Характеристика и описание детали вал-шестерня

Введение

Одним из важнейших факторов роста эффективности производства является улучшение качества выпускаемой продукции.

Повышение качества выпускаемой продукции расценивается в настоящее время, как решающее условие ее конкурентоспособности на внутреннем и внешнем рынках.

В условиях жесткой конкуренции и борьбы за потребителя любому машиностроительному предприятию выгоднее производить как можно больше качественной продукции. Чем качественней продукт того или иного предприятия, тем больше его авторитет, а, следовательно, оно получает больше прибыли.

Для того чтобы отбраковать негодную продукцию, необходимо зафиксировать дефектные изделия. Для этого на предприятия существует такой этап как контроль.

Технический контроль - это важнейшая часть системы управления качеством продукции на машиностроительном предприятии. Система технического контроля (объекты контроля, контрольные операции и их последовательность, техническое оснащение, режимы, методы, средства механизации и автоматизации контрольных операций) является неотъемлемой частью производственного процесса, а отдельные элементы системы разрабатываются одновременно с разработкой технологии производства и в обязательном порядке фиксируются в утвержденных технологических процессах контроля.

Техническому контролю на машиностроительных предприятиях присущи:

- разнообразие объектов контроля и соответственно контролируемых параметров, как по номенклатуре, так и по значению и допускам;

- большое число методов и средств контроля;

- значительные затраты на технический контроль.

Целью данного курсового проекта является разработка технологического процесса приемочного контроля детали «вал-шестерня».

1 Характеристика и описание детали вал-шестерня

Редуктор цилиндрический трёхступенчатый служит для изменения скорости вращения при передаче вращательного движения от одного вала к другому. От работоспособности и ресурса цилиндрического редуктора во многом зависит обеспечение требуемых функциональных параметров и надежности машины в целом.

Объектом технического контроля является деталь «вал-шестерня». Деталь «вал-шестерня» входит в состав редуктора цилиндрического трёхступенчатого в качества первого промежуточного вала. Назначение детали «вал-шестерня» - передача крутящего момента с быстроходного вала на второй промежуточный вал. Изготавливают вал-шестерню из поковки. Качество вала-шестерни выше, а стоимость изготовления ниже, чем вала и насадной шестерни. Именно поэтому все шестерни редукторов выполняют вместе с валом. При изготовлении вала-шестерни на валу нарезают зубья цилиндрической зубчатой передачи (модуль m=5, число зубьев z=17). Конструкция вала в месте нарезания зубьев зависит от передаточного числа и межосевого расстояния передачи. Конструкция вала определяет кинематическую характерную передачу. Чем больше валов в редукторе, тем больше погрешность каждой передачи.

Основными причинами отказов деталей является износ, коррозия, перераспределение остаточных напряжений, приводящие к потере геометрической точности детали, а также усталостные разрушения в материале, и, как следствие, поломка детали. Поэтому при изготовлении детали важно учитывать механические, физические, химические свойства материала изготовления.

При изготовлении важно правильно подобрать материал, чтобы свойства изделия отвечали его служебному назначению.

Данная деталь изготавливается из стали 40 Х (ГОСТ 4543).

Характеристика материала 40Х приведена в таблице

Таблица 8 - характеристика стали 40Х

Таблица 9 - Химический состав материала

Таблица 10- Механические свойства при температуре 20°

Рабочий чертеж вала-шестерни представлен в графической части.

2 Описание функционирования и назначения вала-шестерни и определение требований к нему

Деталь «вал-шестерня» входит в состав редуктора цилиндрического трёхступенчатого.

Одно из важнейших требований обеспечения конкурентоспособности цилиндрического редуктора - наилучшее соответствие его паспортных характеристик реальным эксплуатационным условиям нагружения и работы привода машины. Редуктор предназначен для привода различных исполнительных механизмов машин. Как правило, редуктор понижает частоту вращения приводного двигателя, при этом повышая момент силы.

Движение от электродвигателя передается на быстроходный вал(входной) при помощи муфты. Быстроходный вал представляет собой цилиндрическую косозубую вал-шестерню, которая приводит во вращение колесо на промежуточном первом валу. Далее от первого промежуточного вала движение передается на второй промежуточный вал. На промежуточном валу нарезан зубчатый венец. Зубчатое колесо совершает на тихоходном валу движение, которое передается на рабочую машину. Так как все зубчатые колеса находящиеся в редукторе косозубые, то все валы установлены на конических роликовых подшипниках. Подшипниковые узлы закрыты крышками, например, левый подшипник быстроходного вала находится в отверстии, где закрыт крышкой и через дистанционную втулку воспринимает предварительное осевое усилие. В крышке для уплотнения ее с валом установлена резинометаллическая манжета. Промежуточные валы также смонтированы в конических подшипниках, с двух сторон закрыты глухими крышками, так как валы не выходят наружу, а работают для передачи движения от быстроходного вала к тихоходному внутри корпуса.

Редуктор предназначен работать с жидким смазочным маслом, заливаемым в корпус, имеется маслоотражатель. Полости отверстий, в которых установлены подшипники, открыты изнутри для того, чтобы смазочное масло попадало на подшипники. Масло заливается так, чтобы большие зубчатые колеса погружались в него и при вращении разбрызгивали масло. Таким образом, масло попадает на подшипники, зубья зубчатых колес.

Применяются редукторы с постоянной и переменной нагрузкой, одного направления и реверсивной при работе длительной или с периодическими остановками. При работе редуктора вращение валов возможно в любую сторону. Частота вращения входного вала не должна превышать 1800 об/мин. Для нормальной работы необходима атмосфера типов I и II по ГОСТ 15150 - 69 при запыленности воздуха не более 10 мг /куб.м. Масса редуктора составляет не более 335 кг.

