Технологический процесс изготовления мультипликатора конического высокого качества

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Жизнь современного человека немыслима без машин, оказывающих ему помощь в труде, в перемещении на дальние и близкие расстояния, способствующих удовлетворению его материальных и духовных запросов. В жизни человека машина служит средством, с помощью которого выполняется тот или иной технологический процесс, дающий ему необходимые материальные или культурные блага. Таким образом, любая машина создаётся для осуществления определённого технологического процесса, в результате выполнения которого получается полезная для человека продукция.

Человеческое общество постоянно испытывает потребности в новых видах продукции, либо в сокращении затрат труда при производстве освоенной продукции. В обоих случаях эти потребности могут быть удовлетворены только с помощью новых технологических процессов и новых машин, необходимых для их выполнения. Следовательно, стимулом к созданию новой машины всегда является новый технологический процесс, возможность осуществления которого, однако, зависит от уровня научного и технического развития человеческого общества.

Машина может быть полезна, если она обладает надлежащим качеством. Совокупность свойств продукции, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением, называют качеством. Некачественные машины не могут принести пользы. Наоборот, они наносят ущерб, так как труд, вложенный в их создание, частично или даже полностью оказывается затраченным напрасно.

Опыт показывает, что достигнуть высокого уровня качества можно лишь при условии проведения системы научных, технических и организационных мероприятий по управлению качеством продукции на всех стадиях жизненного цикла. Но для того, чтобы управлять качеством, прежде всего, необходимо уметь это качество оценить.

Контроль и испытания являются составными частями системы управления, только они могут быть источниками обратной информации, которая необходима для стабилизации процесса. Поэтому в системах управления качеством продукции и управления технологическим процессом, рациональная организация и квалифицированное осуществление контроля и испытаний на производстве является задачей первостепенной важности.

Целью курсового проекта является спроектировать технологический процесс изготовления мультипликатора конического высокого качества, а также разработать качественный и экономически выгодный процесс изготовления стакана под подшипники.

В связи с поставленной целью обозначим задачи:

- выявление служебное назначение и описание работы мультипликатора конического;

- анализ показателей качества изделия;

- выявление размерных связей и связей свойств материалов, обеспечивающих заданные показатели качества изделия;

- выбор и обоснование метода достижения точности и свойств материалов изделий;

- проектирование технологического процесса сборки;

- выбор вида и формы организации процесса сборки;

-проектирование процесса изготовления стакана под подшипники.

мультипликатор проектирование технологический подшипник

1. Характеристика и описание объекта

Устройство, приводящее в движение машину или механизм, называют приводом. Обычно привод включает в себя источник механической энергии (двигатель), передаточный механизм, аппаратуру управления. В качестве передаточного механизма используется редуктор, если необходимо повысить вращающий момент и уменьшить угловую скорость, или мультипликатор, если необходимо повысить угловую скорость и соответственно уменьшить вращающий момент. Причем редуктор может работать и в режиме мультипликатора, за исключением некоторых червячных редукторов.

Мультипликатор -- механическое устройство, преобразующее и передающее крутящий момент, в отличие от редуктора повышающее угловую скорость выходного вала, понижая при этом его вращающий момент. Применяется, например, для подключения электрогенераторов к низкооборотистым двигателям.

Краткие технические характеристики редукторов-мультипликаторов разного типа приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Краткие технические характеристики редукторов-мультипликаторов

Тип	Макс. мощность на входном валу, кВт	макс. крутящий момент на входном валу, Нм	Макс. скорость на входном валу, об/мин	Передаточное отношение
RM 20 D	15	75 - 50	3 500	1,00 - 2,71
RM 20 S	12	75 - 50	2 700 - 3 500	0,57 - 2,47
RM 45 D	30	165 - 70	2 800 - 3 500	0,67 - 5,00
RM 45 S	24	160 - 70	2 700 - 3 500	0,57 - 4,09
RM 70 D	48	290 - 155	2 500 - 3 200	0,58 - 3,75
RM 70 S	38	280 - 120	2 400 - 3 200	0,50 - 3,25
RM 100 D	75	400 - 230	2 400 - 3 000	0,60 - 5,00
RM 100 S	60	400 - 230	2 000 - 3 000	0,51 - 4,21
RM 120 D	85	1 000 - 450	2 000 - 2 500	0,50 - 3,55
RM 120 S	68	830 - 480	2 000 - 2 500	0,67 - 3,00
RM 150 D	100	1 500 - 850	2 000 - 2 500	0,66 - 3,04
RM 150 S	80	950 - 640	2 500	1,51 - 2,70

2. Описание работы и служебное назначение объекта

Мультипликатор служит для уменьшения вращающего момента двигателя или увеличения угловой скорости выходных валов при работе какой-либо машины или станка. Чаще всего его используют, когда необходимо получить максимальную скорость.

