Процесс производства цилиндрического редуктора

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Служебное назначение изделия и описание его работы

Цилиндрический редуктор - это одна из самых популярных разновидностей редукторов. Он, как и все редукторы, служит для изменения скорости вращения при передаче вращательного движения от одного вала к другому. Именно редукторный привод один из наиболее распространенных видов приводов современных механических систем общепромышленного применения. Более ста лет назад перед нашей промышленностью стояла задача обеспечить нужды страны в цилиндрических редукторах. С этим успешно справлялись открывающиеся заводы. В настоящее время выпуск качественной и надежной продукции обеспечивается мощной производственной базой. Сейчас производят различные типы продукции: цилиндрический редуктор одно-, двух-, и трехступенчатый. От работоспособности и ресурса цилиндрического редуктора во многом зависит обеспечение требуемых функциональных параметров и надежности машины в целом. Показатели долговечности и надежности элементов привода и, в частности, редукторов и мотор-редукторов, зависят от обоснованного выбора самого редуктора при проектировании машины, т.е. соответствия этого выбора действующей нормативной документации (НД). Одно из важнейших требований обеспечения конкурентноспособности 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, зубья которого зацепляются с зубчатым колесом. 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.

Таблица 1 Технические характеристики редуктора

Показатель
	1Ц3У-250
Передаточные числа	31,5;
Номинальный крутящий момент на выходном валу при длительной работе с постоянной нагрузкой, Н*м	непрерывный (Н) ПВ=100%	5000
Номинальный крутящий момент на выходном валу при работе редуктора в повторно-кратковременных режимах, Н*м	тяжелый (Т) ПВ=40%	6300
	средний (С) ПВ=25%	8000
	легкий (Л) ПВ=15%	10000
Допускаемая радиальная консольная нагрузка, приложенная в середине посадочной части, Н	входного вала Fвх	непрерывный (Н) ПВ=100%	2240
		тяжелый (Т) ПВ=40%	2500
		средний (С) ПВ=25%	2800
		легкий (Л) ПВ=15%	3150
	выходного вала Fвых	непрерывный (Н) ПВ=100%	18000
		тяжелый (Т) ПВ=40%	20000
		средний (С) ПВ=25%	22400
		легкий (Л) ПВ=15%	25000
КПД, не менее
Масса редуктора, кг, не более	с чугунным корпусом	335
	с алюминиевым корпусом	-

Таб.3 Размеры концов входных и выходных валов.

Типоразмер редуктора	Вал	d1	d2	d3	d4, не более	l1	l2	b	h	t
1Ц3У-160	входной	20	18,2	M12x1,25	40	50	36	4	4	2,5
1Ц3У-200		25	22,9	M16x1,5	45	60	42	5	5	3,0
1Ц3У-250		35	32,1	M20x1,5	50	80	58	6	6	3,5
1Ц2У-160	выходной	55	50,90	M36x3,0	88	110	82	14	9	5,5
1Ц2У-200		70	64,75	M48x3,0	100	140	105	18	11	7,0
1Ц2У-250		90	83,50	M64x4,0	130	170	130	22	14	9,0

2. Формирование показателей качества изделий

редуктор шестерня цилиндрический

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

В таблице 2 приведены показатели качества, применяемые для цилиндрических редукторов.

