Главная Коллекция "Otherreferats" Производство и технологии Производство червячного редуктора

Производство червячного редуктора

Расчеты по программе выпуска червячного редуктора. Тип и форма организации производства. Разработка технологического процесса сборки узла и изготовления специальной детали. Расчет и конструирование специального приспособления, выбор и обоснование схемы.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 15.01.2013
Размер файла 974,8 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

"СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"

Политехнический институт

Кафедра: ”Технологии машиностроения”

Курсовая работа

Тема: Производство червячного редуктора

Красноярск 2013

Содержание

  • 1. Техническое задание
  • 1.1 Режим работы и фонды времени
  • 1.2 Расчёты по программе выпуска
  • 1.3 Тип и форма организации производства
  • 2. Разработка технологического процесса сборки узла
  • 2.1 Служебное назначение узла
  • 2.2 Выявление и анализ технических условий и норм точности
  • 2.3 Выбор методов достижения точности
  • 2.4 Анализ технологичности узла
  • 2.5 Методы и схемы контроля
  • 2.6 Разработка последовательности сборки
  • 2.7 Проектирование технологических операций
  • 2.8 Расчет числа единиц оборудования, рабочих мест и состава работающих
  • 2.9 Планировка участка сборки
  • 3. Разработка технологического процесса изготовления специальной детали
  • 3.1 Анализ служебного назначения и технических условий
  • 3.2 Анализ технологичности
  • 3.3 Методы и схемы контроля
  • 3.4 Выбор экономического варианта получения исходной заготовки
  • 3.5 Обоснование выбора технологических баз и разработка последовательности изготовления
  • 3.6 Определение припусков и межоперационных размеров
  • 3.8 Проектирование технологических операций
  • 3.8.1 Структура и содержание операций
  • 3.8.2 Режимы резания
  • 3.8.3 Техническое нормирование
  • 3.9 Анализ и расчет точности обработки
  • 4. Расчет и конструирование специального приспособления
  • 4.1 Техническое задание
  • 4.2 Выбор и обоснование схемы приспособления
  • 4.3 Расчёт сил закрепления
  • 4.4 Расчёт точности приспособления
  • 4.5 Расчёт привода
  • Список используемой литературы

1. Техническое задание

1.1 Режим работы и фонды времени

Принимаем односменный режим работы.

Номинальный фонд времени работы оборудования при этом равен

F=ФЧН;

Где Ф - количество рабочих дней в году (253дня), Н - количество рабочих часов в смену (8,2 часов).

Тогда:

F= 253Ч2Ч8,2=4149 час;

Действительный годовой фонд времени работы оборудования равен:

Fд=FЧk;

где

F - номинальный годовой фонд времени работы оборудования;

k - коэффициент использования номинального фонда времени, учитывающий время пребывания станка в ремонте (0,97).

Тогда:

Fд=4149Ч0,97= 4024 час;

Действительный годовой фонд времени работы рабочих при продолжительности отпусков 18 дней:

Fд. р. =F- (ФоЧ2ЧН);

Где Фо - продолжительность отпуска.

Тогда подставив в формулу значения, получим:

Fд. р. =4149- (18Ч2Ч8,2) =3854 час;

1.2 Расчёты по программе выпуска

При годовой программе выпуска Nгод = 5000 шт.

Месячная программа:

Принимаем количество рабочих дней в году равным 253, определяем дневную программу:

При двухсменной работе сменная программа:

Определяем темп выпуска (номинальный):

где F - годовой фонд рабочего времени, Nгод - годовая программа выпуска изделий.

Действительный такт выпуска:

1.3 Тип и форма организации производства

Для определения типа производства необходимо определить массу редуктора.

Р=Vс;

V=a d c;

Где с=7,6-7,8; для чугуна.

V=a d c=215305190=12459,25 см3;

Р=Vс=12459,257,60,5=47,345кг.

Определяем тип производства, при сборке одноступенчатого червячного редуктора используя следующую таблицу:

Таблица 1 Тип производства

Максимальная рабочая масса обрабатываемой детали, кг

Единичное

Мелкосерийное

Среднесерийное

Крупносерийное

Массовое

Программа выпуска деталей, шт.

До 200

До 1000

10005000

500010000

10000100000

Свыше 100000

До 2000

До 20

20500

5001000

10005000

Свыше 5000

До 30000

До 5

5100

1003000

3001000

Свыше 1000

Свыше 30000

До 3

310

1050

Форма организации мелкосерийное

Схема организации производства по узловому признаку.

Организация механосборочных производств зависит от конструкции и технологических особенностей выпускаемых изделий, серийности производства и размера годового выпуска.

Организация цехов по узловому признаку - за каждым из цехов (отделений) закрепляют все детали определенного узла или изделия.

В зависимости от конструкции изделия наряду с механической обработкой предусматривается также сборка узлов (машин). В этом случае цехи являются самостоятельными механосборочными и делятся на механические и сборочные отделения.

Программа выпуска условная.

червячный редуктор деталь узел

2. Разработка технологического процесса сборки узла

2.1 Служебное назначение узла

Редуктор червячный общего назначения предназначен для уменьшения частоты вращения с одновременным увеличением крутящего момента.

Редуктор применяется при постоянной и переменной нагрузке, прямой и обратной работы, с остановками и без, температура внешней среды

До 40о, свыше 40о, внешняя среда не взрывоопасная.

Технические характеристики:

1. Червячный редуктор предназначен для передачи крутящего момента с электродвигателя на цепной конвейер.