В данном мультипликаторе ведущим валом является вал тихоходный, а два вала шестерня - ведомыми. На ведущий вал подается крутящий момент от двигателя. В ходе движения вала тихоходного с помощью конической передачи движение передается на валы шестерню, которые вращаются в различных направлениях. И ввиду того, что данный редуктор - мультипликатор, то на выходе получаем меньший вращающий момент, чем на входе.

Конструкция мультипликатора -- одноступенчатая, переборного типа с горизонтальным расположением осей валов передачи. Корпус мультипликатора представляет собой жесткую литую конструкцию из чугуна и служит для монтажа всех основных узлов и деталей.

Коническая передача состоит из конического колеса и вала, на который оно посажано, изготовленных, как правило, из цельнокованых поковок легированной стали с азотацией зубьев и рабочих шеек валов. Азотация зубьев увеличивает их контактную и изгибную прочность, азотация рабочих шеек валов препятствует износу при длительной эксплуатации мультипликатора.

Масляная система мультипликатора служит для подвода масла ко всем трущимся деталям: конической передаче, подшипникам, муфтовым соединениям. Смазка осуществляется принудительно из общей масляной системы. Обильное смазывание способствует малому износу и повышает КПД редукторной передачи.

Мультипликатор собирается из нескольких узлов, таких как, тихоходный и быстроходный валы в сборе, которые вставляются в корпус, и различного рода крышек. Ведущий вал, то есть вал тихоходный, вращается на двух роликовых радиально-упорных подшипниках, а ведомые валы - на шариковых и роликовых упорных. Для удобства регулирования зацепления подшипники вала-шестерни устанавливают в стакан, который может перемещаться в осевом направлении в посадочном месте корпуса. [Анфимов (в эл. виде в «документах») ст 53] Стаканы изготавливают литыми из чугуна марки СЧ15.[дунаев, леликов ст 126] Для уплотнения по всему периметру мультипликатора предусмотрены резиновые кольца. Так же следует сказать, что все внутренние детали герметично закрыты - крышки с манжетами - так как мультипликатор может работать в условиях сильной запыленности.

Основные параметры редуктора-мультипликатора приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Основные параметры редуктора-мультипликатора

Наименование параметра	Значение параметра
КПД	0,98
Передаточное отношение	3,2
Угол наклона линий зуба зубчатой передачи	25?
Модуль зубчатой передачи	10

3. Выбор и анализ НТД по качеству объекта

Для создания высокого качества объекта исследования данной курсовой работы могут быть применены следующие стандарты: ГОСТ 27142 «Редукторы конические и коническо-цилиндрические. Параметры», ГОСТ 29067 «Редукторы и мотор-редукторы. Классификация», ГОСТ 29285 «Редукторы и мотор-редукторы. Общие требования к методам испытаний», ГОСТ Р 50891 «Редукторы общемашиностроительного применения. Общие технические условия.

В ГОСТ 27142 «Редукторы конические и коническо-цилиндрические. Параметры» установлены номинальные значения основных геометрических параметров зубчатых передач, передаточных чисел редуктора, номинальных крутящих моментов, допускаемых радиальных консольных нагрузок на выходных концах валов, размеров выходных концов валов, высот осей. [из этого госта].Классификация всех редукторов приведена в ГОСТ 29067 «Редукторы и мотор-редукторы. Классификация».

ГОСТ 29285 «Редукторы и мотор-редукторы. Общие требования к методам испытаний» соответственно приведены методы испытаний редукторов по различным параметрам, обработка результатов и др.

В ГОСТ Р 50891 «Редукторы общемашиностроительного применения. Общие технические условия» соответственно приведены технические условия для редукторов общемашиностроительного применения. Причем данный документ может применяться для различных целей сертификации.

4. Расчет показателей качества объекта (изделия)

В качестве одного из НТД по качеству объекта исследования можно взять ГОСТ 4.124-84 «Система показателей качества продукции. Редукторы, мотор-редукторы, вариаторы. Номенклатура показателей». Наиболее весомые показатели качества приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Некоторые показатели качества редукторов

Группа показателей	Наименование показателя	Обозначение показателя	Единицы измерения
Показатели назначения	Номинальная мощность на входном валу		кВт
	Номинальная мощность на выходном валу		кВт
	Номинальная частота вращения входного вала		с-1
	Номинальная частота вращения выходного вала		с-1
	Передаточное число
	Передаточное отношение
	Номинальный крутящий момент на выходном валу		Н·м
Показатели надежности	Установленная безотказная наработка		ч
	Полный средний срок службы		год
	Полный установленный срок службы		год
Показатели унификации	Коэффициент применяемости		%
	Коэффициент повторяемости		%
Показатели экономического использования энергии	Коэффициент полезного действия		%

5. Обеспечение качества изделия при сборке

5.1 Выбор метода достижения качества (точности)

Выбору методов достижения требуемой точности машины обычно предшествует изучение рабочих чертежей. В результате изучения чертежей выявляются состав, связь и взаимодействие всех сборочных единиц и деталей, составляющих машину. Приступая к выбору методов достижения требуемой точности машины, прежде всего, необходимо сформулировать задачи, которые требуется решить в процессе достижения ее точности. Эти задачи вытекают из требований к точности машины, и каждая из них касается обеспечения точности одного из параметров размерной связи. При проведении конструктором точностных расчетов уже были избраны методы достижения требуемой точности каждого параметра. Технологу необходимо вскрыть заложенные в конструкцию машины методы достижения ее точности, оценить, удачен ли их выбор при заданном масштабе выпуска, проверить правильность простановки размеров и допусков на чертежах машины и наличие компенсаторов, если достижение требуемой точности каких-то параметров предполагается вести методом регулирования или пригонки.