Таблица 2 - Номенклатура показателей качества редукторов

Наименование показателя	Обозначение показателя	Наименование характеризуемого свойства
1. Показатели назначения
1.1. Классификационные показатели
1.1.1. Номинальная частота вращения входного вала, с?, (об/мин)	nвх. ном	-
1.1.2. Номинальная частота вращения выходного вала, с?, (об/мин)	nвых. ном	-
1.1.3. Передаточное число	U	-
1.2. Функциональные показатели и показатели технической эффективности
1.2.1. Номинальный крутящий момент на выходном валу, Нм	Мвых. ном	Нагрузочная способность
1.2.2. Допускаемая радиальная консольная нагрузка, приложенная в середине посадочной части входного вала, Н	Fвх.	Нагрузочная способность
1.2.3. Допускаемая радиальная консольная нагрузка, приложенная в середине посадочной части выходного вала, Н	Fвых.	Нагрузочная способность
1.3. Конструктивные показатели
1.3.1. Удельная масса, кг/Нм	-	Эффективность использования материала в конструкции
1.3.2. Габаритные размеры (длина, ширина, высота), мм	LxBxH	Габариты
1.3.3. Межосевое расстояние, мм	aw	Определяющий размер
1.3.4. Климатическое исполнение и категория размещения	-	Стойкость к воздействию климатических факторов
2.Показатели надежности
2.1 Показатели безотказности
2.1.1. Установленная безотказная наработка, ч (ГОСТ 27.002-83)	Ту	Безотказность
2.2. Показатели долговечности
2.2.1. Полный средний срок службы, год (ГОСТ 27.002-83)	Тсл.	Долговечность
2.2.2. Полный установленный срок службы, год (ГОСТ 27.002-83)	Тсл. у	Долговечность
2.2.3. Полный девяностопроцентный ресурс передач, ч (ГОСТ 27.002-83)	Тр	Долговечность
2.2.4. Полный девяностопроцентный ресурс подшипников, ч (ГОСТ 27.002-83)	Т	Долговечность
2.3. Показатель ремонтопригодности
2.3.1. Удельная суммарная трудоемкость технического обслуживания, чел. ч/ч (ГОСТ 27.002-83)	Sт.о	Ремонтопригодность
3. Показатели унификации
3.1. Коэффициент применяемости, %	К пр	Степень заимствования
3.2. Коэффициент повторяемости, %	К п	Степень повторяемости
4. Эргономические показатели
4. Корректированный уровень звуковой мощности, дБА	Lра	Звуковое давление
5. Патентно-правововой показатель
5.1. Показатель патентной защиты	Рп.з.	Патентная защита
5.2. Показатель патентной чистоты	Рп.ч.	Патентная чистота
6. Показатель экономичного использования энергии
6.1. Коэффициент полезного действия, %	n	Эффективность использования энергии

К показателям экономичного использования энергии относится КПД, который для цилиндрических одноступенчатых редукторов равен 0,98.

3. Выявление размерных связей и связей свойств материала

Показатели качества машины обеспечиваются в конструкции машины связями свойств материалов деталей и размерными связями, построение которых составляет конечную цель конструирования редуктора. Требования к точности показателей этих двух видов связей находятся в функциональной зависимости от требований к точности показателей качества машины.

При производстве важно учитывать размерные связи в изделии, которые определяют размеры поверхностей деталей, относительное положение деталей в механизмах, относительное положение механизмов в машине. Кроме того, размерными связями обеспечивают относительное положение исполнительных поверхностей изделия, требуемое его служебным назначением.

Требуемая точность связей исполнительных поверхностей изделия обеспечивается в процессе его проектирования путем ограничения допусками отклонений составляющих звеньев, образующих данный вид связи.

Причинами отклонений значений составляющих звеньев могут быть погрешности изготовления и монтажа деталей, упругие перемещения, возникающие под действием рабочих нагрузок, тепловые деформации деталей из-за нагрева и неравномерности нагрева, деформации деталей из-за перераспределения остаточных напряжений, износ деталей. Так как изменение значения каждого составляющего звена допустимо лишь в пределах допуска на это звено, то частями этого допуска следует ограничить проявление каждого из перечисленных факторов.

Технологические размерные цепи могут быть выявлены с помощью общей схемы линейных размеров и припусков, отражающей размерные связи поверхностей заготовки в процессе обработки.

Замыкающими (исходными) звеньями технологических размерных цепей являются либо конструкторские размеры (К1, К2, К3), либо припуски (Z1, Z2, Z3), необходимые для выполнения данного технологического размера. Технологические же размеры, обеспечиваемые при механической обработке соответствующей настройкой станка, являются составляющими звеньями цепей.

На схеме размерного анализа технологического процесса, как правило, много связанных размерных цепей. Поэтому часто замыкающие звенья одной цепи входят составляющими в другие цепи. Чтобы упростить задачу решения технологических размерных цепей и избежать ошибок, следует в качестве составляющих звеньев включать только технологические размеры, обеспечиваемые в процессе обработки. Общее правило выявления размерных цепей. Несмотря на разнообразие видов размерных цепей, существует ряд общих методических приемов выявления размерных цепей и составления их геометрических схем.

