Технологическая подготовка производства детали типа ролик

      Содержание

 
 
 
 
 

 

     Введение 
 

     Эффективность производства, его технологический  процесс, качество выпускаемой продукции  во многом зависят от опережающего развития производства нового оборудования, машин, станков и аппаратов, от всемерного внедрения методов технико –  экономического анализа.

     В связи этим в учебном процессе ВУЗов значительное место отводится  самостоятельным работам, выполняемым  студентами старших курсов, таким, как  курсовое проектирование по дисциплине «Технология машиностроения».

     К технологии машиностроения относятся  все этапы процесса изготовления машиностроительной продукции.

     Однако  сложившееся понятие «технология  машиностроения» обозначает преимущественно  процессы механической обработки заготовок  для изготовления деталей и сборке машин. Это объясняется тем, что  в машиностроении заданные формы  детали с требуемой точностью  их параметров и необходимым качеством  поверхностного слоя достигаются в  основном путем механической обработки.

     В процессе механической обработки возникает  наибольшее число проблем, связанных  с выполнением требований к качеству машин, заданных конструктором. Процесс  механической обработки реализуется  достаточно сложной технологической  системой, включающей в себя металлорежущий станок, станочную технологическую  оснастку, режущий инструмент и заготовку.

     Это объясняет направление развития технологии машиностроения как научной  дисциплины, в первую очередь, в сторону  изучения технологии механической обработки  со снятием стружки и сборки.

     Эффективность производства, его технологический  процесс, качество выпускаемой продукции  во многом зависит от опережающего развития производства нового оборудования, машин, станков и аппаратов, от всемирного внедрения методов технико-экономического анализа. Машиностроение является основой  для внедрения методов технико-экономического анализа.

     Технологическое проектирование для машиностроительных специальностей вузов является важным этапом процесса формирования знаний инженера-машиностроителя. Курсовой проект по технологии машиностроения, кроме  того, представляет собой подготовительную работу для дипломного проекта.

     При выполнении проекта принятие решений  по выбору вариантов технологических  процессов, оборудования, оснастки, методов  получения заготовки производится на основании технико-экономических  расчетов, что дает возможность предложить оптимальный вариант.

     В данной курсовом проекте подробно изложена технология изготовления опорного ролика конвейера. Использование роликовых конвейеров для перемещения крупногабаритных грузов, а также поддонов (паллет), ящиков, бочек и вообще любых штучных грузов с твердой плоской, ребристой или цилиндрической опорной поверхностью существенно повышает эффективность складской обработки грузов по сравнению с применением погрузчиков. Это достигается в первую очередь экономией на складских площадях, необходимых для маневра погрузчиков, и большими объемами переработки грузов в единицу времени.

     В роликовом конвейере груз перемещается по роликам, которые вращаются в  подшипниках, неподвижно закрепленных на раме конвейера. Роликовый конвейер может состоять из секций разной длины. Роликовые конвейеры могут иметь  криволинейную трассу в плане, угловые  вставки для изменения направления  подачи груза до 90°, дополнительные боковые ответвления для передачи, подачи или съема груза. При перемещении  по роликовому конвейеру груз или  поддон (с грузом или без груза) должны опираться не менее чем  на три ролика, а во избежание  падения на закруглениях рольгангов следует устанавливать защитные реборды высотой 100...150 мм. Различают  гравитационные и приводные роликовые  конвейеры. Также возможна комбинация гравитационных и приводных секций транспортера. В гравитационных конвейерах ролики вращаются под действием  силы тяжести перемещаемого груза. В гравитационных роликовых конвейерах для перемещения грузов под воздействием гравитации требуется определенный перепад высот между пунктом  загрузки и пунктом доставки. В  зависимости от характера груза  угол наклона таких конвейеров составляет от 1,5 до 11°. В приводных конвейерах используется привод от двигателя на ролики. Это позволяет перемещать груз в горизонтальной плоскости  или поднимать его под небольшим  углом, обеспечивая постоянную скорость перемещения. Привод роликов может  осуществляться как от индивидуальных встроенных в них приводов (на тяжело нагруженных конвейерах), так и  от группового привода, применяемого на роликовых конвейерах с малой  и средней нагрузкой. Групповой  привод может осуществляться плоско- или клиноременной передачей, непрерывной  цепью, вращающими приводные шкивы  или звездочки роликов, или вращающимся  валом, расположенным по всей длине  роликового конвейера, вращение роликам  от которого передается через фрикционные  или с жестким зацеплением  устройства. Групповой привод может  приводить во вращение все ролики роликового конвейера одновременно или их секции в определенной последовательности. Такие конвейеры при наличии  устройств, автоматизирующих включение  секций, могут использоваться и как  накопители груза. 
 
