Назначение автомобиля и техническая характеристика ВАЗ-2110

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Развитие автомобилестроения в бывшем СССР относится к 1931-1932 гг., когда вступили в действие реконструированный завод АМО (ныне акционерное общество АМО - ЗИЛ) и вновь построенный Горьковский автомобильный завод (ГАЗ).

Волжский автомобильный завод - «ВАЗ» является отечественным предприятием, которое занимается изготовлением легковых автомобилей «Жигули», «Лада», «Нива» с увеличенным уровнем проходимости. Главный офис организации расположен в г. Тольятти, который находится в Самарской области.

Самая популярная модель семейства - седан ВАЗ-2110. Родоначальник нового поколения переднеприводных автомобилей - седан ВАЗ-2110 серийно выпускается с 1996 года. "Десятку" вначале комплектовали только короткоходными карбюраторными 1,5-литровыми 69-сильными двигателями. Зато эксплуатационные характеристики: максимальная скорость 162 км/ч и средний расход топлива 7,5 л/100 км значительно улучшены (на 12%) по сравнению с моделью 21099, в основном за счет уменьшения коэффициента аэродинамического сопротивления. В настоящее время карбюраторный двигатель уступил место под капотом новому поколению двигателей с распределенным впрыском топлива и электронным управлением.

Актуальность темы работы связана с тем, что в настоящее время все большее внимание отводится таким автомобилям отечественного производства, как автомобили семейства ВАЗ-2110, которые пользуются широким спросом у покупателей.

ВАЗ-2110 - легковой переднеприводный автомобиль с поперечным расположением силового агрегата, предназначенный для эксплуатации на дорогах с твердым покрытием.

Кузов - цельнометаллический, несущий, четырехдверный, типа седан. Для перевозки крупногабаритных и длинномерных грузов заднее сиденье можно сложить, увеличив тем самым объем багажника.

Двигатели - четырехцилиндровые, карбюраторные или с различными системами впрыска топлива, рабочим объемом 1,5 л. Благодаря переднеприводной компоновке автомобиль обладает улучшенными по сравнению с заднеприводными моделями ВАЗ характеристиками управляемости, особенно на скользкой дороге и при прохождении поворотов.

Особое место в данном контексте занимает сцепление, благодаря чему автомобили данного семейства пользуются огромным уважением среди автолюбителей.



1. Конструкторская часть проекта

1.1 Назначение автомобиля и техническая характеристика

ВАЗ-2110, -2111, -2112 и их модификации - пятиместные легковые автомобили с передним расположением двигателя. Кузов - несущей конструкции, цельнометаллический, сварной. Тип кузова: ВАЗ-2110 - седан, ВАЗ-2111 универсал, ВАЗ-2112 - хэтчбек. Двигатели - четырехцилиндровые, рядные, четырехтактные, бензиновые, объемом 1,5 л и мощностью (по DIN 70020) от 52, 5 до 68,8 кВт (71,4-93,6 л.с.), с системой впрыска топлива и трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором с обратной связью или без нейтрализатора (ранее на часть автомобилей устанавливались карбюраторные двигатели без нейтрализатора). У автомобилей с двигателем мод. 2112 (16-клапанным) - другая схема подвески силового агрегата (на четырех опорах вместо трех - для компенсации увеличенного крутящего момента), сцепление с измененными характеристиками нажимной пружины и демпферных пружин ведомого диска, колеса с посадочным диаметром обода 14 дюймов. деталь механический сборка заработный



Начиная с 1996 года, был налажен выпуск сразу нескольких модификаций ВАЗ 2110, среди которых можно найти модели как с 8-клапанным, так и 16-клапанным двигателем (на более поздних версиях). Такие технические характеристики ВАЗ 2110, как тип и рабочий объем двигателя (четырехцилиндровый бензиновый с объемом до 1596 куб. см), а также максимальная скорость Lada ВАЗ 2110 (170 км/ч для 8-клапанного двигателя и более 180 км/ч для 16-клапанного двигателя) делают этот переднеприводной седан идеальным для использования в городских условиях и по сей день.

Среди отличительных особенностей ВАЗ 2110, который относят в верхнему ценовому сегменту автомобилей LADA, также можно отметить наличие иммобилизатора, системы улавливания бензиновых паров и особой системы бортконтроля (диагностический блок). Существовала возможность установки электроподъемников (собственно они и устанавливались), а также гидроусилителя руля.

Двигатель	1.6 л, 8кл (Евро-2)	1.6 л, 16кл (Евро-2)	1.6 л, 16кл (Евро-3)
Длина, мм	4265	4265	4265
Ширина, мм	1680	1680	1680
Высота, мм	1420	1420	1420
База, мм	2492	2492	2492
Колея передних колес, мм	1410	1410	1410
Колея задних колес	1380	1380	1380
Грузоподъемность, кг	475	475	475
Объем багажного отделения, дм3	450	450	450
Допустимая полная масса буксируемого прицепа с тормозами, кг	1000	1000	1000
Допустимая полная масса буксируемого прицепа без тормозов, кг	500	500	500
Колесная формула / ведущие колеса	4x2 / передние
Компоновочная схема автомобиля	Переднеприводная, расположение двигателя переднее, поперечное
Тип кузова / количество дверей	Седан/4
Тип двигателя	инжекторный бензиновый, четырехтактный
Рабочий объём двигателя, см3	1596	1596	1596
Система питания	распределенный впрыск с электронным управлением
Количество и расположение цилиндров	4, рядное
Максимальная мощность, кВт (л.с.) / об. мин.	59 (80) / 5200	65,5 (89) / 5000	65,5 (89) / 5000
Максимальный крутящий момент, Нм при об/мин	120 / 2700	131 / 3700	131 / 3700
Максимальная скорость, км/ч	170	180	180
Расход топлива по ездовому циклу, л/100 км	7,2	7,2	7,2
Топливо	АИ-92 (min)	АИ-92 (min)	АИ-92 (min)
Коробка передач	механическая
Число передач	5 вперед, 1 назад
Передаточное число главной пары	3,7	3,7	3,7
Разгон до 100 км/ч, с	13,5	12	12
Рулевое управление	с гидроусилителем, рулевой механизм типа шестерня-рейка
Шины	175/65 R13	175/65 R13	175/65 R14 185/60 R14
Емкость топливного бака, л	43	43	43



1.2 Назначение узла, механизма

На автомобилях ваз 2110, ваз 2111, ваз 2112 установлена пятиступенчатая двухвальная коробка передач, объединенная с дифференциалом и главной передачей. Первичный вал 29 (рис. 1) выполнен в виде блока ведущих шестерён, которые находятся в постоянном зацеплении с ведомыми шестернями всех передач переднего хода. Вторичный вал 25 - полый, со съемной ведущей шестерней 3 главной передачи. На вторичном валу расположены ведомые шестерни 16, 18,19, 21, 23 и синхронизаторы 17, 20, 24 передач переднего хода. Передние подшипники 4, 31 валов - роликовые, задние 22, 28 - шариковые. Под передним подшипником вторичного вала расположен маслосборник 5, направляющий поток масла внутрь вторичного вала и далее под ведомые шестерни.

