски гидравлические
Тиски пневмогидравлические
Цена приспособлений руб
Срок службы приспособления лет
Средние затраты на текущий ремонт приспособлений руб
Категория ремонтной сложности оборудования
Годовые затраты на техническое обслуживание и ремонт оборудования руб.рем. ед
Норма амортизационных отчислений:
Наименование инструмента
Фреза торцевая набор фрез дисковых
Цена инструмента руб.шт.
Затраты на все переточки инструмента %
Число переточек до полного износа инструмента шт.
Коэффициент случайной убыли инструмента
Цена киловатт-часа электроэнергии руб.
Суммарная установленная мощность электродвигателя кВт
Коэффициент загрузки электродвигателя
Коэффициент потерь учитывающий:
потери электроэнергии сети
одновременность работы электродвигателей
2. Расчет капитальных вложений
Расчет капитальных вложений [12 стр.11]:
где КОБ – удельные капитальные вложения в технологическое оборудование руб.; КПЛ – удельные капитальные вложения в производственные площади руб.;КОСН – удельные капитальные вложения в технологическую оснастку руб.
Произведем расчет удельных капитальных вложений в технологическое оборудование
где КТР КМ – затраты соответственно на транспортировку и монтаж оборудования % от цены оборудования.
Для базового варианта принимаем [12 стр.12]:
Для проектного варианта принимаем [12 стр. 12]:
NПР – годовая норма выпуска деталей шт.; NПР = 200000 шт.
ЦОБ – цена оборудования руб
СПР – принятое количество оборудования на конкретной операции шт.
По всем операциям выбираем по одному станку
Расчет удельных капитальных вложений в производственные площади [12 стр. 13]:
где ЦПЛ – цена 1 м2 производственной площади руб.; SОБ – производственная площадь занимаемая единицей оборудования м2.
Расчет удельных капитальных вложений в технологическую оснастку [12 стр. 13]:
Результаты расчетов капитальных вложений по вариантам для дальнейшего анализа сведем в таблицу.
Виды капитальных вложений
Кап. вложения по вариантам руб.
В технологическое оборудование
В производственные площади
В технологическую оснастку
2. Расчет технологической себестоимости
Расчет заработной платы станочников [12 стр. 16]:
где – коэффициенты учитывающие доплаты и отчисления.
Расчет заработной платы станочников
где – норма обслуживания станков наладчиком шт.
Расчет затрат на электроэнергию
где W – суммарная мощность электродвигателей кВт.
Расчет затрат на режущий инструмент:
где – период стойкости инструмента между переточками час [12 стр. 18].
Расчет затрат на эксплуатацию приспособлений:
где – срок службы приспособлений в годах [12 стр. 19].
Ориентировочно в расчетах можно принять от 2 до 5 лет.
Расчет затрат на техническое обслуживание и ремонт оборудования:
где – коэффициент учитывающий затраты на ремонт электрической части оборудования [12 стр. 19].
Амортизационные отчисления по оборудованию [12 стр. 21]:
Амортизационные отчисления по площадям [12 стр. 21]
где – норма амортизационных отчислений на реновацию по производственным площадям.
Ориентировочно принимаем = 40
Результаты расчета затрат технологической себестоимости по вариантам для дальнейшего анализа сводятся в таблицу.
Затраты по вариантам руб.
Зарплата станочников
Затраты на электроэнергию
Затраты на оснастку в т.ч.:
Затраты на техническое обслуживание и ремонт
Амортизационные отчисления
Итого: удельная технологическая себестоимость равна:
Базовый вариант С = 0516 руб.
Проектный вариантС = 0302 руб.
Расчет приведенных затрат
Базовый вариант ПЗ = 0516 + 015 1344 = 0717 руб.
Проектный вариантПЗ = 0302 + 015 148 = 0524 руб.
Из расчетов видно что в проектном варианте при больших капитальных вложениях получаем более дешевую продукцию а в базовом варианте с меньшими капитальными вложениями получаем более дорогую продукцию. Следовательно необходимо определить срок окупаемости дополнительных капитальных вложений т.е. нужно сопоставить необходимые дополнительные вложения с экономией на текущих затратах.
Определяем срок окупаемости [12 стр. 7]:
где – дополнительные капитальные вложения руб.; – экономия на текущих затратах руб.
4. Расчет годовой экономической эффективности
Расчет годового экономического эффекта [12 стр. 23]:
Технико-экономические показатели проекта
Сравниваемые варианты
Годовой выпуск деталей тыс. шт.
Норма времени на деталь
Удельная технологическая себестоимость руб.
Удельные кап. Вложения руб.
Удельные приведенные затраты руб.
Срок окупаемости лет
Годовой экономический эффект руб.
Вывод: Исходя из расчета экономического эффекта по использованию проектного варианта технологического процесса мы видим что при больших затратах на капитальные вложения получаем более дешевую продукцию а значит быструю окупаемость дополнительных капитальных вложений что делает этот вариант предпочтительным.
Охрана труда – это система законодательных актов социально-экономических организационных технических и лечебно-профилактических мероприятий и средств обеспечивающих безопасность сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда.
Полностью безопасных и безвредных производств не существует. Задача охраны труда – свести к минимальной вероятность поражения или заболевания работающего с одновременным обеспечением комфорта при максимальной производительности труда. Реальные производственные условия характеризуются как правило наличием некоторых опасных и вредных производственных факторов.
Опасным производственным фактором называется такой производственный фактор воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к заболеванию травме или к другому внезапному резкому ухудшению здоровья.
Вредным производственным фактором называется такой производственный фактор воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к заболеванию или снижению трудоспособности.
Примерами опасных факторов могут служить открытые токоведущие части оборудования движущие детали машин и механизмов раскаленные тела возможность падения самого работающего с высоты и т.п.
Примерами вредных факторов являются вредные примеси в воздухе неблагоприятные метеорологические условия недостаточное освещение вибрации шум ультра- и инфразвук электромагнитные поля и т.п. Между опасными и вредными факторами часто нельзя провести четкой границы. Один и тот же фактор может привести к несчастному случаю.
Охрана труда в производстве должна занимать особое место ей должно отводится как можно больше внимания т.к. это приводит к улучшению условий труда и его безопасности а следовательно это приводит к снижению производственного травматизма заболеваний что сохраняет здоровье трудящихся и одновременно приводит к уменьшению затрат на оплату льгот и компенсаций за работу в неблагоприятных условиях труда на лечение переподготовку рабочих производства в связи с текучестью кадров по причинам связанным с условиями труда.
Улучшение условий труда приводит и к социальным результатам – повышению степени удовлетворенности трудом росту производительности и улучшению ряда других показателей характеризующих более высокую степень социального развития.
1. Требования безопасности предъявляемые к оборудованию
Основным требованием охраны труда предъявляемыми при проектировании машин и механизмов является: безопасность для человека надежность и удобство эксплуатации.
Безопасность оборудования обеспечивается правильным выбором принципов его действия кинематических схем конструкционных решений ( в том числе форм корпусов сборочных единиц и деталей) рабочих тел параметров рабочих процессов использованием различных средств защиты. Последние по возможности должны вписываться в конструкцию машин и агрегатов.
Все применяющиеся в машиностроении средства защиты работающие по принципу действия можно разделить на оградительные предохранительные блокирующие сигнализирующие.
Оградительные средства защиты препятствуют появлению человека в опасной зоне. Применяются для изоляции систем привода машин и агрегатов зон обработки заготовок для ограждения токоведущих частей и т.д. Оградительные устройства делятся на три основные группы: стационарные подвижные и переносные. Ограждения должны быть достаточно прочными и хорошо крепиться к фундаменту или частям машины.
В проектируемом мною станке применены стационарные и подвижные оградительные устройства. Стационарные ограждения не пропускают руки работающего в зону обработки а пропускают только лишь обрабатываемую деталь. Подвижное ограждение представляет собой устройство сблокированное с рабочими органами механизма или машины. Оно закрывает доступ в рабочую зону при наступлении опасного момента.
Предохранительные защитные средства предназначены для автоматического отключения агрегатов и машин при выходе какого-либо параметра оборудования за пределы допустимых значений что исключает аварийные режимы работы. Важную роль в обеспечении безопасной эксплуатации ремонта и обслуживания играет тормозная техника позволяющая быстро останавливать валы шпиндели и прочие элементы. Одним из видов предохранительных средств являются слабые звенья в конструкциях технологического оборудования рассчитанные на разрушения при перегрузках. Срабатывание слабого звена приводит к останову машины при аварии. В данном проектируемом станке применены следующие средства: стопорный тормоз для быстрого останова вала и фрикционная муфта а также срезные шпонки.
При обработке материалов резанием выделяется значительное количество металлической и абразивной пыли.
По санитарным нормам (Н101-54) концентрация металлической пыли в рабочей зоне не должна превышать 10 мгм3. Действие пыли пагубно сказывается на организме человека. Она может оседать на слизистой оболочке верхних дыхательных путей а также может проникать глубоко в легкие человека. Поэтому в здании Где размещаются станки необходимо иметь хорошо функционирующую вентиляцию.
Данный станок имеет главный пульт управления и кнопочные пульты управления расположенные на передней стенке тумбы для удобства управления станком. Главный пульт управления служит для работы станка в наладочном режиме. Управление циклом ведется с двух кнопочных постов управления.
Рычаги и рукоятки включения рабочих органов станка располагаются оптимально с точки зрения эргономики. Рычаги и рукоятки управления находятся вне зоны обраьотки что значительно повышает безопасность работы рабочего. Кнопки на пульте управления и кнопочных постах обозначены простыми графическими символами.
Сигнализирующие устройства
Данные устройства являются средствами оповещения или средствами предупреждающими о наступлении опасности. В отличии от предохранительных устройств которые автоматически устраняют возникновение опасности сигнализирующие устройства дают знать о поломке.
На пульте управления станка световые сигналы показывают что станок находится под током. Согласно правилам техники безопасности на станке установлены сигнальные устройства извещающие о неисправности системы смазки о несрабатываемости какого-либо механизма в процессе рабочего цикла станка о подготовке станка к работе об отмене блокировки и о пробое изоляции а также о нормальном прохождении цикла работы станка.
Средства защиты от поражения током
Опасность поражения электрическим током зависит от напряжения и частоты тока пути и продолжительности действия тока проходящего через тело человека. Наибольшую опасность представляет ток с частотой 50 Гц. Для нормальных условий работы в сухом помещении наиболее безопасным считается напряжение в 40 В а в особо опасных условиях 12 В. Мой станок оборудован электрическими устройствами с напряжением токоведущих частей 220 и 380 В при частоте 50 Гц. Следовательно вопросам реализации безопасности работы на нем и при его наладке необходимо уделять самое серьезное внимание.
Опасность поражения человека электрическим током может возникнуть если токоведущие части станка доступны для случайного прикосновения работающего. Электробезопасность станка достигается устройствами устраняющими случайное прикосновение к токоведущим частям и защищающим от перехода напряжения на конструктивные части станка. Поэтому электрическую аппаратуру и соединительные токоведущие устройства надежно изолируют и укрывают в специальные шкафы и под кожухи.
В четырехпроводных сетях 380220 В если их нулевая точка заземлена наглухо вместо защитного заземления устанавливают защитное зануление. Оно представляет собой соединение металлических частей установки в нормальных условиях не находящихся под напряжением с неоднократно заземленным нулевым проводом. Отключение происходит в результате сгорания предохранителей или посредством выключающего электроавтомата.
Сопротивление защитного заземления измеренное между любой металлической частью на которой расположено электрооборудование и заземляющим винтом не должно превышать 01 ОМ.
Безопасное обслуживание электрооборудование станка достигается правильно организованной его эксплуатации. Доступ к электроаппаратуре могут иметь только специалисты.
Блокировочные устройства
Данные устройства исключают возможность проникновения человека в опасную зону либо устраняют опасный фактор на время пребывания человека в этой зоне. Большое значение этот вид средств защиты имеет при ограждении опасных зон и там где работу можно выполнять при снятом или открытом охлаждении. По принципу действия блокировочные устройства делят на механические электрические фотоэлектрические гидравлические пневматические и комбинированные. В данном проектируемом станке перемещение силового стола ограничивается в крайнем положении жестким упором. А также некоторые другие блокировочные устройства и средства защиты. Например при снятом ограждении агрегат невозможно запустить в работу т.к. тормозное устройство тормозит привод и электродвигатель отключается. Применяется электрическая блокировка на данном оборудовании с электроприводом.
В режиме «Работа» используются следующие блокировки:
блокировка наладочного режима;
при исчезновении зажима при рабочей подаче стола реле цикла отключается.
2. Пожарная безопасность
Пожары на промышленных предприятиях возникают в большинстве случаев от неисправностей технологического оборудования электроустановок защитных приборов неосторожного обращения с огнем обслуживающего персонала и нарушений правил пожарной безопасности при проведении работ.
Самыми распространенными источниками зажигания на промышленных предприятиях являются:
искры при коротком замыкании (возникает при неправильном подборе и монтаже электросетей износе старения и повреждения изоляции электропроводов и оборудования);
искровые разряды статического электричества и т.п.;
теплота выделяющаяся при перегрузках электрических сетей машин и аппаратов больших переходных сопротивлениях.
Возникновение пожара можно предотвратить путем проведения инженерно технических мероприятий при проектировании и эксплуатации технологического оборудования энергетических установок а также соблюдением правил пожарной безопасности.
Устранить возможные причины возникновения пожара можно исключением где это осуществимо образования горючей среды а также предупреждением появления тепловых источников (трущиеся поверхности без смазки нагревание масла в редукторах) способных воспламенять эту среду.
В цехах и на участках необходимо применять приборы и аппараты автоматического контроля управления регулирования и защиты (датчики температуры регуляторы огнетушители и т.д.) которые влияют на снижение пожарной безопасности в производстве.
Большое значение для устранения причин возникновения пожаров имеет четко организованное проведение противопожарного инструктажа и занятий по пожарно-техническому минимуму с рабочими и служащими предприятия.
3. Вибрации их влияние нормирование вибраций
В промышленности широкое применение получило оборудование создающее вибрацию неблагоприятно воздействующую на человека. Воздействие вибрации ухудшает самочувствие работающего снижает производительность труда и часто приводит к тяжелому профессиональному заболеванию – виброболезни.
В соответствии с ГОСТ 24346-80 (СТ СЭВ 1926-79) «Вибрация. Термины и определения» под вибрацией понимается движение точки или механической системы при котором происходит поочередное возрастание и убывание во времени значений по крайней мере одной координаты.
Причиной возникновения вибрации являются возникающие при работе машин и агрегатов неуравновешенные силовые воздействия. В одних случаях их источниками являются: возвратно-поступательные движущиеся системы неуравновешенные вращающиеся массы (режущий инструмент станка и т.п.) иногда создаются ударами деталей.
Различают общую и локальную вибрации. Общая вибрация вызывает сотрясение всего организма местная вовлекает в колебательное движение отдельные части тела. Общей вибрации подвергаются рабочие некоторых видов оборудования транспортные рабочие и т.п. Локальной вибрации подвергаются рабочие с ручным электрическим и пневматическим механизированным инструментом. В ряде случаев работающий может подвергаться одновременно воздействию общей и локальной вибрации.
Общая вибрация с частотой менее 07 Гц (качка) не приводит к вибрационной болезни. Следствием такой вибрации является морская болезнь происходящая из-за нарушения нормальной деятельности органов равновесия. Такой вид вибрации может не вызывать болезненых ощущений но затруднить проведение производственных процессов.
Локальная вибрация вызывает спазмы сосудов ухудшает снабжение конечностей кровью нарушает деятельность нервной системы нарушает чувствительность кожи уменьшает подвижность суставов.
Различают гигиеническое и техническое нормирование. В первом случае производят ограничение параметров вибрации исходя из физиологических требований исключающих возникновение вибрационной болезни. Во втором случае осуществляют ограничение параметров вибрации с учетом не только указанных требований но и технически достижимого для данного вида машин уровня вибрации.
В соответствии с ГОСТ 12.1.012-78 «Система стандартов безопасности труда. Вибрация общие требования безопасности» установлены допустимые значения и методы оценки гигиенических характеристик вибраций определяющих воздействие на человека. Гигиенические нормы вибрации установлены для длительной рабочей смены 8 часов.
Вибрации нормируются отдельно в каждой стандартной октавной полосе различно для общей и локальной вибраций. Общая вибрация нормируется с учетом свойств источника возникновения и делится на вибрацию:
транспортно технологическую;
Разработка мероприятий по снижению производственных вибраций должна производится одновременно с решением основной задачи машиностроения – комплексной механизации и автоматизации производства.
Основными методами борьбы с вибрациями оборудования являются:
снижение вибраций воздействием на источник возбуждения;
отстройка от режима резонанса путем рационального выбора массы или жесткости колеблющейся системы;
вибродемпфирование – увеличение механического импеданса колеблющихся конструктивных элементов путем увеличения дессипативных сил при колебаниях с частотами близкими к резонансным;
динамическое гашение колебаний – присоединение к защищающему объекту системы реакции которой уменьшают размах вибрации объекта в точках присоединения системы;
изменение конструктивных элементов машин и оборудования.
