Курсовая работа (т): Станочное приспособление для ремонта трехосной тележки КВЗ-1М

Станочное приспособление для ремонта трехосной тележки КВЗ-1М

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС)

Кафедра: «Вагоны и вагонное хозяйство»

Пояснительная записка к курсовому проекту

по дисциплине: «Технология ремонта вагонов»

«Станочное приспособление для ремонта трехосной тележки КВЗ-1М»

Разработчик: студент группы 19 А Салов А.М.

Руководитель: доцент кафедры ВВХ Петракова А.Г.

Омск 2013

Реферат

Курсовой проект содержит __ страниц, 18 рисунков, 3 таблицы, 8 источников.

Деталь, механизм, обработка, призма, станок, элемент.

Цель курсового проекта: спроектировать приспособление для механической обработки предохранительной скобы тележки КВЗ-1М, провести анализ технических условий на деталь, выбрать базирующие и установочные элементы приспособления, рассчитать параметры режима механической обработки, выбрать силовой механизм и рассчитать его параметры, а также описать приспособление.

Содержание

Введение

1. Характеристика детали

1.1 Назначение детали, её основные характеристики

2. Анализ технических условий на деталь, процесс выполнения операций по механической обработке, подбор типа станка и инструмента

. Выбор технологических баз и их обоснование

4. Выбор базирующих и установочных элементов приспособления, расстановка сил, действующих на деталь при закреплении

5. Определение величин сил и моментов резания

. Выбор силового механизма и расчет его параметров

.1 Выбор силового механизма

6.1.1 Винтовые зажимы

6.1.2 Клиновые зажимы

.1.3 Эксцентриковые зажимы

.1.4 Цанги

.1.5 Устройства для зажима деталей типа тел вращения

. Описание приспособления

.1 Состав приспособления

.2 Работа приспособления

Заключение

Список использованных источников

Введение

Одними из важнейших задач машиностроения являются повышение качества машин, снижение трудоемкости и себестоимости изготовления, унификация элементов, механизация и автоматизация производства, а также сокращение сроков подготовки производства новых объектов.

Совершенствование конструкций вагонов и повышение требований к качеству работы вагонного парка связано с интенсификацией производства на основе широкого использования прогрессивных технологий и средств автоматизации и механизации.

Интенсификация производства в машиностроении неразрывно связано с техническим перевооружением и модернизацией средств производства на основе применения новейших достижений науки и техники. В общем объеме средств технологического оснащения примерно 50 % составляют станочные приспособления. Основные требования предъявляемые к станочным приспособлениям: они должны безопасными в работе, быстродействующими, достаточно жесткими для обеспечения заданной точности обработки, удобными для быстрой установки на станок, что особенно важно при периодической смене приспособлений.

Объектом исследования является проектирование станочного приспособления.

Предметом исследования является проектирование станочного приспособления, применяемого при сверлении, зенкеровании и развертывании отверстий в теле детали (скобе предохранительной).

1. Характеристика детали

.1 Назначение детали, её основные характеристики

Для шестиосных вагонов Крюковским вагоностроительными заводом была построена трехосная тележка КВЗ-1М с центральным рессорным подвешиванием. Тележка имеет сложную конструкцию, повышенное воздействие на элементы пути. Поэтому широкого применения на железных дорогах России она не нашла. Тележки КВЗ-1м, так же как и тележки других вагонов-самосвалов, предназначены для движения по промышленным железнодорожным путям со скоростью до 70 км/ч.

Тележками КВЗ-1М оборудованы шестиосные вагоны-самосвалы грузоподъемностью 105 т. Трехосная тележка КВЗ-1м имеет три колесные пары 2, четыре боковые рамы 1 (две правые и две левые), две надрессорные балки 3, шкворневую балку 4, два балансира 7 букс средней оси, шесть букс 5, четыре подушки рессорных комплектов (две правые и две левые), восемь двухрядных пружин 6, четыре фрикционных гасителя колебаний и рычажную передачу. Боковые рамы тележки опираются на буксы крайних колесных пар непосредственно, а на буксы средней пары - через балансиры 7. Боковые рамы соединены с балансирами валиками. Чтобы разгрузить валики от срезывающих усилий, нагрузка от боковых рам тележек передается на балансир через подкладку и вкладыш; отверстия валика в боковой раме имеют овальную форму. Вертикальная нагрузка, приходящаяся на тележку, воспринимается подпятником шкворневой балки. Затем нагрузка передается на боковины, а через них - на колесные пары. Чтобы обеспечить равномерную передачу вертикальной нагрузки на все колесные пары, проемы для рессорных комплектов в боковых рамах выполнены на расстоянии 1/3 длины тележки от оси буксового проема крайней колесной пары. В результате такого размещения рессорных комплектов каждая колесная пара воспринимает 1/3 всей вертикальной нагрузки тележки, т. е. все колесные пары тележки нагружены одинаково. Надрессорные балки уложены на пружины рессорных комплектов и своими выступами сопрягаются с боковыми рамами. Шкворневая балка литая, коробчатого сечения, паукообразной формы, уложена на надрессорные балки симметрично и соединена с ними четырьмя болтами.