Вал-шестерня является промежуточным валом трёхступенчатого цилиндрического редуктора. На валу расположены зубчатое колесо быстроходной передачи и шестерня промежуточной передачи. Для передачи вращающего момента с колеса на вал используют шпоночное соединение. Подшипники устанавливают «враспор». При применении привёртных крышек и винтов осевой зазор регулируют нажимным винтом и шириной толкателя. Подшипник. Расположенный рядом с шестерней, защищают от чрезмерного залива маслом, выжимаемым вместе с продуктами износа маслоотражательным кольцом. Промежуточный вал-шестерня смонтирован в конических подшипниках, с двух сторон закрыт глухими крышками, так как валы не выходят наружу, а работают для передачи движения от быстроходного вала к тихоходному внутри корпуса.

С учетом механической обработки на вал-шестерню следует наложить определенные требования точности формы и расположения поверхности, так как при обработке детали возникают погрешности не только линейных размеров, но и геометрической формы, а также погрешности в относительном расположении осей, поверхностей и конструктивных элементов вала. Эти отклонения в большинстве случаев оказывают негативное воздействие на работоспособность детали.

Допуск цилиндричности посадочных поверхностей для подшипников качения принимают примерно равным 0,3 t_в (где t_в - допуск размера посадочной поверхности вала). Погрешность формы посадочных поверхностей для подшипников качения вызывает искажение дорожек качения с коэффициентом 0,75, поэтому указанное требование точности предназначено для сохранения правильной геометрии дорожек качения колец подшипников.

Допуск перпендикулярности торца заплечика вала задают на диаметре D₀ по данным: допуск на подшипник IT5.

Допуск соосности посадочных поверхностей для подшипников относительно их общей оси задают на диаметре посадочной поверхности по данным: допуск на подшипник IT3.

Допуск цилиндричности посадочной поверхности для зубчатых колёс принимают примерно равным 0,3t_в, где t_в - допуск размера посадочной поверхности вала. Назначение технического требования - ограничение концентрации контактных давлений по посадочной поверхности.

Допуск соосности посадочной поверхности для зубчатых колёс задают на диаметре посадочной поверхности, основываясь на степени кинематической точности. Назначение технического требования - обеспечение выполнения кинематической точности передач. Величина допуска соосности этой поверхности зависит от допуска радиального биения зубчатого венца.

Допуск радиального биения поверхности вала принимают в зависимости от частоты вращения вала. Назначение технического требования - не допуска ть значительной амплитуды колебаний.

Допуск параллельности расположения шпоночных пазов принимают равным 0,5 t_шп, допуск симметричности равным 2,0t_шп, где t_шп - допуск размера ширины шпоночного паза. Назначение технического требования - обеспечение равномерного контакта рабочих поверхностей шпонки и паза вала.

При изготовлении вала-шестерни заготовку получают ковкой на прессе. Припуски и допуски при таком способе получения заготовки устанавливают по ГОСТ 7829-70.

Выбор о целесообразности определённого вида заготовки может быть решен лишь после расчёта технологической себестоимости детали по сравниваемым вариантам. Предпочтение стоит отдавать той заготовке, которая обеспечивает меньшую технологическую себестоимость детали. Также следует отдавать предпочтение заготовке с более высоким коэффициентом использования материала. Расчетная масса вала 4 кг. Масса заготовки. Выполненной ковкой на прессе 4,5 кг.

3 Нормативно-техническая, конструкторско-технологическая документация, регламентирующая требования к объекту контроля

Номенклатура показателей качества редукторов, обозначение и характеризуемые свойства приведены в ГОСТ 4.124-84.

ГОСТ Р 50891-96 «Редукторы общемашиностроительного применения. Общие технические условия» пригоден для целей сертификации. Требования стандарта являются обязательными. Настоящий стандарт распространяется на редукторы общемашиностроительного применения цилиндрические одно-, двух-, трех- и четырехступенчатые.

ГОСТ 25301-95 «Редукторы цилиндрические. Параметры». Настоящий стандарт распространяется на вновь проектируемые цилиндрические одно- и многоступенчатые редукторы общемашиностроительного применения.

Для цилиндрических редукторов специального назначения и специальной конструкции стандарт является рекомендуемым.

Основные нормы взаимозаменяемости и допуски для цилиндрических передач рассмотрены в ГОСТ 1643 «Основные нормы взаимозаменяемости. Передачи зубчатые цилиндрические».

ГОСТ 2185 «Передачи зубчатые цилиндрические. Основные параметры». Настоящий стандарт распространяется на цилиндрические передачи внешнего зацепления для редукторов и ускорителей, в том числе и комбинированных (коническо-цилиндрических, цилиндро-червячных и др.), выполняемых в виде самостоятельных агрегатов. Стандарт не распростаняется на передачи редукторов специального назначения и специальной конструкции ( авиационные, судовые, планетарные и т.п.). Для встороенных передач стандарт является рекомендуемым.

ГОСТ 25347 «Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок. Поля допусков и рекомендуемые посадки». Настоящий стандарт распространяется на гладкие элементы деталей с номинальными размерами до 3150 мм и устанавливает поля допусков для гладких деталей в посадках и для несопрягаемых элементов.

ГОСТ Р 50779.0-95 «Статистические методы. Основные положения». Настоящий стандарт устанавливает структуру нормативно-технического обеспечения применения статистических методов при производств и контроле качества продукции. Настоящий стандарт применяется при разработке государственных стандартов, устанавливающих требования к использованию статистических методов на всех стадиях жизненного цикла продукции.

ГОСТ 16493-70 «Качество продукции. Статистический приемочный контроль по альтернативному признаку. Случай недопустимости дефектных изделий в выборке». Настоящий стандарт устанавливает планы контроля и методы вычисления последующих оценок средних уровней входного и выходного качества в случае, когда приемка партии при наличии дефектных изделий в выборке является недопустимой по экономическим или иным соображениям.