Выявление и составление размерных цепей производят в следующем порядке.

Исходя из задачи расчета, устанавливают замыкающее звено размерной цепи. Затем, пользуясь сборочными и рабочими чертежами деталей изделия, а при надобности и натурными образцами, выявляют детали и сборочные единицы изделия, размеры которых оказывают влияние на величину замыкающего звена.

Устанавливают направление действующих на детали рабочих и сборочных нагрузок, определяющих их взаимное положение, при котором в соответствии с условиями задачи расчета фиксируется величина замыкающего звена.

Схемы размерных связей, выявленных для редуктора цилиндрического трёхступенчатого, представлены в графической части.

4. Выбор и обоснование метода достижения точности при сборке

Одним из самых надежных и эффективных методов расчета допусков геометрических параметров составных частей изделий, а также решения других разнообразных и многочисленных точностных задач является метод размерных цепей. Метод позволяет еще до изготовления опытных образцов или применения других способов экспериментальных проверок устанавливать расчетом допуски геометрических параметров и проверить правильность их назначения для обеспечения собираемости и работоспособности изделий. Метод размерных цепей является одним из эффективных методов оптимальных решений задач расчета допусков размеров, составляющих размерные цепи.

Использование метода размерных цепей позволяет существенно сократить время и материальные затраты на этапе технической подготовки и непосредственно производства изделий, повысить качество и сократить сроки отработки изделий, их конструкторской и технологической документации.

Именно с этой целью выявлялись размерные цепи и их уравнения, устанавливающие функциональные связи замыкающих и составляющих звеньев.

Размерной цепью называется совокупность размеров, образующих замкнутый контур и непосредственно участвующих в решении поставленной задачи.

Размеры, входящие в размерную цепь, называют звеньями размерной цепи.

Различают замыкающее и составляющие звенья размерной цепи. Каждая размерная цепь имеет одно замыкающее звено.

Замыкающим звеном называют звено размерной цепи, являющееся исходным при так называемой прямой постановке задачи размерного расчета на этапе проектирования изделия, а также получающееся последним при сборке изделия в процессе его изготовления и расчета при обратной постановке задачи размерного расчета. Замыкающими такие звенья называют потому, что в процессе сборки изделия или при обработке элементов отдельных деталей замыкают реальную размерную цепь. Замыкающие звенья размерной цепи непосредственно не выполняются, а являются результатом выполнения (в том числе изготовления) всех других звеньев, составляющих размерную цепь. К замыкающим звеньям размерных цепей предъявляют высокие требования по точности, поскольку они определяют важнейшие эксплуатационные свойства качества изделия и прежде всего показатели назначения, надежности и взаимозаменяемости.

Задачи размерных расчетов в их прямой и обратной постановках считаются решенными, если между заданными параметрами замыкающего звена и параметрами, рассчитанными по уравнениям размерных цепей, достигнуты следующие соотношения:

В настоящее время для достижения точности замыкающего звена различают следующие методы:

-- полной взаимозаменяемости;

-- неполной взаимозаменяемости;

-- групповой взаимозаменяемости;

-- регулирования;

-- пригонки.

Применительно к производственным технологическим процессам указанные методы характеризуют методы сборки изделий и соответственно виды сборочных работ, выполняемых с целью обеспечения требуемой точности замыкающих звеньев размерных цепей. Для нахождения метода достижения точности изготавливаемого изделия составляем расчётную схему (рисунок 1) и рассчитываем её 3 способами: методом полной взаимозаменяемости, вероятностным методом и методом регулирования.



Рисунок 1 Схема размерной цепи

А₁ - кольцевой выступ крышки;

А₂ - расстояние между наружными плоскостями ниш под глухие крышки;

А₃ - координата плоскости стенки канавки;

А₄ - толщина бортика стакана;

А₅ - подшипник;

А₆ - колесо зубчатое;

А₇ - втулка дистанционная;

А₈ - подшипник;

А₉ - толщина толкателя;

А_? - зазор между крышкой и толкателем.

