Материал: Проектирование токарного автомата для растачивания канавок уплотнения в наружных кольцах подшипников

Проектирование токарного автомата для растачивания канавок уплотнения в наружных кольцах подшипников

Содержание

Введение

1. Анализ состояния вопроса и постановка задачи

1.1 Токарные станки автоматы

2. Конструкторская часть

2.1 Исходные данные

2.2 Расчет и выбор исполнительного гидродвигателя

2.2.1 Гидропривод поперечной подачи

2.2.2 Гидропривод продольной подачи

2.2.3 Гидропривод разжима детали

2.3 Составление принципиальной гидравлической схемы автомата

2.4 Расчет и выбор насосной установки

2.5 Расчет и выбор гидроаппаратуры и трубопроводов

2.6 Разработка гидроприводов суппортов и зажима - разжима детали

2.7 Расчет потерь давления в гидроаппаратах

2.8 Определение потерь давления в трубопроводах

2.8.1 Определение потерь в трубопроводах по длине

2.8.2 Определение местных потерь

2.9 Описание устройства автомата и суппортов

3. Разработка технологического процесса изготовления плиты гидроблока торможения

3.1 Назначение, конструкция и анализ технологичности детали

3.2 Выбор типа производства

3.3 Выбор типа заготовки

3.3.1 Себестоимость заготовки из проката

3.3.2 Стоимость заготовки из отливок

3.4 Выбор плана обработки детали

3.5 Расчет припусков на обработку

3.6 Расчет режимов резания

3.7 Расчёт технологических норм времени

3.8 Выбор оборудования

3.9 Выбор режущего инструмента

3.10 Выбор измерительного инструмента

3.11 Программирование станка с ЧПУ для сверлильной операции 035

Заключение

Список использованных источников

Введение

Современная тенденция роста стоимости металла, повышение требований к качеству и долговечности подшипников обусловила разработку новых более передовых методов и технологий в подшипниковой промышленности.

Одним из таких методов стало использование на "Вологодском подшипниковом заводе" холодной раскатки, как одной из операций технологического процесса изготовления колец подшипников. Однако идея чистовой холодной раскатки, с помощью которой профиль кольца формировался бы без дополнительной токарной операции, имеет недостаток, заключающийся в невозможности получения канавок под уплотнения с помощью раскатки из-за износа раскатников. Для этой цели нужны токарные автоматы, так как это снизит трудоемкость обработки кольца подшипника, загруженность станков на других операциях и уменьшит количество бракованных колец подшипников.

Целью данной выпускной квалификационной работы является проектирование токарного автомата для растачивания канавок уплотнения в наружных кольцах подшипников. Привод перемещения суппорта должен быть выполнен гидравлическим для повышения точности и обеспечения требуемых усилий резания. Так же необходимо разработать маршрут изготовления гидроплиты управления токарным автоматом, составить маршрутную и операционную карту.

токарный автомат станок

1. Анализ состояния вопроса и постановка задачи

1.1 Токарные станки автоматы

Токарные автоматы относятся к высокопроизводительным станкам, которые широко используются в условиях крупносерийного и массового производства. Главным органом управления таких станков является распределительный вал с кулачками, управляющими отдельными механизмами станка, обеспечивающими надежную синхронизацию всех движений цикла работы станка.

Одношпиндельные токарные автоматы могут быть фасонно-отрезными, продольного точения и токарно-револьверными. Фасонно-отрезные автоматы и автоматы продольного точения имеют один распределительный вал с постоянной частотой вращения, токарно-револьверные автоматы имеют распределительный и вспомогательный валы. рента ретро танго. Фасонно-отрезные автоматы предназначены для изготовления деталей из заготовок небольшого диаметра в крупносерийном и массовом производстве. Режущий инструмент - фасонные, отрезные и другие резцы, работающие методом врезания. Автоматы продольного точения предназначены для изготовления деталей из холоднотянутого калиброванного прутка в крупносерийном и массовом производством.

Токарно-револьверные автоматы предназначены для изготовления деталей из калиброванного пруткового материала. При оснащении автоматов загрузочными устройствами возможна обработка штучных заготовок.