2. Передаточное число червячного редуктора - 26

3. Марка электродвигателя - 4А90L6У3

4. Мощность электродвигателя-1,5кВт

5. Частота вращения электродвигателя-935об/мин

6. Частота вращения выходного вала редуктора-17,8 об/мин

7. Крутящий момент на выходном валу - 800 Нм

Технические требования:

1. Редуктор залить авиационным маслом марки МС-20 в количестве 3-х литров.

2. Сборку, окраску, консервацию проводить согласно заводских требований.

3. Необработанные поверхности литых деталей, находящихся в масленой ванне, красить маслостойкой краской, эмалью.

4. В собранном редукторе валы должны проворачиваться легко, плавно без заеданий.

5. Собранный редуктор испытывают на холостом ходу и при нагрузке соответствующей мощности в течение одного часа.

6. Неравномерный шум, и нагрев подшипниковых узлов свыше 50о С при работе редуктора не допускается.

7. Уровень шума не должен превышать 60 Дб.

8. Межосевое расстояние-100мм.

2.2 Выявление и анализ технических условий и норм точности

Чтобы редуктор мог выполнить своё служебное назначение, в процессе изготовления и сборки необходимо выполнить ряд технических условий: обеспечить кинематическую точность червячной передачи, заданный боковой зазор в зацеплении, межцентровое расстояние, определить величину и расположение пятна контакта.

Назначаем 8-ю степень точности червячной передачи.

1) Пятно контакта по высоте и длине зуба не менее 50%.

2) Допускаемый зазор между червячным колесом и кольцом не более 0,3 мм. Регулировку зазора производить подшлифовкой кольца.

3) Все отливки должны быть термически обработаны для снятия внутренних напряжений.

2.3 Выбор методов достижения точности

Рассчитаем размерные цепи А и g0, для цепи выберем А-метод регулирования, для цепи g-метод неполной взаимозаменяемости.

Изобразим эскиз узла (рис.3.3.1.) и составим схему размерных цепей (рис.3.3.2.), для каждой цепи составим таблицу расчетов (Табл.3.3.1.)

Для цепи А задачей является нахождение компенсаторас помощью метода регулирования, для цепи задачей является задача выдержать угол между осями вращения червяка и червячного колеса в 90 градусов.

Рис.3.3.1 Эскиз узла.

Рис.3.3.2 Схема размерной цепи

Рассмотрим размерную цепь г.

дД=0,064/100мм, Дп=90

Примем радиальное биение всех подшипников 0,025мм, тогда г1=0,0195; дх1=0,0375/150мм/мм, г1=г2, дх1= дх2, где 150-расстояние между подшипниками вала червячного колеса г 4=+0,015/117мм/мм; дх4=0,029/117 г4= г5, дх4= дх5, где 117-расстояние между подшипниками вала червяка.

Для приведения допускаемых отклонений к одной базовой длине, которую примем 200 мм, необходимо вычислить передаточное отношение для всех составляющих звеньев.

ех1= ех2=200/150=1,3, ех4= ех5=200/117=1,7, ех3=200/100=2

Допуск и предельные отклонения на размер звена г3 определяется из следующего уравнения

Примем К3=1,2, Кхi=0.6, тогда

Полученные значения сводим в таблицу 3.3.1.

Рассмотрим размерную цепь А.

Проверим правильность номинальных значений составляющих звеньев:

мм

Пусть Кi=1,2 в формуле погрешности замыкающего звена

Примем точность метода компенсации 0,02мм

Величина компенсации погрешности замыкающего звена

Определим погрешность, координаты середины поля допуска замыкающего звена.

Величина компенсации, координаты середины рассеяния погрешности замыкающего звена

Предельные значения величины необходимой компенсации погрешности замыкающего звена.

Чтобы исключить Днк<0, изменим координату середины поля допуска звена А5 на величину Днк

Новые предельные отклонения размера А5

Следовательно

Толщину одной прокладки принимаем равной

Тогда число прокладок будет

Таблица 3.3.1 - Расчетные данные

Звено размерной цепи

Наименование звена

Номинальный размер

Доп. пред. откл.

Допуск

Коор. сер. поля доп.

Примечание

1

2

3

4

5

6

7

YД

Угол между осями вращения червяка и чер. колеса

±0,037/100

0,074/100

0

неполная

Y1

смещение и поворот оси вала червячного колеса

±0,0195/100

0,0375/100

0

взаимозаменяемость

Y2

вследствии радиального биения подшипников

±0,0195/100

0,0375/100

0

Y3

откл. от прямого угла между осями отв. в корпусе

±0,037/100

0,074/100

0

Y4

смещение и поворот оси червяка вследствие

±0,015/100

0,029/100

0

Y5

радиального биения подшипников

±0,015/100

0,029/100

0

АД

Компенсатор

0

+0,22; +0,06

0,16

0,14

Регулирование

А1

Расстояние между прокладками крышек

217

±0,08

0,16

0

при помощи

А2

Толщина прокладки

1

±0,008

0,016

0

прокладок

А3

Расстояние между торцами крышки и подшипника

26

±0,02

0,04

0

А4

Монтажная высота подшипника

18

-0,016

0,016

-0,016

А5

Втулка

10

±0,012

0,024

0

А6

Расстояние между втулками

110

±0,03

0,06

0

А7

Втулка

10

+0,012

0,024

0

А8

Монтажная высота подшипника

18

-0,016

0,016

-0,016

А9

Расстояние между торцами крышки и подшипника

26

±0,02

0,04

0

2.4 Анализ технологичности узла

Определим соответствие качественной оценки конструкции редуктора согласно рекомендациям, ГОСТ 1883-73”Технологичность конструкций”, ГОСТ 14202-73, ГОСТ 14204-73.

Технологичная конструкция изделия и деталей должна предусматривать:

2.4.1 Максимально широкое использование унифицированных сборочных единиц, стандартизованных и нормализованных деталей и элементов деталей.