Коробка передач:

1 - подшипник выключения сцепления; 2 - направляющая втулка муфты подшипника выключения сцепления; 3 - шестерня ведущая главной передачи; 4 - роликовый подшипник вторичного вала; 5 - маслосборник; 6 - ось сателлитов; 7 - ведущая шестерня привода спидометра; 8 - шестерня полуоси; 9 - коробка дифференциала; 10 - сателлит; 11 - картер сцепления; 12 - ведомая шестерня главной передачи; 13 - регулировочное кольцо; 14 - роликовый конический подшипник дифференциала; 15 - сальник полуоси; 16 - ведомая шестерня I передачи вторичного вала; 17 - синхронизатор I и II передач; 18 - ведомая шестерня II передачи вторичного вала; 19 - ведомая шестерня III передачи вторичного вала; 20 - синхронизатор III и IV передач; 21 - ведомая шестерня IV передачи вторичного вала; 22 - шариковый подшипник вторичного вала; 23 - ведомая шестерня V передачи вторичного вала; 24 - синхронизатор V передачи; 25 - вторичный вал; 26 - задняя крышка картера коробки передач; 27 - ведущая шестерня V передачи; 28 - шариковый подшипник первичного вала; 29 - первичный вал; 30 - картер коробки передач; 31 - роликовый подшипник первичного вала; 32 - сальник первичного вала; 33 - сапун

Дифференциал двухсателлитный. Предварительный натяг в подшипниках дифференциала регулируется подбором толщины кольца 13. К фланцу коробки дифференциала крепится ведомая шестерня-12 главной передачи.

Привод управления коробкой передач на автомобилях ваз 2110, ваз 2111 и ваз 2112 состоит из рычага 15 (рис. 2) переключения передач, шаровой опоры 17, тяги 14, штока выбора передач 5 и механизмов выбора и переключения передач. Чтобы исключить самопроизвольное выключение передач вследствие осевого перемещения силового агрегата на своих опорах при движении автомобиля, в привод управления коробкой передач ваз 2110, ваз 2111 и ваз 2112 введена реактивная тяга 18, один конец которой связан с силовым агрегатом, а к другому концу прикреплена обойма 16 шаровой опоры рычага 15 переключения передач. На внутреннем конце штока 5 закреплен рычаг 1, который действует на трехплечий рычаг 2 механизма выбора передач. Этот механизм выполнен отдельным узлом и крепится к плоскости картера сцепления. В корпусе 10 (рис. 3) механизма выбора передач крепятся две оси. На оси 3 установлены трехплечий рычаг выбора передач, две блокировочные скобы 7 и 12. Другая ось 2 проходит через отверстия блокировочных скоб, фиксируя их от проворачивания. Плечо рычага 1 выбора передач служит для включения передач переднего хода, плечо рычага 9 - для включения заднего хода, а на третье плечо действует рычаг штока выбора передач. На оси 6 установлена вилка 8 включения заднего хода. В коробку передач заливается масло, уровень которого должен находиться между контрольными метками указателя уровня масла.

Привод управления коробкой передач:

1 - рычаг штока выбора передач; 2 - рычаг выбора передач; 3 - картер коробки передач; 4 - картер сцепления; 5 - шток выбора передач; 6 - втулка штока; 7 - сальник штока; 8 - защитный чехол; 9 - корпус шарнира; 10 - втулка шарнира; 11 - наконечник шарнира; 12 - хомут; 13 - защитный чехол тяги; 14 - тяга привода управления коробки передач; 15 - рычаг переключения передач; 16 - обойма шаровой опоры; 17 - шаровая опора рычага переключения передач; 18 - реактивная тяга

Механизм выбора передач:

1 - рычаг выбора передач (переднего хода); 2 - направляющая ось блокировочных скоб; 3 - ось рычага выбора передач; 4,11 - пружина; 5 - стопорное кольцо; 6 - ось вилки заднего хода; 7,12 - блокировочные скобы; 8 - вилка включения заднего хода; 9 - рычаг выбора передач (заднего хода); 10 - корпус механизма выбора передач

Коробка передач предназначена для изменения по величине и направлению крутящего момента и передачи его от двигателя к ведущим колесам. Также она обеспечивает длительное разобщение двигателя и ведущих колес, причем на неограниченный срок и без усилий со стороны водителя (по сравнению со сцеплением).

Поскольку в коробке передач реального автомобиля имеется большой набор шестерен, то, вводя в зацепление различные их пары, мы имеем возможность менять и общее передаточное отношение коробки.

Давайте посмотрим на передаточные числа двух коробок передач.

Такие неудобные числа получаются, в результате деления количества зубьев одной шестерни на неудобно делимое число зубьев второй и далее по цепочке.

Если передаточное число равно единице (1,00), то это означает, что вторичный вал вращается с такой же угловой скоростью, что и первичный. Передачу, на которой скорость вращения валов уравнена, обычно называют - прямой и, как правило, это - четвертая передача.

Давайте снова вернемся к нашему старому знакомому - велосипеду. На современных велосипедах тоже есть передачи. Надеюсь, владельцы такого транспорта обратили внимание на то, что когда сзади включена звездочка с большим числом зубьев, то крутить педали легко, но скорость велосипеда получается небольшая. Если же переключиться на меньшую звездочку (с меньшим числом зубьев), то скорость движения возрастает, но усилие на педалях увеличивается.

Меняя звездочки (переключая передачи) на велосипеде, вы находите оптимальный режим движения с учетом своих сил и дорожных условий.

