Планеровка цеха

Содержание

 

Приложение  А (обязательное)           32

 

Введение

 

Разработка технологического процесса изготовления детали является одной  из трудоемких операций в технологической  подготовке производства. На состав технологического процесса в значительной мере влияют как тип производства, так и станочный парк того или иного машиностроительного предприятия, значительные нюансы вносят и используемые виды заготовок для деталей.

От качества выполнения проектных  работ по разработке технологического процесса зависит не только качество получаемой продукции, но и ее экономические показатели, трудоемкость изготовления и себестоимость. Эти элементы должны всегда находится в пределах разумной пропорциональности.

Снижение трудоемкости изготовления детали в современных условиях производства возможно при использовании средств автоматизации выполнения тех или иных операций обработки. Наиболее существенную экономию времени при изготовлении деталей дают станки с числовым программным управлением (ЧПУ). За счет резкого снижения норм вспомогательного времени по сравнению с подобными универсальными станками, их производительность в 1,5 и более раз выше. Незначительное увеличение норм подготовительно-заключительного времени для операций выполняемых на станках с ЧПУ не перекрывает положительное влияние применения этих станков на снижение трудоемкости изготовления деталей.

Развитие вычислительной техники  и систем автоматизированного проектирования облегчают системы автоматизированного  проектирования (САПР), и ускоряют процессы внедрения прогрессивных разработок в технологии изготовления деталей и машин. Сокращают время и затраты на технологическую подготовку производства. Повышают качество расчетных задач при выполнении проектирования технологических процессов.

 

1 Проектирование технологического  процесса изготовления детали

1.1 Изучение служебного  назначения детали, технических  
требований и критический анализ их соответствия служебному  
назначению

 

 

Деталь вал (рисунок 1), относится к классу валов с наличием отверстий пораллельно и перпендикулярно оси детали. Масса детали m=9,1 кг.

 

 

Рисунок 1 – Эскиз детали «Вал»

 

Детали используется в планетарном редукторе с двумя внутренними зацеплениями. Особенность работы данного редуктора заключается в том, что число зубьев центральных колес отличается на 1, 2 или 3 , в некоторых случаях на большее количество, от числа зубьев сателлитных шестерен. При данном соотношении чисел зубьев получаются меньшие потери мощности в зацеплении. Минимальное передаточное отношение для данных редукторов принимается не ниже 30. Ведущий вал в месте установки роликовых подшипников под блок сателлитов имеет эксцентрик. За каждый оборот эксцентрикового вала сателлит обегает закрепленное центральное колесо с внутренним зацеплением в одном направлении и при наличии разницы в числе зубьев совершает поворот на определенный угол в направлении, обратном вращению эксцентрикового вала, а вторая сателлитная шестерня поворачивает подвижное центральное колесо. Подвижное центральное колесо жестко связано с тихоходным валом и передает ему движение.

В редукторе по этой схеме  имеет место односторонний контакт  зубьев сателлитных шестерен с центральными колесами. Односторонняя конструкция  эксцентрика уравновешивается грузом в виде сектора, установленного на быстроходном валу. Необходимо обращать внимание на то, чтобы уравновешивающий груз при вращении не купался в масле, так как при высоких оборотах может происходить нагрев масла из-за ударов сектора о масло, что приведет к повышению температуры всего редуктора. Для обеспечения данного требования осуществляется установка специального лотка в масляной ванне, где при вращении проходит сектор. Стенки лотка сделаны выше уровня масла в ванне.

Редукторы с двумя  внутренними зацеплениями проще  в изготовлении, имеют значительно меньше деталей, легче собираются и разбираются, но коэффициент полезного действия их значительно ниже. При высоких числах оборотов эти редукторы работают неустойчиво, с вибрацией и стуками. Поэтому можно рекомендовать их к применению для передачи мощности не свыше 5 — 10 кВт. и числе оборотов до 1000 об/мин [1, с. 200].