В данной размерной цепи увеличивающим звеном является А₂, остальные звенья - уменьшающие.

Исходные данные

А₁ - 6 мм;

А₂ - 264 мм;

А₃ - 16 мм;

А₄ - 6 мм;

А₅ - 50 мм;

А₆ - 90 мм;

А₇ - 36 мм;

А₈ - 50 мм;

А₉ - 6 мм.

Рассчитаем размерную цепь методом полной взаимозаменяемости.

1. Выявляем размерную цепь и определяем замыкающее звено А_?=4±0,5 мм.

2. Составляем схему размерной цепи (рисунок 1), на которой увеличивающим является звено А₂, а звенья А₁, А₃, А₄, А₅, А₆, А₇, А₈, А₉.

3. Составляем уравнение размерной цепи:

4. А_?= А₂ - (А₁ +А₃ +А₄ +А₅ +А₆ +А₇ +А₈ +А₉)= 264- (6+16+6+50+90+36+50+6)=4(мм).

5. Проводим проверку размеров и убеждаемся, что размеры составляющих звеньев определены правильно.

6. Рассчитываем допуски составляющих звеньев по способу допусков одного квалитета. Значение единиц допуска определяем по таблице

Таблица 2

Интервалы размеров, мм	До 3	Св. 3 до 6	Св. 6 до 10	Св. 10 до 18	Св. 18 до 30	Св. 30 до 50	Св. 50 до 80	Св. 80 до 120	Св. 120 до 180	Св. 180 до 250	Св. 250 до 315	Св. 315 до 400	Св. 400 до 500
i, мкм	0,55	0,73	0,9	1,08	1,31	1,56	1,86	2,17	2,52	2,89	3,22	3,54	3,89

а_ср==

Таким образом метод полной взаимозаменяемости не применим для расчёта данной размерной цепи.

Исследуем возможность применения метода неполной взаимозаменяемости. Пункты 1-5 считаются аналогично.

Рассчитаем среднее число единиц допуска составляющих звеньев:

а_ср==;

Метод неполной взаимозаменяемости не подходит для расчета размерной цепи, так как среднее число единиц допуска равно нулю.

Метод регулирования широко распространен во многих производствах, особенно для размерных цепей, отличающихся высокой точностью. Проведем расчет размерной цепи методом регулирования.

Расчёт компенсаторов выполним по величине колебания промежутка, в котором будет помещаться компенсатор. Решение задачи будем вести путём анализа двух размерных цепей со связанными звеньями, производными от размерной цепи, показанной на рисунке 1. На рисунке 2а показана первая размерная цепь, составляющими звеньями которой являются А2, А3, А4, А5, А6, А7, А8, А1, а замыкающим звеном Аn. Аn= А_?+А₉

Рисунок 2 - Разделение размерной цепи на две с общим звеном Аn

1. По рисунку 2а найдём номинальный размер промежутка Аn:

Аn= А₂ - (А₁ +А₃ +А₄ +А₅ +А₆ +А₇ +А₈ )= 264-254=10

2. Назначим на размеры допуски, которые соответствуют экономически целесообразным условиям обработки. Примем приемлемые допуски по 9 и 10 квалитетам.

А₁ - 6^+0,03;

А₂ - 264±0,21;

А₃ - 16_-0,07;

А₄ - 6^+0,03;

А₅ - 50±0,25;

А₆ - 90^+0,87 ;

А₇ - 36±0,062;

А₈ - 50±0,25;

А₉ - 6^+0,03;

А_?=4±0,5.

3. Рассчитаем предельные размеры промежутка Аn_max и Аn_min:

Аn_max=264,21- (6+15,93+6+51,75+90+35,938+47,75)=264,21-253,368=10,842

Аn_min=263,79 - (6,03+16+6,03+52,25+90,087+36,062+48,25)=263,79-254,709=9,081

4. Поле рассеивания колебаний промежутка:

ТАn=0,03+0,42+0,07+0,03+0,5+0,087+0,124+0,5)=1,761

Координата середины поля рассеивания промежутка:

?с_Аn=0,88

5. Теперь рассмотрим размерную цепь на рисунке 2б. Составляющие звенья здесь Аn, Ак и А_?.