Тот же принцип используется и в автомобиле. В зависимости от дорожных условий и с учетом возможностей двигателя, необходимо переключать передачи в коробке передач.

Первая передача и передача заднего хода - самые «сильные» и двигателю не трудно крутить колеса, но машина в этом случае движется медленно. А, например, при движении в гору на «шустрых» пятой и четвертой передачах двигателю не хватает сил (как и велосипедисту), и приходится переключаться на более низкие, но «сильные» передачи.

Первая передача необходима для начала движения автомобиля, для того чтобы двигатель смог сдвинуть с места тяжелое железное «чудовище». Далее, увеличив скорость движения и сделав некоторый запас инерции, вы можете переключиться на вторую передачу, более «слабую», но более «быструю», затем на третью, четвертую и пятую передачи.

Все ступеньки переключения передач вверх - с первой по пятую, следует проходить последовательно. Переключение передач в нисходящем порядке можно производить «прыгая через ступеньку» и даже через несколько - две, три и так далее. Обычный режим движения автомобиля - на четвертой или пятой передачах, потому что они самые скоростные и экономичные

1.3 Описание изделия

Первичный вал представляет собой блок ведущих шестерен, одна часть которых выполнена на вале, а вторая - запрессована с большим натягом. Поэтому первичный вал представляет собой неразборную конструкцию и заменить на нем можно только подшипники.

Первичный вал установлен в картере РКПП на двух конических роликовых подшипниках: типа 30205 АС6 и типа 32005 АС6.

Вал поставляется в сборе с косозубыми шестернями 1 ч 4 передач и прямозубой шестерней задней передачи. При этом шестерни 1-й и 2-й и задней передач представляют с валом одно целое, а 3-й и 4-й - напрессованы. Шестерня 5-й передачи посажена на валу на игольчатый подшипник типа PLC 43-18.

Впереди шестерни 5-й передачи расположен ее синхронизатор, затем навернута гайка М22х1.5 (12) .

Валы коробки передач вращаются в подшипниках, установленных в картере, и имеют наборы шестерен с различным числом зубьев.

Синхронизаторы необходимы для плавного, бесшумного и безударного включения передач, путем уравнивания угловых скоростей вращающихся шестерен (наши руки на поручне вагона поезда в примере с работой сцепления).

Механизм переключения передач служит для смены передач в коробке и управляется водителем с помощью рычага из салона автомобиля. При этом замковое устройство не позволяет включаться одновременно двум передачам, а блокировочное устройство удерживает передачи от самопроизвольного выключения

От двигателя на первичный вал коробки передач приходит - 2000 об/мин, а выходит - 500 об/мин. На промежуточном валу коробки передач в это время - 1000 об/мин.

1.4 Расчет на прочность заданной детали из узла

Расчет первичного вала:

Рис. 2.4.1 Расчетная схема первичного вала



Таблица 2.4.1.







2. Технологическая часть

2.1 Технология изготовления детали

Коробки передач служат для изменения величины крутящего момента или тягового усилия на ведущих колесах при изменении условий движения автомобиля. Тяговое усилие на колесах, необходимое для преодоления сопротивлений, возникающих при движении автомобиля, должно изменяться в зависимости от условий движения автомобиля.

Кроме того, коробка передач обеспечивает движение автомобиля задним ходом, и длительное разъединение трансмиссии во время движения автомобиля накатом и при стоянке с работающим двигателем.

Когда автомобиль движется по гладкой горизонтальной дороге с небольшой скоростью, то тяговое усилие, требующееся для преодоления сопротивления воздуха и потерь на перекатывание, будет большим. Для получения небольшого тягового усилия требуется только часть той мощности, на которую способен двигатель. Избыток мощности можно использовать для разгона автомобиля и движения с большей скоростью.

Если автомобиль движется по плохой дороге или на подъем, то сопротивление движению возрастает и необходимо увеличивать тяговое усилие.

При трогании автомобиля необходимо преодолевать инерцию, а следовательно, большее тяговое усилие.

Коробка передач состоит из набора шестерен, которые входят в зацепление друг с другом в различных сочетаниях, образуя несколько передач, или ступеней с различными передаточными числами.

Деталь - первичный вал коробки передач. Первичный вал коробки передач установлен на двух подшипниках. Передний подшипник смонтирован в гнезде коленчатого вала двигателя, задний - в передней стенке картера коробки передач и закреплен гайкой, навернутой на резьбу вала. Первичный вал с помощью шлицов соединен с ведомым диском сцепления. На заднем конце первичного вала имеется зубчатый венец с косыми зубьями, находящийся в постоянном зацеплении с зубьями большого венца блока шестерен промежуточного вала, а также цилиндрическая ступень, которая при включении прямой передачи входит в зацеплении с муфтой синхронизатора. Венец с прямыми зубьями и конус имеются на шестерне третьей передаче, конические поверхности этих шестерен притираются, на предприятии блокируются кольцами и устанавливаются в коробке передач комплектно. На зубчатом венце первичного вала предусмотрена выемка, которая необходима для монтажа собранного первичного вала в картере коробки передач после установки в нем блока шестерен промежуточного вала. От осевого перемещения вперед первичный вал стопорится крышка, а от перемещения назад - упорным кольцом, вставленным в канавку шарикоподшипника.

Материал детали - сталь 12ХН3А ГОСТ 4543 - 71. Относится к легированным сталям с содержанием углерода до 0,16%. Поверхность стали, обладает высокой твердостью, прочностью, износостойкостью, она упрочняется цементацией с последующей закалкой в масле. Хорошо сопротивляется ударным и знакопеременным нагрузкам.

Содержание стали: С=0,09-0,16%; Si =0,17-0,37%; Mn=0,30-0,60%; S=0,025%; Р=0,025%;Cr=0,60-0,90%; Ni=2,75-3,15%; Cu0,20%.

Механические свойства: Gт=85 кгс/мм2; Gб=100кгс/мм2; =12%; ??=55%; dn=12 кгс?м/смІ.

Эта марка стали, применяется так как ее физико-технические свойства были в неблагоприятных условиях и показали хорошие результаты. Поэтому, отдаем, предпочтение этой марки стали.

Качественный анализ конструкции детали на технологичность.