Передаточное отношение  данного редуктора имеет величину 137,9. Общий вес редуктора – 170 кг с учетом 6 литров заливаемого масла.

Комплект основных баз детали:

• ось детали – основная двойная направляющая база со скрытым характером проявления;
• торцевая поверхность 1 – основная опорная база с явным характером проявления;
• торцевая поверхность 12 – основная опорная база с явным характером проявления.

Точность геометрической формы  детали:

• допуск формы поверхностей детали, должен находиться в пределах допуска соответствующего размера.

Точность относительно расположения поверхностей детали:

• радиальное биение поверхностей 2, и 6 имеющие размеры Æ50h8 и Æ60h7 соответственно, относительно базы  не более 0,08 мм;
• радиальное биение поверхности 13 имеющей размер Æ85H7 относительно базы  не более 0,1 мм;
• торцевое биение поверхностей 7 и 14, относительно базы  не более 0,06 мм.

Твердость материала детали составляет 197 … 207 НВ.

Точность размеров и степень шероховатости поверхностей детали представлена в таблице 1.

Таблица 1. – Точность размеров и  степень шероховатости поверхностей

детали

Номер поверхности детали	Наименование поверхности детали, размеры	Квалитет (точность)	Допуск (предельные отклонения),мм	Шероховатость Ra, мкм.
Диаметры
2	Наружная цилиндрическая Æ50h8	8	0,039 (-0,039)	1,6
4	Наружная цилиндрическая Æ54h14	14	0,74 (-0,74)	6,3
6	Наружная цилиндрическая Æ60h7	7	0,03 (-0,03)	0,8
8	Наружная цилиндрическая Æ65h14	14	0,74 (-0,74)	6,3
10	Наружная цилиндрическая Æ130h11	11	0,25 (-0,25)	3,2
11	Наружная цилиндрическая Æ123h14	14	1,0 (-1,0)	6,3
13	Внутренняя цилиндрическая Æ85Н7	7	0,035 (0,035)	0,8

 

Продлжение таблицы 1

Номер поверхности детали	Наименование поверхности детали, размеры	Квалитет (точность)	Допуск (предельные отклонения),мм	Шероховатость Ra, мкм.
15	Внутренняя цилиндрическая Æ75Н14	14	0,74 (0,74)	6,3
16	Два отверстия М8х20	8g		6,3
Длины
1-12	332h14	14	1,4 (-1,4)	6,3
1-7	260h14	14	1,3 (-1,3)	6,3
1-3	85h14	14	0,87 (-0,87)	6,3
3-5	60h14	14	0,74 (-0,74)	6,3
7-12	67h14	14	0,74 (-0,74)	6,3
17	Шпоночный паз: ширина b=16Р9 длина l=45H14 глубина h=7Н11	9 14 11	0,052 0,62 (0,62) 0,09 (0,09)	3,2 6,3 3,2
18	Шпоночный паз: ширина b=28Р9 длина l=45H14 глубина h=6Н11	9 14 11	0,043 0,62 (0,62) 0,075 (0,075)	3,2 6,3 3,2
19, 20, 21	Фаска 2х45

 

Вал выполнен из стали 40Х. Сталь 40Х относится к группе конструкционных легированных сталей, подгруппе хромистых сталей с добавлением марганца. Основные легирующие элементы стали хром и марганец, суммарная доля всех легирующих элементов не превышает 2%.

Сталь 40Х широко применяется в  различных областях машиностроения. Шестерни, валы, втулки, червяки и другие цементируемые детали к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок.

Обладает не очень высокой коррозионной стойкостью и ограниченной возможность к свариваемости, несклонна к отпускной хрупкости. Обрабатываемость стали резанием в 1,2 – 2 раза хуже стали 45.

Составим таблицы 2 и 3 химического состава и механических свойств характеризующие сталь 40Х [2,с. 145].

