Разработка технологической схемы червячного редуктора

Содержание



Введение

1. Расчет годовой программы запуска деталей в производство и определение типа производства 

2. Анализ технических условий на изготовление детали

3. Анализ технологичности конструкции детали

4. Определение метода и способа получения заготовки

5. Проектирование заготовки. 

6. Разработка маршрутного описания механической обработки детали 

7. Разработка операционного описания 

8. Контрольное приспособление

9. Разработка технологической схемы сборки узла

Список литературы


Введение



В данном курсовом проекте в качестве узла нам предложен червячный редуктор. 

Назначением любого редуктора является изменение крутящего момента и частоты вращения входного вала на выходном.

Что касается детали, которая представлена нам на рассмотрение, то это колесо червячное. Колесо червячное является элементом червячной передачи, которая передает крутящий момент за счет зубчатого венца.




1. Расчет годовой программы запуска деталей в производство и определение типа производства



Расчет годовой программы запуска деталей в производство.

Для определения годовой программы запуска деталей в производство необходимо знать годовую программу выпуска изделий. 

Годовая программа выпуска изделий -  (задана руководителем).

Определим годовую программу запуска деталей в производство по формуле:



, где



 коэффициент, учитывающий брак();

 коэффициент, учитывающий незавершенное производство().

.

Определение типа производства табличным методом.

Для этого необходимо знать массу детали (6,5 кг) и годовую программу выпуска деталей (3000шт.).



Таблица 1

Тип производства

Годовая программа выпуска деталей 



Масса детали



>100кг

10…100кг

менее 10кг

индивидуальное

до 5

до 10

до 100

мелкосерийное

5-100

10-200

100-500

серийное

100-300

200-500

500-5000

крупносерийное

300-1000

500-5000

5000-50000

массовое

более 1000

более 5000

более 50000


Опираясь на данные таблицы, определяем, что тип производства серийный.

Данный тип производства имеет следующую характеристику: большая годовая программа выпуска изделий; как правило, узкая номенклатура выпускаемых изделий. Заготовки получают, имеющие как можно более приближенную форму и размеры к готовой детали, т.е. заготовки имеют, как можно, наименьшие припуски на обработку; для механической обработки используется специальный инструмент; квалификация рабочего не высока (2-3 разряд); также для этого типа производства характерна закрепляемость операций (2-10 операций на одном рабочем месте); трудоемкость изготовления деталей мала, а т.к. трудоемкость является одной из составляющих себестоимости продукции, то себестоимость также мала; применение специального оборудования и инструмента снижает гибкость производства до минимума.

Определение такта выпуска деталей.

Расчетный такт производства определяется по следующей формуле:



,где



действительный фонд работы оборудования, час ( при двухсменной работе);

годовая программа запуска деталей в производство ().

.



2. Анализ технических условий на изготовление детали



Неуказанная шероховатость Ra 6,3 мкм, следовательно, чтобы получить данную шероховатость нужно провести черновую и чистовую обработку данных поверхностей. Неуказанные отклонения по 14 квалитету, что можно согласовать с данной шероховатостью.

Также нужно обеспечить требования, которые касаются погрешностей формы и расположения. Допуски на погрешность формы на нашем чертеже детали: допуск цилиндричности на размер Ø70. Что касается суммарного допуска формы и расположения, то к нашей детали предъявляется допуск перпендикулярности на торец к поверхности Ø70. 



3. Анализ технологичности конструкции детали

	

	Данное червячное колесо является жестким, т.к. D/B = 160/48=4, а это является одним из условий технологичности. Все обрабатываемые поверхности имеют свободный подвод и отвод инструмента. Все шероховатости, обозначенные на чертеже, соответствуют данным квалитетам точности, а это также является одним из условий технологичности. Имеющиеся фаски и скругления являются унифицированными, что также технологично.

Основными принципами базирования являются следующие:

	Принцип совмещения баз: если измерительная и технологическая база и измеряемого размера совпадает, то погрешность базирования для данного размера равна 0. Данный принцип наблюдается, например, на токарных операциях при обработке торцев, когда упор ставим в ту точку, от которой задано наибольшее количество размеров.

	Принцип последовательной смены баз: использовать дважды одну и ту же «черную» базу при механической обработке запрещается. Данный принцип также выполняется: так при первой токарной операции мы устанавливаем деталь на «черновую» цилиндрическую поверхность, а при следующей токарной операции мы осуществляем установку по «чистой» обработанной поверхности основного отверстия.