ТА_?'=ТА_n+ТА_к=1,761+0,03=1,791

6. Определим координату середины поля рассеивания отклонений замыкающего звена А_?':

?с_Аn'=0,90

7. Рассчитаем величину компенсации:

Т_комп=( ТА_n+Т_к)- ТА_?=(1,761+0,03)-1=0,791

8. А_к=(10,842-0,791)+0,03=10,081.

Размер компенсатора А_к - это расчётный размер толкателя, обеспечивающий необходимый зазор между крышкой и толкателем. При этом регулировочный винт свободно закручивается, оставляя нужный промежуток.

5. Разработка технологического процесса сборки

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.

Таблица 11 Сравнительная характеристика различных типов производства

Единичное производство характеризуется малым объемом выпуска одинаковых изделий, повторное изготовление и ремонт которых, как правило, не предусматриваются. Коэффициент закрепления операций для единичного производства обычно выше 40.

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.

Для мелкосерийного производства коэффициент закрепления операций от 21 до 40 (включительно), для среднесерийного производства - от 11 до 20 (включительно), для крупносерийного производства - от 1 до 10 (включительно).

Массовое производство характеризуется большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых или ремонтируемых продолжительное время, в течение которого на большинстве рабочих мест выполняется одна рабочая операция. Коэффициент закрепления операций для массового производства принимается равным 1.

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 данном 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 2 («Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учебное пособие для машиностроит. Спец. Вузов/Л.В. Худобин, В. Ф. Гурьянихин, В. Р. Берзин. - М.: Машиностроение, 1989 - 288с., таблица 2.1) Тип производства редукторов 1Ц3У-250К определяем как среднесерийный.

Таблица 2 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. С точки зрения организации основным резервом роста производительности труда в серийном производстве является внедрение методов поточного производства. Виды и формы организации технологического процесса сборки изделия можно представить в виде схемы (рисунок 2). Для сборки данного изделия примем поточную стационарную организационную форму.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2. 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 лишь 1/6 часть годового выпуска изделий на всём предприятии, это работа одного производственного цеха. Годовая программа выпуска всех 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.?60?К_з/П;

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. Принимаем рабочие места с механизированными приспособлениями. Тогда Ф_д.о.=4080 часов.

Т_т=4080?60?0,85/30000=7 (мин)

В поточном производстве изготовление изделий ведётся на поточных линиях, в которые включают все виды оборудования, необходимого для изготовления изделий. Оборудование расставляют строго по ходу технологического процесса и таким образом, чтобы сделать возможно меньшей длину пути изделия в процессе его изготовления и наилучшим образом использовать производственную площадь. В поточном производстве отсутствуют склады, готовые детали сразу же передаются на сборку. Технологический процесс для поточного производства разрабатывают таким образом, чтобы продолжительность каждой операции была, по возможности, равна или кратна такту выпуска. Это позволяет обеспечить ритмичность производственно процесса. При производстве деталей на поточных линиях значительно упрощается планирование, распределение работ, учёт и сокращается документация. Мастер несёт ответственность за работу одной или нескольких поточных линий и за ритмичный выпуск деталей.

При поточной стационарной сборке 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 закреплённую за ним 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 является равномерный выпуск продукции и более короткий цикл сборки. Область экономичного использования поточной стационарной сборки является серийное производство машин, отличающихся большими габаритными размерами массой или недостаточной жёсткостью базирующих деталей.

Основными преимуществами поточного производства по сравнению с непроточным следующие: более высокая производительность производственного процесса, более короткий цикл изготовления изделий, более высокие технико-экономические показатели, большее постоянство качества продукции, значительное упрощение планирования, управления и учёта, 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.

6. Разработка технологического маршрута обработки детали

При выборе метода изготовления заготовки основным требованием является обеспечить свойства изготавливаемых деталей в заданных условиях эксплуатации и обеспечения требуемых свойств заготовки с учетом стоимости заготовки в конкретных производственных условиях.

В качестве технических критериев при выборе заготовки принимают материал, конфигурацию детали, размер , массу, требуемую точность изготовления и т. д. В качестве экономического критерия принимают себестоимость изготовления заготовки.