В проектируемом станке для уменьшения вибраций применены ребра жесткости чтобы конструкция была более жесткой. На опорах валов применены подшипниковые пары также уменьшающие вибрацию. Масляная смазка значительно снижает уровень вибрации зубчатых зацеплений. Также вибрации гасят путем установки агрегатов фрезерных головок на фундаменте. Также применяют резиновые прокладки.
В процессе разработки дипломного проекта были введены новые узлы которые не требуют дополнительных требований техники безопасности по всем выше перечисленным требованиям техники безопасности спроектированный мной станок соответствует всем нормам техники безопасности и обеспечивает безопасную работу рабочего.
Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. Т.1 – М: Машиностроение 1978
Чернявский С.А. Снесарев Г.А. «Проектирование механических передач» – М: Машиностроение 1984
Баранов Б.А. Хисин Р.И. и др. «Техническое нормирование на машиностроительном заводе» – М: Машиностроение 1964
Проников А.С. «Расчет и конструирование металлорежущих станков» – М: Высшая школа 1967
Меламед Г.И. Цветков В.Д. Айзман Д.С. «Агрегатные станки» – М: Машиностроение 1964
Верпаховский Ю.С. Методические указания по расчету валов. ИМИ 1988
Горбацевич А.Ф. Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Издание четвертое. Минск: Вышэйшая школа 1983
Дунаев П.Ф. Леликов О.П. «Конструирование узлов и деталей машин» – М: Высшая школа 1985
Корсаков В.С. Основы конструирования приспособлений. Второе издание – М: Машиностроение 1983
Кудрявцев В.Н. «Курсовое проектирование деталей машин» – М: Машиностроение 1984
Методика определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники изобретений и рационализаторских предложений – М: Экономика 1977
Методические указания по выполнению курсовой работы по курсу «Организация планирование и управление предприятием» для студентов специальности 1202 ИжГТУ. Сост. Т.В. Янцен – Ижевск 1994
Воробъев Л.Н. Технология машиностроения и ремонт машин
Охрана труда в машиностроении: Учебник для машиностроительных ВУЗов. Е.Я. Юдин С.В. Белов и др. – М: Машиностроение1983
Расчеты экономической эффективности новой техники: Справочник. Под ред. К.М. Великанова – Л: Машиностроение 1990
Справочник технолога-машиностроителя. Т.2. Четвертое издание переработанное и дополненное. Под редакцией А.Г. Косилова и Р.К. Мещерякова – М: Машиностроение 1986

Глава2.doc

КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
1. Определение мощности электродвигателя
Чаще всего имеет место продолжительный режим работы (S1) соответствующий постоянной нагрузке на валу двигателя в течение длительного времени.
При работе в режиме S1 двигатель выбирают по требуемой мощности исходя из режимов резания и преодоления сил трения в подшипниках качения привода.
Рис. 1. График зависимости мощности электродвигателя от времени при режиме работы S1
Мощность электродвигателя должна быть больше либо равна мощности сопротивления [8 стр. 245] т.е.
где Рс – мощность сопротивления [8 стр. 245] кВт ;
где РR – мощность резания кВт; – КПД привода;
КПД привода складывается из кпд клиноременной передачи КПД зубчатой передачи кпд пар подшипников качения и т.д.
Ближайшее стандартное значение равно 75 кВт.
По номинальной мощности потребляемой для станка определяем тип электродвигателя.
Выбираем тип электродвигателя: АИР132М6У3
Характеристика электродвигателя:
тип 132М6У3 ТУ16-525.564-84 – фланцевый трехфазный асинхронный сердечник длинный число полюсов – 6.
мощность двигателя: = 75 кВт;
синхронная частота вращения: = 1000 обмин;
отношение начального пускового момента к номинальному:
отношение максимального вращающего момента к номинальному:
отношение минимального вращающего момента к номинальному:
асинхронная частота вращения: = 970 обмин.
Проверка двигателя по мощности
При работе в режиме двигатель выбирают по требуемой мощности исходя из режимов резания и преодоления сил трения [8 стр. 245]:
где – мощность затрачиваемая на процесс резания кВт; – мощность затрачиваемая на холостом ходу кВт; – мощность затрачиваемая на преодоление дополнительных потерь под нагрузкой кВт.
и по данным многолетних наблюдений не превышают 15 20% от и с удовлетворительной точностью могут быть учтены коэффициентом полезного действия привода главного движения [8 стр. 245]:
где К =125 – коэффициент кратковременной перегрузки допускаемой стандартными двигателями; – КПД привода главного движения принимается = 075 085.
Т.к. то двигатель подходит для обработки данной детали на операции фрезерования ушек.
2. Кинематический расчет привода
главного движения фрезерной головки
Определяем общее передаточное отношение:
для зубчатой передачи передаточное число
для ременной передачи передаточное число
Определяем частоты вращения валов:
= 970 обмин – асинхронная частота вращения.
Частота вращения на первом приводном валу
= 970154 = 6298 обмин;
принимаем = 630 обмин.
Частота вращения второго приводного вала
Построение структурной сетки
Ввиду того что привод главного движения фрезерной головки прост по конструкции мы получаем лишь одну частоту вращения шпинделя.
Рис. 3. Графика чисел оборотов
Силовой расчет привода главного движения фрезерной головки
Рассчитываем крутящий момент на валу электродвигателя [8 стр. 126]:
Определяем крутящие моменты на каждом валу привода главного движения:
Определяем мощность на каждом валу с учетом потерь:
3. Расчет клиноременной передачи
Выбор профиля клинового ремня. Выбор типа ремня произведен по крутящему моменту на ведущем валу. Т = 738 Нм подходит к условию Т = Нм следовательно выбираем профиль ремня – тип Б.
Рис. 4. Профиль ремня
Определение диаметра ведущего и ведомого шкивов.
Диаметр ведущего шкива принимаем из условия что ; из стандартного ряда диаметров принимаем 140 мм.
Диаметр ведомого шкива определяется по формуле
Определение фактического передаточного отношения [8 стр. 126]:
Назначение межосевого расстояния [8 стр. 127]:
для увеличения долговечности ремня исходим из условия а > аmin принимаем а = 540 мм.
Определение расчетной длины ремня [8 стр. 127]:
Ближайшее значение по таблице 12.2 1600 мм.
Нахождение действительного межосевого расстояния
Определение угла обхвата на малом шкиве и сравнение с допускаемым
Определение скорости ремня [8 стр. 128]:
Определение числа пробегов ремня и сравнение с допускаемым числом пробегов [8 стр. 127]:
Расчет ремня по тяговой способности
а) выбор номинальной мощности передаваемой одним ремнем в условиях типовой задачи. Принимаем = 301 кВт;
б) принятие корректирующих коэффициентов [8 стр. 127]:
где – коэффициент угла обхвата = 099; – коэффициент длины ремня = 093; – коэффициент режима нагрузки =10;
в) расчет числа ремней [8 стр. 127]
где – коэффициент числа ремней;
Определение нагрузки на ремень от предварительного натяжения [8 стр. 131]:
где – коэффициент принимаем = 018 кгм.
Определение полезной нагрузки (окружной силы) на ремень [8 стр. 132]:
где – коэффициент динамичности нагрузки и режима работы =10.
Определение натяжения ведущей и ведомой ветвей. Составляем систему уравнений [8 стр. 134]:
Нахождение максимального напряжения в ремне с построением суммарных напряжений [8 стр. 135]:
Рис. 5. Эпюры напряжений в ремне
Определение расчетной долговечности ремня [8 стр. 138]:
где – предел выносливости ремня при базовом числе циклов нагружения 10; для клиновых ремней принимаем = 99 МПа; m – показатель степени наклона кривой усталости ремня; для клиновых ремней принимаем m = 8; U – число перебегов ремня; U = 359.
Определение силы действующей на валы [8 стр. 139]:
4. Расчет зубчатой передачи
Исходные данные для расчета:
расчет ведется для зубчатой передачи (см. рис.);
частота вращения тихоходного вала ;
частота вращения быстроходного вала ;
число зубьев шестерни = 45;
число зубьев колеса = 90;
крутящий момент на тихоходном валу ;
крутящий момент на быстроходном валу .
В типовых редукторах станков для изготовления колес шестерен в основном применяют среднеуглеродистые легированные конструкционные стали.
Применительно к данному случаю для колеса и шестерни выбираем Ст 45 с поверхностной закалкой ТВЧ до твердости > НВ 350.
Расчет допускаемых напряжений на контактную и изгибающую выносливость зубьев
Принимая по таблице П28 [1] для Ст 45 (HRC 40 52) для нереверсивной передачи
= 800 МПа; = 230 МПа;
Назначим ресурс передачи часов.
Находим число циклов напряжений [2 стр. 43]:
Т.к. и то значение коэффициента циклической долговечности К = 10; К = 10.
Определяем допускаемые напряжения на контактную и изгибающую выносливость зубьев
Производим выбор коэффициентов в формуле:
где – коэффициент материала колес; = 4950 Па; – коэффициент ширины зубчатого колеса; =04.
Определяем по формуле:
По таблице П25 [2 стр. 44] при > НВ350 определяем значения коэффициентов распределения нагрузки по ширине венца цилиндрического колеса КН и КF принимаем КН = 103 и КF =105.
Вычисляем межосевое расстояние закрытой передачи по формуле
Для закрытой передачи определяем модуль по формуле:
Определяем число зубьев шестерни и колеса [2 стр. 45]:
Вычисляем делительные диаметры диаметры вершин зубьев и диаметры впадин шестерни и колеса [2 стр. 45]:
Уточняем передаточное число межосевое расстояние и находим ширину зубчатых колес:
для закрытой передачи:
Определяем окружную скорость и назначаем степень точности передачи
по таблице 2 [2 стр. 46] при 2 мс 6 мс назначаем восьмую степень точности для закрытой передачи.
Вычисляем силы действующие в зацеплении для закрытой передачи
где – окружная сила изгибающая зуб; – радиальная сила сжимающая зуб.
Произведем проверку на прочность
Для закрытой передачи рабочие контактные напряжения проверяем по формуле
где – коэффициент учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев; – коэффициент учитывающий механические свойства материалов сопряженных зубчатых колес; – коэффициент учитывающий суммарную длину контактных линий.
выбираем по табл. П22 [2 стр. 49]
где α – коэффициент торцевого перекрытия;
для прямозубых передач = 0
Определяем коэффициенты нагрузки по формулам:
определяем по табл. П26 [2 стр. 51]; = 108.
Расчетные контактные напряжения удовлетворяют условию.
Выносливость зубьев по напряжениям изгиба проверим по уравнению при наименьшем значении для шестерни [2 стр. 53]:
где Y – коэффициент угла наклона зубьев; Y для прямозубых передач Y = 1; YS – коэффициент учитывающий величину перекрытия зацепления
YFS – коэффициент формы зуба
где – эквивалентное число зубьев.
Для прямозубых цилиндрических передач .
– коэффициент нагрузки =1218.
Определяем допускаемые напряжения на изгиб [2 стр. 56]:
где – предел выносливости зубьев = 550 МПа; – коэффициент запаса прочности =17; – коэффициент учитывающий шероховатость переходной поверхности при фрезеровании = 1; – масштабный фактор при модуле 5мм принимается равным 1; – коэффициент чувствительности материала к концентрации напряжений.
– коэффициент долговечности.
где – базовое число циклов ; – показатель степени кривой усталости ; – эквивалентное число циклов [2 стр. 57].
За расчетное принимается напряжение того колеса (шестерни) у которого меньше отношение :
Расчет проводим по напряжению шестерни
Определяем действительный запас усталостной изгибной прочности [2 стр. 59]:
5. Расчет валов на прочность
Расчет валов на прочность обычно производится в три этапа:
ориентировочный расчет;
приближенный или проектный;
уточненный или расчет на запас прочности.
Ориентировочный расчет валов
Условие прочности на этом этапе записывается в виде [6 стр. 3]:
где ma Т – крутящий момент на валу Нм; – момент сопротивления кручению .
Определяем диаметр на первом приводном валу:
Определяем диаметр на втором приводном валу:
Производим приближенный расчет валов
Приближенный расчет валов выполняется как проектный на основе которого предварительно устанавливаются диаметры характерных сечений вала т.е. определяются размеры. При этом методе расчета не учитывают различия в характере циклов изменения нормальных и касательных напряжений действующих на вал в связи с чем этот расчет производится по приведенным напряжениям тоже из условия статической прочности.
Установим размеры диаметров валов.
Для быстроходного вала:
Для тихоходного вала:
Рассчитаем диаметры шеек под подшипниковые опоры.
для быстроходного вала:
для тихоходного вала:
Уточненный расчет валов
Уточненный расчет валов производится с целью нахождения истинного значения запаса прочности вала.
Установлено что работоспособность вала из условия усталостной прочности будет обеспечена если [6 стр. 4]:
где – фактический коэффициент запаса прочности; – допускаемый коэффициент запаса прочности обычно принимаемый для валов в пределах причем меньшие значения принимаются для тихоходных валов а большие для быстроходных валов с целью уменьшения вероятности появления недопустимых деформаций вала (прогиба).
При действии на вал только напряжений изгиба или только напряжений кручения коэффициенты запаса усталостной прочности соответственно по изгибу и кручению определяются по зависимостям:
По изгибу [6 стр. 5]:
По кручению [6 стр. 4]:
где -1 -1 – механические характеристики материалов; а а – амплитудные значения нормальных и касательных напряжений; m m – средние значения нормальных и касательных напряжений; К К – эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении; – масштабные факторы учитывающие влияние поперечных размеров вала.
А при совместном действии на вал напряжения изгиба и кручения коэффициент запаса прочности определяется по формуле [6 стр. 4]:
А чтобы узнать значения а а m нужно знать изгибающие и крутящие моменты в рассматриваемых сечениях вала.
Рис. 6. Схема нагружения быстроходного вала
Определим напряжения на быстроходном валу.
Ft1 – осевое усилие на шестерне;
FR1 – радиальное усилие;
F – составляющая сил действующих на шкив.
Определяем реакции в подшипниковых опорах для чего составляем уравнения моментов сил относительно опор.
Рис. 7. Изгибающие моменты в сечениях
Определяем реакции опор:
Определим изгибающие моменты в сечениях.
Определяем суммарные изгибающие моменты:
Крутящий момент на быстроходном валу Т = 108 Нм.
Крутящий момент в опасном сечении:
Определяем запас прочности вала:
Материал вала – сталь 40Х.
-1 = 400 МПа; -1 = 230 МПа; К =32; К = 20; m = 0;
условие выполняется = 15 5 S = 668.
Рис. 8. Эпюры моментов
6. Расчет подшипников качения
Производим выбор и расчет подшипников качения для промежуточного вала мм n = 630 обмин.
Выбираем шарикоподшипник радиальный однорядный 207:
мм; мм; В = 17 мм; С = 19700 Н; = 13600 Н;
Определяем эквивалентную динамическую нагрузку:
где V = 11 – коэффициент вращения; К = 12 – коэффициент безопасности зависящий от типа механизма; КТ = 12 – температурный коэффициент.
Долговечность подшипников определяем по таблице: час.
Определяем потребную динамическую грузоподъемность:
по условию следовательно подшипники выбраны правильно.
Производим выбор и расчет подшипников качения устанавливаемых на вал шпинделя:
б) мм; n = 315 обмин.
Для случая а) выбираем роликовый радиальный двухрядный подшипник с короткими цилиндрическими роликами:
Тип подшипника 3182116 К;
С = 93000; = 1020Н; Н
V = 1 – коэффициент вращения; К = 125 – коэффициент безопасности; – температурный коэффициент.
Долговечность подшипника принимаем час.
Определяем потребную динамическую грузоподъемность
по условию т.е. Н следовательно подшипник выбран верно.
Для случая б) выбираем шарикоподшипник радиальный однорядный типа 309:
С = 371100Н; =26200 Н; Н
Определяем потребную динамическую нагрузку:
по условию следовательно подшипник выбран правильно.

введение+Глава1.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Автомобили и металлообрабатывающее оборудование»
Зав. кафедрой к.т.н. доцент
РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К
ТЕМА: «Спроектировать агрегатно-фрезерный станок для
обработки вилки карданной 2126-3422247-01 автомобиля ИЖ 2126»
Дипломник Хусаинов В. М.
Руководитель дипломного проекта ст. преподаватель
(работы) Дресвянников Д.Г.
Консультант по организационно-
экономической части
Консультант по экологии
безопасности жизнедеятельности к.т.н. доц. Глухов Ю.Г.
Представитель контроля выполнения
НОРМ ЕСТД И ЕСКД к.т.н. доц. Иванов В.Ф.
Представитель технологического
контроля к.т.н. доц. Шитова Т.В.
