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

Для нарезания резьбы применяют стержневые, призматические и круглые (дисковые) резцы и резьбовые гребенки. Более широкое применение находят стержневые резцы. У резцов для окончательной обработки передний угол γ = 0, у резцов для предварительной обработки резьбы, когда искажение профиля резьбы не имеет большого значения, применяют положительный передний угол γ = 10...20°. Угол профиля в режущей части резца равен углу профиля резьбы (например, для метрической - 60°). Угол профиля режущей части резца и установку его в резцедержателе измеряют шаблоном или угломером на просвет. Для нарезания резьбы необходимо увязать вращение заготовки (шпинделя) с подачей резьбового резца (суппорта). Резьба нужного шага получится в том случае, когда за один оборот заготовки резец переместится в провальном направлении на один шаг (нитку) нарезаемой резьбы.

Современные токарно-винторезные станки с коробкой подач имеют простую конструкцию и заданный шаг резьбы. Настройка станка осуществляется либо по таблице, прикреплённой в зависимости от модели верхней или боковой стенке коробки, или на барабане настройки станка на требуемую резьбу нужного положения рукояток барабанов коробки подач, либо чисел зубьев сменных зубчатых колес и установке их в нужное положение. Станки обычно имеют два комплекта сменных колес. В тех токарно-винторезных станках, в которых нет коробки подач, настройку производят только по расчету. К таким станкам прилагают комплекты сменных зубчатых колес из 17, 19, 38 или другого количества колес. Резьбу нарезают за несколько предварительных и окончательных ходов, количество которых зависит от шага резьбы. Применяют несколько способов (схем) подачи резьбового резца на глубину резания при каждом проходе. При нарезании резьбы с шагом Р < 2 мм резец подается в поперечном направлении перпендикулярно оси нарезаемой заготовки - радиальная подача. При нарезании резьбы с шагом Р>2...2,5 мм для облегчения деформации и свободного выхода стружки из зоны резания применяют комбинированную подачу резца - одновременно поперечную и продольную. Вторая схема резания может быть также осуществлена с помощью подачи верхних салазок суппорта, повернутых к оси центров станка под углом 60°. Для получения более точной резьбы окончательные проходы желательно выполнять только с радиальной подачей - по первой схеме. Возврат резьбового резца в исходное рабочее положение для выполнения очередного прохода осуществляют двумя способами, выбор которых зависит от шага нарезаемой резьбы и шага ходового винта станка. Прямоугольную и трапецеидальную резьбы и червяки в зависимости от размеров и точности нарезают одним или несколькими резцами. При нарезании резьбы применяют различные смазочно-охлаждающие жидкости, которые поглощают теплоту, уменьшают трение трущихся поверхностей резца и заготовки, удаляют мелкие частицы стружки. При обработке стальных деталей используют эмульсию, масло, сульфофрезол.

Установка резца для нарезания резьбы (рисунок 4) требует большого внимания. Резец нужно установить точно на высоте центров, иначе профиль резьбы получится неправильным. Кроме того, средняя линия профиля резца должна быть перпендикулярна к оси детали (рисунок 5, а). Это условие обязательно при нарезании как наружных, так и внутренних резьб. Если пренебречь этим, то профиль резьбы получится несимметричным (повернутым в сторону), как показано на рисунке 5, б.

Рисунок 4 - Резец для нарезания наружной резьбы

Резьбовой резец устанавливают при помощи шаблона, как показано на рисунке 6 при нарезании наружной резьбы. Для проверки прикладывают шаблон к цилиндрической (торцовой) поверхности детали в горизонтальной плоскости и вводят резец в вырез шаблона. По просвету между режущими кромками резца и вырезом шаблона судят о правильности установки. Если имеется большой просвет, то его устраняют перестановкой резца, после чего резец прочно закрепляют в резцедержателе.

Рисунок 5 - Установка резьбового резца: а - правильная; б - неправильная

Рисунок 6 - Установка резьбового резца по шаблону при нарезании наружной резьбы

Нарезание внутренней и наружной треугольной крепежной резьбы метчиками и плашками на токарных, токарно-револьверных и других станках является одним из высокопроизводительных способов обработки. Резьбу нарезают окончательно за один или несколько проходов инструмента. Специальную настройку станка на нарезание резьбы не производят. Наиболее целесообразно применять метчики и плашки для нарезания неточных крепежных резьб диаметром до 25-30 мм и с шагом не более 3 мм.

Поэтому в условиях работы вагонных депо наиболее целесообразно нарезать резьбу плашками на токарно-винторезных станках. Данный способ получения резьбы имеет ряд преимуществ: высокая точность и низкая шероховатость обработанной резьбы, простота и дешевизна конструкции инструмента.