Для успешного выполнения этой работы необходимо изучить конструкторские размерные цепи или выявить их, если схемы размерных цепей машины не приложены к чертежам. При выявлении размерных цепей необходимо иметь в виду, что от четкости формулировки задачи во многом будет зависеть правильность выявленной размерной цепи и ее соответствие поставленной задаче, что поставленную задачу можно решить только единственной правильно построенной размерной цепью, так как размерные связи между деталями и узлами объективны, и что каждая размерная цепь дает решение только одной задачи.

Требуемая точность машины в процессе ее сборки достигается через технологические размерные цепи. Совпадение технологической размерной цепи с конструкторской возможно лишь при достижении точности ее замыкающего звена одним из методов взаимозаменяемости. Применение других методов, использование в процессе сборки различных приспособлений и контрольных устройств, точность которых сказывается на результатах сборки, приводят в возникновению в процессе сборки размерных связей, отличающихся от тех, что действуют в работающей машине. Технолог, разрабатывающий технологический процесс сборки машины, должен не только отчетливо представлять размерные связи, возникающие при избранном им построении технологического процесса, но и сознательно направлять размерные связи, добиваться большой точности и экономичности процесса сборки.[гусев ст 14, 15, 16]

При конструировании механизмов, машин, приборов и других изделий, проектировании технологических процессов, выборе средств и методов измерений возникает необходимость в проведении размерного анализа. [мягков, т 2, ст 550]

Качество машин обеспечивается точностью расположения деталей, узлов и механизмов, образующих конечные изделия. При этом число операций, связанных с подгонкой деталей и регулирования их положений в процессе сборки должно сводиться к минимуму. Зазоры, предельные размеры и другие параметры, определяющие взаимное положение собираемых объектов, зависят от режимов работы конструктивных, технологических и эксплуатационных особенностей деталей, узлов и конечных изделий, поэтому часто взаимосвязь между параллельными размерами и допусками собираемых деталей и узлов устанавливают с помощью расчетов, основанных на теории размерных цепей.

Размерная цепь - совокупность размеров, образующих замкнутый контур и непосредственно участвующих в решении поставленной задачи. Расчет размерных цепей позволяет обоснованно назначать допуски на взаимосвязанные размеры деталей и сборочных единиц.

Для редуктора-мультипликатора я выявила следующие размерные цепи:

1.

Рис.

В? - зазор между подшипником и крышкой;

В1 - подшипник роликовый упорный;

В2 - размер ступеней вала;

В3 - подшипник роликовый радиально-упорный;

В4 - кольцо резиновое;

В5 - уступ крышки;

В6 - прокладка;

В7 - толщина корпуса;

В8 - прокладка;

В9 - уступ крышки;

В10 - кольцо резиновое.

2.

Рис

А? - зазор между подшипником и крышкой;

А1 - прокладка;

А2 - размер стакана;

А3 - размер внутреннего уступа стакана;

А4 - уступ крышки;

В - подшипник шариковый.

А1=3 мм;

А2=248 мм;

А3=161 мм;

А4=40 мм;

В=50-120 мм.

В данной размерной цепи звенья А1 и А2 являются увеличивающими, а А3, А4 и В - уменьшающими.

Номинальное значение замыкающего звена:

Назначим экономически целесообразный допуск: .

Для расчета размерных цепей применяют три методами: полной взаимозаменяемости, вероятностным и регулирования.

Метод полной взаимозаменяемости:

Данный метод учитывает только предельные отклонения звеньев размерной цепи и самые неблагоприятные их сочетания. Сборка машин при использовании метода полной взаимозаменяемости позволяет обеспечить требуемую точность замыкающих звеньев размерных цепей у 100 % собираемых изделий.

Сборка сводится к простому соединению без подбора взаимозаменяемых деталей и в каждом случае допуск замыкающего звена обеспечивается без каких-либо пригоночных работ.

Среднее число единиц допуска составляющих звеньев (1):

(1)

В результате расчета значение aср<0, следовательно, можно сделать вывод о том, что поставленную задачу методом полной взаимозаменяемости решить невозможно.

Вероятностный метод:

В данном методе требуемая точность замыкающего звена размерной цепи достигается с некоторым, заранее обусловленным риском путем включения в нее составляющих звеньев без выбора или изменения их значений.