Исходя из необходимости максимального приближения формы и размеров заготовки к параметрам готовой детали, следует применять прогрессивные методы и способы получения заготовок, такие получение заготовки ковочным прессом, на ГКМ, ПВМ. Оценка экономической эффективности технологического процесса изготовления заготовки производится на основании сравнительного анализа стоимостных и натуральных показателей.

При изготовлении вал-шестерни возможны два способа получения заготовки:

1. Ковка на прессе. Припуски и допуски при таком способе получения заготовки устанавливают по ГОСТ 7829-70.

2. Ковка на штамповочном молоте. При таком способе получения заготовки припуски и допуски устанавливают по ГОСТ 7062-79.

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.

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

Для изготовления вал-шестерни выбираем сталь 40 Х.

Характеристика материала 40Х приведена в таблице

Таблица - характеристика стали 40Х

Таблица - Химический состав материала

Таблица - Механические свойства при температуре 20°

Определим массу детали.

Размеры детали:

Н₁=135, D₁=90

H₂=80, D₂=115

H₃=72, D₃=135

H₄=135, D₄=195

H₅=18, D₅=125

H₆=80, D₆=90

m=V?,

V=?R²H

V₁=858 см³

V₂=831 см³

V₃=1030 см³

V₄=4029 см³

V₅=221 см³

V₆=515 см³

V=7484 см³.

m=7484 см³ ?7,82 г/см³=58,5 кг

Рисунок. Эскиз детали

Рассчитаем массу заготовки, полученной на ГКМ.

Размеры заготовки с учётом припусков (Справочник технолога-машиностроителя. Т.1/Под ред.А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.:Машиностроение, 1986.656с. таблица 23 - Допуски на изготовление поковок):

Н₁=138, D₁=93

H₂=83, D₂=118

H₃=75, D₃=138,5

H₄=138, D₄=198,5

H₅=20,5, D₅=128,5

H₆=83, D₆=93.

Группа стали - М1, степень сложности - С2, поковки нормальной точности.

При изготовлении заготовки на штамповочные уклоны расходуется 0,12% от ее массы.

Вычислим объёмы заготовки:

V₁=937 см³

V₂=907 см³

V₃=1129 см³

V₄=4268 см³

V₅=266 см³

V₆=570 см³

V=8077 см³.

m=8077 см³ ?7,82 г/см³=63 кг

Рассчитаем массу заготовки, полученной на ковочном прессе.

Размеры заготовки с учётом припусков (Справочник технолога-машиностроителя. Т.1/Под ред.А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.:Машиностроение, 1986.656с. таблица 23 - Допуски на изготовление поковок):

Н₁=136,8, D₁=91,8

H₂=81,8, D₂=116,8

H₃=73,8, D₃=136,8

H₄=136,8, D₄=197

H₅=19,7, D₅=126,8

H₆=82,8, D₆=91,8.

Группа стали - М1, степень сложности - С2, поковки повышенной точности.

Вычислим объём заготовки:

V₁=905 см³

V₂=876 см³

V₃=1084 см³

V₄=4168 см³

V₅=249 см³

V₆=548 см³

V=7830 см³.

m=7830 см³ ?7,82 г/см³=61 кг

Рисунок. А)Поковки, получаемые на ГКМ ; б) Поковки, получаемые ковочным прессом

Зная массу заготовок, вычислим себестоимость изготовления каждой заготовки по формуле:

S_заг.=(?Q?k_т?k_c?k_B?k_м?k_п) - (Q-q) ?,

Где С_i - базовая стоимость 1т. заготовок, руб;

Q - масса заготовки;

q - масса готовой детали;

k_т,k_c,k_B,k_м,k_п - крэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объёма производства заготовок (Горбацевич А. Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технеологии машиностроения - Мн.:Выш. Школа, 1983. - табл. 2.12, 2.13)

S_заг.1=(?63?1?0,87?0,73?1,13?1) - (63-58,5) ?=2078,7 - 29,5=2049,45 (руб)

S_заг.2=(?61?1,05?0,87?0,73?1,13?1) - (61-58,5) ?=1830 - 16,25=1814 (руб)

Экономический эффект для сопоставления способов получения заготовок, при которых технологический процесс механической обработки не меняется, может быть рассчитан по формуле:

Э_з=( S_заг.1 - S_заг.2 ) ?N,

Э_з=( 2049,45 (руб)- 1814 (руб)) ?5000=1177250 (руб)

Из расчёта экономического эффекта ясно, что вторая заготовка гораздо экономичнее первой при изготовлении.

