• Введение
• 1. Характеристика объекта производства
• 1.1 Служебное назначение и принцип работы редуктора
• 1.2 Служебное назначение детали
• 1.3 Анализ технических требований
• 1.4 Анализ технологичности конструкции изделия
• 1.5 Определение типа производства
• 2. Технологическая часть
• 2.1 Размерный анализ изделия
• 2.2 Описание технологического процесса сборки
• 2.3 Составление технологического процесса сборки
• 2.4Технологические и конструкторские базы
• 2.5 Технический контроль и его основные цели
• 2.6 Техническое нормирование сборочных операций
• Заключение
• Список литературы


Введение

В данной курсовой работе разрабатывается технологический процесс сборки зубчатого цилиндрического одноступенчатого редуктора, предназначенного для передачи исполнительному механизму крутящего момента. Выполняется расчет технологических параметров сборки.

1. Характеристика объекта производства

Цилиндрический редуктор представляет собой одну или несколько последовательно соединенных цилиндрических передач, заключенных в общий корпус. Редуктор имеет входной и выходной валы, которые посредством муфт или иных соединительных элементов соединяются с двигателем и рабочей машиной соответственно. В свою очередь цилиндрическая зубчатая передача представляет собой пару зубчатых колес, находящихся в зацеплении друг с другом.

Принцип работы.

Когда к входному валу прикладывается вращающий момент, он, как и закрепленное на нем зубчатое колесо, приводится в движение. Посредством цилиндрической передачи усилие передается от колеса входного вала к колесу, находящемуся с ним в зацеплении. Колеса изготавливаются разных диаметров и с разным количеством зубьев, причем колесо с меньшим числом зубьев называется шестерней, а с большим - колесом. Вращающий момент последовательно передается с входного вала на промежуточный, а с промежуточного на выходной (в случае двухступенчатого редуктора).

1.2 Служебное назначение детали

Валы разделяют на ступенчатые, коленчатые и кулачковые. Ступенчатые валы служат для плавной и равномерной передачи вращательного движения в заданных пределах частот вращения и крутящих моментов. На ступенчатых валах могут быть цилиндрические шлицы, зубчатые венцы, резьбы, шпоночные пазы, отверстия и т.д. Коленчатые валы служат для преобразования возвратно поступательного движения поршней в плавное и равномерное вращение вала. Кулачковые валы служат для превращения вращательного движения вала в возвратно-поступательное движение сопряженных с ним толкателей.

По технологическому признаку все валы делятся на жесткие и нежесткие. Критерием отнесения вала к тому или иному типу является отношение L/Dcp , где L - длина вала, Dcp- средний диаметр ступеней вала. Если L/Dср, < 12, то вал жесткий. Если L/Dср 12, то вал нежесткий. Деление валов на жесткие и нежесткие связано с технологическими возможностями методов обработки и оказывает влияние на технологическую оснащенность операций. Для жестких валов возможно применение многоинструментальной обработки со значительными глубинами резания и подачами инструмента. При этом можно достичь высокой точности и минимальной погрешности формы и расположения поверхностей. При обработке нежестких валов применение многоинструментальной обработки и повышение ее производительности возможно только при наличии дополнительных опор, повышающих жесткость системы (например, люнетов). Применение люнетов на токарных операциях приводит к необходимости введения в технологический процесс дополнительной операции, включающей проточку участков вала, на которых будут располагаться люнеты.

Технические требования к валам.

Точность размеров. Точными поверхностями валов являются, как правило, его опорные шейки, поверхности под детали, передающие крутящий момент. (6...7-ой квалитет).

Точность формы. Отклонения от круглости и профиля в продольном сечении не должны превышать 0,25...0,5 допуска на диаметр в зависимости от типа и класса точности подшипника.

Точность взаимного расположения поверхностей. Для большинства валов главным является обеспечение соосности рабочих поверхностей, а также перпендикулярности рабочих торцов базовым поверхностям. (V...VII степень точности).

Качество поверхностного слоя. Шероховатость базовых поверхностей - Ra = 3,2...0,4 мкм, рабочих торцов - Ra = 3,2...1,6 мкм, остальных несоответственных поверхностей Ra= 12,5...6,3 мкм. Валы могут быть сырыми и термообработанными. Твердость меньше НВ 200...230 - вал подвергается нормализации, отжигу или термически не обрабатывают. Твердость HRСЭ48...55 - поверхностная закалка токами высокой частоты.

Наряду с большими требованиями, к технологичности валов предъявляются и некоторые специфические требования.

1. Перепады диаметров ступенчатых валов должны быть минимальными. Это позволяет уменьшить объем механической обработки при их изготовлении и сократить отходы металла. По этой причине конструкция вала с канавками и пружинными кольцами более технологична конструкции вала с буртами.

2. Длины ступеней валов желательно проектировать равными или кратными длине короткой ступени, если токарная обработка валов будет осуществляться на многорезцовых станках. Такая конструкция позволяет упростить настройку резцов и сократить их холостые перемещения.

3. Шлицевые и резьбовые участки валов желательно конструировать открытыми или заканчивать канавками для выхода инструмента. Канавки на валу необходимо задавать одной ширины, что позволит прорезать их одним резцом.

4. Валы должны иметь центровые отверстия. Запись в технических требованиях о недопустимости центровых отверстий резко снижает технологичность вала. В таких случаях заметно удлиняют заготовку для нанесения временных центров, которые срезают в конце обработки.

1.3 Анализ технических требований

Технические требования:

1. Степень точности редуктора - 8;

2. Механическая обработка и сборка по ГОСТ

3. Допуск на перекос и непараллельность осей валов на ширине корпуса - 0,08мм;

4. Обеспечить требуемую величину и расположение пятна контакта на боковой поверхности зубьев по 9 степени точности. Норма контакта зубьев по высоте зуба не менее 50% по длине зуба не менее 70%. Предельные отклонения размеров пятна контакта в пределах ±10%;

При выполнении данных технических требований цилиндрический редуктор будет отвечать своему служебному назначению.

1.4 Анализ технологичности конструкции изделия

1. конструкция должна быть стандартной или состоять из стандартных и унифицированных конструктивных элементов;

2. для изготовления детали должны использоваться стандартные или унифицированные заготовки;

3. точность размеров и шероховатость поверхностей детали должны быть оптимальными, обоснованными конструктивно и экономически;

4. при определении жёсткости, формы и размеров, а также механических и физико-химических свойств её материала следует учитывать возможности технологии изготовления, условий хранения и транспортирования;

5. точность и шероховатость поверхностей должны обеспечивать требуемую точность установки, обработки и контроля;

6. заготовку необходимо получать рациональным способом (с учётом объёма выпуска и типа производства);

7. должны обеспечиваться доступ к обрабатываемым поверхностям и возможность одновременной обработки нескольких заготовок;

8. сопряжения поверхностей деталей различных квалитетов и шероховатости должны соответствовать методам и средствам обработки;

9. конструкция детали должна обеспечивать возможность использования групповых, типовых и стандартных технологических процессов.

1.5 Определение типа производства

В машиностроении принято выделять три типа производства: единичное, серийное и массовое. Позаказное, партионное и поточное производство рассматривают в качестве методов организации производства.

Под типом производства, согласно ГОСТ 14.004-83, понимают классификационную разновидность производства, выделяемую по признакам широты номенклатуры, объема, регулярности и стабильности выпуска изделий.

Следует отметить, что на одном предприятии и даже в одном цехе можно встретить сочетание различных типов производства. Например, на предприятии тяжелого машиностроения, где производство соответствует единичному типу, изготовление некоторых мелких изделий может быть организовано по принципу серийного или даже массового производства.

Следовательно, тип производства завода или цеха в целом определяется по признаку преимущественного характера технологических процессов.

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

На рабочих местах в единичном производстве выполняют разнообразные операции без их периодического повторения на универсальном технологическом оборудовании с использованием универсальной, унифицированной и стандартной технологической оснастки (тиски для крепления деталей, угольники, прихваты и т.п.; стандартные резцы, сверла, фрезы и т.п.; универсальные измерительные средства: штанген инструмент, микрометры, нутромеры и т.п.).

Специальную технологическую оснастку применяют лишь в исключительных случаях, когда без нее изготовление деталей невозможно. Универсальность выполнения работ требует высокой квалификации рабочих.

Серийное производство характеризуется изготовлением или ремонтом изделий периодически повторяющимися партиями. В зависимости от числа изделий в партии или серии и значения коэффициента закрепления операций различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производство (ГОСТ 3.1121-84).

Серийное производство является основным типом машиностроительного производства. Примерно 80 % всей продукции машиностроения страны изготовляется на заводах серийного производства (производство станков, 5 прессов, деревообрабатывающих станков, текстильных машин, насосов, вентиляторов и т.д.). В серийном производстве машины изготовляют сериями, а заготовки обрабатывают партиями.

В серийном производстве процесс изготовления деталей построен по принципу дифференциации операций. Отдельные операции закреплены за определенным рабочим местом. Поэтому для этого типа производства характерна необходимость переналадки технологического оборудования при переходе на изготовление деталей другой партии. Для выполнения различных операций используют универсальные металлорежущие станки, оснащенные как универсальными, так и универсально-сборными и специальными приспособлениями. Находят применение также специализированные, специальные автоматизированные, агрегатные станки. Довольно широко используются станки с числовым программным управлением, в том числе многоцелевые; получают распространение гибкие производственные системы.

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

Для массового производства коэффициент закрепления операций равен, как правило, единице.

В массовом производстве применяется высокопроизводительное оборудование: специальные, специализированные и агрегатные станки, станки для непрерывной обработки, многошпиндельные автоматы и полуавтоматы, автоматизированные производственные системы, управляемые от ЭВМ, автоматические линии; находят также ограниченное применение станки с ЧПУ.

2. Технологическая часть

2.1 Размерный анализ изделия

Рисунок 2.1 - Эскиз узла со схемой размерной цепи

Размерная цепь - технический термин обозначающий совокупность геометрических размеров, расположенных по замкнутому контуру, определяющих взаимоположение поверхностей (или осей) одной или нескольких деталей и непосредственно участвующих в решении поставленной задачи.

Метод расчета основан на положениях теории вероятностей и называется вероятностным. К достоинствам такого метода можно отнести, то что при таком подборе размеров допуски составляющих звеньев размерной цепи увеличиваются, поэтому себестоимость изготовления снижается. Недостатком является появление некоторого процента деталей, требующих дополнительной обработки или замены. Однако этот процент редко превышает 0,27%, поэтому затраты на дополнительную обработку или замену окупаются за счет снижения трудоемкости изготовления

Назначить размер (звено А₅) и выбрать допуски на звенья, составляющие размерную цепь так, чтобы обеспечить мм. Риск принять Р = 0,27%.

Исходные данные:

1. Номинальный размер звена А₅=22мм

2. Определение средней точности размерной цепи по формуле:

(6)

где Т_Д - допуск замыкающего звена, мкм.;

t - коэффициент риска;

л - коэффициент, учитывающий распределение размеров. При распределении по закону Гаусса л² = 1/9;

i - единица допуска, принимается для каждого составляющего звена в зависимости от размера по таблице 3.1.

Коэффициент риска t можно принять по таблице:

Таблица 2.1- Ряд значений коэффициента риска t.

По формуле (6) определим среднюю точность размерной цепи.

Принимаем 6 квалитет исходя из таблицы:

Таблица 2.2 - Значения числа единиц допуска k

Тогда допуски:

3. Определение истинного процента брака:

(8)

После проверки процента риска по таблице 2.3 можно сделать вывод о том, что истинный процент брака удовлетворяет условию задачи.

Таблица 2.3- Ряд значений коэффициента риска t

Таблица 2.4 - Результаты расчета размерной цепи А вероятностным методом.

4. Определение предельных размеров звена А₅.

Определяем координату середины поля допуска звена А₂.

(9)

Определяем верхнее и нижнее отклонения звена А₅:

; (10)

мкм.

; (11)

мкм.

2.2 Описание технологического процесса сборки

Порядок составления технологической схемы сборки начинаем с назначения базового элемента. Базовым элементом назовем деталь, с которой начинаем сборку изделия.

При определении последовательности сборки заранее анализируем сборочные размерные цепи. Если изделие имеет несколько размерных цепей, то сборку следует начинать с наиболее сложной и ответственной размерной цепи.

Для более ясного представления о порядке составления технологической схемы сборки указываем необходимые технические требования на сборку. Под техническими требованиями понимаем разные надписи - сноски, поясняющие характер выполнения сборочных работ, когда они не ясны из схемы.

2.3 Составление технологического процесса сборки

Сборочные работы составляют значительную часть общей трудоёмкости изготовления изделий - от 18 до 40% в зависимости от типа производства и конкретного изделия.

Технологический процесс сборки цилиндрического одноступенчатого редуктора Ц2У представлен в таблице 3.

Таблица 3. Технологический процесс сборки

2.4 Технологические и конструкторские базы

Базой называют поверхность, совокупность поверхностей, ось, точку детали или сборочной единицы, по отношению к которым ориентируются другие детали изделия или поверхности детали, обрабатываемые или собираемые на данной операции.

По своему назначению базы подразделяются на: конструкторские, технологические и измерительные.

Конструкторской базой называют поверхность детали, относительно которой конструктором задаются расстояния до других поверхностей. Эти базы подразделяют на основные и вспомогательные.

Основной называется база, относительно которой конструктором задаётся расположение поверхностей, определяющих положение самой детали в изделии, вспомогательной - положение присоединяемой детали относительно данной. Вспомогательных баз может быть несколько.

Технологической базой называют поверхность, определяющую положение детали в приспособлении в процессе её изготовления.

Измерительной базой называют поверхность детали, относительно которой производится контроль полученных размеров, которой определяется положение детали в измерительном приспособлении.

Определение этих баз необходимо для того, чтобы в дальнейшем, при проектировании технологической оснастки соблюсти главный принцип ориентации заготовки в приспособлении - совмещение конструкторской и технологической баз.

вал машиностроение зубчатый редуктор

2.5 Технический контроль и его основные цели

Наибольший удельный вес по трудоемкости, стоимости и сложности имеет контроль качества, выполняемый службой технического контроля в процессе изготовления продукции. Основной задачей службы технического контроля на промышленном предприятии является предотвращение выпуска продукции, не удовлетворяющей установленным требованиям и максимальное уменьшение внутризаводского брака. Из этой задачи следует определение понятия «технический контроль» (ГОСТ 16504-81) - проверка соответствия объекта установленным техническим требованиям.

Технический контроль на предприятиях осуществляют отделы технического контроля (ОТК). Главная обязанность ОТК - контроль качества выпускаемой заводом продукции в строгом соответствии со стандартами, техническими условиями, ведомственными нормалями, эталонами, чертежами и утвержденным технологическим процессом.

Для успешного выполнения этой обязанности технический контроль на машиностроительном предприятии организуют на основе следующих принципов.

1. Технический контроль выполняют на всех стадиях производства - от поступления на завод материалов и полуфабрикатов до выпуска готовой продукции. Все виды изготовляемой заводом продукции могут быть отправлены потребителю только после приемки ее ОТК и оформления в установленном порядке паспорта или иного документа, определяющего качество готовой продукции.

2. Технический контроль основной продукции централизуют в едином заводском органе - отделе технического контроля (ОТК).

3. В вопросах определения качества продукции ОТК является независимым органом предприятия. Начальник ОТК подлинен только директору завода. Работники ОТК не зависят от администрации цехов и отделов завода и подчиняются начальнику ОТК, который имеет право прекращать приемку и отгрузку недоброкачественной продукции и приостанавливать изготовление продукции на отдельных участка производства, вырабатывающих недоброкачественную продукцию.

4. В штаты ОТК следует вводить энергичных, инициативных работников из числа квалифицированных специалистов, имеющих производственный опыт и пользующихся авторитетом на предприятии.

5. Организация технического контроля производства определяется, технологическим процессом контроля; операции технического контроля являются составной частью технологического процесса, поэтому их вносят в технологические карты в единой последовательности с производственными операциями. Операции контроля оснащают современными средствами, обеспечивающими объективную и надежную оценку качества с требуемыми точностью и производительностью.

6. Выполняемый ОТК контроль средств измерения и средств производства должен обеспечивать постоянное и надежное сохранение единства мер на заводе и соответствие их размеров государственным эталонам.

7. В работе по устранению дефектов изделий и повышению их качества ОТК основываются не только на материалах данных заводских испытаний продукции, но и на материалах, получаемых от потребителей; поэтому ОТК, контролируя работу выпускаемых заводом изделий, должен поддерживать связь с потребителем через инспекторов сектора по рассмотрению рекламаций, гарантийные мастерские или эксплуатационно-ремонтный отдел завода.

Работой по предупреждению брака и повышению качества продукции ОТК должен активно способствовать выполнению заводом производственных планов по качественным показателям и соответствию продукции технической документации.

Типовым положением об ОТК машиностроительного завода определены следующие основные цели ОТК:

1. Контроль качества и комплектности изготовляемых заводом Деталей, сборочных единиц, агрегатов и готовых изделий, клеймение принятой и забракованной продукции, оформление установленной документации на принятую продукцию;

2. Предъявление принятой продукции представителю заказчика;

3. Технический учет и анализ брака (по причинам и виновникам) совместно с цехами и отделами завода;

3. Анализ дефектов продукции завода, отмеченных в рекламациях и актах испытаний, и контроль за устранением в производстве выявленных дефектов;

4. Контроль качества материалов, полуфабрикатов и готовых изделий заводов-поставщиков, составление актов на недоброкачественные материалы, полуфабрикаты и готовые изделия для предъявления рекламаций поставщикам;

5. Контроль укомплектования и упаковки готовой продукции;

6. Контроль сохранения единства мер и состояния измерительных средств на заводе;

7. Контроль качества изготовляемых заводом инструментов и всех видов производственной оснастки, а также измерительных инструментов, приборов и приспособлений, находящихся в эксплуатации;

8. Участие в разработке технических усовершенствований производства и методов контроля, повышающих качество продукции и способствующих улучшению условий труда.

Основным показателем качества труда в производственных цехах является процент сдачи продукции с первого предъявления. В связи с этим службы ОТК получают дополнительную задачу - регулярно и своевременно подавать в координационный центр точные проверенные сведения о продукции, сданной с первого предъявления, о случаях повторного предъявления, о числе возвратов между цехами и рекламаций, о выполнении намеченных мероприятий по улучшению качества продукции, о системе организации бездефектного труда. Система бездефектного предъявления продукции внедрена на многих предприятиях страны и может быть использована также в цехах металлопокрытий.

2.6 Техническое нормирование сборочных операций

Нормирование операций сборки производится следующим образом.

1. По сборочному чертежу изделия и составленной схеме сборки выявляют все работы, выполняемые при сборке изделия.

В технологический процесс сборки входят следующие виды работ:

а) механическая обработка, которую по различным причинам выполняют в сборочном цехе. К ней относятся зачистка заусенцев, опиловка, сверление мелких отверстий, нарезание мелких резьб, совместная обработка нескольких деталей (сверление, зенкерование и развертывание отверстий под штифты), шабрение поверхностей, пригонка сопрягаемых деталей, притирка и доводка сопряжений и др.;

б) распаковка, освобождение от консервации, промывка, продувка, протирка, смазка, осмотр деталей, а в отдельных случаях и проверка соответствия узлов и деталей, поступающих на сборку, техническим требованиям на их изготовление;

в) изготовление отдельных простых деталей при сборке (прокладок, пружин). Эти работы допускается выполнять в сборочных цехах единичного и мелкосерийного производств;

г) выполнение соединений деталей и узлов. В эту группу входят работы по выполнению разъемных и неразъемных, подвижных и неподвижных соединений, осуществляемых всеми технологическими способами.

Работа по непосредственному выполнению соединения называется сборочным переходом. Он состоит из основного приема, во время которого осуществляется соединение, и нескольких вспомогательных приемов, неразрывно связанных с основным. Например, сборочный переход - напрессовать на вал червяк - состоит из следующих приемов: взять червяк, установить его на вал; включить пресс, напрессовать на вал червяк; выключить пресс. Здесь основным приемом является напрессовка червяка на вал. Остальные - вспомогательными;

д) пригонка и регулирование, необходимые для достижения точности замыкающего звена. К этому комплексу работ относится измерение размера замыкающего звена; частичная разборка узла, пригонка неподвижного компенсатора шабрением, шлифованием или точением; подбор и установка компенсаторных колец, прокладок; регулировка положения подвижных компенсаторов; открепление и закрепление деталей и узлов; повторная сборка после частичной разборки;

е) проверка правильности выполнения соединений деталей и узлов в процессе сборки: проверка свободного вращения вала, диаметра отверстия втулки, запрессованной в корпус; соосности втулок, запрессованных в противоположные стенки корпуса; бокового зазора и пятка касания зубьев у пары собранных шестерен и т.д.;

ж) дополнительные работы, не относящиеся к перечисленным группам: маркировка; окраска мест развальцовки; обжатие с целью создания герметичности и т.д.

2.При выявлении сборочных работ определяют, какие из них можно и целесообразно выполнить вне общей или узловой сборки как подготовительные. К таким работам относятся: механическая обработка в сборочном цехе; изготовление отдельных простых деталей, распаковка и т.д.

3.При выявлении сборочных работ составляют их перечень в последовательности, обусловленной схемой сборки.

Перечень составляется с той степенью подробности, которая бы обеспечивала возможность их нормирования по имеющимся нормативам.

Заключение

В результате выполнения задания по курсовой работе была разработана типовая конструкция двухступенчатого цилиндрического редуктора. Работа состоит из расчетно-пояснительной записки и графической части.

В данной курсовой работе мы изучили служебное назначение и принцип работы узла, анализ технических требований и анализ технологичности конструкции изделия. Научились выполнять размерный анализ изделия, описывать технологический процесс сборки и составлять технологическую схему сборки, определять технологические и конструкторские базы.

Список литературы

1. Косилова А.Г. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-хт. Т. 2 /А.Г. Косилова, Р.К. Мещеряков. - 4-е изд., перераб. и доп.- М:Машиностроение,1985.-496с.,ил.

2. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. Т.1. / В.И. Анурьев. - 5-е изд., перераб. и доп.-М.:Машиностроение,1979. -728с., ил.

3. Новиков М.П. Основы технологии сборки машин и механизмов / М.П.Новиков.-5-еизд., испр.-М.:Машиностроение,1980.-592с.

4. Егоров М.Е. Технология машиностроения. Учебник для вузов./М.Е. Егоров.-2-еизд., доп.-М.:Высш.школа,1976.-535 с.

5. Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Основы технологии машиностроения»

Размещено на Allbest.ru