Риск выхода значений замыкающего звена за пределы требуемого допуска обычно незначителен, но он позволяет расширить допуски составляющих звеньев в сравнении с их значениями, установленными при достижении точности замыкающего звена методом полной взаимозаменяемости.

Принимаем процент риск Р = 0,27%, t = 3, ? = 1/3 (для нормального закона распределения).

Среднее число единиц допуска (2):

(2)

Так как aср<0, то, как и в предыдущем случае, можно сделать вывод о том, что поставленную задачу данным методом решить невозможно.

Метод регулирования:

При данном методе требуемая точность исходного звена при сборке достигается за счет изменения размера компенсирующего звена без снятия стружки. Изменение размера при сборке обеспечивается или специальными конструкциями с помощью непрерывных или периодических перемещений деталей, или подбором сменных деталей типа прокладок, втулок, закладных крышек и др. Звено А1 - прокладка, если регулировать данное звено, изменяя количество прокладок, можно достигнуть необходимой точности.

Допуски на составляющие звенья устанавливаем по 12-му квалитету точности: А2=248±0,23 мм, А3=161±0,2 мм, А4=40±0,125 мм, В=50-120 мм.

Средние отклонения полей допусков: ЕсА2=0, ЕсА3=0, ЕсА4=0, ЕсВ=-0,06 мм.

Производственный допуск замыкающего звена (3):

(3)

 мм

Величина компенсации с учетом, что допуск на изготовление компенсатора Тмк=0,04 мм по 10 квалитету точности, (4):

(4)

мм

Координата середины производственного допуска замыкающего звена (5):

(5)

мм

Величина компенсации координаты середины поля производственного допуска замыкающего звена (6):

(6)

мм

Предельные значения величины необходимой компенсации (7), (8):

(7)

(8)

мм

мм

Поскольку <0, что не имеет физического смысла, необходимо изменить координату середины поля допуска одного из составляющих звеньев (например, звена А4) (9):

(9)

мм

Для звена А4 определяем новые предельные отклонения (10), (11):

(10)

(11)

мм

мм

5.2 Выбор вида и формы организации процесса сборки

Организационные виды и формы производственного процесса сборки можно представить в виде схемы, изображенной на рисунке 1.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1 - Организационные виды и формы производственного процесса сборки

Непоточная стационарная сборка характеризуется тем, что собираемый объект от начала и до конца сборки остается на одном рабочем месте. Сборку ведут рабочий или бригада рабочих. Все необходимые детали и сборочные единицы доставляются на рабочее место. Выполнение сборочных работ распределяется между рабочими и бригадами бригадиром и мастером участка. Неодинаковая трудоемкость изделий, различия в уровне квалификации и интенсивности труда рабочих создают трудности в организации ритмичной работы рабочих и бригад, приводят к удлинению цикла сборки и неравномерному выпуску собираемых объектов в единицу времени. Технико-экономические показатели такой формы организации производственного процесса сборки изделий сравнительно невысоки. Областью экономичного использования непоточной стационарной сборки является единичное и мелкосерийное производство.

При увеличении объема выпуска одинаковых изделий создается, возможность перехода к непоточной подвижной сборке. Ее особенностью является то, что в процессе сборки объект периодически перемещается от одного рабочего места на другое. Сборочные операции выполняют отдельные рабочие или бригады рабочих, специализирующиеся на определенных работах. В сравнении с непоточной стационарной сборкой данная форма организации производственного процесса обеспечивает более высокий уровень технико-экономических показателей. Непоточную стационарную сборку применяют в серийном производстве.

Одной из форм поточной сборки является стационарная сборка, при которой все собираемые объекты на протяжении всей сборки остаются на рабочих местах или стендах. Рабочие же или бригады по сигналу одновременно переходят от одних собираемых объектов к другим через промежутки времени, равные такту. Каждый рабочий (бригада) выполняет закрепленную за ним (нею) одну и ту же операцию на каждом из собираемых объектов. Узкая специализация рабочих способствует повышению качества и производительности труда. Основным преимуществом поточной стационарной сборки является работа с установленным тактом, результатом чего являются равномерный выпуск продукции и более короткий цикл сборки.

Использование поточной подвижной сборки с непрерывно или периодически перемещающимися собираемыми объектами становится экономичным при выпуске одинаковых изделий в значительных количествах. Для перемещения собираемых объектов используют различного рода конвейеры (ленточные, цепные, рамные и др.).

Основные преимущества поточного производства по сравнению с непоточным следующие: более высокая производительность производственного процесса; более короткий цикл изготовления изделий; более высокие технико-экономические показатели (выпуск продукции на единицу площади, на единицу оборудования, на одного работающего и т.п.); большее постоянство качества продукции; значительное упрощение планирования, управления и учета; значительное снижение себестоимости.