3.Принцип постоянства баз: при механической обработке желательно использовать одну и ту же «чистую» базу. Данный принцип используется во всех операциях, где осуществляется установка на основное отверстие и на обработанный торец: токарная, радиально-сверлильная, зубофрезерная, зубошевинговальная операции.

Таким образом, из выше сказанного можно сделать вывод, что приведенная на чертеже деталь соответствует всем основным требованием технологичности, а следовательно, она технологична.



4. Определение метода и способа получения заготовки



Метод - это совокупность способов формообразования или формоизменения. В машиностроении используется 3 основных метода получения заготовок - это литье, обработка материала давлением и порошковая металлургия. Наша заготовка изготавливается из бронзы, следовательно методом получения данной заготовки является литье.

Что касается способов получения заготовок обработкой материала давлением, то они весьма разнообразны (литье в песчано-глинистую форму, в кокиль, под давлением, центробежное литье и другие), у каждого из них есть свои плюсы и минусы. Анализируя тип производства, я считаю, что наиболее оптимальным способом получения заготовки является литье под давлением.



5. Проектирование заготовки



Следует отметить, что заготовка в данном курсовом проекте является составной. Для упрощения расчетов мы принимаем, что колесо у нас полностью отливается из бронзо-алюминиевого сплава с добавлением железа (БРАЖ9-4) литьём под давлением.

Расчет припусков табличным методом [1]:

1. Определение класса размерной точности отливок.

Класс точности отливки определяется по таблице 1 в зависимости от принятого метода получения отливки, марки литейного сплава и наибольшего габаритного размера отливки. Выбранный способ литья - литье под давлением.

Наибольший габаритный размер –160.

Тип сплава – БРАЖ9-4 (бронзо-алюминиевый сплав с добавлением железа).

По таблице 1 определяем класс размерной точности – 5.

2. Определение допусков размеров отливок.

Определение допусков размеров отливок производится по таблице 2 в зависимости от принятого класса размерной точности отливки, номинального размера элемента отливки и положения элемента отливки в литейной форме.

3. Определение степени коробления элемента отливки.

Определяется отношением наименьшего размера элемента отливки (толщины или высоты) к наибольшему (длины) с учетом применяемой технологической оснастки – многократные или разовые формы. 

Отношение наименьшего размера элемента отливки к наибольшему – от 0,1 до 0,2. Степень коробления элементов отливки по табл. 3 принимаем – 3.

4. Определение степени точности поверхностей отливки.

Определяется степень точности поверхности отливки в зависимости от метода получения заготовки, наибольшего габаритного размера и марки литейного сплава. 

Степень точности поверхностей отливки по таблице 4 принимаем – 5.

5. Определение ряда припусков на обработку отливки.

Определяем с учетом степени точности поверхности отливки, марки литейного сплава и положения поверхностей отливок при заливке, изготавливаемых в многократных формах, по таблице 5.

Принимаем ряд припусков на обработку отливок – 3.

6. Определение общего допуска элементов отливки.

Общий допуск учитывает допуск размера, допуск формы и расположение поверхности отливки, т.е. 



TΣ=Tразм+Tформы. 



7. Определение общего припуска – Zo

Величина общего припуска находится по таблице 7 в зависимости от общего допуска элемента отливки, ряда припуска и принятого маршрута обработки конкретной поверхности детали, который определяется исходя из заданного на чертеже ее класса шероховатости (черновая ≥Rz80, получистовая ≥20, чистовая ≥2,5 и тонкая обработка ≤1,25).

8. Определение размеров заготовки.

Цилиндрические поверхности:



Dзаг=Dдет+2·Zo



Линейные размеры:



Lзаг=Lдет+Zoi+Zoj – охватываемые размеры

Lзаг=Lдет-Zoi-Zoj – охватывающие размеры

Lзаг=Lдет+Zoi-Zoj – прочие размеры



9. Определение шероховатости поверхностей отливки производится по таблице 8, исходя из принятой степени точности поверхности отливки, которая указывается на эскизе заготовки в правом верхнем углу.

10. Литейные напуски, формовочные уклоны и радиусы закруглений определяются по таблице 7. Их значения указываются в Т.У. на эскизе заготовки. В Т.У. также приводится условное обозначение отливки.



