Повышение эффективности действующего производства по изготовлению корпуса редуктора путем совершенствования существующей технологии

СОДЕРЖАНИЕ

 Введение .........................................................................................................6

1.    Исходные данные для разработки курсовой работы ..........................7
2. Технология сборки изделия.
1. Анализ служебного назначения изделия .........................................8
2. Анализ технических условий и норм точности на изделие ...........9
3. Выбор методов достижения требуемой точности сборки ............10
4. Анализ технологичности конструкции изделия ............................13
5. Определение типа производства .....................................................14
6. Разработка технологического процесса сборки .............................14
7. Контроль параметров технических условий ..................................17
3. Технология изготовления детали.
1. Анализ служебного назначения детали ..........................................18
2. Анализ технических условий и норм точности на деталь ............18
3. Анализ технологичности конструкции детали ...............................19
4. Обоснование выбора способа получения заготовки ......................20
5. Анализ вариантов базирования и разработка технологического

          маршрута обработки заготовки .......................................................20

6. Расчет межоперационных припусков ..............................................23
7. Расчет режимов резания и техническое нормирование .................26
8. Выбор методов и средств контроля качества деталей ...................29
9. Расчет режимов резания на ЭВМ ………………………………….31

3.10. Расчет рмежоперационных припусков на ЭВМ …………………32

4. Выбор и расчет специальных станочных приспособлений ................34

Заключение ...................................................................................................37

Список литературы .......................................................................................38

Приложения

Технологический процесс сборки (маршрутная карта) ……………...41

Технологический процесс изготовления детали (маршрутная 

       и операционные карты) ………………………………………………

      Спецификация на редуктор ……………………………………………….

 Спецификация на кондуктор ……………………………………………….

ВВЕДЕНИЕ

Целью курсового проектирования по технологии машиностроения является необходимость повысить эффективность действующего производства по изготовлению корпуса редуктора путем совершенствования существующей технологии. Это достигается посредством анализа и разработки технологического процесса  сборки изделия, изготовления детали, разработки технологических карт, выбора приспособления.

В результате выполнения курсового проекта мы решаем эти основные вопросы, используя усовершенствования при выборе заготовки, режимов резания, станков и режущих инструментов, станочных приспособлении. Расширяют пути решения данного вопроса и использования ЭВМ, в том числе САПР и ТП.

Работая с программами САПР и ТП мы получаем практические навыки по их использованию при расчете припусков, маршрутов обработки детали и маршрута сборки изделия.

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ  КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Исходными данными для разработки курсового проекта являются:

1. Сборочный чертеж изделия;
2. Спецификация сборочного чертежа;
3. Рабочий чертеж детали;
4. Технологический процесс сборки изделия;
5. Годовой объем выпуска изделия.

2. ТЕХНОЛОГИЯ СБОРКИ ИЗДЕЛИЯ

2.1. Анализ служебного назначения  изделия

Под  служебным назначением изделия понимают максимально уточненную и четко сформулированную задачу, для решения которой предназначено изделие. Формулировка служебного назначения должна отражать не только общую задачу, для которой создается изделие, но и все дополнительные условия и требования, которые эту задачу количественно уточняют и конкретизируют.

Каждое изделие предназначено для выполнения какого-либо процесса, результат которого должен быть полезен человеку. Изучение служебного назначения следует начинать с ознакомления с намечаемыми результатами действия изделия.

Другую группу данных по служебному назначению изделия могут составлять показатели производительности, которой должно обладать изделие. Формулировка служебного назначения изделия должна включать перечень условий, в которых ей предстоит работать и производить продукцию требуемого качества и в необходимых количествах.

 Условия работы изделий  вытекают из технологического  процесса изготовления продукции, и включает комплекс показателей с допустимыми отклонениями, характеризующими качество исходного продукта, количество потребляемой энергии, режима работы изделия и состояния окружающей среды.

Первоначально служебное назначение изделия формируется заказчиком и уточняется при оформлении заказа на проектирование.

Двухступенчатый горизонтальный редуктор Ц2НШ-450 с цилиндрической шевронной зубчатой передачей зацепления Новикова предназначен для передачи крутящего момента Т = 28 кН×м с общим передаточным отношением i = 39,924.

Он применяется для уменьшения числа оборотов, передаваемых от электродвигателя кривошипам станка-качалки. Применяется в станках-качалках и других механических приводах штанговых скважинных насосов в умеренной и

холодной климатических зонах. Редуктор предназначен для эксплуатации без динамических нагрузок в помещениях закрытого типа с температурой окружающей среды 25 20С. Масса редуктора без масла составляет 2090 кг.