К недостаткам поточного производства относится, прежде всего, сложность перехода к изготовлению новых изделий. Такой переход требует больших затрат на проектирование и изготовление нового технологического оборудования, технологической оснастки, режущего инструмента, подъемно-транспортного оборудования и т.д. Все это снижает гибкость производства и вынуждает длительное время выпускать изделия по неизменяемым чертежам.[колесов, ст 419]

Для данного объекта сборки наиболее подходящей формой сборки является непоточная стационарная, так как вид производства таких мультипликаторов малосерийный, в связи с большими габаритными размерами и массой. Вся сборка производится на одном рабочем месте бригадой рабочих, детали для сборки доставляются на место с помощью электропогрузчиков и кран-балок.

Для облегчения труда рабочие места или стенды оснащаются универсальными приспособлениями и подъемно - транспортными средствами. Оборудование (станки, прессы) размещают так, чтобы оно было доступно для рабочих с разных мест. Различия в уровне интенсивности труда рабочих и их квалификации приводит к удлинению цикла сборки и неравномерному выпуску изделий за единицу времени. Технико-экономические показатели такой формы организации процесса сборки изделия невысоки. По видам сборочные работы не расчленяются и между сборщиками заранее не распределяются.

5.3 Разработка технологической схемы сборки

Последовательность сборки изделия удобно отображать графически в виде схемы сборки. Технологическая схема сборки - наглядное изображение порядка сборки машины и входящих в нее деталей сборочных единиц или комплектов.[желобов ст 74] Она, являясь первым этапом разработки технологического процесса, в наглядной форме отражает маршрут сборки изделия и его основных частей. Она является основой для последующего проектирования технологических процессов сборки.[косилова, ст 305]

Технологическая схема сборки мультипликатора конического представлена в графической части.

Сборка мультипликатора начинается с установки на корпус крышки глухой. Затем последовательно в корпус устанавливают вал тихоходный в сборе, сквозную крышку, вал-шестерню в сборе, их два, на них устанавливаются сквозные крышки, и в конце - крышка корпуса. Все крышки крепятся к корпусу при помощи шайб и винтов.

5.4 Разработка операционного технологического процесса сборки

Технологический процесс сборки представляет собой часть производственного процесса, непосредственно связанную с последовательным соединением, взаимной ориентацией и фиксацией деталей и узлов для получения готового изделия, удовлетворяющего установленным требованиям.

Технологическая операция сборки - законченная часть этого процесса, выполняемая непрерывно над одной сборочной операцией или над совокупностью одновременно собираемых единиц (узлов, деталей) одним или группой (бригадой) рабочих на одном рабочем месте. [жолобов ст 27]

В этом пункте я разобью весь процесс сборки на операции, что является заключительным этапом разработки технологического процесса сборки (таблица 4).

Таблица 4 - Технологический процесс сборки

№ операции	Операция	Оборудование и инструменты	Время, мин
1	Установка корпуса редуктора и глухой крышки на него	Кран-балка, шуруповерт	3
2	Сборка вала тихоходного	гидрораспор	4
3	Сборка крышки сквозной	-	2
4	Сборка вала шестерни	гидрораспор	6
5	Установка вала тихоходного в корпус	шуруповерт	3
6	Установка крышки сквозной	шуруповерт	1
7	Установка вала-шестерни в корпус	шуруповерт	3
8	Установка крышек подшипников и верхней крышки	шуруповерт	3

5.5 Циклограмма сборки. Планировка участка (линии). Роботизация сборки

Всякий процесс, в том числе и сборочный, протекает в пространстве и времени. Организация процесса в пространстве включает оптимальную организацию и расположение рабочих мест на участке, их технологическую оснащенность. Организация процесса во времени включает нормирование и определение начала и конца выполнения операций в текущем времени. Во времени сборочные процессы могут быть организованы последовательно, параллельно или параллельно-последовательно.

Четкую организацию сборочного процесса во времени позволяет осуществить циклограмма сборки.

Циклограмма - это графическое представление последовательности представления операций, переходов или приемов сборочного процесса и затрат времени на их выполнение.[желобов ст 78]

Циклограмма сборки мультипликатора конического представлена в графической части.

В ней представлено восемь операций по сборке и установке узлов мультипликатора. В среднем, все операции длятся 3-5 с, поэтому общий процесс сборки занимает 25 мин.

Под структурой участка (линии) понимаются состав входящих в нее рабочих мест, транспортных средств, управляющих и других систем и устройств и производственные взаимосвязи между ними.

На выбор структуры производства оказывают влияние конструкционно-технологические особенности изделий, уровень их технологичности, требования, предъявляемые к их качеству и предусмотренные ГОСТами, ОСТами, техническими условиями заказчика-потребителя. Выбор рациональной структуры и компоновка являются важной предпосылкой разработки оптимальной планировки поточных линий, в результате которой определяется ее внешний контур, способ расстановки оборудования, расположение транспортных средств, средств промежуточного и окончательного контроля, мест для заделов.

