Инструкция по наладке, регулировке и безопасности работ запроектированной конструкции

Расчет на прочность основных решающих деталей конструкции

Конструкции

Расчет усилия рабочего необходимого для привода

Усилие рабочего сводиться к тому, чтобы повернуть винта 1 который нажимает на вал. В данном приспособлении привод винта осуществляется за счёт усилия рабочего прикладываемого к рукоятке. Поэтому определяют усилие рабочего на рукоятке Q.

Для определения усилия рабочего Q на рукоятке. Необходимо определить усилие возникающие на оси винта W, для спрессовки подшипника с вала. Для этого находим усилие расспресовки.

Усилие рабочего определяются по формуле

F_р=Т_рук/l_рук (3.1)

где Т_рук- момент, приложенный к рукоятке; Нм;

l_рук- длина рукоятки, l_рук=0,15 м.

Момент, приложенный к рукоятке, равен сумме моментов в резьбе и на опорной поверхности винта:

Т_рук=Т_р+Т_f (3.2)

Момент в резьбе:

Т_р=F_а*d₂/2*tg(y+р) (3.3)

F_а- осевая нагрузка, принимаем F_а=1200 Н

d₂- средний диаметр резьбы d₂=21,026 мм

y-угол подъема резьбы

р- приведенный угол трения;

y=arktgp/(П*d₂) (3.4)

р- шаг резьбы, р=1,5 мм для резьбы М22.

y = arktg1,5/(3,14*21,026) (3.5)

y = arktg0,0529=3⁰ 2¢;

f=0,05-коэффициент скольжения(сталь по стали);

р=arktg0,050=2⁰ 54¢

Момент в резьбе, Т_р, Нм.

Т_р=1,2*1000*((21,026*0,001)/2)*tg(3⁰ 2¢+2⁰ 54¢)=5,6Нм

Момент на опорной поверхности:

Т_f = f*F_a*R_ср (3.6)

где R_ср- средний радиус опорной поверхности, R_ср=4,5 мм;

Т_f=0,05*1,2*1000*4,5*0,001=0,97 Нм.

Момент положений к рукоятке

Т_рук=5,6+0,97=6,57 Нм.

Усилие рабочего:

F_р=6,57/0,15=43,8 Н.

Из равенств видно, что усилие рабочего, необходимое для привода конструкции не превышает санитарных норм, равной 200Н.

Рассчитываем на прочность соединение тяги с траверсой. Это соединение при проверочных расчетах рассчитывается только на срез по формуле:

G_р =Q/Z*S_р < (G_р) (3.7)

где G_р- напряжение растяжения,МПа

Q - осевая нагрузка, Q =500Н

Z – число шпилек,Z=2

S_р- площадь среза одной шпильки

S_р=i*П*d₀²/4, мм. (3.8)

где i-число срезанных плоскостей;

d₀- диаметр шпилек

S_р=2*3,14*18²/4=25,12 мм²

Так как съемник имеет две тяги, нагрузка необходимая для выпрессовки барабана распределяется равномерно на обе тяги;

Q=F_a/2 (3.9)

Q=1200/2=600 Н

Допустимые напряжения для углеродистой стали:

(G_p)=(0,25…0,30)*G_т; (3.10)

G_т-предел текучести для стали,Ст.45 принимаем 225 МПа

(G_p)=0,25*225=56,25 МПа

Напряжение среза

G_p= 600/1*25,12=23,8 МПа.

Из расчетов видно, что условие прочности выполняется:

G_p <(G) (3.11)

G_p=23,8 МПа<(G)= 56,25 МПа.

Съемник в конструктивном отношении прост и не требует регулировочных работ. Сборку съемника следует начинать с привариваривания направляющей гайки 3 к траверсе 2. Затем завернуть упорный болт 1. В головку упорного болта 1 в отверстие установить рукоятку 4 и на неё навернуть ограничитель хода рукоятки 5 с одной стороны. Для уменьшения износа резьбы упорного болта иногда убирать старую смазку и нанести тонкий слой любой консистентной смазки.