1. Принцип работы станка и его составных частей. ..7
2. Обзор аналогов агрегатных станков выпускаемых ДОАО «Ижмашстанко» . 9
3. Отчет о патентном поиске 14
4. Обзор используемой литературы .22
5. Перевод иностранного текста по теме проекта 23
КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ .25
1. Определение мощности электродвигателя 26
2. Кинематический расчет привода главного движения фрезерной головки ..28
3. Расчет клиноременной передачи .30
4. Расчет зубчатой передачи .35
5. Расчет валов на прочность 42
6. Расчет подшипников качения .49
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ .52
1. Расчет режимов резания 53
2. Расчет технических норм времени ..71
ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ .75
1. Расчет приведенных затрат ..77
2. Расчет капитальных вложений 81
3. Расчет технологической себестоимости ..83
4. Расчет годовой экономической эффективности 88
1. Требования безопасности предъявляемые к
2. Пожарная безопасность 96
3. Вибрации их влияние нормирование вибрации защита от вибраций 98
ВЫВОД ПО ДИПЛОМНОМУ ПРОЕКТУ ..101
Приложение 1. Технологический процесс на картах
Приложение 2. Спецификация на:
1. Головка фрезерная
2. Перечень элементов электрооборудования
Бурное развитие станкостроения началось после Октябрьской социалистической революции. Принятый на ХIV съезде ВКП(б) в 1925 году план индустриализации страны предусматривал резкое увеличение производственных мощностей старых станкостроительных заводов и строительство новых.
В данный момент времени экономика страны переживает тяжелое время. Заданный правительством курс на развитие промышленности невозможно будет осуществить без улучшения и модернизации парка станков наших предприятий. С этой целью надо вводить в производство станки имеющие высокую степень автоматизации и в то же время позволяющих осуществлять быструю переналадку при переходе на обработку новых деталей. С этой целью проектируются станки с числовым программным управлением (ЧПУ) и агрегатные станки. Станки с ЧПУ имеют более высокую стоимость и применимы в условиях серийного производства в основном для корпусных и точных деталей а агрегатные станки универсальны и в то же время имеют высокую степень автоматизации. Их широко применяют для серийного и массового типа производства т.к. они обеспечивают надлежащую точность и возможность переналадки на другие типы деталей. Трудности возникают при проектировании приспособлений и компоновки самого станка что в условиях массового производства экономически оправдано за счет унифицированности основных узлов станка и высокой концентрации операции на одном рабочем месте.
В своем дипломном проекте я разрабатываю агрегатный станок для обработки вилки карданной на автомобиль ИЖ 2126.
Внедрение данного станка позволит сократить цикл выпуска деталей за счет совмещения операций сократить затраты на рабочих и наладчиков снизить площадь занимаемую оборудованием по габаритам и т.д.
1. Принцип работы станка и его составных частей
Станок агрегатный имеющий две позиции которые используются для фрезерования.
На верхней плоскости тумбы установлен силовой стол ОУ3132-225 с приспособлением ЦТ7020-4195.
С правой стороны на плоскости тумбы установлена фрезерная головка для фрезерования торца детали с левой стороны – фрезерная головка для фрезерования ушек деталей.
На задней стенке тумбы справа смонтирована пневмоаппаратура управляющая работой зажимного приспособления.
Станция смазки установлена на боковой стенке тумбы с левой стороны. Разводка смазки произведена медными трубками. Смазочное оборудование предназначено для подачи смазки к направляющим силового стола.
Шкаф электрооборудования установлен на тумбе с левой задней стороны станка. Главный пульт управления и кнопочные пункты управления расположены на передней стенке тумбы для удобства управления станком. Главный пульт управления служит для работы станка в наладочном режиме. Управление циклом ведется с двух кнопочных постов управления.
оператор открывает ограждение и снимает с приспособления обработанные детали;
устанавливает и зажимает кнопкой ЗАЖИМ заготовку;
закрывает ограждение;
нажимает на кнопку ПУСК ЦИКЛА (стол с зажимным приспособлением перемещается вперед происходит обработка ушек и торца деталей; затем стол с зажимным перемещается в переднее крайнее положение на исходную позицию где автоматически производится разжим детали).
Цикл заканчивается.
Станок агрегатно-фрезерный является консольным т.е. его стол имеет рабочее перемещение в горизонтальной плоскости (по координатам Х и У) и (вместе с консолью) установочное перемещение в вертикальном направлении (по координате W); рабочее перемещение по координате Z имеет ползун со шпинделем.
Агрегатно-фрезерный станок оснащен инструментальным магазином и устройством автоматической смены инструментов а также гидравлическим механизмом для переключения частоты вращения шпинделя. В указанном станке применен электромеханический привод подач по всем координатам осуществляемый от высокомоментных электродвигателей постоянного тока через одноступенчатый редуктор и шариковую винтовую пару. В редукторах установлен вращающийся Трансформатор типа ВТМ-1В используемый в качестве датчика обратной связи.
Рис. 1. Общий вид станка
Общий вид станка приведен на рис. 1. Станина 8 является базой на которой монтируются узлы и механизмы станка. Спереди станина имеет вертикальные направляющие закрытые кожухом 9 по которым перемещается консоль 1. На горизонтальных направляющих смонтированы салазки 2 по продольным направляют которых передвигается стол 3. На привалочной плоскости станка закреплена фрезерная бабка 6 по вертикальным направляющим коп перемещается ползун 7 со шпинделем 5. 3 соответствии с требован» техники безопасности ползун имеет защитный щиток 4. Сзади ст. расположен шкаф 10 с электрооборудованием и УЧПУ.
Техническая характеристика станка
Размеры рабочей поверхности стола мм:
Наибольшее перемещение стола мм:
вертикальное (установочное)
Наибольшее перемещение ползуна (ось 7) мм
Подача стола и ползуна мммин
Скорость быстрого перемещения стола по осям
Частота вращения шпинделя (число ступеней 18) обмин
Наибольшая масса обрабатываемой детали
Наибольший диаметр инструмента мм:
Масса станка (без электрооборудования) кг
Габарит (длина х ширина х высота) станка мм
Кинематическая схема станка состоит из отдельных не связанных между собой схем фрезерных головок и привода силового стола.
Вращение шпинделя вертикальной фрезерной головки осуществляется от электродвигателя через клиноременную и зубчатую передачи.
Вращение шпинделя горизонтальной фрезерной головки также осуществляется от электродвигателя через клиноременную и зубчатую передачи.
Ускоренные перемещения силового стола (вперед и назад) осуществляются от электродвигателя АИР63В4У3. Вращение передается через жесткую муфту на вал электромагнитной муфты которая при этом выключена. Далее вращение передается через зубчатые колеса 11 и 12 на ходовой винт. Изменение направления ускоренных перемещений осуществляется реверсированием электродвигателя.
Движение рабочей подачи осуществляется от электродвигателя АИР56А4У3. Вращение передается через жесткую муфту на сменяемые зубчатые колеса 1 2 3 4 сменные зубчатые колеса 5 6 фрикционную предохранительную муфту зубчатые колеса 7 8 9 10 включенную электромагнитную муфту. Далее вращение передается через зубчатые колеса 11 12 на ходовой винт 13. Ходовой винт 13 вращаясь в ходовой гайке 14 неподвижно закрепленной в платформе стола сообщает платформе прямолинейное перемещение со скоростью рабочей подачи или ускоренных перемещений.
Рис.2. Кинематическая схема
Силовой стол комплектуется из следующих узлов:
упоров управления с путевыми переключателями.
Цикл работы силового стола: быстрый подвод рабочая подача выдержка на жестком упоре (при необходимости) быстрый отвод.
Приспособление зажимное ЦТ7020 служит для закрепления обрабатываемых деталей. Оно состоит из корпуса призм и механизма прижима детали. Деталь в приспособлении базируется на призмы.
Предварительный поджим детали производится боковыми цилиндрами через рычаг. Рычаг прижимает деталь к боковым призмам. Одновременно нижний цилиндр производит окончательный зажим детали верхней планкой к нижней призме. Разжим производится в обратной последовательности.
2. Обзор аналогов агрегатных станков выпускаемых ДОАО «Ижмашстанко»
Агрегатный восьмипозиционный станок 1138 ИА предназначен для обработки отверстий детали 2126-3422247-01 – вилка карданная.
В состав станка входят покупные силовые сверлильные самодействующие головки У1Х4035 делительный стол УХ2036-01 с приводом УХ02075 силовой стол 1УЕ4532-02 с приводом У1Е4722-01 и станина 2УХ1235-01.
Станок имеет восемь позиций семь из которых используются для обработки детали одна позиция – загрузочная.
В центральной расточке станины на подставке установлен восьмипозиционный поворотный делительный стол УХ2036- 01. На верхней плоскости планшайбы стола закреплены 8 зажимных приспособлений работающие от пневмосистемы станка.
На верхней плоскости станины на подставках смонтированы четыре силовых стола 1УЕ4532- 02 с головками ОУ2332 силовая головка У1Х4035- 02.
На четвертой позиции установлена арочная колонна что позволяет совмещать горизонтальную и вертикальную обработку детали.
Внутри станины закреплен привод делительного стола. Окно с передней стороны станины для установки и обслуживания привода делительного стола закрыто открывающейся дверкой.
На левой стороне станины смонтирована пневмоаппаратура управляющая работой зажимных приспособлений подкатной плитой силовой головки прижима планшайбы делительного стола.
Станция смазки закреплена на правой стороне станины распределительный блок и питатели установлены на плите. Разводка смазки произведена медными трубками. Смазочное оборудование предназначено для подачи смазки к поворотно- делительному столу к импульсным питателям силовых столов и к приводной плите на второй позиции.
Шкаф электрооборудования устанавливаем отдельно с задней стороны станка. Также с задней стороны расположен бак охлаждения с эмульсионным насосом.
оператор снимает с приспособления обработанную деталь;
устанавливает и зажимает кнопками «ЗАЖИМ» новую заготовку;
нажимает на кнопку «ПУСК ЦИКЛА» (происходит расфиксация поворот на первую позицию и фиксация делительного стола быстрый подвод и переход на рабочую подачу силовых головок обработка деталей быстрый отвод силовых головок в исходные положения).
Агрегатный пятипозиционный станок мод 1531 ИА предназначен для обработки отверстий и фланцев детали 2126-3422222 – 1 – вилка кардана фланцевая.
Станок имеет пять позиций четыре из которых используются для обработки одна позиция – загрузочная.
В центральной расточке станины на подставке установлен пятипозиционный поворотный делительный стол. На верхней плоскости планшайбы закрепляют пять приспособлений работающие от пневмосистемы станка.
На верхней плоскости станины смонтированы две колонны с силовыми головками две фрезерные головки. На передней стенке корпусов силовых головок второй и третьей позиции смонтированы двухшпиндельные насадки.
На левой стороне станины смонтирована пневмоаппаратура управляющая работой зажимных приспособлений прижима плашайбы делительного стола.
Станция смазки закреплена на левой стороне станины распределительный блок и питатели установлены на плите.
Шкаф электрооборудования установлен отдельно с задней стороны станка вместе с баком охлаждения с электрическим насосом.
оператор снимает с приспособления обработанную деталь;
устанавливает и зажимает кнопкой «ЗАЖИМ» новую заготовку;
Агрегатный двухпозиционный станок 1135 ИА предназначен для обработки картера рулевого механизма 2126-34.011212.
На первой позиции производятся операции зенкерования отверстий и подрезание торца детали; на второй позиции производятся операции растачивания отверстия канавки фаски и подрезание торца.
Основной частью данного является станина.
На верхней рабочей плоскости станины устанавливают 4 стола подач с закрепленными на них приводами главного движения и рабочими головками с инструментом.
В центральной части верхней плоскости станины между столами подач находится стол позиционный с установленным на нем приспособлением для закрепления обработанных заготовок.
С задней стороны станины расположен шкаф электрооборудования с пультом управления. Отдельно от станка расположен агрегат системы охлаждения и сбора стружки. Станция смазки установлена на стойке станины. Насосная установка гидравлической системы установлена с задней стороны станка.
Рабочая зона станка защищена ограждением которое крепится к верхней части основания станины и снабжено блокировкой.
Станок имеет полуавтоматический и наладочный режимы работы.
установить детали в приспособления;
закрыть дверь ограждения;
установить на пульте управления переключатель в положение ПАВТ;
установить на пульте системы охлаждения переключатель в положение АВТАМАТ;
на кнопочном посту нажать кнопку ПУСК.
Общие понятия об агрегатных станках
Агрегатными называются специальные станки которые состоят из нормализованных деталей и узлов (агрегатов).
Такие станки используют для многоинструментальной обработки заготовок деталей (чаще корпусных) в условиях крупносерийного и массового производства. Они нашли широкое применение на заводах изготовляющих автомобили и сельскохозяйственные машины.
На агрегатных станках производится сверление растачивание нарезание резьбы и реже фрезерование плоскостей. В последнее время появились агрегатные станки выполняющие элементарные сборочные работы.
Преимущество практического применения агрегатных станков заключается в следующем:
значительное сокращение сроков проектирования и изготовления станка;
высокая производительность обусловленная многоинструментальной обработкой и минимальным количеством вспомогательных движений;
сравнительно низкая стоимость изготовления станка;
удешевление обработки заготовок изделий благодаря высокой производительности и простоте обслуживания станка;
облегчение автоматизации цикла обработки;
возможность использования части агрегатов при изменении объекта производства.
При установившейся номенклатуре деталей возможно создание агрегатных станков с переналадкой на обработку заготовок деталей нескольких типоразмеров.
Агрегатные станки могут работать как самостоятельная станочного парка или входить в состав поточных и автоматических линий с единым траспортом.
Наибольшие технологические возможности станков обеспечиваются в том случае когда обрабатываемая деталь в процессе резания неподвижна а главное движение и движение подачи сообщаются режущим инструментом. Этим достигается наибольшая концентрация операций: можно производить обработку деталей одновременно с нескольких сторон многими режущими инструментами при автоматическом управлении рабочим циклом.
Компоновка агрегатных станков зависит от размеров и конфигурации изготовляемой детали а также от возможностей совмещения необходимых для обработки операций.
Агрегатные станки в большинстве случаев имеют следующие основные узлы: станину колонну силовые головки шпиндельные коробки приспособление для установки и крепления обрабатываемой заготовки и подставки под приспособление.
В некоторых случаях станины и колонны устанавливают на литых сварных основаниях которые являются нормализованными агрегатами. В случае последовательной обработки нескольких заготовок вместо неподвижного приспособления устанавливают подвижно или поворотный стол на котором монтируют приспособления для установки и крепления заготовки.
В агрегатных станках с гидрофицированным приводом перемещений рабочих органов управление циклом осуществляется с помощью нормализованных гидропанелей.
3. Отчет о патентном поиске
Патентно-информационный поиск проведен по теме «Разработка агрегатно-фрезерного станка для обработки вилки карданной 2126-3422247-01 автомобиля ИЖ 2126».
фамилия имя отчество
На проведение патентного поиска по теме:
способ или объект проектирования
курсовое или дипломное проектирование
Начало поиска03.02.03 г.
предъявление справки о поиске
РЕГЛАМЕНТ ПАТЕНТНОГО ПОИСКА
стадия:Дипломное проектирование .
Предмет поиска (тема объект его составные части)
Цель поиска информации
Страна поиска начиная с СССР
Классификационные индексы
Ретроспективность (глубина поиска)
Наименование источников по которым проводится поиск
Крепление инструмента
Привод главного движения
Привод продольных подач
Привод поперечных подач
Поиск новых решений оригинальных механизмов
Патентные бюллетени
Журналы «Станки и инструменты» «Машиностроитель»
Задание на проведение патентного поиска
Поиск проведен по следующим материалам
Предмет поиска (объект и его составные части)
По фонду какой организации проведен поиск
Источники информации
Науч.-техн. документация. Наименование дата публикации выходные данные с указанием пределов просмотра (от и до)
Патент. документация наименование пат. бюллетеня журналов охранных документов номера и даты их публикации с указанием пределов просмотра (от и до)
Патентные бюллетени от 1982 до 2001 г.
Патентная документация отобранная для последующего анализа
Страна выдачи вид и номер охранного документа классификационный индекс
Заявитель с указанием страны номер заявки дата приоритета дата публикации
Сущность заявленного технического решения и цель его создания (по описанию изобретения или опубликованной заявки)
Сведения о действии охранного документа или причина аннулирования
Устройство для механического крепления инструмента
Устройство для зажима инструмента в шпинделе металлорежущего станка
Авторское свидетельство СССР
№3328274 КЛ В23 С700 28.01.1983
№1351727 КЛ В23 С526
№2773880 КЛ В23 С700
№1284736 КЛ В23 С526
№3244966 КЛ В23 С700
Научно производственное объединение «Маш. Завод им М.И. Калинина»
Фрезерная головка включающая установленный в корпусе шпиндельный узел привод подачи пиноли и упоры отличающаяся тем что с целью расширения технологических возможностей повышения точности и надежности головка снабжена устройством двухступенчатого регулирования величины осевой подачи выполненным в виде идентичных винтовых торцевых кулачков винтовые поверхности которых контактируют друг с другом один из которых неподвижно закреплен в корпусе а другой установлен с возможностью поворота и кинематически связан с введенными в головку датчиком отсчета перемещений и устройством предварительного выбора остаточной толщины обрабатываемой детали выполненным в виде сменного диска с отверстиями и блока фотодиодов между которыми размещен диск.