 
 
 
 
 

     1 Служебное назначение  изделия (узла). Технические  требования и нормы  точности 
 

Служебное назначение изделия.

     Ролик входит в узел конвейера с подвесной  лентой - четырех роликовую подвеску для крепления и направления  конвейерной ленты. Ролики, установленные  под углами 110 и 100 градусов движутся по металлическим трубам, расположенным  по обеим сторонам конвейера. В ролике выполнено отверстие под посадку  подшипника 52 мм , в отверстие 42 сажается упорная втулка, проточенные канавки  в торцах служат для установки  лабиринтных уплотнений, состоящих  из защитных крышек толщиной 1 мм. канавка  шириной 1,9 + 0,1 мм - под установку  упорного кольца. Канавки в наружной поверхности шириной 12 мм протачиваются  для получения определённых точек  контакта ролика с трубой, а также  для облегчения конструкции. Ролик  изготавливается из круга стали 45 и термообрабатывается до HRC 28…33.

      
           Использование роликовых конвейеров для перемещения крупногабаритных грузов, а также поддонов (паллет), ящиков, бочек и вообще любых штучных грузов с твердой плоской, ребристой или цилиндрической опорной поверхностью существенно повышает эффективность складской обработки грузов по сравнению с применением погрузчиков. Это достигается в первую очередь экономией на складских площадях, необходимых для маневра погрузчиков, и большими объемами переработки грузов в единицу времени. 
           В роликовом конвейере груз перемещается по роликам, которые вращаются в подшипниках, неподвижно закрепленных на раме конвейера. Роликовый конвейер может состоять из секций разной длины. Роликовые конвейеры могут иметь криволинейную трассу в плане, угловые вставки для изменения направления подачи груза до 90°, дополнительные боковые ответвления для передачи, подачи или съема груза. При перемещении по роликовому конвейеру груз или поддон (с грузом или без груза) должны опираться не менее чем на три ролика, а во избежание падения на закруглениях рольгангов следует устанавливать защитные реборды высотой 100…150мм. 
           Различают гравитационные и приводные роликовые конвейеры. Также возможна комбинация гравитационных и приводных секций транспортера. 
В гравитационных конвейерах ролики вращаются под действием силы тяжести перемещаемого груза. В гравитационных роликовых конвейерах для перемещения грузов под воздействием гравитации требуется определенный перепад высот между пунктом загрузки и пунктом доставки. В зависимости от характера груза угол наклона таких конвейеров составляет от 1,5 до 11°. 
           В приводных конвейерах используется привод от двигателя на ролики. Это позволяет перемещать груз в горизонтальной плоскости или поднимать    его под небольшим углом, обеспечивая постоянную скорость перемещения. 
           Привод роликов может осуществляться как от индивидуальных встроенных в них приводов (на тяжело нагруженных конвейерах), так и от группового привода, применяемого на роликовых конвейерах с малой и средней нагрузкой. Групповой привод может осуществляться плоско- или клиноременной передачей, непрерывной цепью, вращающими приводные шкивы или звездочки роликов, или вращающимся валом, расположенным по всей длине роликового конвейера, вращение роликам от которого передается через фрикционные или с жестким зацеплением устройства. 
          Технические характеристики:

  - скорость движения конвейерной ленты - до 4,0 м/сек;

    - низкое пусковое сопротивление и низкое сопротивление вращению.

         Технические требования:

Требования  по качеству поверхностей не высоки и  поэтому деталь не требует специальных  методов обработки. Всю обработку  можно выполнить на токарно-винторезном  станке с ЧПУ.

      Технические требования оси ролика:

  - точность размеров основных поверхностей  находится в пределах 6…8- го квалитетов, а размеры с не указанными  отклонениями  выполняются по 14-му  квалитету;

  - шероховатость сопрягаемых цилиндрических  поверхностей значениями , а торцевых , шероховатость не сопрягаемых поверхностей ;

  - твердость не превышает НВ 400…450;

  - точность взаимного расположения  задаётся допуском торцевого  биения, равным 0,5 относительно базы;

  - сварные швы герметичны по  ГОСТ 5264-80, катет шва  8…10 мм. 