ГОСТ Р 50 779.52-95 «Статистические методы. Приемочный контроль качества по альтернативному признаку». Стандарт распространяется на статистический приемочный контроль качества (СПК) по альтернативному признаку, проводимый:

- поставщиком (приемочный контроль, окончательный контроль готовой продукции, приемка, сертификация продукции в форме заявления изготовителя);

- потребителем (входной контроль, инспекционный контроль, эксплуатационный контроль, приемка продукции представителем потребителя);

- третьей стороной (сертификация продукции, инспекция и надзор за соблюдением требований стандартов, контроль при арбитражном и судебном рассмотрении дел, касающихся качества продукции, а также контроль по заказу поставщика или потребителя).

Стандарт также распространяется на контроль продукции при организации взаимоотношений между производственными подразделениями одного предприятия.

ГОСТ Р 50779.51 «Статистические методы. Непрерывный приемочный контроль качества по альтернативному признаку».

ГОСТ 31502-85 «Единая система технологической документации. Формы и правила оформления документов на технический контроль». Настоящий стандарт устанавливает формы и правила оформления следующих технологических документов, разрабатываемых с применением различных методов проектирования, на технологические процессы и операции технического контроля, применяемых при изготовлении или ремонте изделий и их составных частей: ведомость операций; операционная карта.

4 Общие цели и задачи организации и разработки процесса контроля (контрольных испытаний)

В данном курсовом проекте заданием предусмотрена разработка технического процесса приемочного контроля детали редуктора цилиндрического трёхступенчатого «вал-шестерня» с разработкой параметров зубчатого венца.

Приёмочный контроль - это контроль продукции, по результатам которого принимается решение о ее пригодности к поставкам и (или) использованию.

Приёмочный контроль проводят с целью установить пригодность к поставке или использованию бездефектных укомплектованных изделий. Задачами приёмочного контроля являются:

- проверки качества сборки, наладки, регулировки эксплуатационных характеристик готовых изделий;

- проверки наличия предусмотренной сопроводительной документации, подтверждающей приёмку деталей, сборочных единиц;

- проверки маркировки, консервации, упаковки и тары;

- проверки комплектности готовых изделий.

Приёмочный контроль качества готовых изделий проводит ОТК и представители заказчика.

На контроль ОТК передается вся необходимая техническая и сопроводительная документация (маршрутные карты, рабочие ряды, сменные рапорты и др.). Перед предъявлением продукции на контроль исполнитель должен убедиться в качестве ее изготовления и оформить сопроводительную документацию.

Продукцию работнику ОТК предъявляет производственный мастер, который перед оформлением сопроводительной документации должен лично убедиться в качественном изготовлении продукции и ее соответствии технической документации.

На приемочном контроле предъявленная партия продукции отклоняется от приёмки работниками ОТК на вторичное предъявление:

- если исполнителем не была предъявлена и не принята производственным мастером и контролёром ОТК первая деталь;

- в случае несоответствия продукции и неправильного оформления сопроводительной документации рабочим-исполнителем и производственным мастером;

- при наличии дефектов в изготовленных деталях, а также грязи и стружки на деталях.

Статус контроля определяет, что продукция:

- не прошла контроль;

- прошла контроль и принята;

- прошла контроль, не принята и ожидает принятия решения;

- прошла контроль и забракована.

5 подбор и анализ исходных данных для разработки технологического процесса технического контроля (ТПТК)

Неотъемлемой частью технологического процесса изготовления и испытания являются правила технического контроля. При разработке методик и технологии контроля руководствуются следующими требованиями:

- контроль должен осуществляться в условиях, максимально приближенных к условиям эксплуатации;

- контроль должен быть непрерывным, т. Е. охватывать все этапы производства, и профилактическим, чтобы предотвратить поступление дефектной продукции на следующий этап производственного цикла;

- контроль должен быть активным и непосредственно влиять на качество производственного процесса;

- контроль должен быть в максимальной степени объективным, производиться с помощью объективных средств и не зависеть от субъективных особенностей исполнителя контроля;

- контроль проводят на основе безусловной ответственности исполнителя за качество выпускаемой продукции и качество выполняемых операций;

- контроль не должен нарушать ритмичности производства и обеспечивать выпуск заданного количества продукции в единицу времени, т. е. обладать определенной производительностью;

- затраты (материальные, трудовые, энергетические) на технический контроль должны быть оптимальными.

Исходную информацию для разработки процессов технического контроля содержат следующие виды документов: конструкторская документация на изделие; технологическая документация на изготовление и испытания изделия; программа и сроки изготовления изделия; описание методов контроля; прогнозы НТП; терминология технического контроля; Типовые процессы и операции контроля; стандарты на средства контроля; материальные и трудовые нормативы.

Процессы технического контроля разрабатыван в курсовом проекте для статистического приёмочного контроля вала-шестерни.

Уровень механизации и автоматизации контроля должен соответствовать требованиям технологии изготовления изделия, а также условиям и типу производства. При проектировании процессов технического контроля необходимо стремиться к соблюдению единства конструкторских и технологических баз. Их несовпадение допускается только в технически обоснованных случаях. Принятые базы и метод базирования должны определять более простую и надежную конструкцию приспособления, удобство установки и снятия обрабатываемой детали. На основе вышеизложенных рекомендаций назначены комплект единых технологических баз и базы для первой операции, которые представлены в графической части.

5.2 Определение типа производства и организационных форм

Выбор типа производства деталей неразрывно связан с их приёмочным контролем. В зависимости от типа производства определяется план контроля, определяется объем выборки. Количество контролёров также напрямую зависит от выбранного производителем типа производства. А, следовательно, это влияет на трудоемкость контроля и на нормативы времени на технический контроль. Таким образом, выбор типа производства является исходным пунктом для разработки контроля.

Тип производства определяется комплексной характеристикой технических, организационных и экономических особенностей производства, обусловленных широтой номенклатуры, регулярностью, стабильностью и объемом выпуска продукции.

Различают три типа производства: единичное, серийное, массовое. Их характеристики приведены в таблице 4

Таблица 4 - Сравнительная характеристика различных типов производства

Единичное производство характеризуется малым объемом выпуска одинаковых изделий, повторное изготовление и ремонт которых, как правило, не предусматриваются.