Устройство отличается тем что с целью расширения технологических возможностей путем использования закрепляемых в шпинделе инструментальных узлов с исполнительным механизмом устройство снабжено приводом перемещения ведущего звена исполнительного механизма инструментального узла выполненным в виде закрепленной в гильзе кольцевой перегородки с уплотнительными элементами сопряженной с полым штоком предназначенного для взаимодействия с пакетом тарельчатых пружин поршня с возможностью взаимодействия с дополнительным нажимным кольцом
Фрезерная головка отличается тем что с целью облегчения переустановки головки и упрощения конструкции она снабжена оправкой с выступами на торцевой части и подпружиненным толкателем для воздействия на оправку а в ступице фланца и на его торце выполнены соответственно продольные и поперечные пазы для выступов оправки.
Устройство отличается тем что с целью расширения технологических возможностей на наружной поверхности корпуса симметрично его прорезям выполнены расположенные на выходящей из конического отверстия шпинделя части корпуса лыски и размещенные между ними радиальные отверстия при этом устройство снабжено предназначенным для закрепления на торце шпинделя фланцем с осевым отверстием.
Фрезерная головка отличается тем что с целью расширения технологических возможностей головки на хвостовике выполнена внутренняя коническая поверхность а на корпусе – наружная для сопряжения с внутренней поверхностью хвостовика причем конические поверхности расположены эксцентрично шпинделю станка а головка снабжена устройством для отключения редуктора и фиксации шпинделя относительно корпуса
Научно-техническая документация
отобранная для последующего анализа
Наименование источника информации
Год место и орган издания
Бюллетень №3 от 23.01.83
Бюллетень №27 от 23.07.82
Бюллетень №18 от 15.05.82
Бюллетень №31 от 23.08.92
Бюллетень №43 от 01.06.
Издательство Государственного комитета по изобретениям и открытиям при СНГ
4. Обзор и анализ используемой литературы
Основными источниками информации которые соответствуют теме дипломного проекта являются учебники и справочники по конструированию металлорежущих станков справочники и методические разработки по расчету экономической эффективности учебники и справочники по охране труда и безопасности жизнедеятельности. Справочники по расчету режимов резания и норм времени а также заводские справочники.
Анализируя вышеуказанные источники информации можно сделать следующие выводы.
Обзор существующих конструкций агрегатных станков лучше произвести по следующим источникам:
«Металлорежущие станки» под редакцией Н.С. Ачеркана «Агрегатные станки» под ред. Г.И. Меламеда «Металлорежущие станки» под рд. Н.С. Колева А.С. Проникова. Но все же основным источником при данном обзоре является книга «Агрегатные станки» под ред. Г.И. Меламеда. Также в данном источнике можно найти типовые кинематические схемы всевозможные варианты компоновок узлов станка.
Для конструкторской части а именно для кинематического расчета расчета мощности электродвигателя и т.п. наиболее подходят учебники: «Конструирование и расчет металлорежущих станков и станочных комплексов» под ред. А.И. Кочергина и «Расчет и конструирование металлорежущих станков» под ред. А.С. Проникова. В данных литературных источниках изложены общие методики к расчету отдельных узлов и механизмов и даны наиболее типичные расчеты.
Для расчетов режимов резания и норм времени использовались следующие литературные источники: «Справочник технолога – машиностроителя» под ред. А.Г. Косиловой Р.К. Мещерякова и «Обработка металлов резанием. Справочник» под ред. А.А. Панова. В «Справочнике технолога – машиностроителя» под ред. А.Г. Косиловой Р.К. Мщерякова хорошо изложен материал по аналитическому расчету режимов резания т.к. данный расчет наиболее достоверный то этот справочник стал самым полезным. Во втором источнике «Обработке металлов резанием» под ред. А.А. Панова приводится табличный метод выбора режимов резания.
Нормы времени хорошо приведены в «Курсовое проектирование по технологии машиностроения» под ред. А.Ф. Горбацевича. Именно в данном источнике нормы времени даны как для серийного так и для массового и крупносерийного производства.
Основной частью проекта является конструкторская часть. Для проведения расчетов данной части проекта существует большое количество источников информации. Из этого большинства литературы я выбрал следующие из них: «Детали машин» под ред. Д.Н. Решетова «Проектирование механических передач» под ред. С.А. Чернавского «Курсовое проектирование деталей машин» под ред. А.В. Кузьмина и Н.Н. Макейчика «Конструирование узлов и деталей машин» под ред. П.Ф. Дунаева и О.П. Леликова. Более доступно расчет клиноременной передачи изложен в учебнике С.А. Чернавского «Проектирование механических передач». Но в основном при других расчетах использовались «Детали машин» под ред. Д.Н. Решетова и «Конструирование узлов и деталей машин» под ред. П.Ф. Дунаева и О.П. Леликова как наиболее подходящие для данных расчетов.
Для расчета экономической части проекта была использована литература рекомендуемая преподавателем: методические указания по выполнению курсовой работы по курсу «Организация планирование и управление предприятием» под ред. Т.В. Янцен. В данных указаниях даны необходимые основные формулы и последовательность расчета а также некоторые нормативные данные необходимые для экономического обоснования разрабатываемого технологического процесса механической обработки деталей в станкостроительном производстве.
В разделе «Охрана труда» я использовал учебник для машиностроительных вузов «Охрана труда в машиностроении» под ред. Е.Я. Юдина С.В. Белова. Данный учебник идеально подходит для данного раздела т.к. в нем рассмотрены правовые и организационные вопросы охраны труда описаны меры защиты от поражения электрическим током вредного воздействия вибрации шума ионизирующих излучений электромагнитных полей ультразвука. Изложены требования безопасности к оборудованию к устройству и эксплуатации машин и механизмов.

Тех задание.doc

Зам. руководителя предприятия пя
на специальное и специализированное оборудование
агрегатные станки и автоматические линии
(наименование оборудование)
(разработано в соответствии с ГОСТ 15.001-73)
(наименование СКБ номер и дата протокола)
Экономические показатели:
(прочие показатели: экономия энергии материалов)
(рабочей силы и др.)
Исходные данные заказчика :
1. Изделие (деталь) обрабатываемое на данном оборудовании.
3. Данные характеризующие существующий технологический процесс.
(наличие СОЖ расход СОЖ использование воды пара воздуха и т.п.)
4. Напряжение электросети заказчика 380220 вольт частота 50 герц.
Требования предъявляемые к заказываемому оборудованию.
(наличие автоматической загрузки и разгрузки наличие активного контроля
необходимость наладочного режима и т п.)

Перевод.doc

1.3. Перевод иностранного текста по теме проекта
Inventions treat to machine-tool construction in particular to devices of a clip with a hydraulic or pneumatic drive of migration of a movable sleeve of a footstock. The footstock containing a body movable sleeve hydraulic drive or pneumodrive for migration of a movable sleeve in a cavity of a body with an opportunity of migration has her(it) on magnitude of a wear of the central hole of a detail hydraulic drive or pneumodrive formed(educated) by a movable sleeve as the piston from the internal end joint rod with the piston an axes the located actuator or pneumocylinder which cavities are connected for lead and tap of a working body to allocators with lead of a working body through reduction valves in a cavity of a movable sleeve and cavity of the cylinder separately with three positions of allocators: Feedinges of a body in a cavity of a movable sleeve for migration of a movable sleeve to a detail with a tap of a working body at the end of lead for a stopping of a movable sleeve lead of a body in a rodless cavity of the cylinder for a clip of a movable sleeve to a detail lead of a working body in a rod a cavity of the cylinder for migration of a movable sleeve from a detail in a home position. 3 silts.
The invention treats to machine-tool construction in particular to footstocks with a hydraulic or pneumatic drive of migration of a movable sleeve of a footstock and can be used in machine tools and other devices for example in devices for monitoring a condition of frictionless bearings when it is required to ensure(supply) often change of work pieces.
The purpose of the invention is the simplification of a construction at simultaneous reduction of dimensions.
On a f on a f on a figure 3 – footstock at a tap of a movable sleeve from a detail (in the beginning of driving).
The footstock contains a body 1 in which cavity the movable sleeve 2 with the centre 3 joint rod 4 with the piston 5 axeses located with a cavity of a movable sleeve an actuator or pneumocylinder 6 is. The cavity of a movable sleeve is connected by channels 7 and 8 to the allocator 9 with lead of a working body (hydrofluid or air) under pressure (from the pump) through the channel 10 reduction valve 11 both channel 12 and tap of a working body from a cavity of a movable sleeve through channels 7 and 8 cavity of the allocator 9 and channel 13 in a tank or atmosphere. The cavities of the cylinder 6 are connected to the allocator 14: a rod – channel 15 rodless – channel 16 with lead of a working body under pressure through the channel 17 reduction valve 18 both channel 19 and tap of a working body from a cavity of the cylinder through channels 15 and 16 cavity of the allocator 14 channel 20 in a tank or atmosphere.
The hydraulic drive or pneumodrive of a movable sleeve 2 footstocks works as follows. In a home position the movable sleeve 2 is pushed in a cavity of a body 1. In this position the removal of a treated detail and installation of other detail in the centres is made. For lead of a movable sleeve 2 to a work piece the allocators 9 and 14 are established in a position: « of lead of a movable sleeve to a detail « (figure 1). Thus a working body under pressure through the channel 10 reduction valve 11 channel 12 through cavities of the allocator 9 the channel 8 acts in a cavity of a movable sleeve and creates effort to a movable sleeve 2 necessary for driving a movable sleeve 2 in a cavity of a body.
The movable sleeve 2 displaces to a work piece. The magnitude of effort is regulated by regulation of pressure of a working body by the reduction valve 11. At reaching by the centre of 3 central holes of a work piece the movable sleeve 2 opens the channel 7. Thus a working body from a cavity of a movable sleeve through the channel 7 cavities of the allocator 9. channels 13 act in a tank or atmosphere. After migration of a movable sleeve 2 4 pistons 5 cylinders 6 displace connected with it(her) by a rod. Thus the working body from a rod of a cavity of the cylinder 6 displaces on the channel 15 in the allocator 14 channel 16 in a rodless cavity of the cylinder 6.
For a clip of a movable sleeve 2 with the centre 3 to a work piece with effort necessary at handling for a detail the allocators 9 and 14 are established in a position:
Clip of a movable sleeve to a detail (figure 2). Thus the working body under pressure acts through the channel 10 reduction valve 11 channel 12. cavities of the allocator 9 channels 7 and 8 in a cavity of a movable sleeve 2 and creates adjusted by the reduction valve 11 having strengthened on a movable sleeve 2 necessary for movement of a movable sleeve 2 in a cavity of a body 1 and through the channel 17 reduction valve 18 channel 19. cavities of the allocator 14 the channel 16 in a rodless cavity of the cylinder 6 and creates adjusted by the reduction valve 18 efforts through the piston 5. rods 4 movable sleeve 2 centres 3 on a detail necessary for its(her) handling.
At migration of the piston 5 a working body from a rod of a cavity of the cylinder 6 through the channel 15 cavity of the allocator 14 and the channel 20 acts in a tank or atmosphere For a tap of a movable sleeve 2 from a detail after its(her) handling in a home position the allocators 9 and 14 establish in a position: a tap of a movable sleeve from a detail (figure З). Thus the working body under pressure acts through the channel 17 reduction valve 18 turnpike 19 cavity of the allocator 14 the channel 15 in a rod the cavity of the cylinder 6 and creates adjusted by the reduction valve 18 efforts to the piston 5 displacing a movable sleeve 2 from a detail in a home position. The working body from a rodless cavity of the cylinder 6 through the channel 16 cavity of the allocator 14. channels 20 and from a cavity of a movable sleeve through channels 7 and 8 cavity of the allocator 9 channel 13 acts in a tank or atmosphere. The formula of the invention a Footstock containing established(installed) in body with an opportunity of established(installed) in an a body with the centre and a hydraulic drive or a pneumodrive. Executed as an axes of the cylinder located with a movable sleeve with the piston. By a rod and channels of lead tap of a working body. And also control system. Distinguished of themes that with the purpose of simplification of a construction at simultaneous reduction of dimensions the movable sleeve of a slide is executed as the piston rigidly connected to a rod of a drive and the control system is supplied with reduction valves and allocators intended for feeding of a working body in three positions: at lead of a movable sleeve to a detail – in a cavity of a movable sleeve (with a tap of a working body and end of a cycle) at a clip of a detail – in a rodless cavity of the cylinder and at a tap of a movable sleeve from a detail – in a rod a cavity of the cylinder.
Изобретение относится к станкостроению в частности устройствам поджима с гидравлическим или пневматическим приводом перемещения пиноли задней бабки. Задняя бабка содержащая корпус пиноль гидро-или пневмопривод для перемещения пиноли в полости корпуса с возможностью перемещения ее на величину износа центрового отверстия детали имеет гидро- или пневмопривод образованный пинолью в виде поршня с внутреннего конца соединенный штоком с поршнем соосно расположенный гидро- или пневмоцилиндр полости которого соединены для подвода и отводи рабочего тела с распределителями с подводом рабочего тела через редукционные клапаны в полость пиноли и полости цилиндра раздельно с тремя положениями распределителей: подачи тела в полость пиноли для перемещения пиноли к детали с отводом рабочего тела в конце подвода для остановки пиноли подвода тела в бесштоковую полость цилиндра для поджима пиноли к детали подвода рабочего тела в штоковую полость цилиндра для перемещения пиноли от детали в исходное положение. 3 ил.
Изобретение относится к станкостроению в частности к задним бабкам с гидравлическим или пневматическим приводом перемещения пиноли задней бабки и может быть использовано в станках и других устройствах например в устройствах для контроля состояния подшипников качения когда требуется обеспечить частую смену обрабатываемых деталей.
Целью изобретения является упрощение конструкции при одновременном уменьшении габаритов.
На рис.1 изображена задняя бабка при подводе пиноли к детали в момент остановки пиноли перед деталью; на рис.2 – задняя бабка при поджиме детали; на рис. 3 – задняя бабка при отводе пиноли от детали (в начале движения).
Задняя бабка содержит корпус 1 в полости которого находится пиноль 2 с центром 3 соединенная штоком 4 с поршнем 5 соосно расположенного с полостью пиноли гидро- или пневмоцилиндра 6. Полость пиноли соединена каналами 7 и 8 с распределителем 9 с подводом рабочею тела (гидрожидкости или воздуха) поддавлением (от насоса) через канал 10 редукционный клапан 11 и канал 12 и отводом рабочего тела из полости пиноли через каналы 7 и 8 полости распределителя 9 и канал 13 в бак или атмосферу. Полости цилиндра 6 соединены с распределителем 14: штоковая – каналом 15 бесштоковая – каналом 16 с подводом рабочего тела под давлением через канал 17 редукционный клапан 18 и канал 19 и отводом рабочего тела из полости цилиндра через каналы 15 и 16 полости распределителя 14 канал 20 в бак или атмосферу.
Гидро- или пневмопривод пиноли 2 задней бабки работает следующим образом. В исходном положении пиноль 2 вдвинута в полость корпуса 1. В этом положении производится снятие обработанной детали и установка другой детали в центры. Для подвода пиноли 2 к обрабатываемой детали распределители 9 и 14 устанавливаются в положение: «подвода пиноли к детали» (рис.1). При этом рабочее тело под давлением через канал 10 редукционный клапан 11 канал 12 через полости распределителя 9 канал 8 поступает в полость пиноли и создает усилие на пиноль 2 необходимое для движения пиноли 2 в полости корпуса.
Пиноль 2 перемещается к обрабатываемой детали. Величина усилия регулируется регулировкой давления рабочего тела редукционным клапаном 11. При достижении центром 3 центрового отверстия обрабатываемой детали пиноль 2 открывает канал 7. При этом рабочее тело из полости пиноли через канал 7 полости распределителя 9. канал 13 поступает в бак или атмосферу. Вслед за перемещением пиноли 2 перемещается связанный с ней штоком 4 поршень 5 цилиндра 6. При этом рабочее тело из штоковой полости цилиндра 6 перемещается по каналу 15 в распределитель 14 канал 16 в бесштоковую полость цилиндра 6.
Для поджима пиноли 2 с центром 3 к обрабатываемой детали с усилием необходимым при обработке детали распределители 9 и 14 устанавливаются в положение поджима пиноли к детали (рис.2). При этом рабочее тело под давлением поступает через канал 10 редукционный клапан 11 канал 12. полости распределителя 9 каналы 7 и 8 в полость пиноли 2 и создает отрегулированное редукционным клапаном 11 усилив на пиноль 2 необходимое для передвижения пиноли 2 в полости корпуса 1 а через канал 17 редукционный клапан 18 канал 19. полости распределителя 14 канал 16 в бесштоковую полость цилиндра 6 и создает отрегулированное редукционным клапаном 18 усилие через поршень 5. шток 4 пииоль 2 центр 3 на деталь необходимое для ее обработки.