Планировка любого участка начинается с разработки схем рабочих мест по всем операциям и выбора рациональных транспортных средств. При этом должны обеспечиваться принцип прямоточности, удобство транспортировки деталей к рабочим местам, рациональное использование производственных площадей. Выбор транспортных средств осуществляется с учетом габаритов, массы, объема и постоянства выпуска изделий, особенностей выполнения операции и возможностей транспортных устройств.

При сборке данного мультипликатора конического участок сборки будет иметь площадь 20 м2,так как производство мультипликаторов мало серийное. На участке сборки оборудовано одно рабочее место, детали к которому доставляются при помощи кран-балки. Инструменты и крепежные детали находятся в стилажах недалеко от рабочего места.

Сборочное производство характеризуется сложностью и разнообразием выполняемых операций, высокой трудоемкостью и стоимостью. Трудоемкость сборочных процессов в машиностроении и приборостроении составляет 20...70 % общей трудоемкости изготовления изделий, а уровень их автоматизации в настоящее время не превышает 10...15 %. Необходимость сокращения затрат ручного труда делает проблему автоматизации сборочных операций чрезвычайно важной.

Автоматизация процессов сборки может быть осуществлена либо с помощью специальных сборочных машин, либо с помощью промышленных роботов (ПР). Как в первом, так и во втором случае построению сборочной машины или применению ПР должны предшествовать глубокий анализ процесса автоматического соединения деталей, выявление функций сборочной машины или ПР и разработка требований, которым они должны соответствовать. Проведение такого анализа, детальное описание процесса сборки и определение требований, которые должны быть предъявлены к автоматическим средствам, являются главными задачами технологических разработок при автоматизации процессов сборки. [гусев ст 62]

В данном случае автоматизация процесса сборки не уместна, так как автоматические сборочные машины и ПР дорогостоящее, что экономически нецелесообразно для мало серийного производства.

6. Технологический процесс изготовления детали

6.1 Характеристика и служебное назначение детали

Для удобства регулирования зацепления подшипники вала-шестерни устанавливают в стакан, который может перемещаться в осевом направлении в посадочном месте корпуса. В стакане предусмотрены отверстия для отвода излишнего масла при работе подшипников. Крепится стакан к корпусу мультипликатора при помощи восьми болтов. Для уплотнения между стаканом и корпусом предусмотрена резиновая прокладка.

Стаканы изготавливают литыми из чугуна марки СЧ15. Физические свойства чугуна СЧ15 приведены в таблице 5:

Таблица 5 - Физические свойства чугуна

Наименование свойства	Значение
Плотность ?, кг/м3	7,0?103
Линейная усадка, ?, %	1,1
Модуль упругости при растяжении, Е?10-2 МПа	от 700 до 1100
Удельная теплоемкость при температуре от 20 до 200°С, G, Дж	460
Коэффициент линейного расширения при температуре от 20 до 200°С, ? 1/°С	9,0?10-6
Теплопроводность при 20°С, ?, Вт(м?К)	59

6.2 Показатели качества детали

На качество детали влияет качество материала, из которого она изготовлена, и качество обработки ее поверхностей.

Стакан изготавливается из чугуна марки СЧ15, который должен соответствовать требованиям ГОСТ 1412-85 «Чугун с пластинчатым графитом для отливок. Марки».

Основными поверхностями, влияющими на качество детали, являются поверхности соприкосновения стакана с подшипниками и с корпусом мультипликатора. Поэтому на них обязательно назначаются допуски цилиндричности.

6.3 Выбор заготовки и способа ее изготовления

Так как стаканы - это чугунные изделия, то, оптимальный способ изготовления заготовок для них - это литье. Литье может быть нескольких видов: в песчаные и земляные формы, в кокиль, по выплавляемым моделям, под давлением, центробежное, в оболочковые формы и др. Так как стакан под подшипники имеет цилиндрическую форму, большие габаритные размеры наилучшими видами литья для изготовления их заготовок служат литье в кокиль и литье центробежное.

Литье в кокиль - способ получения фасонных отливок в металлических формах. В отличие от других способов литья в металлические формы (литьё под давлением, центробежное литьё и др.), при литье в кокиль заполнение формы жидким сплавом и его затвердевание происходят без какого-либо внешнего воздействия на жидкий металл, а лишь под действием силы тяжести. Литье в кокиль экономически целесообразно при величине партии 30-50 шт. для крупных отливок.

Центробежный метод литья (центробежное литье) используется при получении отливок, имеющих форму тел вращения. Центробежное литье -- это способ получения отливок в металлических формах. При центробежном литье расплавленный металл, подвергаясь действию центробежных сил, отбрасывается к стенкам формы и затвердевает. Таким образом, получается отливка. Этот способ литья широко используется в промышленности, особенно для получения пустотелых отливок (со свободной поверхностью). При этом, как правило, в отливках не бывает газовых раковин и шлаковых включений. Особыми преимуществами центробежного литья является получение внутренних полостей без применения стержней и большая экономия сплава в виду отсутствия литниковой системы. Выход годных отливок повышается до 95 %. Производительность способа до 15 отливок в 1 час.