7. Проектирование технологического маршрута изготовления вал-шестерни

Маршрут обработки вала быстроходного представлен в таблице 4 с указанием наименования и содержания операций и используемого оборудования.

Таблица 4 - Маршрут обработки вал-шестерни

№ операции	Наименование операции	Содержание операции	Используемое оборудование	Обрабатываемая поверхность
000	Заготовительная	-	ковочный пресс	-
005	Фрезерно-центровальная	Фрезеровать и центровать торцы	Зубофрезерный станок 5К32
010	Токарная с ЧПУ	Черновая обработка одного конца вала	Токарный станок с ЧПУ мод. 16К20Ф3
015	Токарная с ЧПУ	Чистовая обработка одного конца вала	Токарный станок с ЧПУ мод. 16К20Ф3
020	Токарная с ЧПУ	Черновая обработка другого конца вала	Токарный станок с ЧПУ мод. 16К20Ф3
025	Токарная с ЧПУ	Чистовая обработка другого конца вала	Токарный станок с ЧПУ мод. 16К20Ф3
030	Зубофрезерная	Нарезка зубьев шестерни	Зубофрезерный станок 5К32
035	Шпоночно-фрезерная	Фрезеровка шпоночного паза	Шпоночно - фрезерный станок мод. 6Д91
040	Слесарная	Снятие заусенцев со шпоночной канавки и зубьев	Верстак механихированный
045	Термическая	-	Установка ТВЧ
050	Круглошлифовальная	Черновое шлифование шеек под подшипники и втулку	Круглошлифовальный станок мод. 3М162МФ2
060	Полировальная	Полировать участки шеек под подшипники и втулку	Круглошлифовальный станок мод. 3М162МФ2
065	Зубошлифовальная	Шлифовать зубья шестерни	Зубошлифовальный станок мод. 5М843
070	Моечная	Промыть детали	Моечная машина
075	Технический контроль	-	Биениемер; штпнгенциркуль; микрометр
080	Нанесение антикоррозионного покрытия

Выбор и обоснование технологических баз детали

В основе решения о базировании заготовки в процессе ее обработки лежит знание функций поверхностей детали и размерных связей между ними. Технологической называется база, используемая для определения положения заготовки или изделия в процессе изготовления или ремонта.

От правильности решения вопроса о технологических базах в значительной степени зависят:

- фактическая точность выполнения линейных размеров, заданных конструктором;

- правильность взаимного расположения обрабатываемых поверхностей;

- точность обработки, которую должен выдержать рабочий при выполнении запроектированной технологической операции;

- степень сложности и конструкция необходимых приспособлений, режущих и мерительных инструментов;

- общая производительность обработки заготовок.

Технологические базы выбирают в два этапа. Сначала выбирают технологические базы, необходимые для получения наиболее ответственных размеров детали и используемые при обработке большинства поверхностей детали. Затем решают вопрос о базировании заготовки на первой операции.

Выбор технологических баз для обработки большинства поверхностей заготовки указывает на то, с чего должна быть начата обработка. На первой или первых операциях технологического процесса изготовления детали должны быть обработаны те поверхности заготовки, которые в дальнейшем должны служить ее технологическими базами. Возникает задача о базировании заготовки на первой операции.

Выбранные технологические базы должны совместно с зажимными устройствами обеспечивать надежное, прочное крепление детали и неизменность ее положения во время обработки. На этом этапе необходимо определить базы, от которых можно получить КЕТБ. При этом за базу необходимо принимать такие поверхности, при обработке которых обеспечивалась бы связь между обрабатываемыми и остающимися без обработки поверхностями.

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.

Размещено на Allbest.ru