В нашем же случае практически все детали, используемые в данном узле, являются стандартными.

2.4.2 Возможно меньшее количество деталей оригинальной, сложной конструкции и различных наименований и возможно большую повторность одноименных деталей.

Данный пункт тоже не может быть выполнен полностью, так как большую сложность изготовления представляют планшайба ирегулятор, требования к их точности, также необходимо предусмотреть каналы для подвода и отвода масла, что также повышает сложность изготовления регулятора и как следствие его удорожание.

2.4.3 Создание деталей наиболее рациональной формы с легкодоступными для обработки поверхностями и достаточной жесткости с целью уменьшения трудоемкости и себестоимости механической обработки деталей и изготовления всего изделия (необходимая жесткость деталей позволяет обрабатывать их на станках с наиболее производительными режимами резания).

Можно сказать, что большинство требований данного пункта выполняются, детали изделия обладают достаточной жесткостью, легкодоступными для обработки поверхностями, единственную сложность вызывают повышенные требования к точности обработки и состояния поверхностей.

2.4.4 Наличие на деталях удобных базирующих поверхностей или возможность создания вспомогательных (технологических) баз в виде бобышек, поясков и т.д.

Все детали обрабатываются без использования специальных приспособлений.

2.4.5 Наиболее рациональный способ получения заготовок для деталей (отливок, штамповок, из проката) с размерами и формами, возможно более близкими к готовым деталям, т.е. обеспечивающими наиболее высокий коэффициент использования материала и наименьшую трудоемкость механической обработки.

Для корпуса редуктора наиболее рациональным способом получения заготовки с точки зрения экономии материала будет сварная конструкции, выполненная ручной электродуговой сваркой. Остальные детали можно выполнять из штамповок или поковок. Крепеж производится стандартными деталями.

2.4.6 Полное устранение или возможно меньшее применение слесарно-пригоночных работ при сборке путем изготовления взаимозаменяемых деталей, применения деталей-компенсаторов и механизации сборочных работ.

В качестве метода достижения точности выбран метод регулирования, что обеспечивает отсутствие брака и легкость сборки.

Таким образом, делаем вывод, что редуктор червячный отвечает требованиям технологичности, значит конструкцию узла оставляем без изменений.

2.5 Методы и схемы контроля

Все основные методы контроля осуществляются в процессе изготовления деталей (сборочных единиц) и в процессе сборки редуктора.

У редуктора в сборке контролируют осевые люфты валов:

Входного - 0,05…0,10 мм, выходного - 0,08…0,15 мм и провести испытание под нагрузкой для выявления отсутствия повышенного шума, подтекания масла, чрезмерного нагрева подшипников и масла.

В процессе сборки для обеспечения нормальной работы червячной передачи необходимы в первую очередь: правильное расположение и форма суммарного пятна контакта червячной передачи.

Правильность суммарного пятна контакта червячной передачи проверяем по краске на контрольно-обкатных станках после вращения собираемой передачи под нагрузкой (Рис. 2.5.1.). Относительные размеры суммарного пятна контакта определяются в процентах. Для редуктора имеющего 8 ст. точности краска должна перекрывать поверхность зуба червячного колеса не менее, чем на 50% по длине и высоте. Норма плавности работы червячного колеса ±0,022 мм проверяем шагомером; погрешность профиля зубьев колеса 0,018 мм производим на специальных приборах (ГОСТ 3675-81).

Опорные детали передачи: подшипники, стаканы не должны иметь смещения и перекосов осей.

Оси основных отверстий в корпусе должны лежать в одной плоскости, пересекаться в одной определенной точке под требуемым углом. Это требование обеспечивает нормальное зацепление червячной передачи, но осуществляется и контролируется в процессе изготовления корпусной детали.

Рис.2.5.1 Суммарное пятно контакта

2.6 Разработка последовательности сборки

Последовательность сборки изобразим в виде технологической схемы.

2.7 Проектирование технологических операций

Используя технологическую схему сборки редуктора проведем нормирование сборочных переходов. Полученные данные сводим в таблицу 3.6.1.

