Система удаления отходов

Система удаления отходов. При обработке металлов резанием для повышения режимов резания на станках применяется СОТС. Система подачи СОТС централизована и замкнута. Для многократного использования СОТС применяется специальная система очистки обработанной жидкости.

Система регенерации СОТС располагается в подвальных помещениях цеха. В нее входят отстойные баки для осаждения крупных частиц металла, фильтры для более тщательной очистки жидкости и насосы для подачи СОТС по трубам к работающим станкам.

В процессе обработки заготовки материал припуска снимается в виде стружки. Для удаления стружки на участке применяется автоматизированная система, состоящая из линейных и магистральных конвейеров. По конвейерам стружка попадает в отделение переработки стружки, где ее обезжиривают, сушат, а затем брикетируют и удаляют из цеха.

7 Выбор оптимального метода зубообработки вала сошки

Зубчатый сектор вала-сошки рулевого управления автомобиля ЗИЛ представляет собой сектор коническо-цилиндрического зубчатого венца с зубом переменного по длине профиля. Геометрия этого профиля отличается следующими особенностями: впадина между зубьями расширяется и углубляется к одному из торцев. Боковая поверхность зуба является винтовой поверхностью, при этом правая и левая поверхности зуба являются винтовыми поверхностями с разными направлениями вращения. Зуб нарезаемого венца имеет эвольвентный профиль в торцевом, а не в нормальном сечении. Смещение исходного контура переменное. Важным преимуществом является возможность регулирования бокового зазора без нарушения правильности зацепления.

Даже в производстве обычных зубчатых колес формообразование зубьев является очень сложным и трудоемким этапом механической обработки, для которого в настоящее время широко распространен метод фрезерования зубьев червячными фрезами. Зуборезный инструмент, имеющий сложную кинематическую схему резания и сравнительно низкую стойкость, не может обеспечить высокую производительность и точность обработки, поскольку требует частую подналадку и смену.

Следует считать вполне оправданным изыскание других методов обработки зубьев колес, а также создание новых прогрессивных конструкций режущего инструмента и высокопроизводительного оборудования.

Анализ современных процессов нарезания зубьев колес (зубодолбление фасонным инструментом одновременно всех зубьев, зубопротягивание, зубонарезание «охватывающей» червячной фрезой большого диаметра, имеющей внутренние зубья), позволил установить следующее:

1. Для работы на больших скоростях резания инструменту необходимо придавать вращательное движение.

2. При высокой производительности новый метод должен обеспечивать высокую точность обработки.

3. Операции чернового и чистового нарезания зубьев должны по возможности быть раздельными.

4. Для повышения стойкости инструмента каждый его зуб при нарезании одной впадины должен проходить в металле минимальный путь.

5. Зуборезный инструмент должен быть прост и дешев как в изготовлении, так и в эксплуатации.

6. С целью повышения точности обработки необходимо обеспечить простую кинематику движений рабочих органов станка.

Всем этим требованиям отвечает метод нарезания цилиндрических колес круговым протягиванием.

Нарезание зубьев цилиндрических колес круговыми протяжками по сравнению с применяемыми в настоящее время методами нарезания имеет свои специфические особенности:

1. За один оборот инструмента нарезается полностью одна впадина между зубьями шестерни.

2. При черновом прорезании толщина стружки остается постоянной на всей длине нарезания.

3. За один оборот инструмента время нарезания каждым резцом примерно в 30 раз меньше, чем время остывания резца.

4. Большая жесткость инструмента и системы в целом.

Метод позволяет разделить черновое и чистовое нарезание зубьев шестерни и осуществить его различными резцами одного инструмента.

Вместе с тем, все существующее множество способов нарезания зубчатых колес можно отнести к двум методам: методу копирования и методу обката. На машиностроительных заводах наибольшее распространение получил метод обката. Он заключается в том, что воспроизводится зацепление сопряженных зубчатых колес, одним из которых является режущий инструмент, другим -нарезаемое колесо.

В базовом технологическом проекте для нарезания зубчатого сектора вала-сошки используется фрезерование червячной фрезой. Этот метод обладает существенными недостатками: при фрезеровании зубчатого сектора нагрузки при резании распределяются неравномерно, поэтому в результате не жесткости системы возникает погрешность профиля. При нарезании зубчатого сектора с зубом переменного по длине профиля возникает подрезание, изменяющееся по длине зуба. Кроме этих недостатков способ фрезерования зубчатого сектора малопроизводителен, время нарезания зубчатого сектора вала сошки методом фрезерования составляет 5,56 мин.

Метод копирования еще не получил широкого распространения в массовом и крупносерийном производстве, однако по сравнению с методом обката он позволяет вносить в нарезаемый профиль необходимые модификации без усложнения технологии и увеличения времени обработки. Это обстоятельство является существенным при нарезании зубьев переменного профиля конически-цилиндрических зубчатых венцов. Особенно велико преимущество метода копирования перед методом обката при нарезании зубчатых секторов. Наиболее производительным способом нарезания зубчатых венцов по методу копирования является круговое протягивание. Этот способ используется для нарезания зубчатого сектора вала сошки в разрабатываемом технологическом процессе.