Для придания арматуре U - образной формы производят процесс механической обработки - прессование.

Состояние поверхности заготовки оказывает значительное влияние на качество поверхности и точность прессованных профилей. Поэтому во многих случаях после нагрева поверхность заготовки тщательно очищают от окалины.

При прессовании металл подвергается всестороннему неравномерному сжатию и поэтому имеет весьма высокую пластичность. Коэффициент, характеризующий степень деформации и определяемый как отношение площади сечения заготовки к площади сечения прессуемого профиля, при прессовании составляет 10... 100.

Прессованием можно обрабатывать такие специальные стали, цветные металлы и их сплавы, которые ввиду низкой пластичности (особенно в литом состоянии) другими видами обработки давлением деформировать невозможно или затруднительно.

Прессованием можно получать профили сложных форм, которые не могут быть получены другими видами обработки металлов давлением (в частности, прокаткой). Точность прессованных профилей выше, чем прокатанных.

Развёртывание - вид чистовой механической обработки отверстий резанием.

Развёртывание производят после предварительного сверления и зенкерования для получения отверстия с меньшей шероховатостью. Вращающийся инструмент - развертка - снимает лезвиями мельчайшие стружки с внутренней поверхности отверстия. Условия резания и нагрузка на инструмент при выполнении развёртывания, и шероховатость поверхности схожи с так называемым протягиванием.

Отверстия развертывают вручную или на станках: сверлильном или токарном. Осуществляя развертывание вручную, вращают развертку воротком или трещеткой.

Толщина снимаемого разверткой материала очень небольшая - 0,1-0,2 мм. Поэтому перед развертыванием отверстие рассверливают до диаметра меньше нормального с различными припусками на развертывание. Сначала отверстие развертывают черновой разверткой, а затем - чистовой. Черновой разверткой снимают 0,1-0,5 мм, а чистовой 0,05-0,1 мм.

Для сверления и развертывания будем использовать универсальный вертикально - сверлильный станок, поскольку он отличается удобством и практичностью в эксплуатации, простотой в обслуживании. Благодаря своей компоновке, вертикально сверлильный станок имеет ряд преимуществ по сравнению с аналогичными типами.

Так как арматура имеет небольшой диаметр поперечного сечения, а именно - 20 мм, то нет необходимости применять сверла большой длины. Соответственно для получения отверстий диаметром 4 мм используем спиральное сверло из быстрорежущей стали с цилиндрическим хвостовиком короткой серии, диаметр которого равен 3,5 мм.

Для промежуточной обработки отверстий применим цельный зенкер с цилиндрическим хвостовиком, диаметр которого равен 3,8 мм.

Для окончательной обработки отверстий применим машинные цельные развертки с цилиндрическим хвостовиком, диаметр разверток - 4 мм, длина рабочей части равна 20 мм, а длина развертки - 58 мм.

Обработка отверстий разверткой обеспечивает необходимые точность и шероховатость.

Полученные в результате процессов сверления, зенкерования и развёртывания отверстия должны соответствовать требованиям: предельное отклонение диаметра отверстий Ϭ = +0,3 мм, а шероховатость поверхностей отверстий R_z = 40 мкм. R_z - высота неровностей профиля по десяти точкам - сумма средних абсолютных значений пяти наибольших высот выступов и пяти наибольших глубин впадин.

3. Выбор технологических баз и их обоснование

При конструировании изделия и разработке технологических процессов большое значение имеет правильный выбор баз. Точность обработки детали, быстрота ее установки в приспособление, конструкция приспособления в сильной степени зависят от выбранной базы.

Базами называют исходные поверхности, линии или точки, определяющие положение заготовки в процессе ее обработки на станке или готовой детали в собранной машине. Различают конструкторские, технологические, измерительные базы.

Конструкторскими базами называют поверхности, оси или точки, определяющие положение детали относительно других деталей при ее работе в машине. За конструкторские базы часто принимают не материалы, а геометрические элементы деталей машин (осевые линии отверстий и валов, оси симметрии и т. п.). Сборку изделия производят, сопрягая конструкторские базы его элементов друг с другом.

Технологическими базами называют поверхности, используемые для определения положения заготовки или изделия в процессе изготовления. При использовании приспособлений за технологические базы принимают реальные поверхности, непосредственно контактирующие с элементами приспособления. При установке с выверкой используют как реальные поверхности заготовки так и геометрические линии и точки, материально представляемые на заготовке в виде разметочных рисок. Технологические базы делятся на черновые, промежуточные и окончательные.