Таблица 3.6.1

№перехода

Содержание перехода

Время

1

Сборка редуктора

0,28

2

Протереть червяк

0,09

3

Установить червяк в приспособление

0,07

4

Распаковать подшипник

0,6

5

Промыть подшипник

0,22

6

Продуть подшипник

0,07

7

Напрессовать подшипник

0,11

8

Открепить и снять червяк в сборе

0,05

9

Смазать

0,07

10

Уложить червяк в тару

0,15

Итог сборки червяка

1,71

11

Продуть вал

0,06

12

Протереть вал

0,1

13

Установить вал в приспособление

0,07

14

Установить шпонку

0,22

15

Промыть червячное колесо

0,07

16

Продуть червячное колесо

0,13

17

Напрессовать червячное колесо

1,2

18

Распаковать подшипник

0,44

19

Продуть подшипник

0,14

20

Напрессовать подшипник

0,1

21

Установить вал с другой стороны

0,12

22

Напрессовать подшипник

0,1

23

Открепить и снять вал в сборе

0,05

24

Смазать

0,1

25

Уложить вал в тару

0,15

Итог сборки червячного колеса

3,05

26

Осмотреть корпус

0, 19

27

Продуть корпус

0,1

28

Протереть посадочные поверхности

0,12

29

Установить корпус в приспособление

0,07

30

Напрессовать в корпус червяк в сборе

0,11

31

Распаковать подшипник

0,6

32

Промыть подшипник

0,22

33

Продуть подшипник

0,07

34

Напрессовать подшипник

0,1

35

Проверить легкость вращения

0,07

36

Промыть крышку

0,22

37

Протереть посадочные поверхности

0,13

38

Напрессовать манжету

0,11

39

Установить прокладку

0,1

40

Установить крышку в сборе

0,09

41

Промыть крышку

0,22

42

Протереть посадочные поверхности

0,13

43

Напрессовать манжету

0,11

44

Установить прокладку

0,1

45

Установить крышку в сборе

0,09

46

Надеть шайбы на болты

0,54

47

Ввернуть предварительно болты

1,62

48

Ввернуть окончательно болты

0,9

49

Напрессовать вал в сборе

0,11

50

Промыть крышку

0,22

51

Протереть посадочные поверхности

0,13

52

Напрессовать манжету

0,11

53

Установить прокладку

0,1

54

Установить крышку в сборе

0,09

55

Промыть крышку

0,22

56

Протереть посадочные поверхности

0,13

57

Установить прокладку

0,1

58

Установить крышку в сборе

0,09

59

Надеть шайбы на болты

0,09

60

Ввернуть предварительно болты

1,62

61

Ввернуть окончательно болты

0,9

62

Установить пробку

0,05

63

Открепить и снять редуктор в сборе

0,6

64

Уложить редуктор в тару

0,15

Итого на сборку редуктора

10,5

Окончательная сборка редуктора

15,26

Определим штучное время для каждой из характерной операции, указанной в технологической схеме сборки.

,

где Ь=0 - время технического обслуживания

в=2…6% -время организационного обслуживания

г=4…6% -время перерывов на отдых

Для операции сборка редуктора

Определяется штучно-калькуляционное время.

;

где Тп. з. - подготовительно-заключительное время; п - размер партии изделий. Обеспечивая равномерный (месячный) выпуск изделий, размер партии составит

Подготовительно - заключительное время Тп. з. принимаем. Тогда штучно - калькуляционное время на каждую операцию будет равно:

1. Сборка вала с червяком:

2. Сборка вала с червячным колесом:

3. Сборка редуктора:

2.8 Расчет числа единиц оборудования, рабочих мест и состава работающих

Число единиц оборудования определим.

где Тшт - трудоемкость сборки одного изделия, N - годовая программа выпуска, Фд - действительный годовой фонд времени оборудования

Принимаем число единиц оборудования - 1.

Число рабочих мест для узловой и общей сборки определим по

,

где Фд - действительный годовой фонд времени рабочих

П - средняя плотность работы

Принимаем число рабочих - 1 на одну операцию сборки редуктора.

Число рабочих мест (стендов), необходимое для выполнения заданной программы, может быть рассчитано:

;

где Тр - расчётная суммарная трудоёмкость всех переходов сборки, Тр =16,633 мин;

Тс - расчётная трудоёмкость совмещённых во времени переходов Тс=0;

tн - номинальный такт выпуска Тв. н. =49,8 мин/шт.;

tп - расчётное время перемещения собираемого объекта с одного рабочего места на другое, tп =0;

р - количество параллельных потоков необходимых для выполнения заданной производственной программы, р=0. Тогда число рабочих мест будет равно:

Таким образом принимаем число рабочих мест (стендов) Р=1.

2.9 Планировка участка сборки

Планировку участка сборки произведем в соответствии с выбранной организацией производства.

Рис. 2.9.1 Планировка участка сборки: 1-склад деталей, 2-стеллаж деталей, 3-верстак, 4-пресс, 5-испытательный стенд, 6-окрасочная камера, 7-сушка, 8-рабочее место, 9 - обкатка, 10-склад редукторов, > - путь перемещения изделия

3. Разработка технологического процесса изготовления специальной детали

3.1 Анализ служебного назначения и технических условий

Корпус редуктора является базовой деталью, на которую монтируют отдельные сборочные единицы и детали, такие как вал и червяк, обеспечивая требуемую точность относительного расположения между собой.

Корпусная деталь должна иметь требуемую точность, обладать необходимой жесткостью и виброустойчивостью, что обеспечивает требуемое относительное положение соединяемых деталей и узлов, правильность работы передачи и отсутствие вибраций.

Корпус редуктора должен обеспечивать точность относительного положения червяка и червячного колеса.

Базирование валов осуществляется по главным отверстиям. Поверхности главных отверстий корпуса совместно с поверхностями торцов образуют комплекты вспомогательных баз корпуса.

Технические требования можно определить по:

1. Точность относительного положения вспомогательных конструкторских баз.

требования, определяющие точность положения осей основных отверстий относительно торцов отсутствуют.

2. Точность относительного положения вспомогательных конструкционных баз отсутствуют.

3. Точность основных отверстий:

диаметральных размеров

отверстий под опоры червяка

отверстий под опоры вала червячного колеса

геометрической формы не заданы

Параметры шероховатости

Точность геометрической формы и качества плоских поверхностей

Параметры шероховатости:

Плоскость основания

Торцы основных отверстий

Неуказанные предельные отклонения размеров:

отверстий - Н14

валов - h-14

остальных ±IT14/2

3.2 Анализ технологичности

Оценка уровня технологичности устанавливает, на сколько полно учтены технологические требования и отвечает ли изделие требованиям рациональной организации производства.

Конструкция должна удовлетворять два основных условия:

выполнение служебного назначения

обеспечить возможность применения высокопроизводительных методов обработки детали

Материал для корпуса редуктора СЧ 20. Способ изготовления - отливка.

При этом надо обратить особое внимание на обеспечение перпендикулярности оси отверстия 85 к оси отверстия 62.

Корпусная деталь имеет удобную технологическую базу - основание позволяющее использовать не только в процессе обработки, но и в процессе контроля как измерительную.