Нарезание зубчатого сектора вала сошки автомобиля ЗИЛ производится в две операции чернового и чистового кругового протягивания. Черновое протягивание впадины производится фиксированным круговым протягиванием. В процессе резания протяжка вращается с постоянной угловой скоростью. Оси инструмента и нарезаемой заготовки неподвижны, продольное перемещение отсутствует. Впадина между зубьями получается вогнутой. По торцам зуба напуск переменного сечения (рис.6.1). Круговая протяжка представляет собой диск Ø700 мм, на котором расположено 16 резцовых сегментов, изготовленных из быстрорежущей стали Р6М5К5. Резцы работают периферийными режущими кромками и осуществляют протягивание по генераторной схеме резания, то есть каждый последующий зуб протяжки выше предыдущего. При этом высота последнего резца чернового сектора меньше наибольшей высоты зуба на величину припуска на чистовое протягивание.

Рисунок 6.1 – Формы впадины после червячного протягивания

Зуб переменного профиля воспроизводится постепенно в результате работы режущих кромок, срезающих металл концентричными слоями. В связи с тем, что ширина черновых режущих кромок, вступающих первыми, значительна, применяется групповая схема резания.

Резцы 1, 3, 5, 7, 9 резцовых блоков срезают ширину меньшую, чем ширина впадины, а резцы 2, 4, 5, 6, 8, 10 резцовых блоков снимают оставшийся объем металла (рис.6.2).

Машинное время при черновом протягивании равно 0,6 мин.

Чистовое прорезание впадины осуществляется координированным круговым протягиванием. В процессе резания круговой протяжке сообщается вращательное движение вокруг своей оси с постоянной угловой скоростью и продольное перемещение вдоль линии, направленной под углом к оси нарезаемой заготовки. При чистовом протягивании режим резания следующий: V=l 1 м/мин, =0,5 мм/зуб. Машинное время чистового протягивания составляет 0,8 мин.

При вращении протяжка в зацеплении с заготовкой в одновременной подачей вдоль боковой поверхности образуется поверхность зубьев, глубина которых меняется в пределах от 11,12 до 15,62 мм. После чистового протягивания зубчатый сектор вала сошки имеет следующие точностные характеристики:

· радиальное биение зубчатого венца лежит в пределах от 2 до 64 мкм и не превышает допуска для 8 степени точности;

· колебания длины общей нормали изменяется от 13 до 36 мкм и находится в пределах 7-8 степени точности;

· измерительное межосевое расстояние меняется от 23,25 до 67 мкм и укладывается в допуск для 7 степени точности;

· разность окружных шагов удовлетворяет, но не превышает 8 степени точности;

· шероховатость боковой поверхности нарезанных зубьев Ra 1,5 до 4,5.

Применение чистового кругового протягивания сопряжено с рядом сложностей. При круговом протягивании применяется сложный инструмент, требующий длительной наладки и высокой квалификации наладчика. Профиль резцов зависит от режимов резания, в частности, от скорости вращения протяжки и подачи вдоль оси зуба, поэтому чрезвычайно важно точно выдерживать эти режимы при обработке деталей.

Технологическая производительность Q_T=l/t_p являются количественной характеристикой прогрессивности технологического процесса. Замена фрезерования на круговое протягивание позволяет повысить производительность процесса нарезания зубчатого сектора вала сошки в

раза. (6.1)

Производительность оборудования с учетом внецикловых потерь можно представить в следующем виде:

(6.2)

где t_p - время резания;

t_x - время холостых ходов;

- внецикловые потери по оборудованию и инструменту. При круговом протягивании:

C=t/T, (6.3)

Рисунок 6.2 – Схема съема металла при черновом протягивании.

где t - время простоя станка по вине инструмента;

Т - период стойкости инструмента

Максимальная производительность будет достигнута при условии, что сумма всех составляющих затрат времени будет минимальна. Из исследований, проведенных Алейниковой Г.Р., следует, что времена распределяются следующим образом:__

Таблица 6.1

	tp	tx		С
%

Из таблицы видно, что наибольшие внецикловые потери приходятся на смену и регулирование инструмента. Для снижения этих потерь и повышения производительности процесса кругового протягивания необходимо увеличивать стойкость инструмента.

Стойкость режущего инструмента является мерой его изнашивания и зависит от тех же параметров, что и износ. Интенсивность износа трущихся поверхностей зависит от следующих факторов: силовых характеристик процесса трения, состояния трущихся поверхностей и температурных условий трения. В зависимости от совокупного действия этих факторов могут иметь место следующие механизмы износа: абразивно-механический, адгезионный, диффузионный и окислительный.

При действии абразивного механизма изнашивания поверхностный слой снимается.

При адгезионном изнашивании большую роль играет способность к схватыванию, которая обусловлена химической активностью инструмента и обрабатываемого материала.

Известно, что при прочих равных условиях, чем меньше отношение твердость материала инструмента к твердости обрабатываемого материала, тем сильнее изнашивается инструмент.

Диффузионный и окислительный износ протекает при высокой температуре в зоне резания.