Одним из основных требований технологичности детали является обоснованный выбор материала детали и увязка требований качества поверхностного слоя с маркой материала детали. Сталь 12ХН3А полностью отвечает всем требованиям, предъявляемым к детали. Она обладает высокой прочностью, малой чувствительностью к концентрации напряжений, хорошей обрабатываемостью и способностью подвергаться термической обработке.

Деталь имеет технологические базы, используемые при обработке и захвате заготовки - это поверхность центровых отверстий и технологическая фаска во внутреннем отверстии.

Конструкция детали предусматривает различные виды механической обработки: подрезка торцев, точение, снятие фасок, шлифование т т.д.

Применяемая механическая обработка выполняется на широко используемом универсальном оборудовании с применением универсальной технологической оснастки и на станках с ЧПУ.

Количественный анализ технологичности.

Количественная оценка технологичности детали определяется по ГОСТ 14.201-83 в соответствии с МР 186-85, при которой на первоначальной стадии используются некоторые дополнительные показатели: коэффициент точности обработки, шероховатости поверхности, коэффициент использования материала, которые определяются следующим образом [9]:

Коэффициент точности обработки Кт.ч.:

Кm.ч.=1 [3.1.1.]

где Аср - средний квалитет точности обработки детали по всем поверхностям.

Для оценки технологичности конструкции детали по коэффициентам точности обработки и шероховатости поверхности проведем анализ рабочего чертежа детали, результаты которого представлены в таблице 3.1.1.



Аср.==11,9

Бср.==4,86;

Кт.ч.=1 - =1 - =0,91;

Кш===0,2

Сравнив рассчитанные показатели с нормативными значениями (Кт.ч.0,8, Кш0,32), можно сделать вывод, что деталь по данным показателям можно считать технологичной.

Коэффициент использования материала Ки.м.:

Ки.м=mд/mз[3.1.3.]

Ки.м=1.53/2.3=0.66

где, масса детали mд =2,3 кг

масса заготовки mз = 1,53 кг

После расчета коэффициентов деталь можно считать технологичной.



2.1.1 Служебное назначение детали и анализ ее технологичности

Коробки передач служат для изменения величины крутящего момента или тягового усилия на ведущих колёсах при изменении условий движения автомобиля. Тяговое усилие на колёсах, необходимое для преодоления сопротивлений, возникающих при движения автомобиля, должно изменяться в зависимости от условий движения автомобиля.

Кроме того, коробка передач обеспечивает движение автомобиля задним ходом, и длительное разъединение трансмиссии во время движения автомобиля накатом и при стоянке с работающим двигателем.

Когда автомобиль движется по гладкой горизонтальной дороге с небольшой скоростью, то тяговое усилие, требующееся для преодоления сопротивления воздуха и потерь на перекатывания, будет небольшим. Для получения небольшого тягового усилия требуется только часть мощности, на которую способен двигатель. Избыток мощности можно использовать для разгона автомобиля и движения с большой скоростью.

Если автомобиль движется по плохой дороге или на подъём, то сопротивление движению возрастает и необходимо увеличивать тяговое усилие.

Коробка передач состоит из набора шестерен, которые входят в зацепление друг с другом в различных сочетаниях, образуя несколько передач, или ступеней, с различными передаточными числами.

Первичный вал ВАЗ-2110

Материал детали - сталь 40Х ГОСТ 4543-71

Химический состав стали 40Х ГОСТ 4543 -71

Таблица 1.1

С	Si	Mn	Cr	P	S	Cu	Ni
				не более
0,36-0,44	0,17-037	0,50-0,8	0,8-1,10	0,055	0,035	0,30	0,30



Механические свойства стали 40Х ГОСТ 4543 -71

Таблица 1.2

Режим термообработки	Сечение, мм	Предел текучести у0,2, МПа	Предел прочности при растяжении ув,,МПа	Относительное удлинение д, %	Относительное сужение Ш %	Ударная вязкость KCU Дж/см2
Закалка 860°С, масло .Отпуск 500°С, вода или масло	25	не менее
		640	780	12	45	69

Качественный анализ детали на технологичность

Одним из основных требований технологичности детали является обоснованный выбор материала детали и увязка требований качества поверхностного слоя с маркой материала детали. Выбранная марка стали 40Х ГОСТ 4543-73 полностью отвечает всем требованиям, предъявляемых к изготовляемой детали. Она обладает высокой прочностью, малой чувствительностью к концентрации напряжений, хорошей обрабатываемостью и способностью подвергаться термической обработке.

Деталь имеет технологические базы, используемые при обработке и захвате заготовки - это внутреннее отверстие детали- Ш35Н7.

Конструкция детали предусматривает различные виды механической обработки: подрезка торцев, точение, снятие фасок, сверление, шлифование и т.д. Применяемая механическая обработка выполняется на широко используемом универсальном оборудование с применением универсальной технологической оснастки и на станках с ЧПУ.

Количественный анализ технологичности

Количественная оценка технологичности детали определяется по ГОСТ 14.201-83 в соответствии с МР 186-85, при которой на первоначальной стадии используется некоторые дополнительные показатели: коэффициент точности обработки, шероховатости поверхности, коэффициент использования материала, которые определяются следующим образом :

Коэффициент точности обработки Кт.ч.:

К т.ч.=1-1/Аср

Где Аср - средний квалитет точности обработки детали по всем поверхностям.

Коэффициент шероховатости поверхности:

Кш=1/Бср

Где Бср - среднее числовое значение параметра шероховатости всех поверхностей детали.

Для оценки технологичности конструкции детали по коэффициентам точности обработки и шероховатости поверхности проведём анализ рабочего чертежа детали.

Сравнив рассчитанные показатели с нормативными значениями (Кт.ч.?0,8, Кш?0,32) можно сделать вывод, что деталь по данным показателям можно считать технологичной.

Коэффициент использования материала Ки.м.:

Ки.м.=mд/mз

Ки.м.=1,0/1,5=0,66

После расчёта коэффициентов деталь можно считать технологичной.

2.1.2 Определение партии детали в год

Одним из основных принципов построения технологических процессов является принцип совмещения технологических, экономических и организационных задач, решаемых в данных производственных условиях. Проектируемый техпроцесс должен обеспечивать выполнения всех требований к точности и качеству изделия, предусмотренных чертежом, техническими условиями при наименьших затратах на изготовление и наименьшей себестоимости.

В соответствии с ГОСТ 14.004-83, зависимости от широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объёма выпуска изделия современное производство подразделяют на следующие типы: единичное, мелкосерийное, серийное, массовое.

Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий изготовляемых периодически повторяющимися партиями, и сравнительно большим объёмом выпуска. Для данного изделия партия деталей составляет 25000 штук.

Серийное производство является основным типом современного автомобилестроения. В серийном производстве процесс изготовления деталей построен по принципу дифференциации операций. Отдельные операции закреплены за определённым рабочем местом. Поэтому для этого типа производства характерна необходимость переналадки технологического оборудования при переходе на изготовление других деталей другой партии. Для выполнения различных операций используется универсальное и специализированное оборудование. Широко используются станки с ЧПУ, обрабатывающие центры и находят применение гибкие автоматизированные системы станков с ЧПУ, связанных транспортирующими устройствами и управляемых от ЭВМ. Оборудование располагается по технологическим группам с учётом направления основных грузопотоков цеха по предметно замкнутым участкам. Одновременно используются групповые поточные линии. Технологическая оснастка в основном универсальная, однако создаётся высокопроизводительная специальная оснастка; при этом целесообразность её создания должна быть предварительно обоснована технико-экономическими расчётами.

Большое распространение имеет универсально-сборная, переналаживаема технологическая оснастка, позволяющая существенно повысить коэффициент оснащённости серийного производства. Целесообразно применение специально режущего инструмента, а так же применение специальных мер и измерительных приборов.

В качестве исходных заготовок используется горячекатаный и холоднокатаный прокат, литьё, поковки, точные штамповки и прессовки. Требуемая точность детали достигается как методом автоматического получения размеров, так и методом пробных ходов и промеров с частичным применением разметки.

Средняя квалификация рабочих с 3 по 6 разряды.

Рабочие высокой квалификации, работающие на сложных универсальных станках, и наладчики используются рабочие -операторы, работающие на настроенных станках.

В зависимости от объёма выпуска и особенности изделия обеспечивается полная, неполная взаимозаменяемость, групповая сборка с применением компенсационных размеров и пригонка по месту.

Технологическая документация и технормирование подробно разрабатываются для наиболее сложных и ответственных заготовок при одновременном применении упрощенной документации и опытно-статистического нормирования простейших заготовок.

2.1.3 Выбор заготовки и расчет припусков на обработку

Для изготовления детали большую роль играет выбор рационального вида заготовки и способа её получения. Наиболее широко применяют следующие методы: литьё, обработка давлением и сварка, а так же их комбинации.

На выбор получения заготовки оказывает влияние материал детали, её служебное назначение и технические требования; объём годового выпуска; форма поверхностей и размеры деталей; производственные возможности заготовительного цеха. При решении вопроса выбора заготовки необходимо стремиться к тому, чтобы форма и размеры заготовки были максимально приближены к форме и размерам готовой детали. Однако повышение точности размеров заготовки и её усложнение неизбежно приводят к существенному увеличению себестоимости самой заготовки.

Заготовка, полученная методом пластического горячего деформирования на ГКМ. Применяем штамповочное оборудование - горизонтально ковочная машина. Количество переходов-5, нагрев заготовок-пламенный.

Находим массу поковки:

масса детали 1,27 кг

масса поковки:

Мп = Мд* Кр;

где Мп-масса поковки в кг;

Мд - масса детали в кг;

Кр - расчётный коэффициент 1,5…1,8- для шестерён, ступиц, фланцев.

Мп = 0,087*1,5=1,6кг

Находим класс точности поковки по таблице 15-Т4;

Определяем группу стали по таблице 14-М2,в зависимости от содержания углерода 0,44% и легирующих элементов составляющих 0,35%.

Определяем степень сложности поковки в зависимости от значения коэффициента сложности:

Ксл=Gп/Gф

Где: Gп-масса поковки по объёму

Gф-масса геометрической фигуры, в которую вписывается масса поковки.

Gф=(р*10²/4)* 4 *0,00785=1,1кг

Ксл=1,4/ 2,5 =0,56 Степень сложности С2.

Исходный индекс поковки определяем ,индекс-10.

Конфигурация поверхности разъёма штампа-П (плоская) .

Припуски и кузнечные напуски определяем по таблице 17:

1,6 мм - Ш35мм и частота поверхности Ra0,8 мкм;

1,6 мм - Ш46мм и частота поверхности Ra6,3 мкм;

2,7мм - Ш87мм и частота поверхности Ra0,8 мкм;

1,6 мм - длина 46мм и частота поверхности Ra6,3 мкм;

1,6 мм-длина 33мм и частота поверхности Ra6,3 мкм;

Дополнительные припуски :

- по таблице 18 смещение по поверхности разъёма штампа -0,5мм;

- по таблице 19 изогнутость и отклонение от плоскостности и параллельности -0,3мм.

Размеры поковки и их допустимые отклонения:

Ш35-(1,6+0,5+0,3)*2=30мм

Ш46+(1,6+0,5+0,3)*2= 53мм

Ш87+(2,7+0,5+0,3)*2=92мм

Длина 46+(2,7+0,5+0,3)*2=53мм

Длина 33+(1,6+0,5+0,3)*2=42мм

По таблице 21 радиус закруглений наружных углов -1,6мм.

По таблице 24 штамповочные углы наружные -7°,внутренние 10^°

Допускаемые отклонения размеров по таблице 22:

Ш30^+1,6_-0,5Ш53 ^+1,6_-0,5Ш92^+3,0_-1,553^+3,0_-1,542^+1,1_-0,5

Допускаемые отклонения размеров-1мм.

Допускаемая величина смещения по поверхности разъёма штампа 0,6 мм



2.1.4 Разработка маршрутного технологического процесса механической обработки детали

Разработанный технологический процесс должен содержать общий план обработки детали, описание содержания операций технологического процесса и выбор типа оборудования. Технологический процесс должен быть прогрессивным, обеспечивать повышение производительности труда и качества детали, сокращать материальные и трудовые затраты и быть экологически безопасным.

Построение технологического маршрута обработки во многом определяется конструкторско-технологическими особенностями детали. Выбор маршрутной технологии существенно зависит от типа производства, уровня автоматизации и применяемого оборудования.

В серийном производстве применяются универсальные станки с ЧПУ, агрегатные, специализированные и специальные. Перспективным в серийном производстве является применение гибких производственных систем, особенно при наличии условий для групповой организации производства.

Выбор станка на операцию определяется возможностью изготовления на нем деталей необходимой конфигурации и размеров, а также обеспечения качества ее поверхности.

Таблица 3.1.4.1. Проектируемый технологический процесс

№ операции	Наименование операции	Оборудование	Технологические базы, приспособления
000	Заготовительная	Молот
015	Токарная с ЧПУ	Токарновинторезный 16К20Ф3
020	Токарная с ЧПУ	Токарновинторезный 16К20Ф3
025	Контрольная	Контрольный стол
030	Токарная с ЧПУ	Токарновинторезный 16К20Ф3
035	фрезерная	Шлицефрезерный горизонтальный полуавтомат 6Н81Г
040	Термическая	Печь закалочная
045	Контрольная	Контрольный стол



2.1.5 Расчет режимов резания и норм времени на одну операцию

Исходными данными для определения режимов резания является: материал обрабатываемой заготовки и физико-механические свойства; размеры и геометрическая форма обрабатываемой поверхности; технические условия для изготовления детали; материал, типоразмер и геометрические параметры режущей части инструмента, тип и характеристика оборудования. Режимы резания существенно влияют на точность и качество обрабатываемой поверхности, производительность и себестоимость обработки. При расчете режимов резания определяют: глубину резания, подачу, скорость главного движения. Глубина резания определяется величиной припуска на обработку и возможностью удаления его за один рабочий ход. Скорость главного движения резания определяется по эмпирическим формулам или выбирается по нормативным данным. Просчитав скорость резания, определяют частоту вращения шпинделя. Полученные значения согласуют с паспортом станка. При выбранных режимах обработки необходимо произвести проверку станка на мощность. Потребная мощность для резания не должна превышать фактической мощности электродвигателя станка.

Расчет режимов резания производим по [7,14].

015 Токарная с ЧПУ

Оборудование: токарно-винторезный станок модели 16К20Ф3.

Приспособление: трех кулачковый патрон 7100-0009 ГОСТ 2675-80

Режущий инструмент: резец проходной Т15К6 с пластинкой из твердого сплава ТУ 2-035-1040-86

Вспомогательный: резцедержавка

Мерительный инструмент: калибр-скоба ГОСТ14807-69.

1. Технологический переход:

Точить с до на длину 29 мм.

1. Определяем глубину резания

t= (2.13);t= = 2,35 мм

Черновое точение t = 1,2 мм;

Получистовое точение t=0,8 мм;

Чистовое точение t=0,35 мм.

2. По таб. 11 стр. 266 [9] определяем подачу S, мм/об

- черновое точение S=0,15 мм/об

- получистовое точение S=0,2 мм/об

- чистовое точение S=0,1 мм/об

3. Определяем скорость резания V м/мин

V=[3.1.5.1]

[3.1.5.2]

Определяем коэффициент, учитывающий физико-механические свойства материала Кr=0,9; nv=1,0

Kmv= Кr (2.16)

Kmv= 0,9?

По таб. 5 стр. 263 [9] определяем коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки Кnv=0.8

По таб. 6 стр. 263 [9] определяем коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания Кuv=1.00

По табл. 7 стр. 264 [9] определяем коэффициент, учитывающий изменение стойкости от числа одновременно работающих инструментов КТи=1

По табл. 8 стр. 264 [9] определяем коэффициент, который зависит от числа одновременно обслуживающих станков КТС=1

По табл. 18 стр. 271 [9] определяем поправочный коэффициенты, учитывающие геометрию режущего инструмента К=0,7; Кr=0.94.

Кv=0,675?0,8?1,00?1?1?0,7?0,94=0,35.

По таб.17 стр. 269 [9] определяем коэффициент Cv и показатели степеней

Cv=420; х=0,15; у=0,20; m=0,20

V=?0,35=96 м/мин - черновое - точение;

V=?0,35=97 м/мин -получистовое- точение;

V=?0,35=124 м/мин - чистовое - точение.

4. Рассчитываем число оборотов шпинделя nоб/мин

Размещено на http://www.allbest.ru/

5. Определяем фактическую скорость резания Vф м/мин

V= ;

V=3,14?45?600/1000= 84 м/мин - черновое точение;

V=3,14?42?700/1000= 93 м/мин -получистовое точение;

V=3,14?41?900/1000= 115 м/мин - чистовое точение.

6. Определяем силы резания



Pz =10 Cp????

Кр=Кмр?К?Кр?К?Кrp

По таблице определяем коэффициент Кмр учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости:

Кmp=

Кmp=

7. Определяем мощность резания:

Ne=

Ne= =0,62 кВт - черновое - точение;

Ne= =0,57 кВт -получистовое- точение;

Ne= =0,17 кВт - чистовое - точение.

Nст=Nдв??=10?0,8=8 кВт

NстNe

Под техническим нормированием понимается установление норм времени на выполнение операционной работы. Норма времени является одним из основных факторов для оценки совершенства технологического процесса и выбора наиболее прогрессивного варианта обработки заготовки

2.2 Технология сборки

2.2.1 Выбор метода и типа сборки

Одним из основных принципов построения технологических процессов является принцип совмещения технологических, экономических и организационных задач, решаемых в данных производственных условиях. Проектируемый технологический процесс должен обеспечивать выполнение всех требований к точности и качеству изделия, предусмотренных чертежом, техническими условиями при наименьших затратах труда и минимальной себестоимости в соответствии с ГОСТ1.4004-83. В зависимости от широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объёма выпуска изделий современное производство подразделяется наследующие типы: единичное, серийное, массовое.

В данном курсовом проекте рассчитывается тип производства: серийное.

Форма сборки выбрана поточной с образованием сборочной линии.

При поточной сборке содержание операций по их длительности согласуется с темпом работы.

Темп - расчетный (регламентированный) промежуток времени через который должна выпускаться единица при заданном режиме работы. Темп t зависит от объема выпуска и определяется делением годового фонда рабочего времени F час на программу выпуска изделий N в штуках. При односменной работе сборщиков календарный годовой фонд времени составляет 1820 часов при 24 -дневном отпуске, но календарный темп tк не дает полного представления о темпе в отличие от действительного темпа tд из-за потерь времени на ремонт оборудования. Потери округляются введением коэффициента 0,94.

В проекте tд=0,07 часа.

Выбор организационных форм сборки.

Процесс сборки расчленяется на: узловую, общую, и др.

В проекте выбрана общая сборка т.к. данный узел является для проектируемого производства законченным этапом сборочного процесса.

2.2.2 Обоснование выбора технологического процесса сборки

Для разработки технологического процесса сборки изделия составляется схема построения технологии сборки, дается технико-экономическая оценка вариантов сборки.

Схема построения технологии сборки для серийного поточного производства.



Согласно выбранной схемы построение технологии сборки устанавливается:

1 исходные данные, 2.анализ исходных данных , 3.составление технологических схем, 4.расчет темпа и определение типа производства, 5. Выбор организационных форм сборки, 6.выбор баз, 7.установление маршрута и содержание операций, 8.выбор типа оборудования, 9.определение норм времени, 10.уточнение содержания операций, 11.выбор модели оборудования, 12.установление режима сборки, 13.уточнение норм времени, 14.выбор оснастки и составление тех условий на ее

проектирование. Округление количества оборудования и его загрузка, 18. Оформление документации.

Штриховой линией показывается параллельно выполняемая узловая сборка.

Схема отражает последовательность этапов разработки, прямые и обратные связи.

По техническому принципу технологический процесс сборки должен полностью обеспечить выполнение всех требований рабочего чертежа и технических условий приемки изделия. По экономическому принципу сборка должна вестись с минимальными затратами труда и издержками производства. Технологический процесс сборки изделий необходимо выполнять с наиболее полным использованием технических возможностей средств производства, при наименьшей затрате времени и наименьшей себестоимости изделий. Из нескольких возможных вариантов технологического процесса сборки одного и того же изделия выбирают наиболее производительный и рентабельный вариант. При равной производительности выбирают наиболее рентабельный вариант, а при равных рентабельностях наиболее производительный. Если производительность и рентабельность сопоставляемых вариантов разная, то выбирают наиболее рентабельный вариант при условии, что производительность всех вариантов не ниже заданной. В исключительных случаях (срочный выпуск особо важной продукции) для данного завода и на определенный период времени за основу может быть взят наиболее производительный вариант. Оптимизация технологического процесса заключается в том, что в заданный промежуток времени необходимо обеспечить выпуск потребного количества изделий заданного качества при возможно меньшей себестоимости изготовления. В простейшем случае оптимизируют отдельные (обычно лимитирующие) операции сборки.

По установленным ограничениям определяют наивыгоднейшие схемы построения операций и условия выполнения сборки. Более сложная задача оптимизация технологического процесса в целом; ее решают методом динамического программирования с учетом влияния предыдущих операций на последующие. Поэтому нельзя изолированно по каждой операции принимать такое решение, при котором эффективность этой операции будет наибольшей. При оптимизации технологического процесса может измениться не только содержание операций, но и его структура. Технологические процессы сборки оптимизируют по различным целевым функциям, чаще для получения наименьшей себестоимости изготовления изделий. В других случаях целевыми функциями оптимизации могут быть наибольшая производительность и наивысшее качество продукции. Знание основных закономерностей построения технологических процессов и использование математических методов позволяют находить оптимальные решения с помощью ЭВМ

Критерии технико-экономической оценки различных вариантов технологических процессов сборки.

Критерии для оценки спроектированных технологических процессов сборки можно разбить на абсолютные и относительные. Абсолютные критерии. 1.Трудоемкость технологического процесса сборки как сумма штучных времен по всем n операциям сборки T= Этот показатель дают отдельно по узловой и общей сборке изделия. Целесообразно из общей трудоемкости сборки выделять трудоемкость пригоночных работ.

Применяемое оборудование и оснастку, тип, основные размеры, грузоподъемность подъемно- транспортных средств, по установленным организационным формам сборки, размерной сопоставлением средне- арифметического из норм времени с темпом работы.

При ручной и механизированной сборке используют более простые сборочные приспособления. Производительность труда сборщиков может быть значительно повышена, если при сборке изделия небольших размеров закрепляют в зажимных устройствах. В этом случае обе руки используют для сборки. При необходимости выполнять сборку с разных сторон приспособление выполняют поворотным. Применение пневматических и гидравлических зажимных устройств, а также приспособлений многоместного типа значительно повышает производительность труда сборщиков. В приспособлениях данного типа базовую деталь собираемого изделия устанавливают на одну наиболее «развитую» поверхность ( у корпусных деталей это нижняя плоская поверхность) без точной фиксации в других направлениях, поскольку соединение сопрягаемых деталей происходит вручную по конструкторским базам.

База - разъем картера является постоянной (исходя из принципа постоянства баз).

3.Технические условия - все детали коробки оригинальны. Отсюда следует что применение захватных приспособлений при сборке ограничено т.к. переналадка переналаживаемых приспособлений занимает слишком много времени поэтому почти все детали устанавливаются в приспособление на сборочном стенде, станке, а так же ориентирование деталей в пространстве производится вручную.

К исходным данным по выбранной схеме относятся:

1. Данные о годовом выпуске изделия.

2. Сборочный чертеж изделия (конструкция изделия) с условиями приемки

3. Технические условия.

4. Технико-экономические показатели сборочного участка, цеха.

Технология сборки (коробки передач автомобиля ВАЗ 2110 и анализ исходных данных.)

1. При серийном производстве операции принимают такими, что бы на отдельных рабочих местах исходя из трудоемкости наладки оборудования, длительности процессов сборки, календарных сроков выпуска изделий и др. организационных экономических соображений, себестоимость изделия была минимальной.

25000тыс. шт. - годовая программа принимается директивно. Расчеты по другим параметрам приводятся ниже.

2.Сборочный чертеж (конструкция изделия) исходя из технологичности изделия.

Конструкция коробки передач позволяет вести сборку с разделением потоков узловой сборки. Длительность операций округляют до целых и десятичных единиц времени по нормативам с последующим их уточнением и корректировкой

Сборка возможна без применения сложных приспособлений и стендов.

Базовая деталь- корпус имеет технологическую базу- разъём картера обеспечивающий достаточную устойчивость при сборке.

Оценка эффективности разработанного процесса сборки.

Разработанный технологический процесс поточной сборки должен быть эффективным для заданных условий. Оценку его эффективности можно производить по ряду показателей.