С целью предотвращения возможного износа подшипниковых гнезд в корпусе под подшипниковые узлы установлены стаканы.

Исполнительными поверхностями редуктора являются эвольвентные поверхности зубьев цилиндрической передачи (8-В) ГОСТ 1643-81. При вращении ведущего вала редуктора от электродвигателя крутящий момент передается с помощью зубчатого эвольвентного зацепления на промежуточный вал, а крутящий момент с промежуточного вала редуктора передается с помощью цилиндрического эвольвентного зацепления на ведомый вал.

2.2. Анализ технических условий  и норм точности на изделие

На изготовление редуктора устанавливаются следующие технические условия, которые обеспечиваются при сборке:

1. Расстояние между осями делительных окружностей цилиндрических зубчатых колес – 450 мм, допустимые отклонения в пределах ±0,85 мм.
2. Расстояние между осями входного и промежуточного валов – 280 мм,  допустимые отклонения в пределах ±0,65 мм.
3. Крутящий момент на ведомом валу 28 кН×м.
4. Зазор между корпусом и крышкой редуктора в любом месте плоскости не должен превышать 0,5 мм.
5. Суммарное пятно контакта зубьев передачи по высоте зуба – не менее 45 % и по длине зуба – не менее 60 %.
6. Осевой зазор в подшипниках валов в пределах 0,8±0,2 мм.
7. Смещение внутреннего и наружного колец подшипников относительно друг друга на ведущем и промежуточных валах не должно превышать 1,5 мм.
8. Соосность осей главных отверстий корпуса редуктора вала шестерни и вала промежуточного должна быть 0±0,230 мм.

9. Неуказанные предельные отклонения по 8-му квалитету.
10. Оси валов параллельны плоскости основания корпуса редуктора, допустимые  отклонения в пределах ±0,435/300 мм.

  11. Момент затяжки болтов подшипниковых крышек не менее 252 кгс×см.

Данные технические условия полностью соответствуют служебному назначению редуктора и размерам, проставленным на сборочном чертеже.

2.3. Выбор методов достижения требуемой точности сборки

Размерная цепь Б.

Требуемую точность изделия в процессе сборки достигают через технологические размерные цепи.

На чертеже представлена радиальная размерная цепь Б, замыкающее звено БD, которая составляет величину cоосности осей главных отверстий корпуса редуктора вала шестерни и вала промежуточного.

Описание этих звеньев и выбранные по [Мягков, т.1, с.443, т.2, с.40] допуски приведены ниже, а в таблице 1 указаны исходные данные для расчета размерной цепи Б.

Б1 – соосность отверстия зубчатого колеса и его делительной окружности;

Б2 – соосность шейки вала и отверстия зубчатого колеса;

Б3 – соосность наружного кольца подшипника и шейки вала;

Б4 – соосность отверстия стакана и наружного кольца подшипника;

Б5 – соосность наружной поверхности стакана и его отверстия;

соосность наружной поверхности стакана и отверстия корпуса редуктора;

Б6 – соосность отверстий корпуса редуктора;

Б7 – соосность наружной поверхности стакана и шейки вала;

Б8 – соосность делительной окружности шестерни ведомого вала и шейки ведомого вала;

Б9 – соосность шейки ведомого вала под подшипник и наружного кольца подшипника;

Б10 – соосность наружного кольца подшипника и отверстия стакана;

Б11 – соосность отверстия стакана и его наружной поверхности.

Таблица 1. Исходные данные для расчета радиальной размерной цепи в редукторе

Рассчитываем координату середины поля допуска замыкающего звена:

Рассчитываем величину поля допуска замыкающего звена по методу максимума – минимума:

Рассчитываем верхнее отклонение замыкающего звена:

Рассчитываем нижнее отклонение замыкающего звена:

Проверяем правильность проведенного расчета:

 мм, следовательно, расчет произведен правильно.

Расчет по методу максимума-минимума показал, что полученная величина допуска замыкающего звена меньше значения допуска замыкающего звена, оговоренного техническими условиями:

0,426 мм < 0,65 мм,

следовательно, требуемая точность рассматриваемого параметра (соосности осей вала и ниппеля) может быть достигнута методом полной взаимозаменяемости при значении замыкающего звена:

Размерная цепь А.

На чертеже представлена линейная размерная цепь А, замыкающее звено АD, равный толщине прокладки.