Для безопасности работы при выпрессовке, следует установить силовой винт строго по центру оси ступицы колеса, а на шпильки крепления колеса подкладывать шайбы, размер которых больше отверстий траверсы 2.. Силовой винт вращать равномерно, без рывков, прикладывая усилие к обоим концам рукоятки.

3.6 Разработать технологический процесс изготовления одной из деталей приспособления

210

170

5 М22 х1,5

Ǿ 30

2 х 45⁰ Ǿ14 11 х 45⁰

2 фаски 15

Рисунок 5 - Рабочий чертёж винта (1) съёмника

Технологический процесс изготовления винта.

Таблица 20- План операций процесса изготовления винта

№ операции	Наименование и содержание операций и переходов	Оборудо- вание	Приспособление	Инструменты
рабочий	измерительный.
1.А	Токарная. 1.Подрезать торец заготовки прута Ǿ30,на длину 1 мм.	Токарно- винторезный станок 1К 62	3Х кулачковый патрон	Резец проходной упорный Т15К6	Штангельциркуль, линейка
2.А	Токарная. 1.Обточить поверхность на длину 180 мм. до диаметра Ǿ22мм	Токарно- винторезный станок 1К 62	Центровочное сверло	Резец отрезной	Штангельциркуль
	2. Отрезать деталь со стороны головки Ǿ30мм, длина заготовки Lобщ.= 210мм., зачистить бабышку. Снять фаску 2х45^0на головке винта с двух сторон	Токарно- винторезный станок 1К 62	3Х кулачковый патрон	Резец отрезной,резец шириной 3мм	Штангельциркуль, линейка
	3.Нарезать резьбу на длине 155 мм, М22 х1,5, отступив от головки винта 5 мм. Заострить вал 11х 45^о на торце.	1К62	оправка	Резец по профилю резьбы, резец широкий 11мм.	Резьбомер
3.А	Сверлильная. 1. Просверлить сквозное отверстие Ǿ14мм. в головке винта	Верстак настольно- сверлильный станок 2Н125	Подставка, струбцина	Сверло спиральное Ǿ 14 мм.	Штангель циркуль

Разработка операций

Исходные данные:

1.Операция токарная

Наименование детали: изготовление винта

Материал: Сталь углеродистая Ст 30, прут Ǿ30мм.

Твердость: НВ 50…56

Масса детали: 0,3 кг

Оборудование: Токарно-винторезный станок 1К 62

Приспособление: 3^Х кулачковый патрон

Инструмент: Резец проходной упорный Т15К6. Штангельциркуль, линейка

1. Токарная.

Установить заготовку прут Ǿ30 в 3^Х кулачковый патрон

Токарно-винторезного станка 1К 62. Обеспечить вылет заготовки 40 мм.

1.Подрезать торец заготовки прута Ǿ30 на длину 1 мм.

Припуск при торцевой обточке

h = L -l, мм (3.12)

где L - длина заготовки до обработки, мм;

l - длина заготовки после обработки, мм.

h = 211-210 =1 мм

L_р – расчетная длина обработки торца заготовки равна номинальному

припуску на изготовление детали.

L_р = h =1 мм.

Определим S - подача инструмента, мм/об

S = 0,5 [3,с. 35, табл. 35]

Число проходов

i = h / S (3.13)

i = 1/0,5 = 2

где i - число проходов = 2

V_к = V_t*К_м*К_х*К_мр*К_ах,м/мин (3.14)

где V_к – скорректированная скорость резания

V_t – теоретическая скорость резания

V_t = 12 м/мин. [3, с. 36, табл. 36]

К_м – поправочный коэффициент на скорость резания в зависимости от материала детали.

К_м = 1,31 [3, с. 19, табл. 13]

К_х– поправочный коэффициент в зависимости от характера заготовки.

