Дипломная работа: Разработка конструкции технологии производства специального сверлильного станка

Цикл работы станка завершён. Отверстия при этом получаются идеального качества, с ровными гладкими стенками без надрывов и надрезов, одинаковые по глубине и диаметру.

4.2 Разработка технологии регулировки и наладки шпиндельного узла

Сверление отверстий в шине на специальном сверлильном станке ВКР 150301.10.23.011.04.01.00.00 производится по схеме ошиповки данного типа протектора под заданный шип, при этом обеспечивается образование высококачественных глухих отверстий с оптимально выдержанными размерами.

При использовании шипов других типоразмеров (изменение диаметра или глубины сверления) станок следует переналадить. Изменение глубины сверления обеспечивается величиной вылета трубчатого сверла. Станок позволяет регулировать глубину сверления отверстий от 7 до 22 мм, с точностью до 0,2 мм.

Для увеличения глубины сверления необходимо при помощи ключа скрутить регулировочную гайку 7, извлечь из вала 3 направляющую втулку 6 и убрать регулировочные шайбы 25 (одну или более). Затем вставить втулку обратно в вал и закрутить гайку 7.

Для уменьшения глубины сверления все действия выполнить в том же порядке, но регулировочные шайбы 25 необходимо добавить.

В процессе настройки надо учесть, что глубина отверстия под шип должна быть на 0,5 - 1,0 мм меньше общей длины шипа.

Для установки требуемого диаметра отверстия, надо подобрать трубчатое сверло с соответствующим диаметром трубки. Затем необходимо скрутить регулировочную гайку 7, извлечь из вала 3 направляющую втулку 6 и регулировочные шайбы 25 (если они есть), выкрутить винт-шпонку 30, извлечь старое сверло и установить в вал, придерживая от выпадения пружину 41, нужное сверло. Затем закрутить винт-шпонку 30 в отверстие вала, при этом шпоночный паз на корпусе трубчатого сверла следует совместить с этим отверстием. После этого установить регулировочные шайбы, направляющую втулку и закрутить регулировочную гайку 7.

4.3 Разработка технологии сборки

Сборка - заключительный этап производственного процесса в машиностроении. Трудоёмкость сборки составляет 45 - 60% общей трудоёмкости изготовления изделий. Основные направления повышения производительности сборочных процессов - устранение пригоночных работ, рациональное построение технологического процесса сборки, механизация и автоматизация.

Исходными данными для проектирования технологического процесса сборки станка являются: сборочный чертёж станка, технические условия, размер программы выпуска, срок выполнения задания. Сборочный чертеж содержит все необходимые проекции и размеры, номера деталей и узлов.

Уменьшение качества наименований деталей и узлов машины, а также использование стандартных деталей снижают себестоимость изготовления сверлильного станка. Нормализация крепёжных деталей сокращает номенклатуру сборочных инструментов и позволяет более эффективно использовать средства механизации.

Сборка шпинделя производится в следующем порядке смотри ВКР 150301.10.23.011.04.03.00.00.

На ведомый вал 1 запрессовывается подшипник качения 40 и устанавливается стопорное кольцо 38, которое ограничивает осевое перемещение вала. Затем на ведомый вал 1 надевают распорную втулку 4. После этого на ведомый вал 1 запрессовывается еще один подшипник качения 40 и устанавливается стопорное кольцо 38. Полученную конструкцию вставляют в корпус 10, на концы которого крепятся крышки 15, которые фиксируются винтами М3. Ведомый вал в сборе.

После этого собираем муфту. Полумуфту 18 соединяем с прокладкой 19 и полумуфтой 17 и фиксируем винтами М5. Муфта в сборе.

Далее в ведомый вал 1 вставляется ведущий вал 2. В паз ведущего вала вставляется ходовая шпонка 26, на которую одевается крышка 13 и фиксируется винтами М2. Затем на ведущий вал 2 запрессовывается подшипник 39 и устанавливается стопорное кольцо 37. Потом на подшипник одевается корпус 12, сверху которого устанавливается крышка корпуса 14, которая фиксируется винтами М3. Затем вовнутрь ведущего вала вставляется коническая шайба 24. За ней вставляется пружина 42 и трубчатое сверло 22, которое фиксируется винтом М3. На трубчатое сверло надеваются регулировочные шайбы 25 и направляющая втулка 5. После этого на конец ведущего вала 2 закручивается регулировочная гайка 6. С другой стороны вала 3, также как и до этого вставляются коническая шайба 24, пружина 41 и толкатель 23. Далее в ведущий вал 2 закручивается конический штопор 9, на который одевается пружинное кольцо 8. На конец вала 2 устанавливается втулка 3, сверху которой закручивается регулировочная гайка 7. Далее в отверстие в регулировочной гайке вставляется муфта. Шпиндель в сборе.

4.4 Разработка технологического процесса изготовления детали

4.4.1 Назначение детали

Корпус трубчатого сверла, представленный на рисунке 19, предназначен для установки и крепления режущей части трубчатого сверла для сверления глухих отверстий в резине. На наружной части корпуса имеется продольный паз для ходовой шпонки, позволяющий производить перемещение вдоль оси, но не позволяющий проворачиваться вокруг оси.

Наружная поверхность диаметром 13f8 является посадочной поверхностью и выполняется с повышенной точностью. Режущая трубчатая часть сверла фиксируется и устанавливается методом пайки в отверстие диаметром 4H8, выполненное с повышенной точностью.