Черновые базы используются на первых операциях обработки когда обработанных поверхностей на заготовке еще нет. Они служат для создания промежуточных или окончательных технологических баз. В общем случае в машиностроении последовательно применяются все три указанные технологические базы. Однако нередки случаи, когда простые детали обрабатывают полностью за одну установку, используя черновую базу. К таким деталям относятся крышки подшипников, простые подшипниковые щиты, различные втулки и кольца. При обработке заготовок на автоматических линиях в приспособлениях спутниках вся обработка может быть произведена при одной установке заготовки. В этом случае также используют только черновые технологические базы. Подобные варианты базирования заготовок используют для обработки на агрегатных станках, многошпиндельных автоматах и полуавтоматах, станках с программным управлением.

Кроме того, технологические базы делят на основные и вспомогательные. Основные базы - это поверхности, предусмотренные конструкцией и выполняющие определенную роль при ее работе в изделии. Вспомогательные базы - это поверхности, специально создаваемые на детали с учетом технологических требований. При необходимости после завершения обработки эти поверхности могут быть удалены. Возможность создания вспомогательных технологических баз должна быть предусмотрена и оговорена в конструкции детали. Примерами вспомогательных баз могут служить центровые гнезда валов, приливы на подшипниковых щитах и др.

Измерительная база - это поверхность, линия или точка поверхности, относительно которой измерением проверяют положение обработанной поверхности.

Конструкторская база определяет положение детали в изделии, технологическая база - положение детали в процессе ее изготовления, измерительная база - положение детали относительно средств измерения.

При выборе технологических баз для обработки заготовок следует использовать принцип совмещения баз, т. е. в качестве технологической базы брать поверхность, являющуюся измерительной базой. Лучшие результаты достигаются при совмещении технологической, измерительной и конструкторской баз, т. е. тех поверхностей, которые определяют положения детали в собранном изделии.

При выборе баз руководствуются общими положениями с учетом особенностей каждого из них:

)        деталь должна удобно устанавливаться и выниматься из приспособления за минимальное время;

)        базовые поверхности должны быть ровными и иметь достаточную площадь для устойчивого положения детали в приспособлении;

)        усилия резания, зажима и собственного веса должны подвергать деталь наименьшим деформациям;

)        черные (необработанные) поверхности детали следует использовать только в первой операции для полученная чистых баз;

)        для деталей, у которых обрабатываются все поверхности, за черновую базу (первую) принимают поверхность, имеющую наименьший припуск.

На рисунке 7 указаны технологические базы предохранительной скобы.

- измерительная база; 2 - конструкторская база; 3 - технологическая база

Рисунок 7 - Технологические базы предохранительной скобы

В качестве измерительной базы будем считать торцевую поверхность предохранительной скобы, та как от неё производят отсчёт размеров при измерении. В данном случае установочная база совпадает с измерительной, и измерение производят от установочной базы. Она обеспечивает соблюдение линейных размеров и параллельность обработанных торцов.

Имеют место три конструкторских базы. Двумя из них являются участки с резьбой, которые предназначены для закрепления скобы на боковой раме тележки снизу. А третьей конструкторской базой является основание по внутреннего радиуса предохранительной скобы, на которую устанавливается подбуксовая струнка, предотвращающая выпадение колесной пары на путь.

В качестве технологической базы выступает вся боковая поверхность скобы, непосредственно контактирующая с элементами приспособления во время механической обработки (эта поверхность является опорной поверхностью, так как в процессе сверления она непосредственно контактирует со столом сверлильного станка).

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

Установочные элементы (опоры) служат для ориентации детали или заготовки в пространстве при обработке, сборке или контроле.

Число опор должно быть равно числу устраняемых степеней свободы. Для повышения жесткости и виброустойчивости дополнительно используют вспомогательные регулируемые или самоустанавливающиеся опоры.

Для полной ориентации заготовка должна быть лишена всех шести степеней свободы, для частичной ориентации - трех, четырех или пяти. При этом полную ориентацию заготовок осуществляют в следующем порядке:

) назначают комплект баз;

) из комплекта баз выбирают главную базу (установочную, двойную

направляющую или тройную опорную), лишающую заготовку

наибольшего числа степеней свободы;

) назначают число, вид и место расположения установочных элементов для этой базы;

) определяют, каких степеней свободы будет лишена заготовка с помощью этой базы;

) выбирают число, вид и место расположения установочных элементов для второй базы (эти установочные элементы не должны дублировать назначение установочных элементов, выбранных ранее);

) выбирают число, вид и место расположения установочных элементов для третей базы комплекта (эти установочные элементы не должны дублировать назначение установочных элементов, выбранных ранее).

Установочные элементы должны удовлетворять следующим требованиям:

1)      количество и расположение установочных элементов должны учитывать необходимую ориентацию детали и достаточную ее устойчивость;

)        при использовании черновых баз установочные элементы должны выполняться с ограниченной опорной поверхностью;