К_х = 0,85 [3, с. 20, табл.15]

К_мр– поправочный коэффициент в зависимости от материала резца Т15 К6.

К_мр = 3 [3, с. 20, табл. 16]

К_ах – поправочный коэффициент в зависимости от применения охлаждения, без охлаждения

К_ах = 1 [3, с. 20, табл.17]

V_к = 12* 1,31*0,85*3*1 = 40 м/мин.

Частота вращения шпинделя

n = 1000V_к/π*Д, об/мин. (3.15)

где

n - частота вращения шпинделя, об/мин;

V_к – скорректированная скорость резания

Д- диаметр детали

n = 1000 * 40/3,14*30= 425 об/мин.

Основное время определяем по формуле:

t_о = L_р*i/n*S, мин. (3.16)

где L_р - расчётная длина обработки, мм;

i - число проходов.

n - частота вращения шпинделя, об/мин;

S - подача инструмента, мм/об;

t_о = 1 *2 / 425* 0,5 = 0,0094 мин

Определяем вспомогательное время:

t_в = t_в1 + t_в2 (3.17)

t_в = 0,9+ 0,15 = 1,05 мин.

t_в1 – время на установку и снятие детали.

t_в1 = 0,9 мин [3, с. 26, табл.22]

t_в2 = 0,15мин – вспомогательное время связанное с переходом.

t_в2 = 0,15 мин. [3, с. 29, табл.24]

t_оп. – оперативное время определяем по формуле:

t_оп. = t_о+t_в (3.18)

t_оп. = 0,0094+1,05 = 1,06 мин.

Определяем дополнительное время:

t_д = t_оп.*К/100 (3.19)

t_д = 1,05*6,5/100 = 0,068 мин.

Определяем штучное время:

Т_шт.= t_о + t_в + t_д (3.20)

Т_шт = 0,0094+1,05 +0,0068 = 1,13 мин

2.Токарная.

1. Установить заготовку в патрон с вылетом 195 мм за поверхность прута и центром.

1.Обточить поверхность прута на длину 180 мм. до диаметра 22 мм.

Центровочное сверло. Резец отрезной Р18. Штангельциркуль

Основное время определяем по формуле:

t_о = L_р*i/n*S, мин. (3.21)

где L_р - расчётная длина обработки, = 180 мм;

Глубина резания

Н= (Д -Д₁ ) / 2 мм. (3.22)

где Н - глубина резания

Д- диаметр детали до обработки = 30 мм.

Д₁ - диаметр детали после обработки = 22 мм.

Н = (30-22)/ 2 = 4 мм.

Режимы обработки.

Определяем подачу S инструмента, мм/об;

Подача при чистовой обработке

S = 0,1-0,3 мм, принимаем 0,2 мм. [3, с. 32, табл.28 ]

Число проходов

i = H/ S (3.23)

i = 4/ 0,2 = 20

Частота вращения шпинделя, об/мин;

n = 1000V_к/π*Д, об/мин. (3.24)

где n - частота вращения шпинделя при обработке, об/мин;

V_к – скорректированная скорость резания:

V_к = V_t*К_м*К_х*К_мр*К_ах м/мин. (3.25)

V_t – теоретическая скорость резания,

V_t = 74 м/мин. [3, с. 32, табл. 29]

К_м – поправочный коэффициент на скорость резания в зависимости от материала детали.

К_м = 1,31 [3, с. 19, табл. 13]

К_х– поправочный коэффициент в зависимости от характера заготовки.

К_х = 0,85 [3, с. 20, табл.15]

К_мр– поправочный коэффициент в зависимости от материала резца Р18.

К_мр = 1 [3, с. 20, табл. 16]

К_ах – поправочный коэффициент в зависимости от применения охлаждения,

без охлаждения К_ах = 1 [9,с. 20, табл.17]

Скорректированная скорость резания при чистовой обработке

V_{к 1} = 74* 1,31*0,85*1*1 = 82 м/мин.