Износ при круговом протягивании инструментом из БРС имеет, прежде всего, адгезионную природу и поэтому применение твердого износостойкого покрытия существенно снижает интенсивность износа. В качестве покрытия применяется ионное покрытие TIN.

Образование ионно-вакуумного покрытия происходит на атомном или молекулярном уровне, что обеспечивает структурную однородность покрытия. Благодаря высокой энергии осаждающихся частиц, предварительной очистке и активации покрываемых поверхностей бомбардировкой ионами с высоким уровнем энергии, образующиеся покрытия характеризуются высокой адгезией к подложке и высокой износостойкостью. Оптимальная толщина напыления 4-6 мкм.

Применение TIN позволяет увеличить стойкость инструмента в 1,85 раза. Период стойкости инструмента составляет 1800 деталей. Радиальное биение зубьев и погрешность шага нарезанных зубьев не превышает 0,06 мм в конце периода стойкости.

Вывод

Дипломный проект представлен на 12 графических листах и расчетно-пояснительной записки на 69 страницах. В процессе выполнения дипломного проекта был проведен анализ технологичности изделия. Проведены расчеты режимов резания и припусков. Спроектирован процесс механической обработки вала сошки.

В проекте предложен процесс кругового протягивания при нарезании зубьев сектора вала сошки. Этот метод позволяет повысить производительность процесса нарезания зубчатого сектора по сравнению с фрезерованием червячной фрезой. Анализ, действующего производства, показал, что в процессе изготовления вала сошки на позициях загрузки преобладает ручной труд, поэтому в проекте предложена автоматизированная загрузка оборудования на отдельных рабочих позициях.

Для сокращения межоперационного времени и сокращения количества производственных рабочих на участке, на операциях токарной обработки шеек детали, применяется автоматическая загрузка посредством автооператора.

В разделе «Специальные средства технологического оснащения» приведены описание конструкции и расчеты приспособлений, применяемых в технологическом процессе. Для контрольного приспособления, предназначенного для измерения отклонения межцентрового расстояния зубчатого сектора вала сошки, рассчитывается погрешность измерения и определяется, какой процент она составляет от допуска на параметр.

На операции чистового протягивания зубчатого сектора вала сошки для базирования и закрепления заготовки применяется цанговый патрон. Для него рассчитаны силы закрепления и параметры пневмопривода.

Для установки и снятия детали с гидрокопировальных станков на операциях точения шеек вала сошки используются автооператоры. В дипломном проекте приведен расчет усилия захвата для удержания детали.

На основе оценки технологичности конструкции изделия предложены средства автоматизации сборки. Спроектирован технологический процесс сборки рулевого управления грузовых автомобилей. Проведены расчеты штучного времени и параметров сборочных переходов. Также в данном дипломном проекте предлагается изменить оборудование сборочной операции и вместо двух рабочих-сборщиков установить автоматический поворотный стол, установка которого позволит сократить затраты, связанные со сборкой механизма рулевого управления грузовых автомобилей. Рассмотрен вопрос о надежности предлагаемого сборочного оборудования.

9 Список используемых источников

1. Алейникова Г.Р. «Повышение производительности процесса обработки коническо-цилиндрических колес»

2. Андерс А.А. «Проектирование заводов и механосборочных цехов в автотракторной промышленности», Машиностроение, 1982 г.

3. Анурьев В.И. «Справочник конструктора-машиностоителя», Машиностроение, 1999 г.

4. Барановский Ю.В. «Режимы резания металлов», НИИТавтопром, 1995 г.

5. Васильев А.А. «Повышение производительности чистовой обработки коническо-цилиндрических зубчатых колес»

6. Великанов К.М. «Экономика и организация производства в дипломных проектах», Машиностроение, 1977 г.

7. Кащук В.А. и Верещагин А.Б. «Справочник шлифовальщика», Машиностроение, 1988 г.

8. «Справочник технолога-машиностроителя» под ред. Касиловой А.Г. и Мещеряковой Р.К., Машиностроение, 1985 г., 2 тома

9. Ординарцев И,А., Шевченко А.Н. «Справочник инструментальщика», Машиностроение, 1987 г.

10. Юдин Е.Я. «Охрана труда в машиностроении», Машиностроение, 1983г.

11. П.Егоров М.Е. «Основы проектирования машиностроительных заводов», М.:

Высшая школа, 1969 г.

12. «Допуски и посадки», Справочник, Машиностроение, 1982 г.

13. И.Соколова Р. А. Методические указания к выполнению организационно-экономической части дипломных проектов, МАМИ, 1990г.

14.Ламин И.И. Учебное пособие по выполнению технологической части дипломного проекта, «Проектирование технологических процессов сборки изделий автотракторостроения», МАМИ, 2004 г.

15. Мазуркевич В.В., Балашов В.Н. Методические указания к лабораторной работе

№5Т. «Расчет операционных припусков и определение операционных

размеров», МАМИ, 1981 г.

16.Шандров Б.В. и др. Методические указания к выполнению дипломного проекта, «Расчет зажимных механизмов станочных приспособлений», МАМИ, 1987 г.