Серийное производство характеризуется изготовлением или ремонтом изделий периодически повторяющимися партиями. В зависимости от количества изделий в партии или серии и значения коэффициента закрепления операций различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производство.

Массовое производство характеризуется большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых или ремонтируемых продолжительное время, в течение которого на большинстве рабочих мест выполняется одна рабочая операция.

Для организации серийного производства характерны следующие черты. Цехи, как правило, имеют в своем составе предметно-замкнутые участки, оборудование на которых расставляется по ходу типового технологического процесса. В результате возникают сравнительно простые связи между рабочими местами и создаются предпосылки для организации прямоточного перемещения деталей в процессе их изготовления.

Предметная специализация участков делает целесообразной обработку партии деталей параллельно на нескольких станках, выполняющих следующие друг за другом операции. Как только на предыдущей операции заканчивается обработка нескольких первых деталей, они передаются на следующую операцию до окончания обработки всей партии. Таким образом, в условиях серийного производства становится возможной параллельно-последовательная организация производственного процесса. Это его отличительная особенность.

Для предприятий серийного производства характерны значительно меньшие, чем в единичном, трудоемкость и себестоимость изготовления изделий. В серийном производстве, по сравнению с единичным, изделия обрабатываются с меньшими перерывами, что снижает объемы незавершенного производства.

Тип производства на этапе проектирования определяют ориентировочно. При проектировании участков и поточных линий для изготовления деталей можно исходить из массы деталей и программы выпуска базовых деталей изделия. Таким образом, зная годовую программу выпуска (5000 шт.) и приняв массу детали ориентировочно до 200 кг, можно определить тип производства по таблице 5 [6]. Тип производства редукторов 1Ц3У-250К определяем как среднесерийный.

Таблица 5 Ориентировочная программа выпуска деталей по типам производства в механических цехах.

Форма организации производства, которая согласно ГОСТ 14.312-74 может быть поточной или групповой, определяет порядок выполнения операций технологических процессов, направления движения деталей в процессе их изготовления, расположение технологического оборудования и рабочих мест. Виды и формы организации технологического процесса сборки изделия можно представить в виде схемы (рисунок 3). Для сборки данного изделия примем поточную стационарную организационную форму.

Рисунок 3. Организационные виды и формы процесса сборки

В среднесерийном производстве создают, как правило, комплексно-механизированные поточные линии или гибкие производственные системы типа гибких автоматизированных линий.

Годовая программа выпуска 5000 - это примерно 1/5 часть годового выпуска однотипных изделий на всём предприятии. Годовая программа выпуска всех однотипных изделий предприятия составляет 30000 изделий.

Ритмичность и непрерывность поточной линии определяются тактом выпуска изделий. Длительность такта можно рассчитать по формуле:

Т_т=Ф_д.о.Ч60ЧК_з/П; (3)

Ф_д.о. - действительный годовой фонд времени работы единицы оборудования или автоматической линии.

Кз =0,85 - планируемый нормативный коэффициент загрузки оборудования, учитывающий простои по организационно-техническим причинам и регламентированные перерывы на отдых.

П - годовая программа выпуска изделий.

Действительный годовой фонд времени определяем по

таблице 2.3[6, с. 31]. Принимаем рабочие места с механизированными приспособлениями. Тогда Ф_д.о.=4080 часов.

Т_т=4080Ч60Ч0,85/30000=7 (мин)

5.3 Определение вида контроля

Целесообразность сплошного или выборочного контроля определяют по предварительной оценке без проведения сложных расчётов. Целесообразность сплошного или выборочного контроля должна быть экономически обоснована отдельно для каждого признака или группы признаков, примерно схожих по времени контроля изделия. Сплошной контроль применяют в условиях особо высоких требований к уровню качества изделий. У которых абсолютно недопустим пропуск дефектов из-за существенных при этом потерь (материальных и трудовых и т. п.), или в тех случаях, когда число деталей недостаточно для получения выборок. При сплошном контроле почти полностью исключено попадание на сборку дефектных деталей. Но в некоторых случаях его применение экономически нецелесообразно, особенно при больших программах выпуска деталей, изготовлении их на автоматических и полуавтоматических линиях, станках с ЧПУ и при изготовлении неответственных деталей. Недостатки сплошного контроля: большое число контролёров, возможно некоторое снижение ответственности персонала за сделанный брак. Применять сплошной контроль в процессе обработки деталей нецелесообразно. В связи с этим возникает потребность в организации выборочного контроля, при котором решение о контролируемой совокупности принимают по результатам проверки одной или нескольких выборок. Выборочный контроль даёт хороший результат при наличии стабильного и отработанного технологического процесса изготовления деталей.

Статистический приёмочный контроль качества продукции - выборочный контроль качества продукции, основанный на применении методов математической статистики для проверки соответствия качества продукции установленным требованиям. При статистическом приёмочном контроле принимают решение о приёмке или забраковании партии продукции. Поэтому, как правило, объём выборок для статистического приёмочного контроля больше, чем для статистического регулирования технологических процессов. Отличительной особенностью статистического приёмочного контроля является принятие решения о приёмке или забраковании партии продукции по результатам контроля выборки. Статистический приёмочный контроль применяют на операциях входного контроля сырья, материалов и комплектующих изделий, при операционном контроле, т. е. тогда, когда необходимо принять или забраковать партию продукции.

6 Идентификация процессов контроля или контрольных испытаний

Технологический процесс технического контроля представляет собой последовательную цепочку потребителей, когда каждый последующий процесс определяет требования к предыдущему. Каждый отдельный процесс должен быть идентифицирован. То есть при разработке процесса должен быть указан его владелец. Владелец процесса - это должностное лицо или коллегиальный орган, который имеет в своем распоряжении ресурсы процесса, информацию о процессе, управляет ходом процесса и несёт ответственность за его результат перед вышестоящим руководством. При контроле выполнения процесса осуществляется непрерывный анализ и оценивание соответствия фактических значений измеряемых параметров установленным, а также периодически оценивается результативность и эффективность процесса. Это предусматривает возможность принимать решения и контролировать свою работу.