Д - диаметр обработки, мм.

Частота вращения шпинделя при обработке

n = 1000 * 82/π*30= 870 об/мин.

По паспортным данным станка 1К62 Частота вращения шпинделя при обработке не превышает 2000 об/ мин.

Основное время

t_о = 180 *20 / 870* 0,2 = 20,7 мин

Определяем вспомогательное время:

t_в = t_в1+t_в2 (3.26)

t_в1 – время на установку и снятие детали.

t_в1 = 0,9 мин [3, с. 26, табл.22]

t_в2 = 0,15 – вспомогательное время связанное с переходом.

t_в2 = 0,15 [3, с. 29, табл.24]

t_в = 0,9+ 0,15 = 1,05 мин.

Оперативное время

t _оп = t_о + t_в, мин. (3.27)

t _{оп 1} = 20,7+ 1,05 = 21,75 мин.

2. Отрезать деталь со стороны головки Ǿ30мм, длина заготовки

L_общ.= 210мм., зачистить бабышку. Снять фаску 2х45⁰ на головке винта с двух сторон

Токарно- винторезный станок 1К 62

Резец отрезной

L_р = Z = Н = ширине резца =2 мм.

S = 0, 09 – подача за оборот. [3, с. 35, табл.35]

Число проходов

i = h /2* S (3.28)

i = 30/2*0,09 =166

Режим обработки:

V_к – скорректированная скорость резания:

V_к = V_t*К_м*К_х*К_мр*К_ах м/мин. (3.29)

V_t = 32м/мин – теоретическая скорость резания при отрезке

[3, с. 36, табл.36]

К_м = 1,31 – поправочный коэффициент на скорость резания в зависимости от материала детали. [3, с. 35, табл.35]

К_х = 0,85 – поправочный коэффициент в зависимости от характера заготовки. [3, с. 20, табл.15]

К_мр = 1 – поправочный коэффициент в зависимости от материала резца.

[3, с. 20, табл.16]

К_ах = 1 – поправочный коэффициент в зависимости от применения охлаждения. [3, с. 21, табл.17]

V_к = 32*1,31*0,85*1*1 = 35,6м/мин

Частота вращения

n = 1000V_к/π*Д об/мин. (3.30)

n = 1000*35,6/3,14*30= 378об/мин

Основное время определяем по формуле:

t_о = L_р*i/n*S, мин. (3.31)

Основное время на отрезку детали

t_о = 2*166/ 378 *0,09 = 9,76 мин

Основное время на зачистку поверхности t_{о зач.} = 0,9 мин [3, с. 42, табл.44]

Вспомогательное время

t_в = вспомогательное время связанное с переходом

t_в = 0,08 мин, на 1 переход [3, с. 29, табл.24]

Снять фаску 3х45⁰ на головке винта с двух сторон

Значения V и n принимаем по данным предыдущих переходов

V = 35,6 м/мин

n = 378 об/мин.

Глубина резания 3 мм.

Основное время на обточку фасок берём из таблицы

Основное время

t_о = 0,13 мин. [3, с. 40, табл. 42]

Фасок 2 поэтому основное время умножили на 2.

Вспомогательное время

на смену инструмента

t_в1 = 0,7 мин [3, с. 28, табл.23]

t_в2 = вспомогательное время связанное с переходом на обтачивание фасок.

t_в2 = 0,05 [3, с. 29, табл.24]

t_в = 0,7+ 0,05 = 0,75 мин.

t _оп = t_о *2 + t_в, мин. (3.32)

t _оп = 0,13 *2 + 0,75 = 1,01 мин.

Оперативное время на токарную операцтю

t _оп = t_о1 + t_в + t_о2, мин. (3.33)

t _{оп 2} = 9,76+ 0,08 +0,9 +1,0,1 = 11,75 мин.