Таблица 2 -  Химический состав (ГОСТ 4543-71)

В процентах

Углерод, С	Хром, Cr	Кремний, Si	Марга-нец,Mn	Сера, S	Фосфор, Р	Медь, Cu
				не более
0,36-0,44	0,8-1,1	0,17-0,37	0,50-0,80	0,035	0,035	0,30

 

Таблица 2 - Механические свойства (ГОСТ 4543-71)

Состояние детали	sт	sВ	d5	j	НВ после отжига
	Мпа		%
Поковка после нормализации	315	670	17	38	197

 

где s_т- предел текучести материалы;

s_В- предел прочности материала при его растяжении;

j- относительное сужение после разрыва.

1.2 Выявление числа  деталей, подлежащих изготовлению  в  
единицу времени и по неизменяемому чертежу

 

Обязательным условием для производства является расчет объема партии деталей  n, шт., запускаемых в производство [3, с.6]

 

n = Nв ´a/F,

 

где  Nв - годовая программа, шт;

a - периодичность запуска, a = 10 [3,с.6];

F - число рабочих дней в году, 252 дня [3,с.6].

 

n = 2500´10/252 = 99,21 шт.

 

Принимаем, n = 100 шт.

1.3 Выбор вида и формы  организации процесса изготовления  
детали

 

В основе выбора вида и формы организации  процесса изготовления детали лежит  годовая программа выпуска детали.

Определим, предварительно, по имеющейся массе детали и годовой программе ее выпуска тип  производства. При массе детали 9,1 кг и годовой программе выпуска 2500 штук [4,с.31]. Принимаем мелкосерийное производство.

Серийное производство является основным типом современного производства в машиностроении. Предприятиям данного типа производства выпускается 75-80% всей продукции машиностроения [5, с.112].

Для мелкосерийного производства характерно использование универсального и  частично специализированного технологического оборудования, станков с ЧПУ и обрабатывающих центров.

Технологическая оснастка в основном универсальная, применяют также  универсально-сборные приспособления и наладочные приспособления. Режущий  инструмент в большинстве случаев  стандартный.

В качестве заготовок используют прокат, поковки и литье в земляные формы.

1.4 Анализ технологичности  конструкции детали

 

Деталь вал, является телом вращения и относится к классу ступенчатых валов со шпоночными поверхностями, которые характеризуются наличием только наружных цилиндрических поверхностей, имеющих общую прямолинейную ось, используемых для создания, как правило, неподвижных соединений [7, с.65].

Осуществляя анализ технологичности  конструкции детали, рассмотрим последовательно все поверхности детали и их комбинации. Поверхности вала в основном образованы из поверхностей вращения и торцевых поверхностей, не требующих сложной формы заготовки. Исключение составляют конические поверхности 9 и 22, однако они не обрабатываются. Исходя из этого, деталь достаточно, простой формы, не требует для своего изготовления специальные приспособления, режущий и измерительный инструмент. Для обеспечения шлифования поверхностей 2, 6, 12 в конструкции детали неиспользуются канавки для выхода шлифовального круга, что объесняется особенностью нагружения детали в редукторе, поскольку канавки являются концентраторами напряжений и могут служить причиной слома и трешин в детали вал.

Простановка линейных размеров на чертеже  детали осуществлена комбинированным  способом. Геометрическое воспроизводство детали по имеющейся сетки размеров возможно.

Количественная оценка технологичности  детали осуществим с применением вспомогательных коэффициентов: унификации, точности обработки, шероховатости обработки, жесткости.

Коэффициент унификации Ку, определим  по формуле [8, с.40]

 

Ку=Q_у.э./Q_э,

 

где Q_у.э – число унифицированных размеров конструктивных элементов детали;

Q_э – число конструктивных элементов детали (наружные поверхности, внутренние поверхности, торцы, уступы, фаски, галтели, зубья, шлицы, шпоночные пазы, резьбы).

 

К_у=22/22=1

 

По показателю коэффициента унификации, деталь вал-шестерня, является технологичной.

Коэффициент точности обработки Кто, определяется по формуле [8,с.41]