Распределительные валы станках автоматах предназначены для управления автоматическим циклом станка. Распределительные валы несут кулачки разного типа и назначения. Некоторые модели токарно-револьверных станков автоматов имеют несколько распределительных валов.

Распределительный вал фасонно-отрезных станков автоматов несет кулачек подачи материала, кулачек зажима материала, кулачки подачи инструментальных суппортов резцовой головки и кулачек переднего зажима материала. Суппорты предназначены для установки и закрепления режущего инструмента. Их разделяют на продольные, поперечные и револьверные. Продольные суппорты перемещаются в направлении оси шпинделя, поперечные - в направлении, перпендикулярном оси шпинделя, револьверные - в направлении оси шпинделя, но режущий инструмент закреплен на револьверной головке в державке. Токарно-револьверные станки автоматы имеют продольный суппорт револьверного типа и поперечные суппорты. Фасонно-отрезные автоматы имеют поперечные суппорты, установленные в резцовой головке. Движение суппортами передается от кулачков распределительного вала, при этом суппорты имеют качательное движение.

В токарных автоматах и полуавтоматах для осуществления рабочих и вспомогательных операций, а также в загрузочно-разгрузочных устройствах широко применяется гидравлический привод. Из рабочих переходов следует выделить осуществление подачи, из вспомогательных - зажим, подачу материала, поворотные движения, быстрый подвод и отвод суппортов, кареток и столов.

Гидравлический привод позволяет бесступенчато регулировать скорость движения исполнительных органов, изменять плавно направление движения, конструкция устройств часто проще механических, устройства имеют меньшие габариты. Гидравлический привод обеспечивает быструю переналадку станков. Утечки в большей или меньшей степени влияюторала орган орланна равномерность движения отдельных узлов станка, поэтому необходимы регулирующие устройства, обеспечивающие постоянство величин давления и количества подаваемого и отводимого масла. Из вышеуказанных автоматов для токарных операций обработки колец подшипников применяют фасонно-отрезные токарные станки автоматы.

В целях снижения объёма токарных операций и экономии металла на "Вологодском подшипниковом заводе" была разработана технология изготовления колец подшипников в токарном производстве с применением "чистовой" холодной раскатки наружных колец подшипников. Изготовление колец предполагалась проводить с получением канавок под уплотнения на операции раскатки.

Отделом лабораторно - исследовательских работ (ОЛИР) проводилась оценка точности изготовления канавок и возможности изготовления колец с уменьшенными припусками по дорожке качения.

Для этого была изготовлена опытная партия колец следующей технологии:

.        Токарная обработка на полуавтомате КСП8-150 заготовки под раскатку

2.      Раскатка на автомате 4КО46Б

.        Термообработка

.        Шлифовальная обработка по существующей технологии

Исследования проводились для колец 6309ZZ.01 и были получены следующие результаты:

-       точность диаметральных размеров канавки 0,25 мм, положение канавки 0,1 мм;

-       после термообработки и шлифовки торцов фактический разброс диаметральных размеров канавки 0,35 мм, положение канавки 0,15 мм;

-       простой и брак в следствии низкой стойкости раскатного инструмента.

В следствии этого было принято решение получении канавки вынести в отдельную операцию и разработать технологию токарной обработки канавок с подрезкой торца.

Данная технология была опробована на токарном станке автомате 209СО с базированием по дорожке качения и получены следующие результаты, процент годных колец 6309ZZ.01по:

-       разностенности канавок - 0%;

-       положение канавок - 0%;

-       диаметру канавки - 40%;

-       диаметру борта канавки - 60%;

-       не постоянству ширины - 35%.

Обработанные кольца не соответствуют 100% требованиям операционного чертежа, следовательно, применение автомата 209СО для этой цели нецелесообразно. Далее была испытана технология точения канавок 6309ZZ.01 с одновременной подрезкой торца на токарных автоматах МА-1169 после холодной раскатки. Исследование точности канавок партии колец показали что также кольца имеют отклонения от операционного чертежа. По эти результатам сделан вывод, что применение МА-1169 приводит к появлению брака по диаметру борта и положения канавки относительно торца. Причины этого: износ канавочных резцов, невозможность обеспечения требуемых усилий резания при токарной обработке на данном автомате.