Таблица 2. Исходные данные для расчета линейной размерной цепи в редукторе

  = 707          15,83                630       1020              707

     1) xАi выбираем по Зяб., табл.7-2, стр.150:

acp = TAD/åxАi = 707 / 15,83 » 45i;

Этому значению соответствует 9 квалитет;

  2) ТАΔ = (0,5-0)×1000=500 (мкм);

      3) рассчитываем номинальный размер замыкающего звена:

АD = 325 + 31 – (24 + 5 + 72 + 14 + 24 + 87 + 125) = 5 (мм);

  4) Предельные размеры  зазора:

АDmax = 0,5 мм;  АDmin = 0 мм.

Следовательно, предельное отклонение:

DВАD = + 500 мм;  DНАD = 0 мм.

Проверим условие:

;

       707 мкм=707 мкм.

Таким образом, сумма допусков получилась равна допуску замыкающего звена.

    Следовательно, требуемая точность  рассматриваемых параметров достигается методом полной взаимозаменяемости.

2.4. Анализ технологичности конструкции  изделия

Конструкцию изделия или детали принято называть технологичной, если она позволяет в полной мере использовать для изготовления наиболее экономичный технологический процесс, обеспечивающий ее качество при надлежащем количественном выпуске.

Конструкцию редуктора Ц2НШ-450 можно считать технологичной, так как она характеризуется следующими показателями:

1. крепежные детали являются одного типоразмера;
2. подшипниковые узлы собраны из стандартных деталей;
3. сборка изделия является вполне удовлетворительной;
4. конструкция удобна для ремонта.

Оценивая в общем конструкцию редуктора, можно сделать вывод, что она является вполне технологичной для данных условий производства при данном объеме выпуска, так как имеется возможность использовать высокопроизводительные средства труда, сокращающие время производства, совмещая во времени выполнение переходов технологического процесса. Возможность такого совмещения предоставляет технологичная конструкция большинства деталей редуктора.

2.5. Определение типа производства

Тип производства является классификационной категорией производства, которая определяется   широтой номенклатуры,  регулярностью,  стабильностью    и    объемом выпуска продукции.

Ориентировочная (годовая)   программа   выпуска   изделий,   шт.    

                                       по типам производства в механических  цехах                     Табл.3                                                                                         

На основании таблицы 3 можно сделать вывод о типе производства – массовое (масса изделия до 2000 кг, годовой объем выпуска изделия 5500 шт.).

2.6. Разработка технологического процесса сборки

Выбор организационной формы сборки.

На основе изучения назначения редуктора, его сборочного и рабочих чертежей, а также размерного анализа и намеченного объема выпуска выбираем организационную форму процесса сборки. Наиболее экономично будет использовать подвижную сборку и расчлененный процесс, который организовывается следующим

образом: рабочие, выполняющие отдельные операции находятся на закрепленных за ним постах, к которым подаются требуемые детали и узлы, а объект производства последовательно перемещается от одного поста к другому при помощи конвейера.

Рабочие места должны быть оборудованы стендами сборки, стендами-накопителями, монтажно-сборочными и контрольно-измерительными инструментами, транспортными средствами (рольганги, тележки).

Разработка последовательности сборки редуктора.

Для установления последовательности сборки необходимо проанализировать его конструкцию и выявить сборочные единицы, входящие в ее состав.

Базирующей деталью в конструкции редуктора является основание корпуса, обеспечивающее необходимое относительное положение остальных деталей и сборочных единиц. Сборку редуктора начинают со сборки валов (ведомого, промежуточного и ведущего). После сборки валов их последовательно устанавливают в корпусе редуктора.

Сборка редуктора подразделяется на несколько этапов: 1) сборка ведущего, ведомого и промежуточного валов; 2) закрепление их в корпусе редуктора. После сборки редуктора проводят испытание на герметичность. Не допускается течь масла и падения давления. После окончания сборки также проводят испытания на герметичность и обкатку редуктора.

Последовательность сборки изделия удобно отображать графически в виде схемы сборки. Она наглядно отражает последовательность сборки во времени. Схема сборки редуктора представлена на рис. Технологическая схема сборки представлена ниже.