Вид размера

Номинальный размер детали

Класс

точно-сти

Шерохова-тость

поверхности

Допускаемые

отклонения

размеров

заготовки

Общий 

допуск элементов

отливки

Общий припуск

Z0 на сторону

Номи-нальные размеры заготовки

1

2

3

4

5

6

7

8

Диаметральные

размеры

42

5

Rа1,6

0,25

0,625

1,1

39,8



70

5

Rа3,2

0,255

0,7

1,2

72,4



104

5

Rа3,2

0,32

0,8

1,3

106,6



160

5

Rа6,3

0,35

0,875

1,3

162,6

Линей-

ные

размеры

42

7

Rа6,3

0,25

0,625

1

44







Rа6,3





1





48

7

Rа6,3

0,25

0,625

1

50







Rа6,3





1





30

7

Rа6,3

0,25

0,45

1

32







Rа6,3





1





6. Разработка маршрутного описания механической обработки детали



В данном курсовом проекте мы составляем маршрут обработки на обработку детали, которой является колесо червячное. Маршрут должен включать не только операции связанные с механической обработкой, а также заготовительную, контрольные операции. Рассмотрим каждую из операций более детально.

Операция 005 - заготовительная. Заготовку мы получаем литьем под давлением. Этот метод является весьма производительным, что как нельзя, кстати, соответствует нашему производству. 

Операция 010 - токарная. Данная операция выполняется на токарном многошпиндельном вертикальном полуавтомате 1К282. На первой позиции деталь закрепляется в трехкулачковом самоцентрирующем патроне с гидроприводом с упором в торец. На второй позиции происходит окончательная обработка торцев ступицы и колеса. На третьей позиции проводится черновое зенкерование основного отверстия. На четвертой позиции проводится чистовое зенкерование совместно с обработкой фасок. На пятой позиции проводится полная обработка канавки. На шестой позиции протачиваются фаски.

Операция 015 – токарная. Данная операция выполняется на токарном многошпиндельном вертикальном полуавтомате 1Б284. На первой позиции деталь устанавливается на разжимную оправку с упором в торец. На второй позиции происходит окончательная обработка торцев ступицы и колеса. На третьей позиции проводится полная обработка канавки. На четвертой позиции протачиваются фаски. На пятой позиции обтачивается наружная цилиндрическая поверхность венца колеса. На шестой позиции получается радиусный профиль венца колеса.

Операция 020 - радиально-сверлильная. Для данной операции мы используем радиально-сверлильный станок 2554. На данной операции производится окончательная обработка основного отверстия (чернвое и чистовое развёртывание).

Операция 025 - протяжная. Операция производится на вертикальном протяжном полуавтомате 7Б67. Заготовка устанавливается на торец и производится обработка шпоночного паза.

Операция 030 – слесарная (снятие заусенцев). На данной операции снимаются заусенцы, образовавшиеся в результате сверления отверстий на предыдущей операции. 

Операция 035 – зубофрезерная. На данной операции происходит нарезание зубьев червячного колеса. Обработка проводится на зубофрезерном полуавтомате 5Б312. Заготовка устанавливается на оправку с упором в торец колеса. 

Операция 040 – зубошевинговальная. На данной операции происходит тонкая обработка зубьев червячного колеса. Обработка проводится на зубошевинговальном полуавтомате 5702В. Заготовка устанавливается на оправку с упором в торец колеса. 

Операция 045 – слесарная (снятие заусенцев). На данной операции снимаются заусенцы, образовавшиеся в результате обработки червячного венца на предыдущих операциях. 

Операция 050 – моечная. На данной операции происходит удаление с детали частиц стружки, смазки и других веществ, которые могут помешать контролю детали и нанести вред качеству изделия. 

Операция 055 – контрольная. Данная операция необходима для контроля полученных размеров. Инструмент, применяемый при измерении размеров, зависит от точности измерения (количества знаков после запятой). После измерения всех размеров, следует сравнить их с допусками на размер. Если контролируемые параметры вписываются в допуск, то можно производить дальнейшую обработку детали. Если же нет, то мы имеем брак. После обнаружения брака следует установить характер брака: исправимый или не исправимый. Если брак является исправимым, то следует его исправить, после чего продолжать дальнейшую обработку детали. Если же брак неисправимый, то деталь отправляют на переплав. Основными контролируемыми размерами являются цилиндрические поверхности, поэтому для контроля мы используем штангенциркуль ШЦ-250-0.1 - для контроля размеров после черновых операций и микрометр - для размеров после чистовых операций. Для контроля шероховатости используем эталоны шероховатости. Так же используются приспособления на базе индикаторов стрелочного типа для измерения торцевого биения колеса.