Вышеуказанные две поверхности имеют допуск взаимного расположения с целью наиболее точного положения режущей части сверла относительно шпинделя станка при установке.

Наиболее пригодной для изготовления корпуса трубчатого сверла является Сталь 45 ГОСТ 1050-88, состав приведён в таблице 2.

Механические свойства стали приведены в таблице 3.

Рисунок 19 Корпус трубчатого сверла

Таблица 2

Химический состав Стали 45

Таблица 3

Механические свойства Стали 45

4.4.2 Анализ технологичности конструкции детали

Конструкция детали, её форма и размеры позволяют применить при обработке высокопроизводительное оборудование, в том числе станки с ЧПУ. Труднодоступных для обработки мест деталь не имеет. Все заданные размеры могут контролироваться непосредственным методом стандартными измерительными инструментами.

Деталь имеет одно сквозное ступенчатое отверстие, которое легко обработать с двух сторон при переустановке заготовки. Шпоночный паз на наружной поверхности закрытый с двух сторон. Закрытый паз обусловлен конструкцией сборочной единицы и замена его на открытый паз невозможна. Ко всем поверхностям детали предъявлены обоснованные требования по шероховатости.

4.4.3 Выбор заготовки

Корпус трубчатого сверла не металлоёмок и довольно не сложен в изготовлении. Важнейшим показателем, который характеризует использование металла, является коэффициент использования К_им. Он представляет собой отношение массы готовой детали к массе заготовки.

Для изготовления корпуса трубчатого сверла выбираем заготовку, изготовленную из калиброванной круглой стали диаметром 15 мм.

Себестоимость заготовки определяется по формуле:

где М - затраты на материал заготовки, руб;

?С_ОЗ - технологическая себестоимость операции разрезки на заготовки.

где СПЗ - приведенные затраты на рабочем месте, СПЗ = 60 руб./ч;

ТШТ - штучное время заготовительных операций, ТШТ = 1,5 мин.

Затраты на материалы определяются по массе проката и массе стружки.

где Q - масса заготовки, Q = 0,12 кг;

S - цена 1 кг материала заготовки, S = 25 руб./кг;

q - масса детали, q = 0,07кг;

SОТХ - цена 1 кг отходов, SОТХ = 900руб./кг.

Себестоимость заготовки:

Коэффициент использования материала штучной заготовки:

Это значит, что материал заготовки используется на 58%.

4.4.4 Выбор и расчёт припусков на обработку

Для детали, представленной на рисунке 19, припуски рассчитываются на два размера - наружный диаметр и длина заготовки. Припуски на наружный диаметр рассчитываем аналитическим методом, припуски на торцы - табличным.

Расчётно-аналитический метод.

Диаметр детали -

В таблице 4 записываем технологический маршрут обработки заготовки и соответствующие каждому переходу значения элементов припуска.

Суммарное значение пространственных отклонений для заготовок из проката при консольном закреплении в самоцентрирующихся патронах определяется по формуле:

где ?_К - удельная кривизна заготовки на 1 мм длины, мм;

Остаточное пространственное отклонение:

- после предварительного обтачивания:

- после окончательного обтачивания:

Погрешность закрепления определяем из справочных таблиц и заполняем соответствующие графы таблицы 4.

Таблица 4

Расчёт припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку корпуса трубчатого сверла (наружный диаметр)

Расчёт минимальных значений припусков производим, пользуясь основной формулой:

), (25)

Минимальный припуск:

- под предварительное обтачивание:

) = 2·401, мкм;

- под чистовое обтачивание:

) = 2·160, мкм;

- под шлифование:

) = 2·90, мкм;

Расчётный размер:

d_Р2 = 12,965 + 0,180 = 13,145, мм;

d_Р1 = 13,145 + 0,320 = 13,465, мм;

d_РЗАГ =13,465 + 0,802 = 14,267, мм

Наибольшие предельные размеры вычисляем прибавлением допуска к округлённому наименьшему предельному размеру:

d_max3 = 12,965 + 0,022 = 12,987, мм;

d_max2 = 13,15 + 0,08 = 13,23, мм;

d_max1 = 13,47 + 0,10 = 13,57, мм.

Предельные значения припусков определяем как разность наибольших предельных размеров, - разность наименьших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов. Полученные значения заносим в таблицу 4.

Схема графического расположения припусков и допусков на обработку корпуса трубчатого сверла представлена на рисунке 20.

Припуски на торцевые поверхности назначаем из справочных таблиц, значения припусков представлены в таблице 5.

Рисунок 20 Схема графического расположения припусков и допусков на обработку вала диаметром 13f 8 корпуса трубчатого сверла

Таблица 5

Припуски на обрабатываемые поверхности размера 50,5 (-0,74)

4.4.5 Выбор плана обработки детали

Выбор плана обработки произведем с учётом обработки детали на автоматизированном оборудовании, в том числе на станках с ЧПУ.

Сначала вычерчиваем эскиз детали представленный на рисунке 21 и присваиваем каждой поверхности буквенный индекс. Затем составляем технологический маршрут обработки корпуса трубчатого сверла, который представлен в таблице 6.

Рисунок 21 Эскиз корпуса трубчатого сверла

Таблица 6

Технологический маршрут обработки корпуса трубчатого сверла