2. Расчет технологических размерных цепей

 
 

     При конструировании механизмов, машин, приборов и других изделий, проектировании технологических процессов, выборе средств и методов измерений  возникает необходимость в проведении размерного анализ, с помощью которого достигается правильное соотношение  взаимосвязанных размеров и определяются допустимые ошибки (допуски). Размерной  цепью называется  совокупность взаимосвязанных размеров, образующих замкнутый контур и определяющих взаимное  положение поверхностей (или осей) одной или нескольких деталей. Замкнутость размерной  цепи приводит к тому, что размеры, входящие в размерную цепь, не могут  назначается независимо, то есть значение и точность по крайней мере одного из размеров определяются остальными. Размерная цепь состоит из отдельных  звеньев. Звеном называется каждый из размеров, образующих размерную цепь. Звеньями размерной цепи могут быть любые линейные и угловые параметры: диаметральные размеры, расстояния между поверхностями или осями, зазоры, натяги, перекрытия, мертвые  ходы, отклонения формы и расположения поверхностей. Любая цепь имеет одно исходное (замыкающее)  звено и  два или более составляющих звеньев. Исходным называется звено, к которому предъявляется основное требование точности, определяющее качество изделия  в соответствии с техническими условиями. Составляющими звеньями называются все остальные звенья, с изменением которых изменяется и замыкающее звено. При выборе  метода достижения точности необходимо учитывать функциональное значение изделия, его  конструктивные и технологические особенности, стоимость изготовления и сборки, эксплуатационные требования, тип производства. Достижение точности в нашем случае достигается методом групповой  взаимозаменяемости (селективная сборка). При этом методе детали соединяются  на сборке без пригонки и регулировки. Расчетное значение допуска (Т_грi)  размера составляющего звена увеличивается в несколько раз до экономически целесообразного производственного допуска Т_i.  Т_i=n_гр Т_грi. После изготовления детали  рассортировываются по значениям действительных размеров на ряд групп в пределах расчетного допуска. При сборке соединяют детали  соответствующих (одинаковых) групп для получения размера замыкающего звена в заданных пределах. Расчет  размерной цепи ведется обычно методом максимума-минимума. Преимущества: возможность достижения высокой точности замыкающего звена при экономически целесообразных производственных допусках размеров составляющих звеньев.

     Недостатки: увеличение незавершенного производства; дополнительные затраты на проверку и сортировку деталей; некоторое  усложнение сборки и хранения  деталей  до сборки; усложнение снабжения запасными  частями.   Область применения – обычно в массовом и крупносерийных производствах для малозвенных  (3-7 звена) размерных цепей. Метод  групповой взаимозаменяемости чаще применяют в размерных цепях высокой точности с небольшим числом  составляющих звеньев. При использовании этого метода на составляющие звенья желательно  устанавливать равные по величине  допуски, кривые рассеяния размеров при обработке должны быть идентичны по форме и характеристикам, погрешности формы поверхностей деталей должны находится в пределах групповых, а не производственных допусков. В данном пункте мы должны найти зазор между стенками камеры сгорания и поршня. Принимаем этот зазор в качестве замыкающего (исходного) звена и строим для него линейную размерную цепь «А».

     Расчет  размерных цепей обычно начинается с  выявления их по чертежу общего вида изделия и составления схем, на которых условно в виде отрезков любой длины  изображаются звенья размерной цепи в последовательности их расположения в изделии. При этом, если даже номинальный размер какого-либо звена равен нулю, все равно  оно  изображается на схеме в виде отрезка произвольной  длины. По схеме размерной цепи определяются типы составляющих звеньев, т.е  какие  звенья являются увеличивающими, а  какие уменьшающими. В нашем случае  увеличивающими являются звенья А7, А8; а уменьшающими – А1, А2, А3, А4, А5, А6. Далее в расчетных уравнениях перед параметрами увеличивающих  звеньев ставится знак плюс, а перед  параметрами уменьшающих звеньев - минус.  
 

1. Уравнение номинальных размеров будет иметь следующий  вид

 

                                               А                                               (1)                                                 

     где    где n, m – количество увеличивающих и уменьшающих звеньев размерной цепи.