Владелец процесса в ходе управления планирует распределение ресурсов для достижения поставленной цели процесса с максимальной эффективностью. Вход выполнения процесса исполнителями владелец проверяет по информации, которая поступает с контрольных точек. Владелец процесса ведет оперативное управление процессом, корректируя, то есть активно вмешиваясь в ход процесса, изменяя распределение ресурсов, меняя планы, сроки и требования к результатам процесса в соответствии с изменяющейся ситуацией.

Деятельность владельца процесса носит плановый характер при нормальной ходе процесса и неплановый в случаях возникновения проблемных ситуаций, требующих немедленного вмешательства.

Владельцу процесса подчинён руководитель процесса, который при необходимости может быть отстранён от работы владельцем. Руководитель процесса - должностное лицо, несущее ответственность за ход процесса с целью достижения запланированных результатов. Руководитель процесса обеспечивает его рабочее функционирование, при этом он реализует полный управленческий цикл. Цикл управления процессами известен как цикл Шухарта-Деминга или PDCA, традиционен для теории управления и рекомендуется системами ИСО 9001.

С целью повышения ответственности конкретных исполнителей за качество конкретной продукции на предприятии вводят вручение личных клейм ОТК с правом самоконтроля рабочими. Личные клейма ОТК вручают передовым рабочим, овладевшим в совершенстве технологией своих операций, работающим без брака и дефектов, сдающим продукцию с первого предъявления в течение одного года и проработавшим в цехе на данном участке не менее трёх лет. Рабочие должны иметь технические знания, необходимые для высококачественного выполнения и контроля закрепленных за ним процессов. Клеймо - знак, удостоверяющий качество изделия. Клеймение - нанесение на изделие знаков, удостоверяющих его качество.

Проверку качества выполняемых работ контролёры БТК проводят ежемесячно не реже одного раза в декаду. Результаты проверки заносят в личную карточку исполнителя. Периодический контроль за качеством процессов осуществляет БТК цеха и инспекторская группа ОТК. Результаты контроля оформляют в личной карточке исполнителя. Переданные под ответственность рабочего детали (сборочные единицы) клеймят операционным клеймом рабочего. Обязательность клеймения указывают в соответствующем технологическом документе.

7 Анализ действующих типовых процессов контроля

Типовой технологический процесс - технологический процесс изготовления группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками.

Типовым процессом технологического контроля в механообрабатывающем цехе является процесс, приведенный в таблице 4.

Таблица 4 - Типовые методы и средства контроля основных контролируемых параметров вала-шестерни

№ операции	Содержание операции	Средства контроля
000К	Контролировать шероховатость поверхности вала	1.Визуальный осмотр
005К	Контролировать радиально биение поверхности вала под подшипники	1. Плита поверочная 2. Призма 1-2-3 Индикатор 1. Штатив
010К	Контролировать отклонение от цилиндричности посадочных поверхностей для подшипников	1. Визуальный осмотр 2.Скоба по ТУ 2-034-227-87
025К	Контролировать соосность поверхности	1. Измерительная головка 2. Поверочная плита 3. Оправка
020К	Контролировать круглость поверхности	Патрон с прецизионным вращением
030К	Контролировать направление и параллельность шпоночного паза	Калибр для расположения параллельности и симметричности шпоночного паза по ГОСТ 24109-80
035К	Контролировать биение зубчатого венца	Биениемер Б-10М по ГОСТ 5368-81
040К	Контролировать диаметральный размер поверхности	Скоба по ТУ 2-034-227-87

Типовой процесс контроля позволяет проконтролировать основные параметры вала-шестерни. При этом, его необходимо улучшить. Например, используя более современное автоматизированное оборудование, можно ускорить процесс контроля, сделать контроль более точным и безошибочным. Поэтому в курсовом проекте будет предложен свой процесс контроля, который должен помочь значительно увеличить производительность контроля.

8 Определение объёмов и планов контроля

Определение плана контроля

От вида выборочного контроля существенно зависят трудоёмкость и объём контроля, а также и план контроля.

Для выбора плана при статистическом приёмочном контроле можно воспользоваться классификацией видов статистического приёмочного контроля, приведенной в таблице 9.

Таблица 9 - Классификация видов статистического приемочного контроля

Классификационный признак	Контроль	ГОСТ, СТ СЭВ
Способ поступления продукции на контроль	Приемочный партиями Непрерывный приемочный	50779-95 20736-75; 24660 - 81
Число ступеней контроля	Одноступенчатый Двухступенчатый Последовательный	50779-95 20736-75; 24660-81
Характер регистрируемой информации	По альтернативному признаку По количественному признаку при дисперсии: известной неизвестной	50779-95; 24660 - 81 20736-75; 22013-76
Вид тестовой статистики	По числу дефектов или дефектных единиц продукции По среднему арифметическому значению По стьюдентовым статистикам По оценкам входного уровня дефектности	50779-95; 24660-81 20736-75
Корректируемость процедуры контроля	Корректируемый Некорректируемый	50779-95; 20736-75; 24660-81

Для определения объема и плана контроля воспользуемся ГОСТ 50779.73-95 «Качество продукции. Статистический приемочный контроль по альтернативному признаку. Одноступенчатые и двухступенчатые планы контролей».

Выбирая план контроля с применением стандартизованных методов необходимо задать:

- риск потребителя в₀;

- браковочный уровень дефектности q;

- приёмочный уровень дефектности;

- вид контроля (нормальный, усиленный, ослабленный).

Вариант браковки следует выбирать по правилу: --если сплошной контроль изделий в партии невозможен, то следует применять вариант браковки В.