Снижению трудоемкости способствует наличие отверстий в противоположных сторонах корпуса. Это позволяет использовать высокопроизводительное оборудование для расточки отверстий без переустановки корпуса, одновременно с двух сторон.

При этом виде получения заготовок точность формы, шероховатость не обработанных поверхностей достигается Rz 40.

Вывод корпус редуктора технологичен.

3.3 Методы и схемы контроля

Контроль корпусных деталей производится при выполнении наиболее ответственных операции технологического процесса, и после обработки.

Контроль выполняем с помощью универсальных измерительных средств. Точность размеров, относительных поворотов и геометрической формы плоских поверхностей и отверстий контролируем с помощью линеек, угольников, индикаторов. При контроле учитываем, что допускается погрешность контролируемого параметра не должна превышать 10-20% его поля допуска. Контроль отклонения от перпендикулярности торцевой плоскости к оси отверстия диаметром 62 проверяем с помощью индикаторов, установленных на вал. Отклонение определим по показаниям индикаторов часового типа ИЧ10. 1,2.

Рис. 3.3.1 Контроль перпендикулярности торцевой плоскости к оси отверстия.

Проверку межосевого расстояния червяка и колеса 100±0,02 проводим с помощью оправки 1 и оправки 2. Вставляем оправку 1 на место червяка, а оправку 2 в отверстие 62 устанавливаем между ними измерительное устройство с помощью которого контролируем расстояние между ними.

Рис.3.3.2 Контроль межосевого расстояния.

3.4 Выбор экономического варианта получения исходной заготовки

Для выбора наиболее экономичного варианта получения заготовки, необходимо сопоставить два способа ее получения:

1. Отливка в песчано-глинистые формы;

2. Отливка в кокиль;

Материал детали - СЧ20 ГОСТ 1412-85. Масса готовой детали 13,445 кг. Годовая программа выпуска 5000 штук. Производство - мелкосерийное.

Отливки 2 класса точности, при отливке в песчано-глинистые формы, обеспечиваются формовкой с механизированным выемом деревянной модели, закрепляемой на лёгкосъёмных металлических плитах, из форм и с заливкой в сырые и подсушенные формы. Этот способ применяют для получения отливок в серийном производстве.

Классификация отливок по сложности приводится по прейскуранту оптовых цен. По этому классификаторы отливки делятся на пять групп сложности. Данная отливка относится к 3-й группе сложности.

Стоимость заготовки при вышеперечисленных методах литья можно определить:

;

Согласно прейскуранта № 25-01, 1985г, оптовая цена (руб.) за 1т, полученных литьём в песчаные формы: Ci - базовая стоимость 1т отливок из чугуна СЧ15 ГОСТ 1412-85 руб, Ci =1765 руб (2 класс точности); Q - масса заготовки, кг: Q =17,245 кг; q - масса готовой детали, кг: q=13,445кг; Sотх - цена 1т отходов, руб: Sотх =3000 руб; - коэффициент, зависящий от класса точности отливки (2 класс точности), =1,05; - коэффициент, зависящий от марки материала, СЧ20: =5,94; - коэффициент, зависящий от группы сложности отливок (3 группа сложности): =1; - коэффициент, зависящий от массы отливок: =0,96; - коэффициент, зависящий от объёма производства: =1.

Аналогично определим стоимость заготовки, полученной литьём в кокиль, для которого базовая стоимость 1т отливок из алюминиевого сплава ГОСТ 1412-70: Ci =1315 руб, тогда получим следующее выражение:

Механическая обработка заготовок, полученных рассматриваемыми методами, а также операции не будут отличаться друг от друга, а значит стоимость механической обработки будет одинакова для каждого из методов. Таким образом, сопоставив стоимость заготовок, полученных данными методами, делаем вывод, что затраты на деталь, полученную методом литья в кокиль меньше, чем методом литья в песчаную форму.

Приведённая годовая экономия составит:

;

где , - стоимость сопоставляемых заготовок;

N - годовая программа (4500 шт);

Трудоёмкость изготовления отливок в кокиль меньше, чем при литье в песчано-глиняные формы, качество поверхностей и точность размеров отливок выше, меньше припуски на обработку, лучше условия труда.

Однако, учитывая небольшой объем производства, выбираем для получения отливок метод литья в песчано-глинистые формы.

3.5 Обоснование выбора технологических баз и разработка последовательности изготовления

В качестве технологической базы выбираем поверхность, которая связана размерами с наибольшим числом других поверхностей. Далее базируя по этой поверхности, растачиваем отверстие 62, растачиваем фаску, фрезеруем отверстия 96, фрезеруем отверстие 96 с другой стороны. Разворачиваем заготовку на столе на 90 градусов и растачиваем отверстие 85 и фаски с двух сторон, фрезеруем торец 106.

Определяем число необходимых переходов.

Для определения числа переходов необходимо определить уточнения для каждой операции:

1. Растачивание отверстия 62

Величина уточнения и количество переходов регламентируется значением шероховатости.

черновое

чистовое

тонкое растачивание.

Необходимо 3 перехода - черновое, чистовое и тонкое растачивание.

2. Растачивание фаску (1*45) одновременно с двух сторон

Черновое растачивание

3. Фрезеруем фасонной фрезой 62, 96 и торец с двух сторон

Обработка черновая.

4. Фрезеруем 85и торец одновременно

-черновая -чистовая

количество переходов 2 шт. черновое и чистовое фрезерование

5. При обработке отверстий под резьбу необходимая точность обработки достигается за один переход, и шероховатость за два: черновое и получистовое растачивание.

А - разность оси отверстия в заготовке и оси борштанги

- погрешность звена, определяется схемой базирования на первой операции, когда обрабатывается технологическая база.