7. Разработка операционного описания



1). Операция 015. Токарная

Осуществляется на токарном вертикальном многошпиндельном полуавтомате 1Б284.

На 2 позиции производится однократная обработка торцев детали с получением нужных размеров и шероховатости (для диаметра 70-Rа 3,2 и Rа 6,3-для диаметра 160) торцевой поверхности. Деталь закрепляется, затем обрабатываются торцы. Марка режущего лезвия – ВК6.

Расчет:



Lр.х.=L рез+y=53+4=57 мм, 



где Lр.х. – длина рабочего хода.

L рез – длина резания.

y – врезание и перебег инструмента;

Принимаем подачу S0=0,35 мм/об, стр 23 справочника по расчету режимов резания

глубина резания t=1 мм.

Из справочника по расчету режимов резания (стр 30) получаем следующие значения: Vтабл.=88 м/мин.;

Определяем частоту вращения по следующей формуле:







Принимаем: n=180об/мин







Основное технологическое время:



tо= (Lр.х./(n*S0))*i=(57/(180*0,35))*1=0,7 (мин),



где i=1 – число рабочих ходов.

На 3 позиции производится однократная обработка канавки с получением нужных размеров и шероховатости (Ra6,3).

Расчет:

Lр.х.=L рез+y=18+2=20 мм, где Lр.х. – длина рабочего хода.

L рез – длина резания.

y – врезание и перебег инструмента;.

Подача S0=0,25 мм/об, стр 23 справочника по расчету режимов резания

Глубина резания t=1,2 мм.

Из справочника по расчету режимов резания (стр 30) получаем следующие значения: Vтабл.=80 м/мин.;

Определяем частоту вращения по следующей формуле:







Принимаем: n=180об/мин







Основное технологическое время:



tо= (Lр.х./(n*S0))*i=(20/(180*0,25))*1=0,6 (мин),



где i=1 – число рабочих ходов.

На 4 позиции производится однократное точение поверхности с получением нужных размеров и шероховатости (Ra6,3).

Расчет:



Lр.х.=L рез+y=42+3=45 мм, где Lр.х. – длина рабочего хода.



L рез – длина резания.

y – врезание и перебег инструмента;.

Подача S0=0,6 мм/об, , стр 23 справочника по расчету режимов резания

глубина резания t=1,3 мм.

Из справочника по расчету режимов резания (стр 30) получаем следующие значения: Vтабл.=72 м/мин.;

Определяем частоту вращения по следующей формуле:







Принимаем: n=160об/мин







Основное технологическое время:



tо= (Lр.х./(n*S0))*i=(45/(155*0,6))*1=0,51(мин),



где i=1 – число рабочих ходов.

На 5 позиции производится однократное тонкое точение поверхности с получением нужных размеров и шероховатости (Ra6,3).

Расчет:

Lр.х.= 5 мм, где Lр.х. – длина рабочего хода.

Подача S0=0,12 мм/об, стр 23 справочника по расчету режимов резания

глубина резания t=5 мм.

Из справочника по расчету режимов резания (стр 30) получаем следующие значения: Vтабл.=105 м/мин.;

Определяем частоту вращения по следующей формуле:






Принимаем: n=180об/мин







Основное технологическое время:



tо= (Lр.х./(n*S0))*i=(5/(180*0,12))*1=0,23 (мин),



где i=1 – число рабочих ходов.

На 6 позиции производится снятие фасок 1,6х45˚

Расчет:

Lр.х.=1,6 мм, где Lр.х. – длина рабочего хода.

Подача S0=0,35 мм/об, стр23 справочника по расчету режимов резания

глубина резания t=1,6 мм.

Из справочника по расчету режимов резания (стр 30) получаем следующие значения: Vтабл.=88 м/мин.;

Определяем частоту вращения по следующей формуле:







Принимаем: n=160об/мин







Основное технологическое время:



tо= (Lр.х./(n*S0))*i=(1,6/(155*0,35))*1=0,055(мин),


где i=1 – число рабочих ходов.

2). Операция 020 Радиально-сверлильная.

Осуществляется на радиально-сверлильном станке модели 2554.

Марка режущего лезвия – Р6М5.

Расчет:



Lр.х.=L рез+y=48+6=54 мм, 



где Lр.х. – длина рабочего хода.