Устанавливаем вариант контроля А. По таблице 1 ГОСТ 16493 определяем браковочный уровень качества q =1,25 и объём выборки n=200. Таким образом кодовое значение плана контроля А1,25ВГОСТ 16493-70. После выборки плана контроля рекомендуется построить его оперативные характеристики. Оперативная характеристика позволяет оценить вероятность приемки партии при любой доле дефектных изделий в партии. Оперативную характеристику плана контроля следует строить исходя из кодового обозначения плана контроля и объема контролируемой партии.

Оперативная характеристика плана контроля не зависит от варианта браковки и определяется двумя первыми позициями кодового обозначения.

Построение оперативной характеристики должно проводиться в следующем порядке:

а) по кодовому обозначению плана контроля и значению объема партии отыскивается значение объема выборки;

б) вычисляется значение относительного объема выборки по формуле л=n/N--вычисление проводится с точностью до трех цифр после запятой:

л=200/5000=0,04

в) из табл. 2 -- 20 выбирается таблица, соответствующая за-
данному значению объема выборки;

г) по вычисленному значению относительного объема выборки в выбранной таблице отыскивается графа, содержащая точки оперативной характеристики, и составляется таблица для построения оперативной характеристики по форме I; точки с номерами 1 и 9 одинаковы для любой оперативной характеристики;

д) точки с координатами, записанными в таблице для построения оперативной характеристики, наносятся на график и соединяются плавной линией.

Для приёмочного контроля выбираем одноступенчатый план контроля и нормальный вид контроля, так как производство будем считать устоявшимся. Из партии изделий берётся выборка n, если в выборке не обнаружено ни одного дефектного изделия - партия принимается, если обнаружен хотя бы один дефект, партия бракуется в соответствии с вариантом браковки, указанном в кодовом значении плана. Так как выбран вариант браковки В, то в случае выявления бракованных изделий партия возвращается поставщику.

Объем партии валов равен 5000 шт, исходя из этого по ГОСТ 50779.72-99 определяем объем контролируемой выборки n, приемочное число Ас, браковочное число Rе и приемочный уровень дефектности AQL. Партией считают детали одного типа, изготовленные в одних и тех же технологических условиях за период не более 30 суток.

n = 200 изделий;

AQL = 0,065 %

Rе =1;

Ас =0;

Вычислим предел среднего уровня выходного качества по формуле:

Q=K*(1-) , (1)

Где n - объем выборки;

N - объем партии.

Q=0,46*(1-) =0,44 (2)

Отбор единиц продукции в выборку следует осуществлять случайным образом. Партия продукции принимается, если количество дефектных единиц продукции в выборке меньше или равно приемочному числу, и бракуется, если количество дефектных единиц продукции в выборке больше или равно браковочному числу. Контроль партии продукции с показателем качества, равным установленному значению приемочного уровня качества, не гарантирует поставщику постоянного применения нормального контроля, вследствие чего рекомендуется для уменьшения риска поставщика поставлять на контроль партии продукции с лучшими показателями качества, чем заданный приемочный уровень.

Переход от нормального контроля к усиленному следует осуществлять в том случае, если при нормальном контроле две из пяти последовательных партий были забракованы при первом предъявлении.

Переход от нормального контроля к облегченному следует осуществлять в следующих случаях, если не менее 10 последовательных партий были приняты с первого предъявления при нормальном контроле и суммарное количество обнаруженных дефектных изделий в выборках этих 10 партий. Но согласно ГОСТ 50779.72-99, переход от нормального контроля к облегченному невозможен, так как в 10 выборках будет проконтролировано 500 изделий. Такое количество изделий недостаточно для перехода к облегченному контролю при приемочном уровне качества 0,065 %.

9 Разработка технологического маршрута контроля вала-шестерни

Технологический маршрут ТК в производстве разрабатывается с учетом маршрута обработки изделия. Технологический маршрут процесса ТК зубчатого колеса при приемке представлен в таблице 7.

Таблица 1 - Маршрут технологического контроля вала-шестерни

№ операции	Содержание операции	Средства контроля
000К	Контролировать шероховатость поверхности вала	1.Визуальный осмотр 1. FARO Laser ScanArm
005К	Контролировать радиальное биение поверхности вала под подшипники	2. Плита поверочная по ГОСТ 10905-86 3. Призма 1-2-3 по ГОСТ 5641-82 4. Индикатор ИЧ02 по ГОСТ 577-68 5. Штатив Ш-ПН по ГОСТ 10197-70
010К	Контролировать отклонение от цилиндричности посадочных поверхностей для подшипников	2. Визуальный осмотр 2.Скоба по ТУ 2-034-227-87 1. КИМ FARO Laser ScanArm
015К	Контролировать отклонение от перпендикулярности посадочных поверхностей под подшипники	КИМ FARO Laser ScanArm
025К	Контролировать соосность поверхности	КИМ FARO Laser ScanArm
020К	Контролировать круглость поверхности	КИМ FARO Laser ScanArm
030К	Контролировать направление и параллельность шпоночного паза	Калибр для расположения параллельности и симметричности шпоночного паза по ГОСТ 24109-80
035К	Контролировать биение зубчатого венца	Биениемер Б-10М по ГОСТ 5368-81
040К	Контролировать диаметральный размер поверхности	Скоба по ТУ 2-034-227-87
045К	Контролировать диаметральный размер поверхности	Калибр-пробка гладкий проходной с насадками по ГОСТ 14815-69

10 Разработка технологических операций контроля

10.1 Выбор схем контроля

Контроль отклонения от цилиндричности проводится на координатно-измерительном приборе

10.2 Выбор средств контроля (СК)

При выборе СК во внимание принимаются такие показатели, как точность измерения, достоверность, трудоемкость и стоимость контроля. Кроме этих показателей, выбранные СК должны обеспечивать:

- оптимальное применение прогрессивных и автоматизированных, универсальных и стандартизованных СК для данных условий;

- систематическое повышение производительности труда и снижение трудоёмкости контроля;

- безопасность и безвредные условия;

- требуемую точность и экономичность производства, когда предпочтение отдается наиболее простым и дешёвым СК, не требующих высокой квалификации персонала и особых условий эксплуатации;

- возможность переналадки и многократного использования;

- выдачу информации в форме, удобной для оперативного использования.