Боковые рамы, надрессорные и шкворневые балки, подушки, располагаемые под пружинами, балансиры и корпуса букс отлиты из мартеновской стали или из электростали, химический состав которых должен быть следующим: углерода - не более 0,25%, марганца 0,9%, фосфора и серы- не более 0,05%. Сталь по механическим свойствам в нормализированном состоянии должна соответствовать следующим требованиям: предел прочности 42-50 кгс/мм2;предел текучести - не менее 25 кгс/мм2; относительное удлинение - не менее 22%.Боковые и надрессорные балки также выполнены литыми коробчатого сечения. Сталь по химическому составу и механическим свойствам аналогична стали, используемой для шкворневой балки. Колеса тележки цельнокатаные диаметром 950 мм, ось колесной пары типа РУ1. Буксовый узел выполнен для установки роликовых подшипников ЗН42726Л и ЗН2Э2726Л1. Рычажная передача тележки состоит из вертикальных рычагов, горизонтальных тяг, подвесок и триангелей и обеспечивает одностороннее нажатие колодок на крайние колеса и двустороннее нажатие на средние. Рессорное подвешивание тележки состоит из четырех комплектов. Каждый комплект имеет три двойные пружины и четвертую пружину, внутри которой расположен амортизатор трения.

Конструкция тележки имеет подбуксовые струнки для предотвращения выпадения колесной пары из буксовых челюстей. Подбуксовые струнки представляющие собой стержень круглой формы, устанавливаются на предохранительные скобы и фиксируются с помощью гайки. Скоба представляет собой металлический стержень U - образной формы с круглым поперечным сечением. По её концам имеются участки с резьбой, которые предназначены для закрепления скобы на боковой раме тележки снизу.

Рисунок 1 − Тележка модели КВЗ-1М

Предохранительная скоба изготавливается из Ст 3 сп - мартеновская сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества, 3 - порядковый номер, сп - спокойная.

Таблица 1 − Технологические свойства стали Ст3сп

Таблица 2 − Механические свойства стали при Т=20 °С

Таблица 3 − Химический состав материала Ст3сп в процентах

Si

Mn

Ni

S

P

Cr

N

Cu

As

 0,14 - 0,22

 0,15 - 0,3

0,4 - 0,65

 до 0,3

до 0,05

до 0,04

 до 0,3

до 0,008

до 0,3

до 0,08

2. Анализ технических условий на деталь, процесс выполнения операций по механической обработке, подбор типа станка и инструмента

Качество поверхностей определяется шероховатостью, допусками формы и размеров, структурой металла, твердостью и остаточным напряжением.

Для изготовления предохранительной скобы применяют гладкую стержневую арматуру диаметром 20 мм, которая подвергается следующим видам механической обработки: 1) сверление; 2) развертывание; 3) накатывание резьбы; 4) прессование.

На рисунке 2 указаны обрабатываемые поверхности предохранительной скобы, и соответствующие им виды механической обработки.

- сверление; 2 - зенкерование; 3 - развертывание; 4 - прессование; 5 - нарезание резьбы

Рисунок 2 − Виды механической обработки детали

Сверление - распространенный метод получения отверстий в сплошном материале. Сверлением получают сквозные и несквозные (глухие) отверстия и обрабатывают предварительно полученные отверстия в целях увеличения их размеров, повышения точности и снижения шероховатости поверхности.

Сверление осуществляют при сочетании вращательного движения инструмента вокруг оси - главного движения резания и поступательного его движения вдоль оси - движения подачи. Оба движения на сверлильном станке сообщают инструменту.

Процесс резания при сверлении протекает в более сложных условиях, чем при точении. В процессе резания затруднены отвод стружки и подвод охлаждающей жидкости к режущим кромкам инструмента. При отводе стружки происходит трение ее о поверхность канавок сверла и сверла о поверхность отверстия. В результате повышаются деформация стружки и тепловыделение. На увеличение деформации стружки влияет изменение скорости главного движения резания вдоль режущей кромки от максимального значения на периферии сверла до нулевого у центра.

За скорость главного движения резания при сверлении принимают окружную скорость точки режущей кромки, наиболее удаленной от оси сверла.

Подача равна осевому перемещению сверла за один оборот.

За глубину резания при сверлении отверстий в сплошном материале принимают половину диаметра сверла.

Сверление - операция черновой обработки. Операцией сверления получаем отверстия диаметром 3,5 мм, шероховатость поверхностей которых R_a = 25 мкм. Для получения шероховатости R_a = 12,5 мкм, соответствующей R_z = 40 мкм.