Вопрос о целесообразности определенного вида заготовки может быть решен лишь после расчета технологической себестоимости детали по сравниваемым вариантам. Предпочтение будем отдавать той заготовке, которая обеспечивает меньшую технологическую себестоимость детали. [горбацевич, ст 30]

Так как оба способа изготовления заготовок - литье, то технологическая себестоимость детали будет рассчитываться по формуле:

,

где Sзаг - технологическая себестоимость детали;

Сi - базовая стоимость 1 т заготовок, руб;

Q - масса заготовки;

kт , kс, kв, kм, kп - коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объема производства заготовок;

q - масса готовой детали;

Sотх - цена 1 т отходов, руб.

Так как детали изготавливаются из чугуна СЧ15, то значения коэффициентов будут следующими:

kт =1;

kс=0,7;

kв=0,67;

kм=1,12;

kп=1.

Себестоимость заготовки, изготовленной литьем в кокиль:

руб

Себестоимость заготовки, изготовленной центробежным литьем:

руб

В расчете приведены цены 1981 года, но, пользуясь, полученными данными, можно сделать вывод о том, что изготовление стаканов под подшипники литьем в кокиль более экономично и целесообразно, чем центробежным литьем.

6.4 Определение типа производства

В машиностроении условно различают три основных типа производства: массовое, серийное и единичное.

При массовом производстве изделия изготавливаются непрерывно в течении нескольких лет. Характерным признаком массового производства является выполнение на большинстве рабочих мест только одной закрепленной операции.

При серийном производстве изготавливают серию изделий, регулярно повторяющихся через определенные промежутки времени. Характерный признак серийного производства - выполнение на рабочих местах нескольких повторяющихся операций.

При единичном производстве выполняются изделия широкой номенклатуры в малых количествах, которые либо не повторяются совершенно, либо повторяются через неопределенное время.

Для определения типа производства используем заданный годовой объем выпуска зубчатых колес и массу изделия.

По заданию годовой объем выпуска стаканов под подшипники составляет 3000 шт.; масса - 201,5 кг.

Используя эти данные, устанавливаем по таблице 6 тип производства - мелкосерийное.

Таблица 6 - Ориентировочная (годовая) программа выпуска деталей, шт., по типам производства в механических цехах

Максимальная масса обрабатываемой заготовки (детали), кг	Тип производства
	единич-ное	мелкосерий-ное	среднесерий-ное	крупносерийное	массовое
до 200	до 100	1000…5000	5000…10000	10000…100000	Св. 100000
201-2000	до 20	20…500	500…1000	1000…5000	5000…100000
2001-30000	до 5	5…100	100…300	300…1000	1000…5000
Св. 30000	до 3	3…10	10…50	-	-

6.5 Разработка маршрутного технологического процесса

6.5.1 Выбор общих технологических баз

Технологической называется база, используемая для определения положения заготовки или изделия в процессе изготовления или ремонта.

При механической обработке заготовок на станках базированием принято считать придание заготовке требуемого положения относительно элементов станка, определяющих траектории движения подачи обрабатывающего инструмента.

При установке заготовок в приспособлениях решаются две задачи: ориентировка, осуществляемая базированием, и создание неподвижности, достигаемое закреплением заготовок.

При чистовой обработке рекомендуется также соблюдать принцип совмещения баз, согласно которому в качестве технологических базовых поверхностей используются конструкторские и измерительные базы. При совмещении технологической и измерительной баз погрешность базирования равна нулю.

Выбранные технологические базы должны совместно с зажимными устройствами обеспечивать надежное, прочное крепление детали и неизменность ее положения во время обработки.

Принятые базы и метод базирования должны определять более простую и надежную конструкцию приспособления, удобство установки и снятия обрабатываемой детали. На основе вышеизложенных рекомендаций назначим комплект единых технологических баз и базы для первой операции.

6.5.2 Разработка последовательности выполнения операций

Разработка последовательности выполнения операций - это, так называемый, маршрут обработки заготовки, который представлен в таблице 7.

Таблица 7 - Маршрут обработки заготовки

Операция	Содержание операции	Оборудование	Оснастка
1	Растачивание черновое основного отверстия и поверхностей 6, 7, 8, 9, 10	Токарный станок с ЧПУ 16К20	Трехкулачковый патрон и люнет
2	Растачивание чистовое поверхностей 6 и 7
3	Растачивание канавки под стопорное кольцо
4	Точение начерно поверхности 5
5	Растачивание черновое поверхностей 11 и 12
6	Точение начерно поверхности 13
7	Точение начисто поверхности 13
8	Растачивание чистовое поверхностей 11 и 12
9	Точение черновое поверхностей 2, 3 и 4		Оправка
10	Точение черновое поверхностей 1, 14, 15 и 16
11	Высверливание отверстий под болты под резьбу М12	Сверлильный станок модели 2Р135Ф2-1
12	Высверливание отверстий		Призма
13	Шлифование поверхности 4	Круглошлифовальный станок 3У142МВ	Оправка
14	Шлифование поверхности 13		Трехкулачковый патрон и люнет
15	Шлифование поверхностей 11, 12
16	Шлифование поверхностей 6, 7
17	Промывка детали	Моечная машина
18	Контроль

6.6 Проектирование операционного технологического процесса

6.6.1 Выбор и оборудования и СТО

Токарный станок с ЧПУ 16К20

Токарный станок с ЧПУ 16К20 предназначен для токарной обработки в полуавтоматическом режиме наружных и внутренних поверхностей деталей типа тел вращения со ступенчатым и криволинейным профилем различной сложности.