Для контроля параметров детали вал-шестерня выбрана мобильная координатно-измерительная машина FARO Laser ScanArm.

Компания FARO Technologies Inc. (США) представляет мобильную координатно-измерительную машину FARO Laser ScanArm, сочетающую в себе возможности контактного и бесконтактного метода сканирования и измерения изделий. Она открывает большие возможности для инспекции сложных криволинейных поверхностей путем сравнения полученного облака точек и CAD-модели, сканирования и 3D-моделирования. Это стало возможным благодаря интеграции мобильных координатно-измерительных машин с семью степенями свободы (FARO Arm 7 осей) и нового лазерного сканера FARO Laser Line Probe.

В отличие от других сканеров, в FARO Laser ScanArm контактный щуп и сканирующая головка могут работать поочередно, без необходимости проведения перемонтажа компонентов системы. Пользователь может измерять простые объекты и после этого инспектировать сложную поверхность в одной программе одной и той же координатно-измерительной машиной.

Высокая скорость оцифровки (более 19000 точек в секунду), автоматическая подстройка сканера под отражательную способность материала с помощью функции “Auto Material”, полная совместимость всех компонентов системы делает FARO Laser ScanArm оптимальным решением для современного производства.

Основные отличия новой версии KИМ FARO Laser ScanArm V3

точность увеличена на 30%

сканирование темных и отражающих поверхностей возможно без нанесения специальных покрытий

вес уменьшен на 30%

полная совместимость с 7-осевыми КИМ FARO

беспроводное сканирование благодаря Bluetooth-интерфейсу

эргономичная съемная рукоятка обеспечивает удобство использования

за счет более быстрого прогрева время до начала сканирования уменьшено в 2 раза.

Основные технические характеристики KИМ FARO Laser Line Probe V3

Точность FARO Laser ScanArm (сканирование)

Модель	рабочая зона 1,2 м	рабочая зона 1,8 м	рабочая зона 2,4 м	рабочая зона 3,0 м	рабочая зона 3,7 м
Quantum		± 0,054 мм	± 0,056 мм	± 0,074 мм	± 0,086 мм
Platinum	± 0,053 мм	± 0,061 мм	± 0,065 мм	± 0,87 мм	± 0,108 мм
Fusion		± 0,081 мм	± 0,086 мм	± 0,124 мм	± 0,159 мм

Точность: 0,035 мм (без учета точности КИМ FARO Arm)

Эффективная ширина сканирования: от 34 до 60 мм

Скорость сбора данных: 30 кадров в секунду, 640 точек в кадре, до 19200 точек в секунду

Дистанция сканирования: от 95 до 180 мм

Вес сканирующей головки: 370 грамм

Компенсация перепадов температуры, стабильность оптических параметров

полная совместимость с любой 7-и осевой FARO Arm

Рабочий диапазон температур: от +10 до +40 °С

Температурный цикл: 3 °С/ 5 мин

Влажность: 95% без конденсата

Калибровка: постоянная

Защита: соответствует стандарту IP 64

Максимальная вибрация: от 55 до 2000 Гц (IEC 68-2-27)

Удар и сотрясение: 6 ms (IEC 68-2-27)

Электропотребление: 85-245 В, 50/60 Гц

В стандартный комплект поставки входит:

КИМ FARO Arm (7 осей)

Транспортировочный кейс

Установочная плита

Два шариковых щупа диаметром 6мм

Шариковый щуп диаметром 3мм

Лазерный сканер FARO Laser Line Probe

калибровочная плитка

кейс для транспортировки FARO Laser Line Probe

Сфера для калибровки

Конус для калибровки

USB кабель (для соединения КИМ FARO c компьютером)

Источник питания (110-230В)

Перезаряжаемая батарея для автономной работы КИМ FARO

Гарантия 1 год

Инструкция по эксплуатации

Сертификация: соответствует CE

EN50081-1: 1991 Класс В (радиоактивность и проводимость)

EN50082-1: 1991 (ESD, RI, EFT)

IEC 801-2 (1991), 8 kV AC

IEC 801-3 (1984), 3 V/m

IEC 801-4 (1988), 0.5 kV Сигнальные линии

1 kV AC силовая линия

Для контроля биения зубчатого венца применим биениемер для цилиндрических и конических зубчатых колес модели Б-10М.

Биениемер предназначен для измерений радиального биения зубчатого венца колес

Краткая техническая характеристика:

Макс. масса измеряемых колес до 30 кг.

Модуль от 1 до10мм,

Макс. расстояние между центрами 380 мм,

высота центров 230 мм.

10.3 Определение трудоёмкости операций контроля и численности контрольного персонала

Определению трудоёмкости операций ТПТК должно предшествовать определение разрядов работ и профессий исполнителей контроля - штатных контролёров.

Численность работников службы технического контроля определяют. Используя известные методы расчё1та численности вспомогательных рабочих.

Определим численность по трудоемкости работ, нормам выработки, нормативам численности и рабочим местам. Число контролеров для среднесерийного, мелкосерийного и единичного производства на основе норм обслуживания определяют по формулам:

При наличии самоконтроля	(4)
При отсутствии самоконтроля	(5)

где	Н чр - численность основных производственных рабочих для каждой смены в отдельности; Н чс - численность основных производственных рабочих для каждой смены в отдельности, но осуществляющих самоконтроль; Нок - норма обслуживания, скорректированная в соответствии с фактическими производственными условиями : Нок = Но * Кт * Ксл * Кк (6); где Но - число основных рабочих, обслуживаемых одним контролером Кт , Ксл , Кк - коэффициенты учитывающие точность, сложность объектов контроля и вид контроля соответственно.