L рез – длина резания.

y – врезание и перебег инструмента;.

Подача S0=0,6 мм/об, стр83 справочника по расчету режимов резания







Принимаем глубину резания t=0,1мм.

Из справочника по расчету режимов резания (стр 111) получаем следующие значения: Vтабл.=88 м/мин.;

Определяем частоту вращения по следующей формуле:







Принимаем: n=60об/мин







где D=42 мм – диаметр сверла.

Основное технологическое время:

tо= (Lр.х./(n*S))*i=(56/(60*0,6))*1=2,33 (мин),



где i=1 – число рабочих ходов.

3). Операция 035 Зубофрезерная.

Осуществляется на зубофрезерном полуавтомате модели 5Б312.

В ходе этой операции производится нарезание зубьев червячного колеса червячно-модульной фрезой.

Расчет:

Lр.х.=10 мм, где Lр.х. – длина рабочего хода.

Подача S0=0,6 мм/об, стр 83 справочника по расчету режимов резания







Принимаем глубину резания t=5,5 мм.

Из справочника по расчету режимов резания (стр 30) получаем следующие значения: Vтабл.=60 м/мин.;

Определяем частоту вращения по следующей формуле:







Принимаем: n=125об/мин







Основное технологическое время:



tо= (Lр.х./(n*S0))*i=(7/(125*1,6))*46=1,4 (мин),


где i=46 – число рабочих ходов, равное числу зубьев.



8. Контрольное приспособление



В курсовом проекте представлено контрольные приспособления. Контрольно-измерительные приспособления применяются в ходе последней – контрольной операции маршрута обработки детали. Эта операция необходима для контроля размеров, полученных в процессе обработки детали. 

На чертеже показано, как с помощью этого приспособления контролируют неперпендикулярность торца ступицы относительно основного отверстия. 

Представленное на чертеже контрольное приспособление было спроектировано с учетом удобства закрепления детали и последующего измерения размеров детали и их допускаемых отклонений, а также простоты изготовления самого приспособления.



9. Разработка технологической схемы сборки узла

	

	Технологическая схема показывает последовательность соединения сборочных единиц различного порядка и отдельных деталей при узловой сборке или отдельных узлов и деталей, когда результатом является машина.

	На основании этой схемы: производится комплектация рабочих; разрабатывается подробный технологический процесс сборки с последовательным нормированием операций; форма организации процесса сборки; производится планировка рабочих мест сборочного участка; выявляются так называемые «узкие места».

	Порядок построения технологической схемы сборки.

	1. Определить базовую деталь узла, т.е. ту деталь относительно которой будут располагаться все остальные детали, входящие в узел. Определить отдельные сборочные инструменты, которые можно собирать независимо друг от друга. Базовая деталь на технологической схеме изображается в виде прямоугольника, далее проводится горизонтальная линия, на конце которой изображается собранный узел.

		2. Сборочные единицы, которые можно собирать независимо друг от друга изображают ниже этой горизонтальной линии, выше этой горизонтальной линии располагаются отдельные детали, которые непосредственно включаются в собираемый узел.

		3. В зависимости от порядка поступления сборочных единиц в собираемый узел они подразделяются на сборочные единицы 1, 2, 3 порядка и на схеме обозначаются 1CE, 2CE и т.д.

	4. Построение сборочной единицы любого порядка также начинается с базовой детали.

	5. На технологической схеме сборки могут присутствовать надписи, поясняющие характер выполнения сборочной операции.


Список литературы



1. Никитич В.Т., Сидоров В.Б. «Расчет припусков на механическую обработку и определение размеров заготовки». Методические указания. 2000 г. КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана

2. Обработка металлов резаньем. Справочник технолога. Под редакцией А.А.Панова. М.: Машиностроение, 1988г.

3. Справочник технолога-машиностроителя. Под редакцией А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. Том 1-2. М.: Машиностроение, 1986.

4. Обработка металлов резаньем. Справочник технолога. Под редакцией Г.А.Манахова. М.: Машиностроение, 1974.

	5. Никитич В.Т. «Основы технологии машиностроения», конспект лекций.

	6. Никитич В.Т. «Технология машиностроения», конспект лекций.

	7. Антонюк Ф. И. «Технология производства заготовок», конспект лекций.

	8. Дунаев П.Ф., Леликов О.П., Конструирование узлов и деталей машин М.Высшая школа, 1985.