Область применения станка: мелкосерийное и серийное производство.

Особенности конструкции:

- высокопрочная станина выполненная литьем из чугуна марки СЧ20 с термообработанными шлифованными направляющими обеспечивают длительный срок службы и повышенную точность обработки;

- привод главного движения, включающий главный двигатель 11 кВт и шпиндельную бабку обеспечивает наибольший крутящий момент до 800 Нм;

- высокоточный шпиндель с отверстием 55 мм (по заказу 64 мм), позволяющий обрабатывать детали из пруткового материала зона обработки может быть оснащена как линейной наладкой, так и револьверной головкой, в зависимости от требований покупателя;

- надежная защита шарико-винтовых пар обеспечивает долговечность работы механизмов перемещения по координатам X и Z станок оснащается системами ЧПУ и электроприводами, как отечественного производства, так и производства зарубежных фирм.

Технические характеристики станка представлены в таблице 8. А его вид на рисунке

Таблица 8 - Технические характеристики токарного станка с ЧПУ 16К20

Характеристика	Значение
Наибольший диаметр изделия, устанавливаемого над станиной, мм	500
Наибольший диаметр обрабатываемого изделия над станиной, мм	320
Наибольший диаметр обрабатываемого изделия над суппортом, мм	200
Наибольшая длина устанавливаемого изделия в центрах, мм	1000
Диаметр цилиндрического отверстия в шпинделе, мм	55
Наибольший ход суппорта поперечный, мм	210
Наибольший ход суппорта продольный, мм	905
Максимальная рекомендуемая скорость рабочей подачи - продольной, мм/мин - поперечной, мм/мин	2000 1000
Количество управляемых координат	2
Количество одновременно управляемых координат	2
Точность позиционирования, мм	0,01
Повторяемость, мм	0,003
Диапазон частот вращения шпинделя, мин-1	20...2500
Максимальная скорость быстрых перемещений - продольных, м/мин - поперечных, м/мин	15 7,5
Количество позиций инструментальной головки	6
Мощность привода главного движения, кВт	11
Суммарная потребляемая мощность, кВт	21,4
Габаритные размеры станка, мм	3700х2260х1650
Масса станка (без транспортера стружкоудаления), кг	4000

3У142МВ станок круглошлифовальный, 1985г, комплектный. Техническая характеристика Высота центров - 240 мм. Наибольшие размеры устанавливаемого изделия, мм: диаметр 400 длина 1000 Размеры шлифуемого отверстия, мм: диаметр 30-200 наибольшая длина 125 Наибольшая высота фланца при шлифовании плоскостей, мм 50 Наибольший диаметр отверстия устанавливаемого в патроне, мм 250 Наибольшая длина изделия при обработке с люнетом при шлифовании отверствия, мм 350 Наибольшая масса устанавливаемого изделия, кг: при незажатой пиноли 100 при зажатой пиноли 500 при обработке в патроне 100 Наибольшая длина перемещения стола, мм 995 Скрость перемещения стола от гидропривода, м/мин 0,05..5,0 Частота вращения изделия, об/мин 25..300 Скорость резания, м/с 50 Габариты, мм 5290х2580х2220 Масса (с электрооборудованием, гидроагрегатом и установкой охлаждения), кг 7560

Сверлильный станок модели 2Р135Ф2-1 предназначен для сверления, зенкерования, рассверливания, развертывания заготовок различного диаметра.

Технические характеристики станка:

Наибольший диаметр сверления, [мм] 35

Частота вращения шпинделя, [об/мин] 45-2000

Мощность электродвигателя, [кВт] 3,7

Габаритные размеры, [мм] 1800х2170х2700

Рис. 58 б - деталь, упираясь в буртик, занимает вполне определенное положение на оправке. Деталь надевается на такую оправку и удерживается на ней трением, возникающим на торцах при навертывании гайки 2. Шайба 1 имеет вырез; гайка 2 делается меньше диаметра отверстия. Поэтому, чтобы снять деталь с оправки, достаточно отвернуть гайку на один-два оборота и убрать шайбу. Недостаток таких оправок -- неточность центрирования, вызываемая наличием зазора между деталью и оправкой. Использование оправок по рис. 58, а, б целесообразно при точности отверстий в устанавливаемых на них деталях не ниже 2-го класса.

Размещено на Allbest.ru