- погрешность звена, определяется точностью обработки на расточном станке.

3.6 Определение припусков и межоперационных размеров

Рассчитаем припуски на обработку и промежуточные предельные размеры для отверстия корпуса 62Н7. Расчет припусков сведем в таблицу 4.6.1., в которой последовательно записываем технологический маршрут обработки отверстия, состоящий из двух переходов: чернового и чистового. Для отверстия ведем расчет по формуле:

Находим по справочнику значения Rz: для чернового растачивания Rz=20мкм, для чистового растачивания Rz=12,5мкм.

Суммарное значение пространственных отклонений для заготовки данного типа:

Коробление отверстия кор следует учитывать, как в диаметральном так и в осевом его сечении следовательно:

мкм;

где -удельная кривизна заготовки

d и l - диаметр и длина обрабатываемого отверстия.

мкм

,

Произведем расчет минимальных значений припусков, используя основную формулу:

мкм

мкм

В графе Предельный размер наибольшие значения получается по расчетным размерам, округленным до точности допуска соответствующего перехода. Наименьшие предельные размеры определяются из наибольших предельных размеров вычитанием допусков соответствующих переходов. Минимальные предельные значения припусков равны разности наибольших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов, а максимальные значения соответственно разности наименьших предельных размеров. Результаты расчетов сводим в таблицу 4.6.1.

Таблица 4.6.1 - Расчетная карта.

Технологические

операции

Элементы припусков

Расч.

припуски

2Zmin

Расч.

размеры,

мм

Допуск,

мкм

Предельные

размеры, мм

Предельные

размеры

припусков, мкм

Rz

T

min

max

min

max

Заготовка

40

260

61,9665

35

61,869

61,904

Растачивание

Черновое

12,5

20

46,01

20

96,249

61,87

96,249

61,904

61,939

96,249

192,498

Чистовое

1,25

5

14

1

32,745

61,8375

32,745

62

62,035

32,745

65,49

3.8 Проектирование технологических операций

Уточним намеченные ранее структуру и содержание операций, технологическое оснащение. Назначим режимы резания и выполним техническое нормирование.

3.8.1 Структура и содержание операций

1. 005 - Расточная, станок 2м 615 горизонтально-расточной

Расточить 2 отверстия 62 с двух сторон на длину 53

Растачиваем фаску с двух сторон

Черновая и чистовая обработка

Инструмент - резец ГОСТ 18883-73

2. 010 - Фрезерная, станок 2м 615 горизонтально-расточной

Фрезеруем 2 отверстия 62 с двух сторон, 96 и торец одновременно

Инструмент - фреза

3. 015 - Расточная, станок 2м 615 горизонтально-расточной

Расточить отверстие 85 на длину 53

Растачиваем фаску с двух сторон

Инструмент - резец ГОСТ 18883-73

Фрезеруем фасонной фрезой

Инструмент - фреза

4. 020 - Расточная, станок 2м 615 горизонтально-расточной

Растачиваем отверстие 108

Инструмент - резец ГОСТ 18883-73

Растачиваем фаску

Инструмент резец

Фрезеруем торец, с двух сторон

Инструмент - торцевая фреза

5. 025 - Сверление, станок 2М55

Сверлить 20 отверстий М10-7Н

Инструмент - сверло ГОСТ 6647-68-9-ВК8

Нарезать резьбу

Инструмент - метчик ГОСТ 3266-71

3.8.2 Режимы резания

Рассчитаем режимы резания для чернового фрезерования торца отверстия.

Диаметр фрезы D=315

Ширина фрезерования В=275

Глубина резанья t=1,5

Подачу на один зуб фрезы Sz=0.25

Число зубьев фрезы z=18

Найдем скорость резанья:

;

для наших условий обработки:

=332;

q=0,2;

x=0,1;

y=0,4;

u=0,2;

=0;

m=0,2;

Период стойкости режущей части инструмента: Т=300мин; Z=18;

Тогда численно получим:

;

Частота вращения шпинделя тогда составит:

;

Усилие, возникающее в процессе обработки, определим по формуле:

;

по условиям обработки

z=18;

n=186;

k=0,75

C=825;

x=1;

y=0,75;

u=1,1;

q=1,3;

w=0,2;

Подставив в формулу, получим:

Мощность, потребляемая на резание, в этом случае составит:

Составим таблицу режимов резания

Таблица 3.8.2.1 - Режимы резания

№операции

Наименование перехода

D

t

L

S

n

v

T

1

2

3

4

5

6

7

8

9

005

Расточить 2 отверстия

62

1,5

40

0,6

236

125

0,47

010

Фрезеруем 2 отверстия

62

0,5

5

0,2

685

110

0,28

Фрезеруем торец

96

0,5

3

0,5

705

115

0,31

015

Расточить отверстие

85

1

28

0,2

504

68

0,17

Фрезеруем отверстие

85

1,5

4

0,5

740

120

0,4

Фрезеруем торец

108

0,5

3

0,5

705

115

0,31

020

Сверлить отверстия

10

2,5

10

0,1

2242

35,5

0,08

Нарезать резьбу

9

0,5

10

1

287

9

0,052

3.8.3 Техническое нормирование

Назначим технические нормы времени для операции 020.

Операция - сверление отверстия.

Найдем норму штучного времени по зависимости:

tшт. оп. = t0 + tв+ tобс. + tотд,

t0 - основное время автоматической работы станка по программе, мин;

tв - вспомогательное время, мин;

tобс. - время на организацию и техническое обслуживание рабочего места, мин;

tотд - время на личные потребности, отдых, мин.