При перемещении поршня 5 рабочее тело из штоковой полости цилиндра 6 через канал 15 полости распределителя 14 и канал 20 поступает в бак или атмосферу Для отвода пиноли 2 от детали после ее обработки в исходное положение распределители 9 и 14 устанавливают в положение: отвода пиноли от детали (рис. 3). При этом рабочее тело под давлением поступает через канал 17 редукционный клапан 18 магистраль 19 полости распределителя 14 канал 15 в штоковую полость цилиндра 6 и создает отрегулированное редукционным клапаном 18 усилие на поршень 5 перемещающее пиноль 2 от детали в исходное положение. Рабочее тело из бесштоковой полости цилиндра 6 через канал 16 полости распределителя 14. канал 20 а из полости пиноли через каналы 7 и 8 полости распределителя 9 канал 13 поступает в бак или атмосферу. Формула изобретения Задняя бабка содержащая установленную в корпусе с возможностью осевого перемещения пиноль с центром и гидро- или пневмопривод. выполненный в виде соосно расположенного с пинолью цилиндра с поршнем. штоком и каналами подвода отвода рабочего тела. а также систему управления. отличающаяся тем что с целью упрощения конструкции при одновременном уменьшении габаритов пиноль бабки выполнена в виде поршня жестко связанного со штоком привода а система управления снабжена редукционными клапанами и распределителями предназначенными для подачи рабочего тела в трех положениях: при подводе пиноли к детали – в полость пиноли (с отводом рабочего тела а конце цикла) при поджиме детали – в бесштоковую полость цилиндра и при отводе пиноли от детали – в штоковую полость цилиндра.

бланк-патент2.doc

фамилия имя отчество
На проведение патентного поиска по теме:
способ или объект проектирования
курсовое или дипломное проектирование
Начало поиска03.02.03 г.
предъявление справки о поиске
РЕГЛАМЕНТ ПАТЕНТНОГО ПОИСКА
стадия:Дипломное проектирование .
Предмет поиска (тема объект его составные части)
Цель поиска информации
Страна поиска начиная с СССР
Классификационные индексы
Ретроспективность (глубина поиска)
Наименование источников по которым проводится поиск
Крепление инструмента
Привод главного движения
Привод продольных подач
Привод поперечных подач
Поиск новых решений оригинальных механизмов
Патентные бюллетени
Журналы «Станки и инструменты» «Машиностроитель»
Задание на проведение патентного поиска
Поиск проведен по следующим материалам
Предмет поиска (объект и его составные части)
По фонду какой организации проведен поиск
Источники информации
Науч.-техн. документация. Наименование дата публикации выходные данные с указанием пределов просмотра (от и до)
Патент. документация наименование пат. бюллетеня журналов охранных документов номера и даты их публикации с указанием пределов просмотра (от и до)
Патентные бюллетени от 1982 до 2001 г.
Патентная документация отобранная для последующего анализа
Страна выдачи вид и номер охранного документа классификационный индекс
Заявитель с указанием страны номер заявки дата приоритета дата публикации
Сущность заявленного технического решения и цель его создания (по описанию изобретения или опубликованной заявки)
Сведения о действии охранного документа или причина аннулирования
Устройство для механического крепления инструмента
Устройство для зажима инструмента в шпинделе металлорежущего станка
Авторское свидетельство СССР
№3328274 КЛ В23 С700 28.01.1983
№1351727 КЛ В23 С526
№2773880 КЛ В23 С700
№1284736 КЛ В23 С526
№3244966 КЛ В23 С700
Научно производственное объединение «Маш. Завод им М.И. Калинина»
Фрезерная головка включающая установленный в корпусе шпиндельный узел привод подачи пиноли и упоры отличающаяся тем что с целью расширения технологических возможностей повышения точности и надежности головка снабжена устройством двухступенчатого регулирования величины осевой подачи выполненным в виде идентичных винтовых торцевых кулачков винтовые поверхности которых контактируют друг с другом один из которых неподвижно закреплен в корпусе а другой установлен с возможностью поворота и кинематически связан с введенными в головку датчиком отсчета перемещений и устройством предварительного выбора остаточной толщины обрабатываемой детали выполненным в виде сменного диска с отверстиями и блока фотодиодов между которыми размещен диск.
Устройство отличается тем что с целью расширения технологических возможностей путем использования закрепляемых в шпинделе инструментальных узлов с исполнительным механизмом устройство снабжено приводом перемещения ведущего звена исполнительного механизма инструментального узла выполненным в виде закрепленной в гильзе кольцевой перегородки с уплотнительными элементами сопряженной с полым штоком предназначенного для взаимодействия с пакетом тарельчатых пружин поршня с возможностью взаимодействия с дополнительным нажимным кольцом
Фрезерная головка отличается тем что с целью облегчения переустановки головки и упрощения конструкции она снабжена оправкой с выступами на торцевой части и подпружиненным толкателем для воздействия на оправку а в ступице фланца и на его торце выполнены соответственно продольные и поперечные пазы для выступов оправки.
Устройство отличается тем что с целью расширения технологических возможностей на наружной поверхности корпуса симметрично его прорезям выполнены расположенные на выходящей из конического отверстия шпинделя части корпуса лыски и размещенные между ними радиальные отверстия при этом устройство снабжено предназначенным для закрепления на торце шпинделя фланцем с осевым отверстием.
Фрезерная головка отличается тем что с целью расширения технологических возможностей головки на хвостовике выполнена внутренняя коническая поверхность а на корпусе – наружная для сопряжения с внутренней поверхностью хвостовика причем конические поверхности расположены эксцентрично шпинделю станка а головка снабжена устройством для отключения редуктора и фиксации шпинделя относительно корпуса
Научно-техническая документация
отобранная для последующего анализа
Наименование источника информации
Год место и орган издания
Бюллетень №3 от 23.01.83
Бюллетень №27 от 23.07.82
Бюллетень №18 от 15.05.82
Бюллетень №31 от 23.08.92
Бюллетень №43 от 01.06.
Издательство Государственного комитета по изобретениям и открытиям при СНГ

АННОТАЦИЯ.doc

Проект содержит 12 листов формата А1 120 листов пояснительной записки и технологический процесс на операции.
Проект посвящен созданию агрегатно-фрезерного станка для обработки вилки карданной 2126-3422247-01 автомобиля ИЖ-2126
За счет применения нового оборудования повышается производительность и в связи с этим разрабатывается фрезерная головка.
Применено приспособление на две детали с автоматическим зажимом и разжимом работающее от пневмосистемы станка.
Выполнены все необходимые расчеты предусмотренные методическими указаниями по выполнению дипломного проекта.
В графической части проекта представлены:
развертка фрезерной головки;
кинематическая схема станка;
пневмосхема и схема смазки;
электрическая схема станка;
стол силовой электромеханический;
приспособление зажимное;
общий вид станка с ограждением;

готов.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Проектирование и эксплуатация машин и оборудования»
Зав. кафедрой д.т.н. профессор
РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К
ТЕМА: «Спроектировать агрегатно-фрезерный станок для
обработки вилки карданной 2126-3422247-01 автомобиля ИЖ 2126»
Консультант по организационно-
экономической части доц. Янцен Т.В.
Консультант по экологии
безопасности жизнедеятельности к.т.н. доц. Глухов Ю.Г.
Представитель контроля выполнения
НОРМ ЕСТД И ЕСКД доцент Иванов В.Ф.
Представитель технологического
контроля к.т.н. доц. Шитова Т.В.
1.Принцип работы станка и его составных частей. Устройство станка.
2.Обзор аналогов агрегатных станков выпускаемых ДОАО «Ижмашстанко»
3.Отчет о патентном поиске
4.Обзор используемой литературы
Конструкторская часть
1.Определение мощности электродвигателя
2.Кинематический расчет привода главного движения фрезерной головки
3.Расчет клиноременной передачи
4.Расчет зубчатой передачи
5.Расчет валов на прочность
6.Расчет подшипников качения
Технологическая часть
1. Расчет режимов резания
2.Расчет технических норм времени
Организационно-экономическая часть
1. Расчет капитальных вложений
2. Расчет технологической себестоимости
3. Расчет приведенных затрат
4. Расчет годовой экономической эффективности
1. Требования безопасности предъявляемые к оборудованию
2. Вибрации их влияние нормирование вибрации защита от вибраций
Вывод по дипломному проекту
Приложение 1. Технологический процесс на картах
Приложение 2. Спецификация на:
1. Головка фрезерная
2. Перечень элементов электрооборудования.
Дипломный проект студента очного обучения специальности 120200 Колотова Дмитрия Вениаминовича на тему «Спроектировать агрегатно-фрезерный станок для обработки вилки карданной 2126-3422247-01 автомобиля ИЖ-2126».
Проект содержит 12 листов формата А1 листов пояснительной записки и технологический процесс на операции.
Проект посвящен созданию агрегатно-фрезерного станка для обработки вилки карданной 2126-3422247-01 автомобиля ИЖ-2126
За счет применения нового оборудования повышается производительность и в связи с этим разрабатывается фрезерная головка.
Применено приспособление на две детали с автоматическим зажимом и разжимом работающее от пневмосистемы станка.
Выполнены все необходимые расчеты предусмотренные методическими указаниями по выполнению дипломного проекта.
В графической части проекта представлены:
-развертка фрезерной головки ;
-кинематическая схема станка;
-пневмосхема и схема смазки;
-электрическая схема станка;
-стол силовой электромеханический;
-приспособление зажимное;
-общий вид станка с ограждением;
Бурное развитие станкостроения началось после Октябрьской социалистической революции. Принятый на ХIV съезде ВКП(б) в 1925 году план индустриализации страны предусматривал резкое увеличение производственных мощностей старых станкостроительных заводов и строительство новых.
В данный момент времени экономика страны переживает тяжелое время. Заданный правительством курс на развитие промышленности невозможно будет осуществить без улучшения и модернизации парка станков наших предприятий. С этой целью надо вводить в производство станки имеющие высокую степень автоматизации и в то же время позволяющих осуществлять быструю переналадку при переходе на обработку новых деталей. С этой целью проектируются станки с числовым программным управлением (ЧПУ) и агрегатные станки. Станки с ЧПУ имеют более высокую стоимость и применимы в условиях серийного производства в основном для корпусных и точных деталей а агрегатные станки универсальны и в то же время имеют высокую степень автоматизации. Их широко применяют для серийного и массового типа производства т.к. они обеспечивают надлежащую точность и возможность переналадки на другие типы деталей. Трудности возникают при проектировании приспособлений и компоновки самого станка что в условиях массового производства экономически оправдано за счет унифицированности основных узлов станка и высокой концентрации операции на одном рабочем месте.
В своем дипломном проекте я разрабатываю агрегатный станок для обработки вилки карданной на автомобиль ИЖ2126.
Внедрение данного станка позволит сократить цикл выпуска деталей за счет совмещения операций сократить затраты на рабочих и наладчиков снизить площадь занимаемую оборудованием по габаритам и т.д.
Принцип работы станка и его составных частей
Станок агрегатный имеющий две позиции которые используются для фрезерования.
На верхней плоскости тумбы установлен силовой стол ОУ3132-225 с приспособлением ЦТ7020-4195.
С правой стороны на плоскости тумбы установлена фрезерная головка для фрезерования торца детали с левой стороны - фрезерная головка для фрезерования ушек деталей.
На задней стенке тумбы справа смонтирована пневмоаппаратура управляющая работой зажимного приспособления.
Станция смазки установлена на боковой стенке тумбы с левой стороны. Разводка смазки произведена медными трубками. Смазочное оборудование предназначено для подачи смазки к направляющим силового стола.
Шкаф электрооборудования установлен на тумбе с левой задней стороны станка. Главный пульт управления и кнопочные пункты управления расположены на передней стенке тумбы для удобства управления станком. Главный пульт управления служит для работы станка в наладочном режиме. Управление циклом ведется с двух кнопочных постов управления.
-оператор открывает ограждение и снимает с приспособления обработанные детали;
-устанавливает и зажимает кнопкой ЗАЖИМ заготовку;
-закрывает ограждение;
-нажимает на кнопку ПУСК ЦИКЛА ( стол с зажимным приспособлением перемещается вперед происходит обработка ушек и торца деталей; затем стол с зажимным перемещается в переднее крайнее положение на исходную позицию где автоматически производится разжим детали.)
Цикл заканчивается.
Кинематическая схема станка состоит из отдельных не связанных между собой схем фрезерных головок и привода силового стола.
Вращение шпинделя вертикальной фрезерной головки осуществляется от электродвигателя через клиноременную и зубчатую передачи.
Вращение шпинделя горизонтальной фрезерной головки также осуществляется от электродвигателя через клиноременную и зубчатую передачи.
Ускоренные перемещения силового стола ( вперед и назад ) осуществляются от электродвигателя АИР63В4У3. Вращение передается через жесткую муфту на вал электромагнитной муфты которая при этом выключена. Далее вращение передается через зубчатые колеса 11 и 12 на ходовой винт. Изменение направления ускоренных перемещений осуществляется реверсированием электродвигателя.
Движение рабочей подачи осуществляется от электродвигателя АИР56А4У3. Вращение передается через жесткую муфту на сменяемые зубчатые колеса 1 2 3 4 сменные зубчатые колеса 5 6 фрикционную предохранительную муфту зубчатые колеса 7 8 9 10 включенную электромагнитную муфту. Далее вращение передается через зубчатые колеса 11 12 на ходовой винт 13. Ходовой винт 13 вращаясь в ходовой гайке 14 неподвижно закрепленной в платформе стола сообщает платформе прямолинейное перемещение со скоростью рабочей подачи или ускоренных перемещений.
Силовой стол комплектуется из следующих узлов:
-упоров управления с путевыми переключателями.
Цикл работы силового стола: быстрый подвод рабочая подача выдержка на жестком упоре (при необходимости) быстрый отвод.
Приспособление зажимное ЦТ7020 служит для закрепления обрабатываемых деталей. Оно состоит из корпуса призм и механизма прижима детали. Деталь в приспособлении базируется на призмы.
Предварительный поджим детали производится боковыми цилиндрами через рычаг. Рычаг прижимает деталь к боковым призмам. Одновременно нижний цилиндр производит окончательный зажим детали верхней планкой к нижней призме. Разжим производится в обратной последовательности.
Обзор аналогов агрегатных станков выпускаемых ДОАО «Ижмашстанко»
Агрегатный восьмипозиционный станок 1138 ИА предназначен для обработки отверстий детали 2126-3422247-01 – вилка карданная.
В состав станка входят покупные силовые сверлильные самодействующие головки У1Х4035 делительный стол УХ2036-01 с приводом УХ02075 силовой стол 1УЕ4532-02 с приводом У1Е4722-01 и станина 2УХ1235-01.
Станок имеет восемь позиций семь из которых используются для обработки детали одна позиция – загрузочная.
В центральной расточке станины на подставке установлен восьмипозиционный поворотный делительный стол УХ2036- 01. На верхней плоскости планшайбы стола закреплены 8 зажимных приспособлений работающие от пневмосистемы станка.
На верхней плоскости станины на подставках смонтированы четыре силовых стола 1УЕ4532- 02 с головками ОУ2332 силовая головка У1Х4035- 02.
На четвертой позиции установлена арочная колонна что позволяет совмещать горизонтальную и вертикальную обработку детали.
Внутри станины закреплен привод делительного стола. Окно с передней стороны станины для установки и обслуживания привода делительного стола закрыто открывающейся дверкой.
На левой стороне станины смонтирована пневмоаппаратура управляющая работой зажимных приспособлений подкатной плитой силовой головки прижима планшайбы делительного стола.
Станция смазки закреплена на правой стороне станины распределительный блок и питатели установлены на плите. Разводка смазки произведена медными трубками. Смазочное оборудование предназначено для подачи смазки к поворотно- делительному столу к импульсным питателям силовых столов и к приводной плите на второй позиции.
Шкаф электрооборудования устанавливаем отдельно с задней стороны станка. Также с задней стороны расположен бак охлаждения с эмульсионным насосом.
-оператор снимает с приспособления обработанную деталь;
-устанавливает и зажимает кнопками «ЗАЖИМ» новую заготовку;
-нажимает на кнопку «ПУСК ЦИКЛА» (происходит расфиксация поворот на первую позицию и фиксация делительного стола быстрый подвод и переход на рабочую подачу силовых головок обработка деталей быстрый отвод силовых головок в исходные положения).
Агрегатный пятипозиционный станок мод 1531 ИА предназначен для обработки отверстий и фланцев детали 2126 – 3422222 – 1 – вилка кардана фланцевая.
Станок имеет пять позиций четыре из которых используются для обработки одна позиция – загрузочная.
В центральной расточке станины на подставке установлен пятипозиционный поворотный делительный стол. На верхней плоскости планшайбы закрепляют пять приспособлений работающие от пневмосистемы станка.
На верхней плоскости станины смонтированы две колонны с силовыми головками две фрезерные головки. На передней стенке корпусов силовых головок второй и третьей позиции смонтированы двухшпиндельные насадки.
На левой стороне станины смонтирована пневмоаппаратура управляющая работой зажимных приспособлений прижима плашайбы делительного стола.
Станция смазки закреплена на левой стороне станины распределительный блок и питатели установлены на плите.
Шкаф электрооборудования установлен отдельно с задней стороны станка вместе с баком охлаждения с электрическим насосом.