Н_ок = 24*1*0,9*1= 21,6%

где Фд.о - годовой фонд времени работы=4080часов, n_раб - общая численность рабочих.

, где n_сам - численность рабочих, осуществляющих самоконтроль

Число контролеров для данного производства составляет 28 человек.

11 Оценка уровня технического контроля

Основной целью оценки уровня ТК является обеспечение применения высокоэффективных (прогрессивных) для данных производственных условий процессов контроля, обеспечивающих сокращение: затрат труда на проведение технического контроля, потерь от забракованной годной продукции, расхода топлива и энергии, затрат на средства контроля и технологическое проектирование. В соответствии с этим оценка уровня ТК может быть использована при выборе вариантов процесса контроля при технологическом проектировании, аттестации ТК, его стандартизации, планировании и прогнозировании уровня, анализе динамики, а также отчетности и информации о ТК.

Выбор вариантов процессов контроля - система оценки уровня процессов контроля, при которой определяются значения проектных П^п_тк, характеризующих технико-экономическую эффективность и другие свойства ТК и устанавливают их соответствие базовым П^б_тк.

Процессы контроля подразделяют на три категории.

Высшую категорию ТК присваивают процессу, все показатели которого превышают базовые; первую категорию - процессу, основные показатели которого превышают базовые; вторую категорию - процессу, не все основные показатели которого превышают базовые.

Аттестацию технического контроля осуществляют при функционировании ТК. Для этого определяют фактические П^ф_тк, с учетом воздействия на процесс контроля различных внешних и внутренних факторов, могущих регулировать или нарушить «нормальное» функционирование ТК. Процесс, при котором осуществляется специальное воздействие на ТК различных факторов, имитирующих возможность нарушить протекание ТК, называют испытанием ТК. Результаты испытаний ТК фиксируют в паспорте или карте уровня ТК и используют при аттестации. Аттестация ТК может осуществляться на уровне предприятия, отрасли.

12 Разработка параметров контроля зубчатого венца

Технические характеристики зубчатого колеса:

1 Модуль m = 5;

2 Число зубьев z = 59;

3 Угол наклона в = 8⁰6^/34^//;

4 Направление линии зуба правое;

5 Допуск на радиальное биение зубчатого венца F_pr = 0,052;

6 Предельное отклонение шага зацепления f_pb = ±0,016;

7 Допуск на погрешность профиля зуба f_f = 0,020;

8 Делительный диаметр d = 136,50;

9 Допуск на направление зуба F_в = 0,016.

10 Степень точности 7

Таблица - Степень точности передач

Для цилиндрической передачи по таблице выбираем степень точности 8-7-7-Ва по ГОСТ 1643, где обозначена точность цилиндрической передачи со степенью кинематической точности 8, степенью точности по нормам плавности работы 7, степенью точности по нормам контакта зубьев 7, с видом сопряжения В, видом допуска на боковой зазор а и соответствием между видом сопряжения и классом отклонений межосевого расстояния.

Заключение

Проектирование контрольно-испытательных технологий имеет большое значение для повышения качества продукции.

В настоящее время операции и процессы технического контроля рассматриваются как неотъемлемая часть технологии и поэтому при системном проектировании технического контроля используются достижения в области типизации процессов, повышения точности, производительности и надежности технологических систем, организации системного проектирования технологических процессов. К его преимуществам относятся одновременная и взаимосвязанная деятельность всех служб подготовки производства изделий, сокращение сроков и затрат на проектирование, обеспечение роста производительности труда и специализации проектных работ, повышение их качества.

В данной курсовой работе на тему «Технологический процесс приемочного контроля детали «вал-шестерня» описан объект контроля и его служебное назначение; описана работа вала-шестерни в редукторе; определены технические требования к детали; описаны цель, задачи и статус процесса контроля; изложены исходные данные для разработки технологического процесса контроля; приведено группирование элементов объектов контроля по контролируемым признакам и метрологическим признакам; произведен выбор типового процесса ТК; разработан технологический маршрут процесса ТК; определен объем контроля и выбран план контроля; выбрано средство контроля.

Список использованных источников

1. Кутай, А.К, Сорочкин, Б.М. Точность и производственный контроль в машиностроении [Текст]: Справочник/Под общ. ред. А.К, Кутая, Б.М. Сорочкина. М.: Машиностроение, 1983. 387 с.

2. Маталин, А.А. Технология машиностроения [Текст]: Учебник для машиностроительных вузов. Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1985. 496 с.

3. Орлов, П.И. Основы конструирования [Текст]: Справочно-методическое пособие/Под ред. П.И. Орлова. М.: Машиностроение, 1987. 633 с.

4. Чупырин, В.Н. Технология технического контроля в машиностроении [Текст]: Справочное пособие/Под общ. ред. В.Н.Чупырина. М.: Издательство стандартов, 1990. 340 с.

5. Чупырин, В.Н., Никифоров, А.Д. Технологический контроль в машиностроении [Текст]: Справочник проектировщика/Под общ. ред. В.Н. Чупырина, А.Д. Никифорова. М.: Машиностроение, 1987. 415 с.

6. Якушев, А.И. Справочник контролера машиностроительного завода. Допуски, посадки, линейные измерения/Под ред. А.И.Якушева. 3-е издание. М.: Машиностроение, 1980. 395 с.

7. ГОСТ 50779-73 «Статистический приемочный контроль по альтернативному признаку. Планы контроля»

8. Методические указания по оформлению пояснительной записки к курсовым и дипломным работам (проектам) Курск. гос. техн. ун-т; сост.: Л.А. Суворова, А.Е. Паточкин. Курск, 2003. 28 с.

9. Справочник контролера машиностроительного завода. Допуски, посадки, линейные измерения / А.Н. Виноградов, Ю.А. Воробьев, Л.Н. Воронцов и др. / Под ред. А.И. Якушева. 3-е изд. М.: Машиностроение, 1980.