Определим время цикла автоматической работы станка при растачивании поверхности:

,

где n-число оборотов шпинделя

S-подача

L-длина рабочего хода

L=10мм; S=0.1мм n=2242об/мин

Определив все составляющие основного времени, найдем его:

Поскольку в операции обрабатывается 20 отверстий, то и основное время увеличивается в 20 раз т.е.

Определяем вспомогательное время по формуле:

tвсп. = Туст. + Тв. оп. +Тиз.,

где Т уст. =0,11 мин; - время на установку и снятие детали

Тв. оп. =0,8мин; - на операцию

Тиз = 0,14 мин. - на контрольные измерения

Тогда вспомогательное время равно:

tв = 0,11 + 0,8+ 0,14 = 1,05мин.

Время на организационное и техническое обслуживание рабочего места, отдых и личные потребности зависят от типа и характеристики станка принимаем (tобс. + tотд) 9% от оперативного времени (t0 + tв):

(tобс. + tотд) = 0,09 (0,8 + 1,05) =0,1665мин.

Норму штучного времени на операцию находим по формуле:

tшт. оп. = 0,8+ 1,05 + 0,1665 = 2,0165 мин.

3.9 Анализ и расчет точности обработки

Анализ технологических решений:

Таблица 3.9.1 - Анализ технологического решения.

Наименование перехода (операция)

Требование к точности изготовления

Методы достижения точности

Фрезерование торца

а) 108

б) шероховатость Rz20

Фрезерование черновое.

Режимы чистовой обработки: S=0,5 мм/зуб;

V=115об/мин;

t=0,5мм;

Режущий инструмент - торцевая фреза с пластинами из твердого сплава.

Суммарная погрешность обработки:

где

- погрешность установки заготовок в приспособление;

-погрешность, возникающая в результате упругих деформаций системы;

- погрешность наладки технологической системы на размер;

=0,035 мм

- погрешность измерения;

0,04 мм

- погрешность обработки, возникающая в следствии геометрических неточностей;

=0,03 мм

-погрешность обработки вызванная температурными деформациями;

Определим погрешность установки:

=0,02 мм - погрешность базирования

=0,03 мм - погрешность закрепления

=0,2 мм - погрешность приспособления

Погрешность обработки определим по формуле

W-податливость системы, Р - сила резания

Погрешность обработки, вызванная температурными деформациями определим по формуле:

Так как (0,6190,7), то принятая схема базирования обеспечивает заданную точность обработки.

4. Расчет и конструирование специального приспособления

4.1 Техническое задание

На данном этапе необходимо спроектировать приспособление, которое служит для закрепления корпуса редуктора при фрезеровании основания по принятой схеме базирования.

Для обеспечения необходимой точности основания, т.к. оно будет являться базирующей поверхностью на последующих операциях, а также необходимой точности установочных отверстий, обработку на первых операциях будем производить на конусах. Построение первой операции, таким образом позволяет обеспечить равномерный припуск на обработку установочных отверстий под подшипники валов.

Для операции обработки необходимо одноместное приспособление.

Заготовка корпуса - отливка 2-го класса точности по ГОСТ 26645-85.

Операция фрезерования плоскости основания производится на вертикально-фрезерном консольном станке модели 6 Р11МФ3-1 с ЧПУ.

Режущий инструмент для данной операции - торцовая насадная фреза со вставными ножами из быстрорежущей стали (по ГОСТ 1092-80);

диаметр фрезы: D =250 мм;

число зубьев: z=26;

Режимы резания для операции фрезерования:

t=3 мм; =49,48 м/мин; n=63 об/мин; Sz=0,12 мм;

4.2 Выбор и обоснование схемы приспособления

Установка заготовки по двум главным отверстиям на конусы осуществляется на первых операциях обработки плоскости основания редуктора для получения равномерного припуска в отверстиях под подшипниках.

Преимущество данного типа приспособления - простота конструкции, обеспечение равномерного припуска на механическую обработку главных отверстий, относительно простая фиксация заготовок.

Заготовка в приспособлении закрепляется приложением усилия к конусам с необходимой силой, для исключения опрокидывания заготовки во время обработки. Такая установка пригодна для обработки заготовок корпуса редуктора на первой операции.

Плоскость основания заготовки редуктора подвергают фрезерной обработке за один проход.

4.3 Расчёт сил закрепления

Главная составляющая усилия резания определена выше и соответственно равна:

Pz=2064,77 Н;

Радиальная сила определяется из следующего выражения:

Силы, возникающие при обработке корпуса, стремятся опрокинуть заготовку, поэтому смещение заготовки необходимо предупредить силами трения, которые возникают в местах контакта заготовки с коническими зажимными элементами.

Для исключения опрокидывания заготовки необходимо чтобы выполнялось условие:

;

где и - коэффициенты трения в местах контакта заготовки с зажимными элементами.

Сила закрепления Рз определяется по формуле:

;

где и - коэффициенты трения в местах контакта заготовки с опорами и с зажимными механизмами, f1=f2=0,16 - при контакте заготовки с необработанными поверхностями установочных элементов;

Из условия точности обработки сила резания должна восприниматься силой трения на базовой плоскости заготовки, то конусные поверхности должны быть полностью разгружены.