-оператор снимает с приспособления обработанную деталь;
-устанавливает и зажимает кнопкой «ЗАЖИМ» новую заготовку;
Агрегатный двухпозиционный станок 1135 ИА предназначен для обработки картера рулевого механизма 2126 – 34. 011212.
На первой позиции производятся операции зенкерования отверстий и подрезание торца детали; на второй позиции производятся операции растачивания отверстия канавки фаски и подрезание торца.
Основной частью данного является станина.
На верхней рабочей плоскости станины устанавливают 4 стола подач с закрепленными на них приводами главного движения и рабочими головками с инструментом.
В центральной части верхней плоскости станины между столами подач находится стол позиционный с установленным на нем приспособлением для закрепления обработанных заготовок.
С задней стороны станины расположен шкаф электрооборудования с пультом управления.
Отдельно от станка расположен агрегат системы охлаждения и сбора стружки.
Станция смазки установлена на стойке станины.
Насосная установка гидравлической системы установлена с задней стороны станка.
Рабочая зона станка защищена ограждением которое крепится к верхней части основания станины и снабжено блокировкой.
Станок имеет полуавтоматический и наладочный режимы работы.
-установить детали в приспособления;
-закрыть дверь ограждения;
-установить на пульте управления переключатель в положение ПАВТ;
-установить на пульте системы охлаждения переключатель в положение АВТАМАТ;
-на кнопочном посту нажать кнопку ПУСК.
Общие понятия об агрегатных станках
Агрегатными называются специальные станки которые состоят из нормализованных деталей и узлов (агрегатов).
Такие станки используют для многоинструментальной обработки заготовок деталей (чаще корпусных) в условиях крупносерийного и массового производства. Они нашли широкое применение на заводах изготовляющих автомобили и сельскохозяйственные машины.
На агрегатных станках производится сверление растачивание нарезание резьбы и реже фрезерование плоскостей. В последнее время появились агрегатные станки выполняющие элементарные сборочные работы.
Преимущество практического применения агрегатных станков заключается в следующем:
а) значительное сокращение сроков проектирования и изготовления станка;
б) высокая производительность обусловленная многоинструментальной обработкой и минимальным количеством вспомогательных движений;
в) сравнительно низкая стоимость изготовления станка;
г) удешевление обработки заготовок изделий благодаря высокой производительности и простоте обслуживания станка;
д) облегчение автоматизации цикла обработки;
е) возможность использования части агрегатов при изменении объекта производства.
При установившейся номенклатуре деталей возможно создание агрегатных станков с переналадкой на обработку заготовок деталей нескольких типоразмеров.
Агрегатные станки могут работать как самостоятельная станочного парка или входить в состав поточных и автоматических линий с единым траспортом.
Наибольшие технологические возможности станков обеспечиваются в том случае когда обрабатываемая деталь в процессе резания неподвижна а главное движение и движение подачи сообщаются режущим инструментом. Этим достигается наибольшая концентрация операций: можно производить обработку деталей одновременно с нескольких сторон многими режущими инструментами при автоматическом управлении рабочим циклом.
Компоновка агрегатных станков зависит от размеров и конфигурации изготовляемой детали а также от возможностей совмещения необходимых для обработки операций.
Агрегатные станки в большинстве случаев имеют следующие основные узлы: станину колонну силовые головки шпиндельные коробки приспособление для установки и крепления обрабатываемой заготовки и подставки под приспособление.
В некоторых случаях станины и колонны устанавливают на литых сварных основаниях которые являются нормализованными агрегатами. В случае последовательной обработки нескольких заготовок вместо неподвижного приспособления устанавливают подвижно или поворотный стол на котором монтируют приспособления для установки и крепления заготовки.
В агрегатных станках с гидрофицированным приводом перемещений рабочих органов управление циклом осуществляется с помощью нормализованных гидропанелей.
Обзор и анализ используемой литературы
Основными источниками информации которые соответствуют теме дипломного проекта являются учебники и справочники по конструированию металлорежущих станков справочники и методические разработки по расчету экономической эффективности учебники и справочники по охране труда и безопасности жизнедеятельности. Справочники по расчету режимов резания и норм времени а также заводские справочники.
Анализируя вышеуказанные источники информации можно сделать следующие выводы.
Обзор существующих конструкций агрегатных станков лучше произвести по следующим источникам:
«Металлорежущие станки» под редакцией Н.С. Ачеркана «Агрегатные станки» под ред. Г.И. Меламеда «Металлорежущие станки» под рд. Н.С. Колева А.С. Проникова. Но все же основным источником при данном обзоре является книга «Агрегатные станки» под ред. Г.И. Меламеда. Также в данном источнике можно найти типовые кинематические схемы всевозможные варианты компоновок узлов станка.
Для конструкторской части а именно для кинематического расчета расчета мощности электродвигателя и т.п. наиболее подходят учебники: «Конструирование и расчет металлорежущих станков и станочных комплексов» под ред. А.И.Кочергина и «Расчет и конструирование металлорежущих станков» под ред. А.С.Проникова. В данных литературных источниках изложены общие методики к расчету отдельных узлов и механизмов и даны наиболее типичные расчеты.
Для расчетов режимов резания и норм времени использовались следующие литературные источники: «Справочник технолога – машиностроителя» под ред. А.Г. Косиловой Р.К. Мещерякова и «Обработка металлов резанием. Справочник» под ред. А.А. Панова. В «Справочнике технолога – машиностроителя» под ред. А.Г. Косиловой Р.К. Мщерякова хорошо изложен материал по аналитическому расчету режимов резания т.к. данный расчет наиболее достоверный то этот справочник стал самым полезным. Во втором источнике «Обработке металлов резанием» под ред. А.А. Панова приводится табличный метод выбора режимов резания.
Нормы времени хорошо приведены в «Курсовое проектирование по технологии машиностроения» под ред. А.Ф. Горбацевича. Именно в данном источнике нормы времени даны как для серийного так и для массового и крупносерийного производства.
Основной частью проекта является конструкторская часть. Для проведения расчетов данной части проекта существует большое количество источников информации. Из этого большинства литературы я выбрал следующие из них: «Детали машин» под ред. Д.Н. Решетова «Проектирование механических передач» под ред. С.А. Чернавского «Курсовое проектирование деталей машин» под ред. А.В. Кузьмина и Н.Н. Макейчика «Конструирование узлов и деталей машин» под ред. П.Ф. Дунаева и О.П. Леликова. Более доступно расчет клиноременной передачи изложен в учебнике С.А. Чернавского «Проектирование механических передач». Но в основном при других расчетах использовались «Детали машин» под ред. Д.Н. Решетова и «Конструирование узлов и деталей машин» под ред. П.Ф. Дунаева и О.П. Леликова как наиболее подходящие для данных расчетов.
Для расчета экономической части проекта была использована литература рекомендуемая преподавателем: методические указания по выполнению курсовой работы по курсу «Организация планирование и управление предприятием» под ред. Т.В. Янцен. В данных указаниях даны необходимые основные формулы и последовательность расчета а также некоторые нормативные данные необходимые для экономического обоснования разрабатываемого технологического процесса механической обработки деталей в станкостроительном производстве.
В разделе «Охрана труда» я использовал учебник для машиностроительных вузов «Охрана труда в машиностроении» под ред. Е.Я. Юдина С.В. Белова. Данный учебник идеально подходит для данного раздела т.к. в нем рассмотрены правовые и организационные вопросы охраны труда описаны меры защиты от поражения электрическим током вредного воздействия вибрации шума ионизирующих излучений электромагнитных полей ультразвука. Изложены требования безопасности к оборудованию к устройству и эксплуатации машин и механизмов.
КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
Определение мощности электродвигателя
Чаще всего имеет место продолжительный режим работы () соответствующий постоянной нагрузке на валу двигателя в течение длительного времени.
При работе в режиме двигатель выбирают по требуемой мощности исходя из режимов резания и преодоления сил трения в подшипниках качения привода.
Рис. График зависимости мощности электродвигателя от времени при режиме работы
Мощность электродвигателя должна быть больше либо равна мощности сопротивления т.е.
- мощность сопротивления кВт
- мощность резания кВт
Кпд привода складывается из кпд клиноременной передачи кпд зубчатой передачи кпд пар подшипников качения и т.д.
Ближайшее стандартное значение равно 75 кВт.
По номинальной мощности потребляемой для станка определяем тип электродвигателя.
Выбираем тип электродвигателя: АИР132М6У3
Характеристика электродвигателя
Тип 132М6У3 ТУ16 - 525.564 – 84- фланцевый трехфазный асинхронный сердечник длинный число полюсов – 6.
Мощность двигателя: =75 кВт;
Синхронная частота вращения: =1000 обмин;
Отношение начального пускового момента к номинальному:
Отношение максимального вращающего момента к номинальному:
Отношение минимального вращающего момента к номинальному:
Асинхронная частота вращения: =970 обмин.
Проверка двигателя по мощности
При работе в режиме двигатель выбирают по требуемой мощности исходя из режимов резания и преодоления сил трения.
- мощность затрачиваемая на процесс резания кВт;
- мощность затрачиваемая на холостом ходу кВт;
- мощность затрачиваемая на преодоление дополнительных потерь под нагрузкой кВт.
и по данным многолетних наблюдений не превышают 15 20% от и с удовлетворительной точностью могут быть учтены коэффициентом полезного действия привода главного движения тогда
К=125 – коэффициент кратковременной перегрузки допускаемой стандартными двигателями;
- кпд привода главного движения принимается =075 085
Т.к. то двигатель подходит для обработки данной детали на операции фрезерования ушек.
Кинематический расчет привода главного движения фрезерной головки
Определяем общее передаточное отношение
для зубчатой передачи передаточное число
для ременной передачи передаточное число
Определяем частоты вращения валов
=970 обмин – асинхронная частота вращения.
Частота вращения на первом приводном валу
принимаем =630 обмин
частота вращения второго приводного вала
Построение структурной сетки.
Ввиду того что привод главного движения фрезерной головки прост по конструкции мы получаем лишь одну частоту вращения шпинделя.
Структурная сетка выглядит таким образом:
Построение графика чисел оборотов
Силовой расчет привода главного движения фрезерной головки
Рассчитываем крутящий момент на валу электродвигателя =9550
Определяем крутящие моменты на каждом валу привода главного движения
Определяем мощность на каждом валу с учетом потерь
Расчет клиноременной передачи
Выбор профиля клинового ремня. Выбор типа ремня произведен по крутящему моменту на ведущем валу. Т=738 Нм подходит к условию Т= Нм следовательно выбираем профиль ремня – тип Б.
Определение диаметра ведущего и ведомого шкивов.
Диаметр ведущего шкива принимаем из условия что ; из стандартного ряда диаметров принимаем 140 мм.
Диаметр ведомого шкива определяется по формуле
Определение фактического передаточного отношения
Назначение межосевого расстояния
для увеличения долговечности ремня исходим из условия
Определение расчетной длины ремня
Ближайшее значение по таблице 12.2 1600мм
Нахождение действительного межосевого расстояния
Определение угла обхвата на малом шкиве и сравнение с допускаемым
Определение скорости ремня
Определение числа пробегов ремня и сравнение с допускаемым числом пробегов
Расчет ремня по тяговой способности
а) выбор номинальной мощности передаваемой одним ремнем в условиях типовой задачи. Принимаем =301 кВт
б) принятие корректирующих коэффициентов
- коэффициент угла обхвата; =099
- коэффициент длины ремня; =093
- коэффициент режима нагрузки; =10
в) расчет числа ремней
- коэффициент числа ремней;
Определение нагрузки на ремень от предварительного натяжения
принимаем равным 018 кгм
Определение полезной нагрузки (окружной силы) на ремень
- коэффициент динамичности нагрузки и режима работы;
Определение натяжения ведущей и ведомой ветвей. Составляем систему уравнений
Нахождение максимального напряжения в ремне с построением суммарных напряжений
Определение расчетной долговечности ремня
- предел выносливости ремня при базовом числе циклов нагружения; 10
для клиновых ремней принимаем =99 МПа
m- показатель степени наклона кривой усталости ремня; для клиновых ремней принимаем m=8
U- число перебегов ремня; U=359
Определение силы действующей на валы
Расчет зубчатой передачи
Исходные данные для расчета:
Расчет ведется для зубчатой передачи (см. рис.)
Частота вращения тихоходного вала
Частота вращения быстроходного вала
Число зубьев шестерни =45
Число зубьев колеса =90
Крутящий момент на тихоходном валу
Крутящий момент на быстроходном валу
В типовых редукторах станков для изготовления колес шестерен в основном применяют среднеуглеродистые легированные конструкционные стали.
Применительно к данному случаю для колеса и шестерни выбираем Ст 45 с поверхностной закалкой ТВЧ до твердости НВ 350.
Расчет допускаемых напряжений на контактную
и изгибающую выносливость зубьев
Принимая по таблице П28 для Ст 45 (HRC 40 52) для нереверсивной передачи
Назначим ресурс передачи часов
Находим число циклов напряжений
Т.к. и то значение коэффициента циклической долговечности
Определяем допускаемые напряжения на контактную и изгибающую выносливость зубьев
Производим выбор коэффициентов в формуле
где - коэффициент материала колес; =4950 Па
- коэффициент ширины зубчатого колеса; =04
Определяем по формуле
По таблице П25 приНВ 350 определяем значения коэффициентов распределения нагрузки по ширине венца цилиндрического колеса и принимаем
Вычисляем межосевое расстояние закрытой передачи по формуле
Для закрытой передачи определяем модуль по формуле:
Определяем число зубьев шестерни и колеса
Вычисляем делительные диаметры диаметры вершин зубьев и диаметры впадин шестерни и колеса
Уточняем передаточное число межосевое расстояние и находим ширину зубчатых колес:
Для закрытой передачи:
Определяем окружную скорость и назначаем степень точности передачи
по таблице 2 при 2 мс 6 мс назначаем восьмую степень точности для закрытой передачи.
Вычисляем силы действующие в зацеплении для закрытой передачи
- окружная сила изгибающая зуб;
-радиальная сила сжимающая зуб.
Произведем проверку на прочность
Для закрытой передачи рабочие контактные напряжения проверяем по формуле
- коэффициент учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев;
- коэффициент учитывающий механические свойства материалов сопряженных зубчатых колес;
- коэффициент учитывающий суммарную длину контактных линий.
выбираем по табл. П22
- коэффициент торцевого перекрытия;
для прямозубых передач
Определяем коэффициенты нагрузки по формулам:
определяем по табл. П26
Расчетные контактные напряжения удовлетворяют условию
Выносливость зубьев по напряжениям изгиба проверим по уравнению при наименьшем значении для шестерни.
- коэффициент угла наклона зубьев;
для прямозубых передач =1
- коэффициент учитывающий величину перекрытия зацепления;
- коэффициент формы зуба;
- эквивалентное число зубьев;
Для прямозубых цилиндрических передач
-коэффициент нагрузки; =1218
Определяем допускаемые напряжения на изгиб
- предел выносливости зубьев; =550 МПа
- коэффициент запаса прочности; =17
- коэффициент учитывающий шероховатость переходной поверхности;
- масштабный фактор;
При модуле 5мм принимается равным 1.
- коэффициент чувствительности материала к концентрации напряжений
- коэффициент долговечности
- базовое число циклов;
- показатель степени кривой усталости;
- эквивалентное число циклов
За расчетное принимается напряжение того колеса ( шестерни) у которого меньше отношение
Расчет проводим по напряжению шестерни
Определяем действительный запас усталостной изгибной прочности
Расчет валов на прочность
Расчет валов на прочность обычно производится в три этапа:
-ориентировочный расчет;
-приближенный или проектный;
-уточненный или расчет на запас прочности.
Ориентировочный расчет валов
Условие прочности на этом этапе записывается в виде:
- максимальные касательные напряжения МПа
Т- крутящий момент на валу Нм
- момент сопротивления кручению;
Определяем диаметр на первом приводном валу
Определяем диаметр на втором приводном валу
Производим приближенный расчет валов
Приближенный расчет валов выполняется как проектный на основе которого предварительно устанавливаются диаметры характерных сечений вала т.е. определяются размеры. При этом методе расчета не учитывают различия в характере циклов изменения нормальных и касательных напряжений действующих на вал в связи с чем этот расчет производится по приведенным напряжениям тоже из условия статической прочности.
Установим размеры диаметров валов
Для быстроходного вала
Для тихоходного вала
Рассчитаем диаметры шеек под подшипниковые опоры
Для быстроходного вала:
Для тихоходного вала:
Уточненный расчет валов
Уточненный расчет валов производится с целью нахождения истинного значения запаса прочности вала.
Установлено что работоспособность вала из условия усталостной прочности будет обеспечена если где
- фактический коэффициент запаса прочности
- допускаемый коэффициент запаса прочности обычно принимаемый для валов в пределах причем меньшие значения принимаются для тихоходных валов а большие для быстроходных валов с целью уменьшения вероятности появления недопустимых деформаций вала ( прогиба)
При действии на вал только напряжений изгиба или только напряжений кручения коэффициенты запаса усталостной прочности соответственно по изгибу и кручению определяются по зависимостям:
- механические характеристики материалов;
- амплитудные значения нормальных и касательных напряжений;
- средние значения нормальных и касательных напряжений;
- эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении;
- масштабные факторы учитывающие влияние поперечных размеров вала.
А при совместном действии на вал напряжения изгиба и кручения коэффициент запаса прочности определяется по формуле
А чтобы узнать значения нужно знать изгибающие и крутящие моменты в рассматриваемых сечениях вала.
Определим напряжения на быстроходном валу
- осевое усилие на шестерне
- составляющая сил действующих на шкив
Определяем реакции в подшипниковых опорах для чего составляем уравнения моментов сил относительно опор.
Определяем реакции опор
Определим изгибающие моменты в сечениях
Плоскость . Участок I:
Определяем суммарные изгибающие моменты
Крутящий момент на быстроходном валу Т=108Нм
Крутящий момент в опасном сечении
Определяем запас прочности вала
Материал вала- сталь 40Х
условие выполняется
Расчет подшипников качения
Производим выбор и расчет подшипников качения для промежуточного вала мм
Выбираем шарикоподшипник радиальный однорядный 207
С=19700 Н =13600 Н Н
Определяем эквивалентную динамическую нагрузку
- коэффициент вращения;
- коэффициент безопасности зависящий от типа механизма;
- температурный коэффициент
Долговечность подшипников определяем по таблице
Определяем потребную динамическую грузоподъемность
по условию следовательно подшипники выбраны правильно.
Производим выбор и расчет подшипников качения устанавливаемых на вал шпинделя
Для случая а) выбираем роликовый радиальный двухрядный подшипник с короткими цилиндрическими роликами
Тип подшипника 3182116 К
- коэффициент безопасности;
Долговечность подшипника принимаем час
по условию т.е. Н следовательно подшипник выбран верно.
Для случая б) выбираем шарикоподшипник радиальный однорядный типа 309
Определяем потребную динамическую нагрузку
по условию следовательно подшипник выбран правильно.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Расчет режимов резания
Произведем расчет режимов резания по базовому варианту для вертикально- фрезерной и горизонтально- фрезерной операций. Для всех остальных операций расчет будем производить в проектном варианте т.к. эти операции аналогичны также для базового варианта.
Вертикально- фрезерная операция
Фрезеровать торец вилки
Значения коэффициента и показателей степени принимаем по таблице 39
- период стойкости инструмента
Частоту вращения шпинделя принимаем =1200 обмин
Определяем действительную скорость резания
Рассчитываем силу резания
Подача на зуб фрезы :
Подача на оборот фрезы :
Определяем скорость резания :
-коэффициент учитывающий фактические условия резания;
- коэффициент учитывающий качество обрабатываемого материала;
- коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки;
- коэффициент учитывающий материал инструмента; где
- коэффициент влияющий на качество обрабатываемого материала
Значения коэффициента и показателей степени приведены в таблице 41
Операция фрезеровальная
Фрезеровать ушки вилки карданной
Рассчитаем частоту вращения шпинделя :
Произведем расчет по проектному варианту с совмещением двух предыдущих операций.
5 Агрегатно- фрезерная
поз. 1 Фрезеровать торец вилки
- период стойкости инструмента
- коэффициент учитывающий материал инструмента;
принимаем по табл. 40
Частота вращения шпинделя
- коэффициент учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости.
Крутящий момент на шпинделе:
Поз.2. Фрезеровать ушки карданной вилки в размер 418 ; 252
Глубина резания: =24 мм
Ширина резания : В=1 мм
Подача на зуб фрезы: =006 мм зуб
Значения коэффициента и показателей степени принимаем по
Значения коэффициента и показателей степени принимаем по таблице 41
Крутящий момент на шпинделе
Операция 030 Агрегатная (5-ти поз. патомат)
I. Поз. Установка и зажим
II. Поз. Сверлильная. Сверлить ушки E15 с двух сторон и сверлить отв. E16 напроход
Для 15 мм глубина резания :
- поправочный коэффициент на скорость резания учитывающий фактические условия резания
- коэффициент учитывающий глубину сверления;
зависит от материала обрабатываемой заготовки и определяется выражением ==10. Значения коэффициента и показателей степени приведены в таблице 32
Сверлить отверстие E16 напроход
Т- период стойкости инструмента;
Т=45 мин Значения коэффициента и показателей степени приведены в
Рассчитываем мощность резания
Ш поз. Подрезать торец в размер 4303
Т=40 мин Значения коэффициента и показателей степени и приведены в таблице 17
Силу резания принято раскладывать на составляющие силы направленные по осям координат станка ( тангенциальную радиальную и осевую )
- поправочный коэффициент
- коэффициент учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости;
- коэффициенты учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на составляющие силы резания при обработке;
=093; 082; 10 (при мм)
Значения коэффициента С и показателей степени приведены в таблице 22
IV поз. Зенкерование
Зенкеровать отверстия ушек до E 154 и зенкеровать продольное отверстие до E 172 мм для отверстия E 154
- коэффициент учитывающий фактические условия резания;
Значения коэффициента и показателей степени применяемые для зенкерования приведены в таблице 29 стр.279
Значения коэффициента и показателей степени принимаем по таблице 32
для продольного отверстия E172
Определяем крутящий момент
V поз. Развертывание
Развернуть отверстие E 174
принимаем период стойкости инструмента
Значения коэффициента и показателей степени приведены в таблице 29 стр.279
Значения коэффициента и показателей степени принимаем по таблице 22
Для определения крутящего момента при развертывании каждый зуб инструмента можно рассматривать как расточный резец
Операция 050 Горизонтально- фрезерная
Фрезеровать внутренние поверхности ушек в размер 32 49
Подача на зуб фрезы:
Значения коэффициента и показателей степени приведены в таблице 39 стр.286
Принимаем период стойкости инструмента
РАСЧЕТ ТЕХНИЧЕСКИХ НОРМ ВРЕМЕНИ
Рассчитаем технические нормы времени на операции выполняемые в базовом и проектном вариантах. В базовом варианте рассматривается обработка фрезами на двух фрезерных станках. В проектном варианте эти две операции объединяются в одну – агрегатную т.е. две фрезерные операции выполняются на одном агрегатном станке.
Рассчитаем нормы времени по базовому варианту. По базовому варианту у нас есть две операции: вертикально – фрезерная и горизонтально – фрезерная.
Вертикально – фрезерная
Определяем основное время
- время на установку и снятие детали мин
- время на закрепление и открепление детали мин
- время на приемы управления мин
- время на измерение детали мин
=001+004+004+004+005+005=02мин
- время на техническое обслуживание рабочего места; мин
- время на смену инструмента и подналадку станка мин
Т – период стойкости инструмента мин
- время на организационное обслуживание рабочего места мин
для всех операций определяется в процентах от оперативного времени
- время на отдых и личные надобности мин
также определяется в процентах от оперативного времени.
Определяем норму штучного времени
Горизонтально – фрезерная
=001+004+004+005+005=019мин
=011+009+008=028мин
Рассчитаем нормы времени по проектному варианту в котором вертикально – фрезерная и горизонтально – фрезерная операции совмещены в одну агрегатно – фрезерную.
Фрезерование ушек вилки:
Т.к. за цикл работы на данном станке обрабатываются две детали установленные в приспособлении то основное время увеличиваем в два раза.
Определяем вспомогательное время:
=0034+0024= 0058 мин
=001+005+014=02 мин
Организационно- экономическая часть
Организационно-экономический раздел
Основной задачей этого раздела является расчет экономического эффекта от внедрения в производственный процесс нового оборудования.
Выбор базы для сравнения
За базу для сравнения принимаем уже действующий вариант технологического процесса в массовом производстве. Все операции в технологическом процессе остаются теми же заменяем лишь оборудование которое спроектировано по техническому заданию для работы в производственных цехах и имеющего в наличии ряд вспомогательной технологической оснастки.
Характеристика сравниваемых материалов
Базовый вариант технологического процесса включает в себя две фрезерные операции которые выполняются на различном оборудовании имеющемся в наличии на производстве. В виду экономии производственных мощностей необходимо было разработать станок и оснастку к нему чтобы можно было одним станком два станка базового варианта.
Проектный вариант технологического процесса включает те же операции но обе эти фрезерные операции производятся на одном агрегатном станке.
Сопоставимость сравниваемых материалов
Так как сравниваемые варианты не отличаются составом выпускаемой продукции объемом выпуска и при этом обеспечивается достижение одинакового качества продукции не изменяется также и степень безопасности труда то сравниваемые варианты считаются сопоставимыми.
Критерий выбора варианта
Лучший из числа сравниваемых вариантов технологических процессов является тот у которого окажутся меньшими приведенные затраты которые определяются по формуле:
гдеПЗ – произведенные затраты на единицу продукции руб.
С – себестоимость единицы продукции руб.
К – удельные капитальные вложения в производственные фонды руб.
ЕН – нормативный коэффициент сравнительной экономической эффективности капитальных вложений.
Для дальнейшего расчета приведенных затрат необходимо рассчитать нормы времени что было сделано в технологическом разделе (см. стр. ). Все данные расчетов норм времени сведем в таблицу.
Годовой действительный фонд времени работы оборудования
- номинальный фонд времени чассмену
- простой станков в ремонте %
Принимаем для базового варианта =4055 часа а для проектного =4015 часа. [ табл.1 стр. 24]
Исходные данные для расчета годового экономического эффекта.
Условное обозначе-ние
Значение по сравниваемым вариантам
Годовой действительный фонд времени работы оборудования с учетом режима работы час
Оптовая цена оборудования руб
Коэффициент затрат на:
-монтаж оборудования
Площадь оборудования по габаритам м2
Коэффициент дополнительной площади
Коэффициент загрузки оборудования
Коэффициент выполнения норм
Норма обслуживания оборудования шт
Часовая тарифная ставка рубчас
Коэффициенты учитывающие:
-Премиальные доплаты
-Отчисления на социальные программы
-Доплаты на многостаночность
Наименование приспособлений
Тиски гидравлические
Тиски пневмогидравлические
Цена приспособлений руб
Срок службы приспособления лет
Средние затраты на текущий ремонт приспособлений руб
Категория ремонтной сложности оборудования
Годовые затраты на техническое обслуживание и ремонт оборудования руб.рем. ед
Норма амортизационных отчислений:
Наименование инструмента
Фреза торцевая набор фрез дисковых
Цена инструмента руб.шт.
Затраты на все переточки инструмента %
Число переточек до полного износа инструмента шт.
Коэффициент случайной убыли инструмента
Цена киловатт-часа электроэнергии руб.
Суммарная установленная мощность электродвигателя кВт
Коэффициент загрузки электродвигателя
Коэффициент потерь учитывающий:
-потери электроэнергии сети
-одновременность работы электродвигателей
Расчет капитальных вложений
- удельные капитальные вложения в технологическое оборудование руб.
- удельные капитальные вложения в производственные площади руб.
- удельные капитальные вложения в технологическую оснастку руб.
Произведем расчет удельных капитальных вложений в технологическое оборудование
- затраты соответственно на транспортировку и монтаж оборудования % от цены оборудования.
Для базового варианта принимаем
Для проектного варианта принимаем
- годовая норма выпуска деталей шт.
ЦОБ- цена оборудования руб
СПР- принятое количество оборудования на конкретной операции шт.
По всем операциям выбираем по одному станку
Расчет удельных капитальных вложений в производственные площади
- цена 1 м2 производственной площади руб.
- производственная площадь занимаемая единицей оборудования м2
Расчет удельных капитальных вложений в технологическую оснастку.
Результаты расчетов капитальных вложений по вариантам для дальнейшего анализа сведем в таблицу.
Виды капитальных вложений
Кап. вложения по вариантам руб.
В технологическое оборудование
В производственные площади
В технологическую оснастку
Расчет технологической себестоимости
Расчет заработной платы станочников
- коэффициенты учитывающие доплаты и отчисления
- норма обслуживания станков наладчиком шт.
Расчет затрат на электроэнергию
W – суммарная мощность электродвигателей кВт.
Расчет затрат на режущий инструмент где( ) [ стр18]
- период стойкости инструмента между переточками час
Расчет затрат на эксплуатацию приспособлений
- срок службы приспособлений в годах.
Ориентировочно в расчетах можно принять от 2 до 5 лет.
Расчет затрат на техническое обслуживание и ремонт оборудования
- коэффициент учитывающий затраты на ремонт электрической части оборудования
Расчет амортизационных отчислений по оборудованию и по площадям
Амортизационные отчисления по оборудованию
Амортизационные отчисления по площадям
- норма амортизационных отчислений на реновацию по производственным площадям
Ориентировочно принимаем =40
Результаты расчета затрат технологической себестоимости по вариантам для дальнейшего анализа сводятся в таблицу.
Затраты по вариантам руб.
Зарплата станочников
Затраты на электроэнергию
Затраты на оснастку в т.ч.:
Затраты на техническое обслуживание и ремонт
Амортизационные отчисления
Итого: удельная технологическая себестоимость равна:
Базовый вариант С=0516 руб.
Проектный вариантС=0302 руб.
Расчет приведенных затрат
Базовый вариант ПЗ=0516+0151344=0717 руб.
Проектный вариантПЗ=0302+015148=0524 руб.
Из расчетов видно что в проектном варианте при больших капитальных вложениях получаем более дешевую продукцию а в базовом варианте с меньшими капитальными вложениями получаем более дорогую продукцию. Следовательно необходимо определить срок окупаемости дополнительных капитальных вложений т.е. нужно сопоставить необходимые дополнительные вложения с экономией на текущих затратах.
Определяем срок окупаемости
- дополнительные капитальные вложения руб.
- экономия на текущих затратах руб.
Расчет годового экономического эффекта
Технико-экономические показатели проекта
Сравниваемые варианты
Годовой выпуск деталей тыс. шт.
Норма времени на деталь
Удельная технологическая себестоимость руб.
Удельные кап. вложения руб.
Удельные приведенные затраты руб.
Срок окупаемости лет
Годовой экономический эффект руб.
Вывод: Исходя из расчета экономического эффекта по использованию проектного варианта технологического процесса мы видим что при больших затратах на капитальные вложения получаем более дешевую продукцию а значит быструю окупаемость дополнительных капитальных вложений что делает этот вариант предпочтительным.
Охрана труда – это система законодательных актов социально-экономических организационных технических и лечебно-профилактических мероприятий и средств обеспечивающих безопасность сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда.
Полностью безопасных и безвредных производств не существует. Задача охраны труда – свести к минимальной вероятность поражения или заболевания работающего с одновременным обеспечением комфорта при максимальной производительности труда. Реальные производственные условия характеризуются как правило наличием некоторых опасных и вредных производственных факторов.
Опасным производственным фактором называется такой производственный фактор воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к заболеванию травме или к другому внезапному резкому ухудшению здоровья.
Вредным производственным фактором называется такой производственный фактор воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к заболеванию или снижению трудоспособности.
Примерами опасных факторов могут служить открытые токоведущие части оборудования движущие детали машин и механизмов раскаленные тела возможность падения самого работающего с высоты и т.п.
Примерами вредных факторов являются вредные примеси в воздухе неблагоприятные метеорологические условия недостаточное освещение вибрации шум ультра- и инфразвук электромагнитные поля и т.п. Между опасными и вредными факторами часто нельзя провести четкой границы. Один и тот же фактор может привести к несчастному случаю.
Охрана труда в производстве должна занимать особое место ей должно отводится как можно больше внимания т.к. это приводит к улучшению условий труда и его безопасности а следовательно это приводит к снижению производственного травматизма заболеваний что сохраняет здоровье трудящихся и одновременно приводит к уменьшению затрат на оплату льгот и компенсаций за работу в неблагоприятных условиях труда на лечение переподготовку рабочих производства в связи с текучестью кадров по причинам связанным с условиями труда.
Улучшение условий труда приводит и к социальным результатам – повышению степени удовлетворенности трудом росту производительности и улучшению ряда других показателей характеризующих более высокую степень социального развития.
Требования безопасности предъявляемые к оборудованию
Основным требованием охраны труда предъявляемыми при проектировании машин и механизмов является: безопасность для человека надежность и удобство эксплуатации.
Безопасность оборудования обеспечивается правильным выбором принципов его действия кинематических схем конструкционных решений ( в том числе форм корпусов сборочных единиц и деталей) рабочих тел параметров рабочих процессов использованием различных средств защиты. Последние по возможности должны вписываться в конструкцию машин и агрегатов.
Все применяющиеся в машиностроении средства защиты работающие по принципу действия можно разделить на оградительные предохранительные блокирующие сигнализирующие.
Оградительные средства защиты препятствуют появлению человека в опасной зоне. Применяются для изоляции систем привода машин и агрегатов зон обработки заготовок для ограждения токоведущих частей и т.д. Оградительные устройства делятся на три основные группы: стационарные подвижные и переносные. Ограждения должны быть достаточно прочными и хорошо крепиться к фундаменту или частям машины.
В проектируемом мною станке применены стационарные и подвижные оградительные устройства. Стационарные ограждения не пропускают руки работающего в зону обработки а пропускают только лишь обрабатываемую деталь. Подвижное ограждение представляет собой устройство сблокированное с рабочими органами механизма или машины. Оно закрывает доступ в рабочую зону при наступлении опасного момента.
Предохранительные защитные средства предназначены для автоматического отключения агрегатов и машин при выходе какого-либо параметра оборудования за пределы допустимых значений что исключает аварийные режимы работы. Важную роль в обеспечении безопасной эксплуатации ремонта и обслуживания играет тормозная техника позволяющая быстро останавливать валы шпиндели и прочие элементы. Одним из видов предохранительных средств являются слабые звенья в конструкциях технологического оборудования рассчитанные на разрушения при перегрузках. Срабатывание слабого звена приводит к останову машины при аварии. В данном проектируемом станке применены следующие средства: стопорный тормоз для быстрого останова вала и фрикционная муфта а также срезные шпонки.
При обработке материалов резанием выделяется значительное количество металлической и абразивной пыли.
По санитарным нормам (Н101-54) концентрация металлической пыли в рабочей зоне не должна превышать 10 мгм3. Действие пыли пагубно сказывается на организме человека. Она может оседать на слизистой оболочке верхних дыхательных путей а также может проникать глубоко в легкие человека. Поэтому в здании Где размещаются станки необходимо иметь хорошо функционирующую вентиляцию.
Данный станок имеет главный пульт управления и кнопочные пульты управления расположенные на передней стенке тумбы для удобства управления станком. Главный пульт управления служит для работы станка в наладочном режиме. Управление циклом ведется с двух кнопочных постов управления.
Рычаги и рукоятки включения рабочих органов станка располагаются оптимально с точки зрения эргономики. Рычаги и рукоятки управления находятся вне зоны обраьотки что значительно повышает безопасность работы рабочего. Кнопки на пульте управления и кнопочных постах обозначены простыми графическими символами.
Сигнализирующие устройства
Данные устройства являются средствами оповещения или средствами предупреждающими о наступлении опасности. В отличии от предохранительных устройств которые автоматически устраняют возникновение опасности сигнализирующие устройства дают знать о поломке.
На пульте управления станка световые сигналы показывают что станок находится под током. Согласно правилам техники безопасности на станке установлены сигнальные устройства извещающие о неисправности системы смазки о несрабатываемости какого-либо механизма в процессе рабочего цикла станка о подготовке станка к работе об отмене блокировки и о пробое изоляции а также о нормальном прохождении цикла работы станка.
Средства защиты от поражения током
Опасность поражения электрическим током зависит от напряжения и частоты тока пути и продолжительности действия тока проходящего через тело человека. Наибольшую опасность представляет ток с частотой 50 Гц. Для нормальных условий работы в сухом помещении наиболее безопасным считается напряжение в 40 В а в особо опасных условиях 12 В. Мой станок оборудован электрическими устройствами с напряжением токоведущих частей 220 и 380 В при частоте 50 Гц. Следовательно вопросам реализации безопасности работы на нем и при его наладке необходимо уделять самое серьезное внимание.
Опасность поражения человека электрическим током может возникнуть если токоведущие части станка доступны для случайного прикосновения работающего. Электробезопасность станка достигается устройствами устраняющими случайное прикосновение к токоведущим частям и защищающим от перехода напряжения на конструктивные части станка. Поэтому электрическую аппаратуру и соединительные токоведущие устройства надежно изолируют и укрывают в специальные шкафы и под кожухи.
В четырехпроводных сетях 380220 В если их нулевая точка заземлена наглухо вместо защитного заземления устанавливают защитное зануление. Оно представляет собой соединение металлических частей установки в нормальных условиях не находящихся под напряжением с неоднократно заземленным нулевым проводом. Отключение происходит в результате сгорания предохранителей или посредством выключающего электроавтомата.
Сопротивление защитного заземления измеренное между любой металлической частью на которой расположено электрооборудование и заземляющим винтом не должно превышать 01 ОМ.
Безопасное обслуживание электрооборудование станка достигается правильно организованной его эксплуатации. Доступ к электроаппаратуре могут иметь только специалисты.
Блокировочные устройства
Данные устройства исключают возможность проникновения человека в опасную зону либо устраняют опасный фактор на время пребывания человека в этой зоне. Большое значение этот вид средств защиты имеет при ограждении опасных зон и там где работу можно выполнять при снятом или открытом охлаждении. По принципу действия блокировочные устройства делят на механические электрические фотоэлектрические гидравлические пневматические и комбинированные. В данном проектируемом станке перемещение силового стола ограничивается в крайнем положении жестким упором. А также некоторые другие блокировочные устройства и средства защиты. Например при снятом ограждении агрегат невозможно запустить в работу т.к. тормозное устройство тормозит привод и электродвигатель отключается. Применяется электрическая блокировка на данном оборудовании с электроприводом.
В режиме «Работа» используются следующие блокировки:
-блокировка наладочного режима;
-при исчезновении зажима при рабочей подаче стола реле цикла отключается.
Пожарная безопасность
Пожары на промышленных предприятиях возникают в большинстве случаев от неисправностей технологического оборудования электроустановок защитных приборов неосторожного обращения с огнем обслуживающего персонала и нарушений правил пожарной безопасности при проведении работ.
Самыми распространенными источниками зажигания на промышленных предприятиях являются:
-искры при коротком замыкании (возникает при неправильном подборе и монтаже электросетей износе старения и повреждения изоляции электропроводов и оборудования);
-искровые разряды статического электричества и т.п.;
-теплота выделяющаяся при перегрузках электрических сетей машин и аппаратов больших переходных сопротивлениях.
Возникновение пожара можно предотвратить путем проведения инженерно технических мероприятий при проектировании и эксплуатации технологического оборудования энергетических установок а также соблюдением правил пожарной безопасности.
Устранить возможные причины возникновения пожара можно исключением где это осуществимо образования горючей среды а также предупреждением появления тепловых источников (трущиеся поверхности без смазки нагревание масла в редукторах) способных воспламенять эту среду.
В цехах и на участках необходимо применять приборы и аппараты автоматического контроля управления регулирования и защиты (датчики температуры регуляторы огнетушители и т.д.) которые влияют на снижение пожарной безопасности в производстве.
Большое значение для устранения причин возникновения пожаров имеет четко организованное проведение противопожарного инструктажа и занятий по пожарно-техническому минимуму с рабочими и служащими предприятия.
Вибрации их влияние нормирование вибраций
В промышленности широкое применение получило оборудование создающее вибрацию неблагоприятно воздействующую на человека. Воздействие вибрации ухудшает самочувствие работающего снижает производительность труда и часто приводит к тяжелому профессиональному заболеванию – виброболезни.
В соответствии с ГОСТ 24346-80 (СТ СЭВ 1926-79) «Вибрация. Термины и определения» под вибрацией понимается движение точки или механической системы при котором происходит поочередное возрастание и убывание во времени значений по крайней мере одной координаты.
Причиной возникновения вибрации являются возникающие при работе машин и агрегатов неуравновешенные силовые воздействия. В одних случаях их источниками являются: возвратно-поступательные движущиеся системы неуравновешенные вращающиеся массы (режущий инструмент станка и т.п.) иногда создаются ударами деталей.
Различают общую и локальную вибрации. Общая вибрация вызывает сотрясение всего организма местная вовлекает в колебательное движение отдельные части тела. Общей вибрации подвергаются рабочие некоторых видов оборудования транспортные рабочие и т.п. Локальной вибрации подвергаются рабочие с ручным электрическим и пневматическим механизированным инструментом. В ряде случаев работающий может подвергаться одновременно воздействию общей и локальной вибрации.
Общая вибрация с частотой менее 07 Гц (качка) не приводит к вибрационной болезни. Следствием такой вибрации является морская болезнь происходящая из-за нарушения нормальной деятельности органов равновесия. Такой вид вибрации может не вызывать болезненых ощущений но затруднить проведение производственных процессов.
Локальная вибрация вызывает спазмы сосудов ухудшает снабжение конечностей кровью нарушает деятельность нервной системы нарушает чувствительность кожи уменьшает подвижность суставов.
Различают гигиеническое и техническое нормирование. В первом случае производят ограничение параметров вибрации исходя из физиологических требований исключающих возникновение вибрационной болезни. Во втором случае осуществляют ограничение параметров вибрации с учетом не только указанных требований но и технически достижимого для данного вида машин уровня вибрации.
В соответствии с ГОСТ 12.1.012-78 «Система стандартов безопасности труда. Вибрация общие требования безопасности» установлены допустимые значения и методы оценки гигиенических характеристик вибраций определяющих воздействие на человека. Гигиенические нормы вибрации установлены для длительной рабочей смены 8 часов.
Вибрации нормируются отдельно в каждой стандартной октавной полосе различно для общей и локальной вибраций. Общая вибрация нормируется с учетом свойств источника возникновения и делится на вибрацию:
-транспортно технологическую;
Разработка мероприятий по снижению производственных вибраций должна производится одновременно с решением основной задачи машиностроения – комплексной механизации и автоматизации производства.
Основными методами борьбы с вибрациями оборудования являются:
)снижение вибраций воздействием на источник возбуждения;
)отстройка от режима резонанса путем рационального выбора массы или жесткости колеблющейся системы;
)вибродемпфирование – увеличение механического импеданса колеблющихся конструктивных элементов путем увеличения дессипативных сил при колебаниях с частотами близкими к резонансным;
)динамическое гашение колебаний – присоединение к защищающему объекту системы реакции которой уменьшают размах вибрации объекта в точках присоединения системы;
)изменение конструктивных элементов машин и оборудования.
В проектируемом станке для уменьшения вибраций применены ребра жесткости чтобы конструкция была более жесткой. На опорах валов применены подшипниковые пары также уменьшающие вибрацию. Масляная смазка значительно снижает уровень вибрации зубчатых зацеплений. Также вибрации гасят путем установки агрегатов фрезерных головок на фундаменте. Также применяют резиновые прокладки.
В процессе разработки дипломного проекта были введены новые узлы которые не требуют дополнительных требований техники безопасности по всем выше перечисленным требованиям техники безопасности спроектированный мной станок соответствует всем нормам техники безопасности и обеспечивает безопасную работу рабочего.
Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. Т.1 - М: Машиностроение 1978
Чернявский С.А. Снесарев Г.А. «Проектирование механических передач» – М: Машиностроение 1984
Баранов Б.А. Хисин Р.И. и др. «Техническое нормирование на машиностроительном заводе» - М: Машиностроение 1964
Проников А.С. «Расчет и конструирование металлорежущих станков» – М:Высшая школа 1967
Меламед Г.И. Цветков В.Д. Айзман Д.С. «Агрегатные станки» – М: Машиностроение 1964
Верпаховский Ю.С. Методические указания по расчету валов. ИМИ 1988
Горбацевич А.Ф. Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Издание четвертое. Минск: Вышэйшая школа 1983
Дунаев П.Ф. Леликов О.П. «Конструирование узлов и деталей машин» – М: Высшая школа 1985
Корсаков В.С. Основы конструирования приспособлений. Второе издание – М: Машиностроение 1983
Кудрявцев В.Н. «Курсовое проектирование деталей машин» - М: Машиностроение 1984
Методика определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники изобретений и рационализаторских предложений – М: Экономика 1977
Методические указания по выполнению курсовой работы по курсу «Организация планирование и управление предприятием» для студентов специальности 1202 ИжГТУ. Сост. Т.В. Янцен – Ижевск 1994
Воробъев Л.Н. Технология машиностроения и ремонт машин
Охрана труда в машиностроении: Учебник для машиностроительных ВУЗов. Е.Я. Юдин С.В. Белов и др. – М:Машиностроение1983
Расчеты экономической эффективности новой техники: Справочник. Под ред. К.М. Великанова – Л: Машиностроение 1990
Справочник технолога-машиностроителя. Т.2. Четвертое издание переработанное и дополненное. Под редакцией А.Г. Косилова и Р.К. Мещерякова – М: Машиностроение 1986

stanok2.doc

Кинематический расчет привода главного движения со
ступенчатым регулированием.
Определяем диапазон регулирования чисел оборотов шпинделя по формуле:
где nmax nmin – соответственно максимальное и минимальное числа оборотов шпинделя приведенные в таблице мин-1
Определяем знаменатель геометрического ряда чисел оборотов шпинделя:
где Zn – количеств ступеней чисел оборотов шпинделя
lgj = lg50 18-1 = 0.0999
Из приложения 1 выбираем ближайшее стандартное значение для j
По значению j выбираем стандартный ряд чисел оборотов
На основе имеющихся величин Zn и j выбираем оптимальный структурный вариант привода
Zn = p1(x1) x p2(x2) x x pn(xn)
где p1pn – количество различных передач в каждой группе
x1xn – характеристика группы передач
= 3(1) x 3(3) x 2(9)
Значения x1 x2 xn для j = 1.26 должны удовлетворять условию
для понижающих передач x1 = 6
для понижающих передач x2 = 3
По выбранному оптимальному структурному варианту привода строим структурную сетку.
Задаемся частотой вращения электродвигателя nдв = 1460 обмин и строим структурный график чисел оборотов привода главного движения.
Определим передаточное отношение в каждой группе передач по формуле:
где j – принятый знаменатель ряда чисел оборотов; u – количество интервалов
in1 = 1000 1460 = 0.69
i1 = j-1 = 1.26-1 = 0.79
i2 = j-2 = 1.26-2 = 0.63
i3 = j-3 = 1.26-3 = 0.5
i4 = j-1 = 1.26-1 = 0.79
i5 = j-2 = 1.26-2 = 0.63
i6 = j-5 = 1.26-5 = 0.32
i8 = j-6 = 1.26-6 = 0.25
Определяем число зубьев передач и диаметры шкивов клиноременной передачи
Расчет чисел зубьев выполняем по стандартной сумме зубьев.
Первая группа передач z = 93
z1вщ = 93 1+1.26 = 41 z1вд = 93 – 41 = 52 i1` = 41 52 = 0.788
z2вщ = 93 1+1.262 = 36 z2вд = 93 – 36 = 57 i2` = 36 57 = 0.63
z3вщ = 93 1+1.263 = 31 z3вд = 93 – 31 = 62 i3` = 31 62 = 0.5
Вторая группа передач z = 120
z4вщ = 120 1+11.26 = 67 z4вд = 120 – 67 = 53 i4` = 67 53 = 1.264
z5вщ = 120 1+1.262 = 46 z5вд = 120 – 46 = 74 i5` = 46 74 = 0.721
z6вщ = 120 1+1.265 = 29 z6вд = 120 – 29 = 91 i6` = 29 91 = 0.318
Третья группа передач z = 150
z7вщ = 150 1+1.1.263 = 100 z6вд = 150 – 100 = 50 i6` = 100 50 = 2
z8вщ = 150 1+1.266 = 30 z6вд = 150 – 30 = 120 i6` = 30 120 = 0.25
Определяем фактические значения частот вращения шпинделя и относительные погрешности
Dnдоп = ± (1 – nшп. факт nшп. станд ) * 100% ± 10(j-1) %
где Dnдоп – относительная погрешность
Dnдоп = ± 10 (1.26 – 1) = 2.6 %
Подставляя значения формулу фактического значения получаем:
П1ф = 1460 * in1` * i1` * i4` * i7`
П1ф = 1460 * 0.69 * 0.79 * 1.26 * 2 = 1991.97 DП = 1- 1991.972000* 100 = 0.4%
Аналогично производим вычисления и с другими значениями результаты сводим в таблицу.
9.954 * i1` * i4` * i7`
9.954 * i2` * i4` * i7`
9.954 * i3` * i4` * i7`
9.954 * i1` * i5` * i7`
9.954 * i2` * i5` * i7`
9.954 * i3` * i5` * i7`
9.954 * i1` * i6` * i7`
9.954 * i2` * i6` * i7`
9.954 * i3` * i6` * i7`
9.954 * i1` * i4` * i8`
9.954 * i2` * i4` * i8`
9.954 * i3` * i4` * i8`
9.954 * i1` * i5` * i8`
9.954 * i2` * i5` * i8`
9.954 * i3` * i5` * i8`
9.954 * i1` * i6` * i8`
9.954 * i2` * i6` * i8`
9.954 * i3` * i6` * i8`
Таким образом получаем на всех ступенях относительную погрешность не превышающую предельно допустимую (2.6%)
Кинематический расчет привода подач со ступенчатым
Расчет привода подач ведем аналогично расчету привода главного движения.
Диапазон регулирования частот вращения
Rn = Smax Smin = 1600 50 = 32
Знаменатель геометрического ряда частот вращения шпинделя:
tgj = lg Rn zs – 1 = lg 32 15 = 0.1
Определяем ряд подач (мммин)
Преобразование вращательного движения выходного вала коробки подач в поступательное движение стола происходит с помощью
Для определения частот вращения выходного вала коробки подач nn (ммоб) необходимо каждое значение ряда подач разделить на передаточное число.
Результаты сводим в таблицу.
Выбираем оптимальную структурную формулу:
= 4(1) x 2(4) x 2(8)
На основе оптимального варианта строим структурную сетку и график частот вращения выходного вала.
Определим количество зубьев и передаточное отношение.
Определим фактические значения частот вращения выходного вала и относительные погрешности полученные при расчете величины заносим в таблицу.