Возникла потребность в новом токарном станке автомате для растачивания канавок. Автомат в целях экономичности решено было спроектировать на базе полировального станка Л3-195, вследствие их высвобождения на предприятии.

Привод продольного и поперечного перемещения суппортов предлагается выполнить гидравлическим циклического действия с путевым управлением с помощью упоров, флажков и конечных выключателей, а разжим детали - с помощью гидроцилиндра одностороннего действия с управлением от реле времени.

2. Конструкторская часть

2.1 Исходные данные

Исходными данными для разработки гидропривода являются:

-       Осевое усилие привода подачи - 1500…3000 Н;

-       Диапазон регулирования скорости подачи - 0,03 … 0,06 мм/об;

-       Ход суппорта в поперечном направлении, мм:

полный - 4;

в том числе рабочий - 2,4;

холостой - 1,2 … 2;

-       Усилие зажима (осевое) - 9000 Н;

-       Усилие разжима (осевое) - 14000 Н;

-       Ход штанги при зажиме, разжиме - 5 мм;

-       Ход суппорта в продольном направлении - 100 мм;

-       Скорость продольного перемещения - 1800 мм/мин;

-       Частота вращения шпинделя - 400 об/ мин;

2.2 Расчет и выбор исполнительного гидродвигателя

В качестве исполнительного органа. в. гидроприводе поперечной и продольной подачи, разжима детали предусмотрены гидроцилиндры. Расчет геометрических параметров и выбор гидроцилиндров производим по литературе [3]. Основными параметрами гидроцилиндра (ГЦ) являются диаметры поршня и штока, длинна хода поршня и рабочее давление. На основании этих параметров производится подбор необходимых гидроаппаратов.

2.2.1 Гидропривод поперечной подачи

Задаёмся давлением в рабочей полости гидроцилиндра Р₁, учитывая ориентировочное соотношение:

где Р_н - номинальное давление насоса, МПа.

Принимаем Р_н= 6,3 МПа, тогда:

Определим диаметр поршня гидроцилиндра: …

где R_max = 3000 Н - максимальное усилие подачи;

Эффективная площадь поршня

Минимальная поперечная минутная подача:

где  - минимальная подача на оборот шпинделя, мм/об;

 - частота вращения шпинделя, об/мин;

.

Минимальный расход жидкости в гидроцилиндре:

Q_min=, см³/мин, (2.5)

Q_min=12716=8592 мм³/мин= 8,6 см³/мин.

В данном гидроприводе предусмотрено. использование регулятора расхода МПГ 55-32М, для которого минимальный расход =40 cм³/мин, следовательно, гидроцилиндр, выбранный исходя из требуемого осевого усилия, не подходит.

Определим минимальную площадь гидроцилиндра, из требуемого значения минимальной подачи и характеристик регуляторов расхода:

Минимальный допустимый диаметр поршня:

Учитывая минимальный допустимый диаметр поршня, а также конструктивные соображения, принимаем D_ст=63 мм.

Подберем из [3] гидроцилиндр по ОСТ 2 Г29-1-77, обозначение 1-63х16 где:

- тип исполнителя (с односторонним штоком);

- диаметр поршня, мм;

- ход штока, мм;

Количество используемых гидроцилиндров - 2 шт.

Из этого следует, что:

Требуемый минимальный расход жидкости:

Q_min=, см³/мин, (2.9)

Q_min= =37392 мм³/мин= 37,4 см³/мин.

Фактически можно получить стабильную подачи следующей величины:

Требуемое давление в рабочей полости гидроцилиндра:

2.2.2 Гидропривод продольной подачи

Из конструктивных соображений выберем гидроцилиндр с диаметром штока D_ст=63 мм,

Обозначение: 1 - 63х100 ОСТ 2 Г29-1-77

2.2.3 Гидропривод разжима детали

Зададимся давлением в рабочей полости гидроцилиндра =4.2 МПа.