- сила, которая стремится опрокинуть деталь:

К - коэффициент запаса, который определяется по формуле:

;

где Ко - коэффициент гарантированного запаса: Ко =1,5;

К1 - коэффициент учитывающий увеличение сил резания из-за случайных неровностей на обрабатываемых поверхностях: К1 =1,2;

К2 - коэффициент, характеризующий увеличение сил резания вследствие затупления режущего инструмента: К2=1,4;

К3 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при прерывистом резании, при прерывистом точении и торцевом фрезеровании К3 =1,2;

К4 - коэффициент характеризующий постоянство силы закрепления в зажимном механизме приспособления. При использовании пневмо - и гидроцилиндров одностороннего действия: К4 =1,3;

К5 - коэффициент, характеризующий эргономику ручных зажимных механизмов приспособления. Для удобного расположения и малом угле поворота рукоятки: К5 =1,0;

К=1,5Ч1,2Ч1,4Ч1,2Ч1,3Ч1=3,93;

Тогда:

Так как приложение усилия будет осуществляться к двум конусам, тогда усилие зажима необходимо разделить на два:

Подставим полученные данные в формулу:

;

2223,83<13616,45Ч0,16Ч2

2223,83<4357,26

Делаем вывод, что условие по усилию закрепления выполняется.

Рисунок 5.3.1 Схема приспособления и действие сил закрепления

4.4 Расчёт точности приспособления

Погрешность установки , как одна из составляющих общей погрешности выполняемого размера, суммируется из погрешностей базирования , закрепления и погрешности положения заготовки, вызываемой не точностью приспособления . Таким образом, величина выражает погрешность положения заготовки.

Погрешностью базирования называют отклонение фактического положения от требуемого для операции. Данная погрешность возникает при не совпадении измерительной и технологической баз заготовки. Так как технологическая база, относительно которой настроен инструмент на размер 270 мм, совпадает с измерительной базой размера, погрешность базирования: . Погрешность закрепления заготовки представляет собой разность наибольшей и наименьшей проекции смещения измерительной базы на направлении выполняемого размера при приложении к заготовке силы закрепления. , так как измерительная база перемещается при зажиме заготовки в собственной плоскости .

;

Погрешность положения заготовки , вызываемая неточностью приспособления, определяется погрешностями при изготовлении и сборки установочных элементов - , износом установочных элементов - , и ошибками установки приспособления на станке - .

, исходя из технологических возможностей изготовления приспособлений, обеспечивают погрешность (10…15) мкм, таким образом принимаем = 15 мкм.

Величина износа, мкм:

еu=2N;

где N - число контактов заготовки с опорой: N=10;

2 - постоянная величина: 2 =0,002;

еu=0,00210=0,02мм=20мкм;

Ошибка установки приспособления на станке - составляет 1020 мкм. Принимаем =20 мкм. Величины , и характеризуют расстояния между предельными проекциями измерительной базы обрабатываемых заготовок на направлении выполняемого размера. рассматривается как постоянная величина, которая учитывается и компенсируемая настройкой станка. Для указанных значений величин:

Погрешность установки:

Для принятой схемы установки необходимо чтобы выполнялось следующее условие:

;

Технологический допуск на выполняемый размер:

;

где - погрешность, вызываемая упругими отжатиями технологической системы под влиянием сил резания: =400 мкм;

- погрешность настройки станка; =150 мкм;

- погрешность от размерного износа инструмента: =120 мкм;

- погрешность обработки, вызываемая тепловыми деформациями технологической системы; =71 мкм;

- суммарная погрешность формы обрабатываемой поверхности в результате геометрических погрешностей станка и деформации заготовки при ее закреплении: =0,25 мм=250 мкм.

Подставим в формулу числовые значения в формулу, получим:

Исходя из полученных данных, фактическую погрешность установки определим преобразованием формулы:

Для принятой схемы установки условие выполняется: 55 <54,91 мкм.

4.5 Расчёт привода

В данном приспособлении привод гидравлический, т.к. в отличие от пневматических приводов они развивают большие зажимающие усилия при относительно небольших размерах силовых цилиндров благодаря высокому давлению, сообщаемому гидравлической средой.

Определим рабочие параметры гидроцилиндра:

Усилие F на штоке рабочего гидроцилиндра равно потребной силе зажима: F=Рз=13616,45 Н.

Диаметр гидроцилиндра определим из следующего выражения:

где р - рабочее давление в гидросистеме: р=10 МПа;

з - КПД гидравлического привода: з = (0,9…0,97);

Подставив числовые данные в формулу, получим:

Округляя полученное значение до стандартного, получим Dгц=160 мм - гидроцилиндр без торможения на удлиненных стяжках;

Диаметр штока: d=40 мм;

Ход поршня: L=10-320 мм;

Список используемой литературы

1. Проектирование машиностроительных заводов и цехов. Справочник в 6-ти томах. Том 4. Под редакцией З.И. Соловья - М.: Машиностроение. 1974.

2. Авраменко В.Е. Технология машиностроения. Методические указания к проектированию технологических процессов сборки в курсовых и дипломных проектах. КГТУ, - Красноярск, 1995.

3. Гусев А.А., Ковальчук Е.Р., Колесов И.М. и др. Технология машиностроения. - М.: 1986.

4. ТМС. Метод. руководство по курсовому проектированию методичка №621P33

5. Справочник технолога машиностроителя. В2-х томах под ред. Косиловой и Мещерякова 1985 г.

6. Ансеров М.А. Приспособления для металлорежущих станков. - Л: Машинострое, 1975

7. Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков. - Справочник - М: 1979.

8. Основы технологии машиностроения. Под редакцией В.С. Корсакова. Изд. 3-е. - М.: Машиностроение. 1977

9. Косилова А.Г., Мещеряков Р.К. Точность обработки заготовки и припуски в машиностроении. - М.: Машиностроение. 1976.

10. Горохов В.А. Проектирование и расчет приспособлений ВШ, 1986 г.

11. Режимы резания металлов, справочник под ред. Барановского, М, 1972

12. Технологичность конструкций машин. М: Машиностроение, 1987-337

13. Проектирование механосборочных цехов Г.Н. Мельников М-. Машиностроение 1990

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены