Разработка технологического процесса сборки редуктора цилиндрического и технологического процесса изготовления крышки корпуса

Тольяттинский Государственный Университет

Кафедра «Технология машиностроения»

Курсовой проект

«Разработка технологического процесса сборки редуктора цилиндрического и технологического процесса изготовления крышки корпуса»

Студент: Орловский С.Ю.

Группа: ТМ – 402

Преподаватель: Солдатов А.А.

Тольятти, 2006.

УДК 612.9.65.015.27

Аннотация

Орловский С.Ю. Разработка техпроцесса сборки редуктора цилиндрического двухступенчатого и техпроцесс изготовления крышки корпуса. Курсовой проект. Тольятти: ТГУ, 2006 г.

Расчетно-пояснительная записка

Графическая часть – технологическая схема сборки изделия, чертеж детали, чертеж заготовки, план изготовления детали, чертежи технологических наладок.

В курсовом проекте проведен анализ служебного назначения изделия и детали. Выполнен размерный анализ сборочных размерных цепей. Выбраны технологические базы для общей и узловой сборки. Разработан технологический процесс сборки. Выбрана и разработана конструкция заготовки корпуса. Разработан технологический маршрут и план изготовления детали. Выбраны средства технологического оснащения. Приведен расчет операционных размеров. Спроектированы технологические операции. Составлена схема размерной сборочной цепи, технологические карты процесса сборки, маршрутные карты процесса изготовления, операционные карты процесса изготовления.

Введение

Высокого качества производимой продукции можно добиться внедрением в производство нового эффективного оборудования, различных методов технико-экономического анализа и расчетно-аналитических способов решения производственных задач, что обеспечит более эффективное и качественное производство с требуемой производительностью и минимум затрат на изготовление деталей.

Целью курсового проекта является разработка прогрессивной технологии сборки редукторов цилиндрических двухступенчатых в условиях крупносерийного и разработка технологии изготовления корпуса в условиях массового типа производства с применением высокопроизводительного и экономически выгодного оборудования, приспособлений и инструмента, работающих на прогрессивных режимах резания, обеспечивающих как производительность, так и требуемую точность и качество производимой продукции.

Содержание

1. Разработка технологического процесса сборки изделия

1.1 Анализ служебного назначения изделия и технологичность его конструкции

1.2 Размерный анализ сборочных размерных цепей

1.3 Технологическая схема сборки изделия

1.4 Выбор технологических баз на общей и узловых сборках

1.5 Разработка технологического процесса сборки

2. Проектирование технологического процесса изготовления детали

2.1 Анализ служебного назначения детали. Назначение технических требовани

2.2 Выбор заготовки. Разработка конструкции заготовки

2.3 Выбор технологических баз

2.4 Технологический маршрут и план изготовления детали

2.5 Выбор средств технологического оснащения

2.6 Расчет операционных размеров

2.7 Проектирование технологических операций

Литература

Приложение:

- маршрутные карты процесса изготовления;

- операционные карты процесса изготовления.

Графическая часть:

- технологическая схема сборки изделия;

- чертеж заготовки;

- чертеж детали;

- план изготовления детали;

- чертежи технологических наладок.

1. Разработка технологического процесса сборки

Анализ служебного назначения изделия и технологичность его конструкции

Двухступенчатый горизонтальный цилиндрический редуктор предназначен для понижения частоты вращательного движения и для увеличения крутящего момента.

Механизм состоит из следующих основных деталей: корпус 1, вал ведущий 5, вал промежуточный 4, вал ведомый 3, колесо зубчатое 6, шестерня 8, колесо зубчатое 7, крышки корпуса 2, крышек под подшипники 12, 13, 14, 23, 24.

Изделие в целом имеет простую компоновку и простое конструктивное решение, не вызывающее затруднение при сборке. Конструкция изделия допускает возможность его сборки из предварительно собранных узлов. Унификация отдельных деталей обусловливает повышение серийности выпуска, а следовательно снижение трудоемкости и себестоимости их изготовления.

Базовая деталь изделия имеет технологическую базу, обеспечивающую его достаточную устойчивость в процессе сборки. Унификация крепежных и других деталей способствует сокращению номенклатуры сборочных инструментов и более эффективному использованию средств механизации сборочных работ. При конструировании изделия обеспечивается возможность свободного подвода высокопроизводительных механизированных сборочных инструментов к местам соединения деталей.

На основании вышесказанного конструкцию изделия можно считать технологичной.

1.2 Размерный анализ сборочных размерных цепей

Рис. 1.1

Для размерного анализа выберем сборочную размерную цепь, замыкающим звеном В∆ которой является выступающая из корпуса часть подшипника.

Допуск на размер замыкающего звена: ТВ∆ = 1 мм.

Таким образом, данный размер принимаем за исходное звено В∆ размерной цепи в горизонтальном направлении. Рассмотрим эту размерную цепь (сборочный чертеж).

В∆ = К1 + К2 - КП1 - П2 - Ш1 - В1 - П1 1.1

Составляющими звеньями этой цепи будут:

К1 – ширина внутренней полости корпуса;

К2 – толщина стенки корпуса;

КП1 – высота буртика крышки под подшипник;

П2 – ширина подшипника;

Ш1 – ширина шестерни;

В1 – длина ступени вала;

П1 – выступ подшипника;

Расчет сборочной размерной цепи

Таблица 1.1

Число единиц допуска составляющих размерной цепи:

а1= (1.2)

а1==68,5

По таблице ат=64, что соответствует 10 квалитету.

а2=169,5

По таблице ат=160, что соответствует 12 квалитету

Значение ТА=2336 выходит за пределы допуска.

Вывод: при выбранных допусках на размеры сборочного узла, расчетное значение замыкающего звена не превышает заданного параметра. Следовательно, точность исходного звена обеспечивается полной взаимозаменяемостью.

1.3 Технологическая схема сборки изделия

Конструкция механизма имеет несколько сборочных узлов, которые возможно собирать независимо друг от друга, поэтому возможна узловая сборка изделия. Но невозможно одновременное присоединение нескольких узлов к базовому элементу из-за его конструкции.

При последовательном соединении возможна механизация процесса сборки.

При сборке редуктора доступ инструментов к деталям свободный. Большинство крепежных изделий – стандартные, что позволяет применять простой инструмент.

В данном изделии основным базовым элементом является корпус, к которому присоединятся все детали и узлы.

Технологическая схема сборки показывает, в какой последовательности необходимо присоединять и закреплять друг к другу элементы, из которых собирается изделие. Такими элементами являются детали, комплекты, узлы, подузлы и сборочные единицы.

Под деталью при составлении сборки понимают первичный элемент изделия (базовая деталь), характерным признаком которого является отсутствие в нем разъемных и неразъемных соединений. Сборочная же единица представляет собой элемент изделия, состоящий из двух или более деталей, соединенных в одно целое, не распадающееся при перемене положения в узле или подузле. Характерным отличительным признаком сборочной единицы является – возможность ее сборки независимо от других элементов изделия.

Для составления технологической схемы сборки все сборочные единицы, входящие в изделие условно разделим на группы и подгруппы. Группой будем считать сборочную единицу, входящую в изделие.

Технологическую схему сборки составляем на основе сборочного чертежа изделия, которая показывает, в какой последовательности необходимо присоединять друг к другу элементы, из которых состоит изделие.

Каждый элемент изделия будем изображать в виде прямоугольника разделенного на три части. В его верхней части дается наименование изделия, в левой нижней части указываем числовой индекс, соответствующий номеру данного элемента на сборочном чертеже и согласно принятой спецификации, в правой нижней части количество присоединяемых элементов.

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.

Такой алгоритм составления технологической схемы сборки облегчает последующее проектирование технологического процесса сборки, позволяет оценить технологичность конструкции изделия с точки зрения возможности расчленения сборки на общую и узловую и гарантирует от пропуска деталей, входящих в изделие.

Разработанная технологическая схема сборки червячного редуктора представлена на листе формата А2 графической части курсового проекта.

Перечень сборочных работ

Таблица 1.2

1.4 Выбор технологических баз на общей и узловых сборках

При сборке изделия в качестве базового элемента на начальном этапе применяют корпус редуктора, базирующийся на нижней опорной плоскости. Для реализации направляющей и опорной баз используем отверстия в нижней части корпуса, предназначенные для крепления редуктора на фундаменте/опорной плите.

Такое базирование обеспечивает возможность ручной, механизированной, автоматизированной сборки в приспособлениях, обеспечивающих точное положение сопрягаемых деталей, удобство и доступность сборки без переустановки.

Узловая сборка редуктора осуществляется следующим образом:

- при сборке вала, позиция №3, принимаем в качестве базовой детали вал, базирующийся на наружной поверхности диаметром 140 мм.

- при сборке вала позиция №4 принимаем в качестве базовой детали вал, базирующийся по наружной поверхности зубчатого колеса.

- при сборке вала позиция №5 принимаем в качестве базовой детали вал, базирующийся по наружной поверхности диаметром 60 мм.