005       Сборка  вала ведомого                   Кран мостовой г/п 5 т

                                                                      Пресс гидравлический горизонтальный

                                                                     П6736 (Р = 400 тн)

                                                                      Пресс гидравлический вертикальный

                                                                     П6330 (Р = 100 тн)

010      Сборка вала промежуточного      Кран мостовой г/п 5 т

                                                                      Пресс гидравлический горизонтальный                                                             

                                                                      П6736 (Р = 400 тн)

                                                                      Пресс гидравлический вертикальный

                                                                      П6330 (Р = 100 тн)

015      Контрольная

020       Сборка  редуктора                          Кран мостовой г/п 5 т

                                                                      Стенд для сборки

025       Контрольная        

030       Транспортировочная                     Кран мостовой

035       Контрольные  испытания              Стенд испытательный РОС-1

                                                                      Кран мостовой г/п 5т

040       Контрольная

045       Наружная  мойка редуктора         Моечная машина ООО «Поиск»

                                                                     Кран мостовой г/п 5 т

050       Малярная                                       Камера окрасочная

                                                                     Кран мостовой г/п 5 т

055       Контрольная

2.7. Контроль параметров технических условий на редуктор

Методика проведения контроля.

Проверку ведущего валов проводят проворачиванием ведущего вала замером на нем смещений и зазоров в несколько этапов:

• проверка смещения внутреннего и наружного колец подшипников относительно друг друга;
• проверка зазоров зацеплений между шестернями вала ведущего и зубчатыми колесами вала промежуточного;
• зазор между шестернями вала промежуточного и зубчатым колесом вала ведомого.

Инструмент – штангенциркуль ШЦ-II 0 ¸ 250 ГОСТ 1666-90.

Зазор между корпусом и крышкой корпуса редуктора проверяют специальным щупом 0,05 мм.

Проверку величины момента затяжки резьбовых соединений корпусных деталей проводить моментным ключом.

При обкатке редуктора контролируется температура масла в картере – по показаниям датчика ТСП – 9418, расположенного в специальной крышке смотрового люка.

Герметизацию редуктора и качество покраски определяют внешним осмотром.

3.ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ

3.1. Анализ служебного назначения детали

Корпус редуктора служит для размещения и координации деталей передачи, организации системы смазки, а также восприятия сил, возникающих в зацеплении редукторной пары, подшипниках, открытой передачи.

Корпус редуктора одновременно служит для предохранения механизма от повреждения, проникновения в него пыли, влаги и т.д.

Надежность и точность работы механизма во многом зависит от правильного выбора конструкции и качества выполнения элементов корпуса редуктора.

Корпус 16 является базовой деталью, обеспечивающей требуемую точность относительного положения ведущего вала 2, промежуточного вала 3 и ведомого вала 4. На валах установлены цилиндрические зубчатые колеса, передающие крутящий момент с одного вала на другой. На корпусе базируются также крышка корпуса 17 и фиксируется пробка для слива масла.

Базирование валов осуществляется по главным отверстиям, при этом используют опоры с радиально – упорными подшипниками. Поверхности главных отверстий корпуса совместно с поверхностями торцов образуют комплекты вспомогательных баз корпуса. Базирование корпуса осуществляется по поверхности основания, выполняющий функцию основной базы.

3.2. Анализ технических условий  и норм точности на деталь

При изготовлении корпуса редуктора необходимо обеспечить следующие технические условия:

1. Неуказанные предельные отклонения размеров: отверстий  +t2, валов - t2, остальных ±t2 по ГОСТ 25670 – 83;
2. Точность нарезания резьб по 7-му квалитету;

3. Отклонение от параллельности плоскости разъема относительно плоскости А не более 0,05/100 мм;
4. Диаметр основных отверстий под подшипники с полем допуска Н7;
5. Отклонение от параллельности осей ведущего вала и промежуточного не более ±0,055 мм; ведомого вала и промежуточного не более ±0,065 мм.
6. Отклонение плоскости разъема от плоскостности не более 0,01/100 мм.
7. Несовпадение осей отверстий с плоскостью разъема в пределах ±0,2 мм.
8. Перекос осей отверстий валов не более 0,016 мм.
9. Отклонения от цилиндричности осей отверстий ведущего и промежуточного валов не более 0,02 мм, ведомого вала не более 0,03 мм.

Данные технические условия полностью соответствуют служебному назначению редуктора и размерам, проставленным на сборочном чертеже.

3.3. Анализ технологичности конструкции  детали

Проанализировав конструкцию и технические условия на деталь, определяем ее технологичность. Корпусные детали отвечают таким требованиям технологичности как:

• наличие удобных технологических баз, обеспечивающих требуемую ориентацию и надежное крепление заготовки на станке при возможности свободного подвода инструмента к обрабатываемым поверхностям;
• простота геометрической формы заготовки;
• наружные поверхности деталей имеют открытую форму, что обеспечивает возможность обработки напроход в направление подачи;
• внутренняя поверхность также несложной формы, что позволяет использовать меньшее число инструментов.

Принимая все это во внимание, также учитывая объем выпуска и условия производства, можно считать, что корпус редуктора является вполне технологичной деталью.