1. Коэффициент загрузки сборочного рабочего места

kp?м?n=tшт/(tдВ); tд=фд

Где tшт - штучное время выполнения сборочной операции; В - количество рабочих на сборочном месте.

2. Производительность сборочного рабочего места

Q=TB/ tшт.

Где Q - производительность (часовая, сменная) в штуках собираемых узлов; Т - рабочее время, к которому отнесена производительность.

3. Средний коэффициент загрузки сборочной линии

kp?м?n=tшт/(tдВ); tд=фд

Где n?p?м - число рабочих мест на сборочной линии;kр?м?п - коэффициент загрузки n-го рабочего места.

4. Коэффициент трудоемкости сборочного процесса

kсб=Тсб/УТд,

Где Тсб - трудоемкость процесса сборки; УТд - суммарная трудоемкость технологических процессов изготовления деталей, входящих в сборочную единицу.

Этот показатель очень важен, так как характеризует изготовление сборочной единицы в целом. Обычно он составляет 0,1 - 0,4.

В проекте = 0,3

5. Сравнение себестоимостей вариантов технологического процесса сборки.

Суммируя себестоимость выполнения отдельных сборочных операций, получаем общую себестоимость сборки узла или изделия для различных технологических вариантов и выбираем наиболее экономичный вариант. Себестоимость является основным критерием, которой в совокупности с другими технико - экономическими показателями позволяет выбрать оптимальный вариант технологического процесса сборки.



2.2.3 Расчет норм времени

Исходя из схемы построения технологии сборки сборочной единицы для крупно -серийного производства производится расчет норм времени сборки после определения типа производства, разработки схем сборки, темпа работы, выбора технологических баз и других необходимых условий.

При расчетно-аналитическом методе технически обоснованную норму времени и техническая норма выработки устанавливается на каждую сборочную операцию.

Для неавтоматизированного производства штучное время tO -основное технологическое время, t в- вспомогательное время, tв=5%?tо, t об- время организационного обслуживания,tоб=2,5%tоп; -время перерывов в работе.tn=4%?to.

При сборке на конвейере периодического движения- выбранный в проекте, в состав входит время перемещения изделия от одной станции к другой. Основное время затрачивается на выполнение соединений, регулирование, пригонку (здесь пригонки нет), подбор и размерную сортировку деталей и подготовку деталей к сборке.

В дипломном проекте основное время формируется по общемашино строительным нормативам (О.М.Н). Нормирование схожих операций производится по укрепленным нормативам.

Вспомогательное время суммируется по всем переходам операции.

Сумма основного и вспомогательного времени называется оперативным временем =to+tв.

Определение вспомогательного времени производится в процентном отношении от оперативного времени в зависимости от группы сложности сборки -І, ІІ, ІІІ.

В проекте нормирование производится по первой группе сложности т.к. деталей в сборочных единицах менее 100, и вес не превышает 15 кг.[2] c 11

Все составляющие определяется по нормативам. Кроме того в серийном производстве определяется подготовительно-заключительное время Тп.3. Это время затрачивается на наладку оборудования при выполнении сложных операций и не зависит от размера партии. Тп.3. определяется по нормативам. На партию норма времени Т. пар = Т п.з.+tmт?n, где n-число изделий в партии шт. Также в серийном производстве определяется штучно-калькуляционное время.

Для автоматической сборки пользуются несколько другой методикой нормирования, где рассчитывается рабочий цикл автомата Тn производительность автомата Q, вне цикловые потери tц : и др.

Определение штучного времени и уточнение содержания операций

001tш=0,38+0,01+0,09+0,015=0,49

002tш=0,27+0,01+0,06+0,010=0,35

003tш=0,041+0,067=0,71

004tш=0,41+0,107=0,148

005tш=2,54+0,12=0,148

006tш=0,49+0,02+0,012+0,019=0,54

007tш=0,54+0,02+0,013+0,021=0,59

008tш=0,21+0,015+0,07+0,059=0.354

009tш=0,54+0,02+0,01+0,02=0,59

010tш=2,10+0,10+0,05+0,08=2,33

011tш=16,2+0,81+0,405+0,648=15,06

Тш=0,49+0,35+0,71+0,148+2,82+0,54+0,59+0,49+0,59+2,33=27,4 мин.

Тш.пар=27,4 * 25000=685000 мин.

2.2.4 Расчет количества рабочих - операторов

В состав работающих сборочных цехов входят производственные и вспомогательные рабочие, инженерно - технические работники (ИТР), служащие и младший обслуживающий персонал (МОП). Производственными рабочими являются слесари по узловой и общей сборке, рабочие по обкатке и испытанию собранных узлов и изделий, электромонтажники по сборке и отладке электросистем, мойщики деталей, маляры, упаковщики и рабочие других профессий, связанные с выполнением сборочных работ и испытанием изделий.

Расчет рабочих на проектируемом участке

При поточной сборке число производственных рабочих на участке Рсб=УТ/Fд, где УТ - годовая трудоемкость сборочных работ, выполняемых на участке или в цехе. УТ = 685000/60=12000 час на сборку партии 25000 шт; Fд - действительный годовой фонд времени рабочего. Fд=1820 час.

Рсб=УТ/Fд=685000/1820=7 чел, принимается 7 человек.

При поточной сборке число производственных рабочих определяется отдельно для каждой сборочной операции: Рсб=tш/tд, где tш - штучное время выполнения операции сборки. Окончательно число производственных рабочих на поточной линии уточняют в процессе синхронизации операций и планировки рабочих мест. Полученное число производственных рабочих на конвейере увеличивают на 2 - 5% для замены временно отлучающихся с линии, на проектируемом участке % увеличения рабочих равен 3%.

Рсб.о= Рсб*0,003=0,024 чел.

Окончательно число производственных рабочих на проектируемом участке на каждой операции

Рпр= Рсб.о+ Рсб=7+0,024=7.024, принимается 7 человек.

Вспомогательными рабочими сборочного цеха являются наладчики, электрики, крановщики, стропальщики, транспортные рабочие, контролеры, ремонтники и др. При детальном расчете число вспомогательных рабочих определяют по отдельным специальностям либо на основе трудоемкости планируемого объема работ, либо по действующим нормам обслуживания в зависимости от числа рабочих мест или сборщиков. Укрупнено число вспомогательных рабочих может быть найдено в процентном отношении от числа производственных рабочих по данным ранее выполненных расчетов.