3.Нарезать резьбу на длине 155мм, М22 х1,5, отступив от головки винта 5 мм. Заострить вал 11х 45^о на торце.

Станок 1К62, приспособление оправка, центр,.инструмент - Резьбомери резец

Установить заготовку в патрон за поверхность головки винта и центром.

Нарезать резьбу на длину 155мм. М22х1,5, отступив от головки винта 5мм.

Основное время определяем по формуле:

t_о = 1,8 * L_р /n*S, мин. (3.34)

где L_р - расчётная длина обработки,

L_р = l+l₁+l₂

l - длина резьбовой части винта 152 мм;

l₁+l₂ - Величина врезания и пробега, = 3 мм. [3, с. 44, табл. 46]

L_р = 152+3= 155 мм

Число проходов определяется по таблице:

i = 1 – количество проходов. [3, с. 37, табл. 38]

Режимы обработки.

Определяем подачу S инструмента, мм/об;

Подача продольная представляет собой шаг резьбы = 1,5мм.

S₁ = 1,5 мм, а поперечная равна числу проходов и равна 1,5 мм.

Частота вращения шпинделя, об/мин;

n = 1000V_к/π*Д, об/мин. (3.35)

где n - частота вращения шпинделя при черновой обработке, об/мин;

V_к – скорректированная скорость резания:

V_к = V_t*К_м*К_х*К_мр*К_ах м/мин. (3.36)

V_t – теоретическая скорость резания,

V_t = 36 м/мин. [3, с. 38, табл.39]

К_м – поправочный коэффициент на скорость резания в зависимости от материала детали. К_м = 1,31 [3, с. 19, табл. 13]

К_х– поправочный коэффициент в зависимости от характера заготовки.

К_х = 0,85 [3, с. 20, табл.15]

К_мр– поправочный коэффициент в зависимости от материала резца Р18.

К_мр = 1 [3, с. 20, табл. 16]

К_ах – поправочный коэффициент в зависимости от применения охлаждения, без охлаждения К_ах = 1 [3, с. 20, табл.17]

Скорректированная скорость резания при чистовой обработке

V_{к 1} = 36* 1,31*0,85*1*1 = 40 м/мин.

где Д - диаметр обработки, мм.

Частота вращения шпинделя при обработке

n = 1000 * 40/3,14*22= 579 об/мин.

Основное время

t_о = 1,8 *152 /579*1,5 = 0,32 мин.

Определяем вспомогательное время:

t_в = t_в1+t_в2 (3.37)

t_в – время на установку и снятие детали.

t_в = 0,9 мин [3, с. 26, табл.22]

Оперативное время

t _оп = t_о + t_в, мин. (3.38)

t _{оп 3} = 0,32+ 0,9 = 1,22 мин.

Заострить конец вала 11 х 45 ^о

Значения V и n принимаем по данным предыдущих переходов

V_к = 40м/мин

n = 579 об/мин.

Глубина резания 11 мм.

Основное время на обточку конца вала берём из таблицы

Основное время

t_о = 0,13 мин. [3, с. 40, табл. 42]

Вспомогательное время

на смену инструмента

t_в1 = 0,7 мин [3, с. 28, табл.23]

t_в2 = вспомогательное время связанное с переходом на обтачивание конца вала

t_в2 = 0,05 [3, с. 29, табл.24]

t_в = 0,7+ 0,05 = 0,75 мин.

t _оп = t_о + t_в, мин. (3.39)

t _оп = 0,13 +0,75 = 0,88 мин.

Оперативное время на токарную операцию

t _оп = t_о3 + t_в + t_о4, мин. (3.40)

t _{оп 3} = 1,22+ 0,88 = 2,1 мин.

Оперативное время на всю токарную операцию

T _оп. = t _{оп 1} +t _оп2 + t _оп3 + t _оп4 + t _оп5 (3.41)

T _оп = 21,75+11,75+2,1= 35,6 мин.