                                       

     Принимаем: 

     n=2

     m=6 
 
 
 
 
 
 
 

     Таблица 1 – Расчёт размерной цепи 

 

А =  А8-(А1+А2+А3+А4+А5+А6+А7)=72-(16+3+19+16+3+3+10)=72-70=

2 мм 
 

2. Суммы  увеличивающихся  и уменьшающихся  звеньев равны  

    

  =А8=72 мм

  

     2.3  Расчет координат  середины поля  допуска   

                

      Производим  расчет координат середины поля допуска, что есть расстояние середины поля допуска размера этого звена  до его номинального значения, которая  обозначается  _0i  и вычисляется по формуле  
 

для  звена А1: 

       _0i  = мм;

для звена  А2: 
 

        _0i  = мм;

 для  звена А3: 

       _0i  = мм; 

для звена  А4: 

       _0i  = мм;

для звена  А5: 

       _0i  = мм;

для звена  А6: 

       _0i  = мм;

для звена  А7: 

       _0i  = мм;

для звена  А8: 

       _0i  = мм. 

      2.5  Находим допуск  на размер 

                                       δ = +                                                                                        (2) 
 

δ =0,046+(0,027+0,014+0,033+0,027+0,014+0,014+0,022)=0,183 мм.

   

       2.6 Рассчитываем координаты  середины поля  допуска замыкающего  звена   ₀  

                                     

0 = -                                                 (3)

₀ =0,074-((-0,037)+(-0,019)+(-0,0455)+(-0,037)+(-0,019)+(-0,019)+(-0,305))=0,55 мм. 
 

2.7  Находим предельные  отклонения 

       _в = ₀ -                                                   (4)

       _н = ₀ -                                                   (5)

       _в =0,55+0,1=0,6мм

       _н =0,55-0,1=0,4мм 

Тогда   А = мм. 

      Расчет  размерных цепей по методу максимума  – минимума основан на предположении, что на сборку изделия поступают  детали с предельными размерами  и при том в таком сочетании, что в размерной цепи все увеличивающие  звенья будут иметь  наибольшие предельные размеры, а уменьшающие – наименьшие предельные размеры или наоборот. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

     

3. Схема сборки изделия

 

 

     

4. Определение типа производства и  уточнение программы  выпуска

 
 
     

1. Определение штучно – калькуляционного времени 

 

     Определяем  штучно – калькуляционное время  для каждого технологического перехода по формуле (6) и значения коэффициента по приложению 1: 
 
 

     

1. Черновая  подрезка торца Ra= 6,3

 

     - поверхность (1,10): 
 
 

     - поверхность (2,9): 
 
 

     - поверхность (3,8): 
 
 

     - поверхность (4,7): 
 
 

     - поверхность (5,6): 
 
 

     

2. Чистовая  подрезка торца  Ra =1,6

 

     - поверхность (1,10): 
 
 

     - поверхность (2,9): 
 
 

     - поверхность (3,8): 
 
 

     - поверхность (4,7): 
 
 

     - поверхность (5,6): 
 
 

     

3. Чистовая  обточка по 9 квалитету:

 

     - поверхность (11,19): 
 
 

      - поверхность (12,18): 
 
 

      - поверхность (13,14): 
 
 

     - поверхность (14,16): 
 
 
 

     - поверхность (14,16): 
 
 

     

4. Чистовая  обточка по 11 квалитету:

 

     - поверхность (11,19): 
 
 

     - поверхность (12,18): 
 
 

     - поверхность (13,14): 
 
 

     - поверхность (14,16): 
 
 
 

     - поверхность (14,16): 
 
 

     

5. Сверление отверстия

 
 
 

     При  ; 

     

1. Чистовая  подрезка торца 

 

     - поверхность (1,10): 
 
 

     - поверхность (2,9):   

       

     - поверхность (3,8): 

       

     - поверхность (4,7): 

       

     - поверхность (5,6): 

       

     

2. Черновая  подрезка торца 

 

     - поверхность (1,10): 
 
 

     - поверхность (2,9):   

       

     - поверхность (3,8): 

       

     - поверхность (4,7): 

       

     - поверхность (5,6): 

       

     4.2.3 Черновое обтачивание по 11 квалитету 

     - поверхность (11,19): 
 
 
 

     - поверхность (12,18): 
 
 

     - поверхность (13,17):   

       

     - поверхность (14,16): 

       

     - поверхность (15,20): 

       
 

     4.2.4 Чистовое обтачивание по 9 квалитету 

     - поверхность (11,19): 
 
 

     - поверхность (12,18): 
 
 

     - поверхность (13,17):   

       

     - поверхность (14,16): 

       

     - поверхность (15,20): 

       

     4.2.5 Сверление отверстия при