1.5 Организационная форма сборки

Выбор формы сборки определяется серийностью производства, а также конструкцией изделия. Учитывая, что технологический процесс относится к массовому производству, а конструкция изделия позволяет применить узловую сборку в качестве формы сборки выбрана поточная, с использованием конвейерной линии и средств автоматизированной сборки. При этом действительный такт сборки равен:

tв=, (1.3)

где Fд – действительный годовой фонд времени работы оборудования, час.

tв== 0,6

Учитывая то, что собираемое изделие имеет средние габариты и требуется доступ к собираемому изделию с разных сторон, то с целью сокращения времени на вспомогательные операции целесообразно применять конвейер с гибкой связью, что позволяет кратковременно приостанавливать подвеску с собираемым редуктором. На подвеске собираемое изделие крепится в специальном приспособлении, обеспечивая постоянство баз, принятых в качестве технологических для базовой детали на общей сборке при ее поворотах на подвесе.

Сборочная единица поступает на линию общей сборки в контейнерах, которые размещаются вдоль конвейера в определенных местах.

1.6 Разработка технологического процесса сборки

Последовательность операций определятся на основе технологических схем и общего перечня работ. При разделении операций на переходы, учитывалось то, что длительность операции был в пределах действительного такта выпуска tв или кратна данному времени.

Технологический маршрут процесса сборки.

Последовательность операций определяется на основе технологических схем и общего перечня работ.

Учитывая среднесерийный тип производства, принимаем следующую структуру сборки:

- сборочные узлы собираются стационарно;

- общая сборка представляет собой подвижную поточную сборку с расчленением процесса на операции и регламентированным тактом их выполнения, с передачей собираемого объекта от одной позиции к другой посредством механических транспортирующих устройств.

Определим такт выпуска изделия:

(1.4)

Ф - годовой фонд времени рабочего или станка;

N – годовая программа.

мин/шт

Таблица 1.3

Схема распределения рабочих по операциям сборки

Рис. 1.2

Последовательность операций определяется на основе технологических схем и общего перечня работ.

Учитывая массовый тип производства, принимаем следующую структуру сборки:

- сборочные узлы собираются стационарно;

- общая сборка представляет собой подвижную поточную сборку с расчленением процесса на операции и регламентированным тактом их выполнения, с передачей собираемого объекта от одной позиции к другой посредством механических транспортирующих устройств.

Технологический маршрут процесса сборки.

Таблица 1.4

2. Проектирование технологического процесса изготовления детали

2.1 Анализ служебного назначения детали

Служебным назначением крышки корпуса является поддержка и ориентирование деталей, входящих в данную конструкцию цилиндрического редуктора, так же крышка корпуса предотвращает попадание в полость корпуса посторонних предметов.

Конструкция крышки и ее закрепление на корпусе редуктора обеспечивает надежную работу механизма в целом, вследствие обеспечения точности зацепления цилиндрических передач, посредством установки и базирования крышки на корпус по поверхности № 5 и двум отверстиям под штифты поверхность № 26.

Рис. 2.1

2.2 Выбор заготовки. Разработка конструкции заготовки

Деталь крышка изготавливается из чугуна марки СЧ 21-40 ГОСТ 1412-70 методом литья, поэтому конфигурация наружного контура и внутренних поверхностей не вызывает значительных трудностей при получении заготовки. В крышке имеются два отверстия, требующие высокоточной обработки и взаимного расположения, так как от их точности зависит работа цилиндрических передач и всего механизма в целом.

В остальном деталь технологична и довольно проста по конструкции, допускает применение высокопроизводительных режимов обработки.

Расположение крепежных отверстий допускает использовать многоинструментальную обработку, что позволяет применять агрегатные многоинструментальные станки. Размеры и формы поверхностей позволяют вести обработку стандартным инструментом. В целом изготовление крышки можно вести на оборудовании нормальной точности, а также используя стандартные измерительные инструменты для проведения контроля крышки.

Разработку заготовки выполним по [2]

Полученные размеры сводим в таблицу.

Размеры отливки

Таблица 2.1

2.3 Определение типа производства

Тип производства зависит от годовой программы выпуска N= 400 000 деталей в год и от ее массы. В связи с вышеперечисленными факторами производство данной детали является массовым. И для этого типа производства характерна поточная форма организации технологического процесса.

Такт выпуска изделия рассчитывается по формуле:

tв=, (2.1)

где Fд – действительный годовой фонд времени работы оборудования, час.

tв== 0,9

Согласно полученным данным тип производства является крупносерийным.

2.4 Проектирование заготовки

Изучив конфигурацию детали, можно сделать вывод, что наиболее подходящими методами изготовления заготовок в данном случае являются:

- литье в песчаные формы;

- литье под давлением.

При расчете предпочтение следует отдавать той заготовке, которая обеспечивает меньшую технологическую себестоимость детали.

а) рассчитаем себестоимость заготовок, полученных методом литья в песчаные формы:

масса заготовки, кг,

масса готовой детали, кг.

коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объема производства заготовок, выбираются по таблицам.

Q=280