Определяем дополнительное время:

t_д = t_оп.*К/100 (3.42)

где К = 6,5%. на обслуживание рабочего места [3, с. 00, табл. 25]

t_д = 35,6*6,5/100 = 2,3 мин.

Определяем штучное время на всю токарную операцию

Т_шт = T _оп + t_д, мин. (3.43)

Т_шт = 33,4+2,17 = 35,57 мин.

Подготовительно-заключительное время в трёхкулачковом патроне на всю

токарную операцию t _{п з} =12 мин [3, с. 30, табл.26]

Изготавливаем 1 деталь, q =1.

Калькуляционное время

Т _к = Т_шт + t _{п з} / q (3.44)

Т _к =35,57 + 12/1 = 47,57мин

3. Операция сверлильная.

- наименование детали: винт

- оборудование-:верстак, настольно-сверлильный станок 2Н125,

- приспособление: подставка, струбцина

- инструмент: Сверло спиральное 14 мм. Материал У10. Штангельциркуль.

Просверлить сквозное отверстие Ǿ 14 в головке винта.

Основное время на сверлильные работы определяются по формуле:

t_о = Z/n*S; (3.45)

Z – расчетная длина обработки равна толщине головки винта, минус величина врезания и выхода инструмента = 30 -5 = 25 мм.

n – частота вращения цилиндра станка, об/мин

S – подача инструмента, мм/об

Z = l+l₁+l₂ (3.46)

где l – длина обрабатываемого отверстия, мм;

l₁, l₂, – величина врезания и выхода инструмента

l₁, l₂, =5 мм, [3, с. 55, табл.62]

Z = 25+5=30 мм

Определяем глубину врезания:

t = Д_св- d/2; (3.47)

где Д_св – диаметр сверла, 14мм;

d- диаметр рассверливаемого отверстия, 14 мм;

t = 14 - 14/2 = 7 мм

выбираем подачу S_т=0,18 мм/об, уточнив по паспортным данным стан ка, принимаем S=0,2 мм/об. [3, с. 58 табл. 67]

выбираем скорость резания V_т=35 м/мин, [3, с. 59, табл.68]

которую скорректируем по формуле:

V_к=V_т*К_м*К_мр*К_ох*К_от; (3.48)

где К_м- поправочный коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал, К_м=1,2; [3, с. 53, табл.58]

К_мр- поправочный коэффициент, учитывающий материал инструмента, К_м=0,5; [3, с. 54, табл.59]

К_охпоправочный коэффициент, учитывающий применение охлаждения, К_ох=1; [3, с. 54, табл.60]

К_от- поправочный коэффициент, учитывающий глубину отверстия

К_от=1; [3, с. 54, табл.61]

V_к=35*1,2*0,5*1*1=21м/мин.

Определяем теоретическую частоту вращения шпинделя станка:

n_т=1000* V_к/П*Д_св; (3.49)

n _т= 1000*21/3,14*14= 478об/мин;

Уточнив по паспортным данным станка 2Н-125, принимаем

n=500 об/мин.

Определяем основное время:

t_о= 25/500*0,2 = 0,25 мин.

Вспомогательное время на установку и снятие детали:

t_в1= 0,6 мин [3, с. 55, табл.63]

Оперативное время:

t_оп = t_о + t_в (3.5)

t_оп = 0,25 + 0,6 = 0,85 мин

Дополнительное время берём в % к оперативному времени

t_д =3,9% t_оп. (3.51)

t_д= 0,85* 3,9/100= 0,03 мин

Штутное время на сверлильнуюоперацию

Т_ш= t_оп + t_д мин (3.52)

Т_ш = 0,85 + 0,03 = 0,88 мин.

В графической части проекта выполнены в соответствии с требованиями ЕСКД маршрутная карта, операционные карты механической обработки на и карты эскизов к ним.

Дата добавления: 2015-07-13