Зенкерование - это обработка отверстия, полученного при литье, ковке или штамповке, для придания ему цилиндрической формы, требуемого размера и получения чистой поверхности. Зенкерование - промежуточная операция при обработке отверстия под развертку, выполняемая зенкером. Зенкером обрабатывают также конусные и цилиндрические углубления с плоским дном. Операцию зенкерования выполняют так же, как и развертывание.

Зенкером обрабатывают отверстия, предварительно штампованные, литые или просверленные. Припуск под зенкерование (после сверления) составляет 0,5-3 мм на сторону. Зенкер выбирают в зависимости от обрабатываемого материала, вида (сквозное, ступенчатое, глухое) и диаметра отверстия и заданной точности обработки. Зенкер имеет три и более режущие кромки, поэтому при зенкеровании снимается более тонкая стружка и получаются более точные отверстия, чем при сверлении; он прочнее сверла, благодаря чему подача при зенкеровании в 2,5-3 раза превышает подачу при сверлении. Зенкерование может быть как предварительной (перед развертыванием), так и окончательной операцией. Кроме обработки отверстий зенкеры применяются для обработки торцовых поверхностей. Для повышения точности зенкерования (особенно при обработке литых или штампованных глубоких отверстий) рекомендуется предварительно расточить (резцом) отверстие до диаметра, равного диаметру зенкера на глубину, примерно равную половине длины рабочей части зенкера. Для обработки высокопрочных материалов (σ_в > 750 МПа) применяют зенкеры, оснащенные пластинами из твердого сплава. Скорость резания для зенкеров из быстрорежущей стали такая же, как и для сверл. Скорость резания твердосплавных зенкеров в 2-3 раза больше, чем зенкеров из быстрорежущей стали. При обработке высокопрочных материалов и литья по корке скорость резания твердосплавных зенкеров следует уменьшать на 20-30%.

Операцией зенкерования получаем отверстия диаметром 3,8 мм, шероховатость поверхностей которых R_a = 25 мкм., после операции зенкерования проводим операцию развертывания.

Высокие темпы развития мирового и российского машиностроения непрерывно связаны с внедрением в производство новых прогрессивных методов обработки металлов. Одним из путей развития прогрессивной технологии машиностроения является переход на обработку металлов давлением в холодном состоянии вместо обработки резанием. Применение этого метода обработки приводит к значительному повышению производительности труда, повышению точности, улучшению механических свойств и чистоты поверхности обрабатываемых деталей, и создает предпосылки для комплексной автоматизации.

Резьба представляет собой винтовую канавку постоянного сечения, выполненную на наружной (наружная резьба) и внутренней (внутренняя резьба) цилиндрической или конической поверхности. Она применяется для соединения деталей, а также для преобразования вращательного движения в поступательное (или наоборот) в механизмах и машинах.

Резьбы бывают однозаходные, образованные одной винтовой линией (ниткой), или многозаходовые, образованные двумя и более линиями.

По направлению винтовой линии резьбы подразделяют на правые и левые.

В зависимости от системы размеров резьбы делятся на метрические, дюймовые и трубные.

В метрической резьбе угол треугольного профиля равен 60°, наружный, средний и внутренний диаметры и шаг резьбы выражаются в миллиметрах. Метрические резьбы с крупным шагом обозначаются буквой и числом, выражающим наружный диаметр в миллиметрах: М6, М12 и т. д. Для обозначения резьбы с мелким шагом (расстояние между витками) к этим данным добавляют число, выражающее шаг резьбы в миллиметрах: М6×0,6, М20×1,5 и т. п.

Нарезание резьбы осуществляется на сверлильных, токарных и специальных резьбонарезных (профиле-накаточных) станках резцами или фрезами, а также вручную. При ручной обработке металлов внутреннюю резьбу нарезают метчиками, а наружную - плашками (рисунок 3).

- стружечные канавки; 2 - режущие кромки

Рисунок 3 - Резьбонарезные плашки

предохранительная скоба тележка приспособление

Нарезание резьбы резцами производится на токарно-винторезных станках, имеющих ходовой винт с разъемной гайкой, гитару сменных колес, коробку подач и реверсивный механизм. На станке можно нарезать различные резьбы - наружные и внутренние, метрические и дюймовые, правые и левые, однозаходные и многозаходные, крепежные и грузовые; по форме профиля - треугольные, прямоугольные, трапецеидальные и др. Кроме того, на токарно-винторезных станках нарезают червяки. Перед нарезанием резьбы заготовку обтачивают (растачивают) до определенного диаметра, который должен быть несколько меньше наружного диаметра резьбы. Это объясняется наличием упругих и пластических деформаций, возникающих в материале заготовки, от чего наружный диаметр стержня увеличивается, а внутренний диаметр отверстия уменьшается. Выбор диаметра заготовки производится по специальным таблицам.