Разработка технологического процесса сборки редуктора червячного и изготовления крышки корпуса

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.

 

Таблица 1.4. Технологический маршрут процесса сборки

№ операции	Операция	Содержание операции, переходов	Приспособление, оборудование, инструмент	Время Т шт, мин
1. Узловая сборка корпуса
05	Ввернуть пробку 18 в корпус 16	Установить корпус в приспособление Ввернуть пробку в корпус Снять корпус Переместить корпус на следующую позицию	Грузонесущий ленточный конвейер ЦПК-80Р, Столярный верстак. Молоток слесарный стальной по ГОСТ 2310-77	3,47
10	Установка полуколец 8,9, 10 в корпус	Установить корпус Установить полукольцо в корпус Взять механическую отвертку Ввернуть винт Отложить механическую отвертку Снять корпус в сборе 7. Переместить  корпус в сборе на общую  сборку	Грузонесущий ленточный конвейер ЦПК-80Р, Столярный верстак, Механическая отвертка.	1,36
2. Узловая сборка вала ведущего
05	Запрессовать шпонку 23 в вал 1	Установить вал на призмы Обдуть сжатым воздухом паз Запрессовать шпонку Снять вал с призм Переместить вал на следующую позицию	Призмы Пневматическая пресс-скоба Столярный верстак Грузонесущий ленточный конвейер ЦПК-80Р Молоток слесарный стальной по ГОСТ 2310-77	1
10	Напрессовать колесо 7 на вал 1	Установить в вал в приспособлении Смазать колесо машинным маслом Напрессовать колесо на вал Снять вал в сборе Переместить вал в сборе на следующую позицию	Грузонесущий ленточный конвейер ЦПК-80Р, Универсальный пневматический одинарный пресс прямого действия, Специальное направляющее приспособление.	0,83
15	Напрессовать втулку 4 на вал 1	Переустановить вал в сборе в приспособлении Смазать втулку машинным маслом Напрессовать втулку на вал в сборе Снять вал в сборе Переместить вал в сборе на следующую позицию	Грузонесущий ленточный конвейер ЦПК-80Р, Универсальный пневматический одинарный пресс прямого действия, Специальное направляющее приспособление	0,63
20	Промыть и посушить вал 1 в сборе	Переустановить вал в сборе в приспособлении Промыть вал в сборе Переместить вал в сборе на следующую позицию Посушить вал в сборе Переместить вал в сборе на следующую позицию	Специальная моечно-сушильная машина, Грузонесущий ленточный конвейер ЦПК-80Р.	0,74
25	Напрессовать подшипник 19 на вал в сборе 1	Переустановить вал в сборе в приспособлении Смазать подшипник индустриальным маслом Напрессовать подшипник на вал в сборе Снять вал в сборе Переместить вал ведущий в сборе на общую сборку	Грузонесущий ленточный конвейер ЦПК-80Р, Универсальный пневматический одинарный пресс прямого действия, Специальное направляющее приспособление	0,49
3. Узловая сборка вала промежуточного
05	Запрессовать шпонку 24 в вал 3	Установить вал на призмы Обдуть сжатым воздухом паз Запрессовать шпонку Снять вал с призм Переместить вал на следующую позицию	Призмы Пневматическая пресс-скоба Столярный верстак Грузонесущий ленточный конвейер ЦПК-80Р Молоток слесарный стальной по ГОСТ 2310-77	0,95
10	Напрессовать колесо 6 на вал 3	Установить в вал в приспособлен Смазать колесо машинным маслом Напрессовать колесо на вал Снять вал в сборе Переместить вал в сборе на следующую позицию	Грузонесущий ленточный конвейер ЦПК-80Р, Универсальный пневматический одинарный пресс прямого действия, Специальное направляющее приспособление	0,83
15	Напрессовать втулку 5 на вал 3	Переустановить вал в сборе в приспособлении Смазать втулку машинным маслом Напрессовать втулку на вал в сборе Снять вал в сборе Переместить вал в сборе на следующую позицию	Грузонесущий ленточный конвейер ЦПК-80Р, Универсальный пневматический одинарный пресс прямого действия, Специальное направляющее приспособление	0,63
20	Промыть и посушить вал 3 в сборе	Переустановить вал в сборе в приспособлении Промыть вал в сборе Переместить вал в сборе на следующую позицию Посушить вал в сборе Переместить вал в сборе на следующую позицию	Специальная моечно-сушильная машина, Грузонесущий ленточный конвейер ЦПК-80Р.	0,74
25	Напрессовать подшипник 20 на вал 3 в сборе	Переустановить вал в сборе в приспособлении Смазать подшипник индустриальным маслом Напрессовать подшипник на вал в сборе Снять вал в сборе Переместить вал ведущий в сборе на общую сборку	Грузонесущий ленточный конвейер ЦПК-80Р, Универсальный пневматический одинарный пресс прямого действия, Специальное направляющее приспособление	0,49
4. Узловая сборка вала ведомого
05	Напрессовать подшипник 21 на вал 2	Осмотреть вал Установить вал в приспособление Смазать подшипник индустриальным маслом Напрессовать подшипник на вал в сборе Снять вал в сборе Переместить вал ведущий в сборе на общую сборку	Грузонесущий ленточный конвейер ЦПК-80Р, Универсальный пневматический одинарный пресс прямого действия, Специальное направляющее приспособление	0,49
5. Узловая сборка крышки торцевой
05	Установить кольцо 30 уплотнительное в крышку 12	Установить крышку в приспособлении Обдуть сжатым воздухом канавку для уплотнения Установить кольцо в крышку Снять крышку торцевую в сборе Переместить крышку торцевую в сборе на общую сборку	Столярный верстак Грузонесущий ленточный конвейер ЦПК-80Р, Молоток слесарный стальной по ГОСТ 2310-77	0,46
6. Узловая сборка крышки
05	Ввернуть отдушину 22 в крышку 17	Установить крышку в приспособлении Осмотреть отдушину Ввернуть отдушину в крышку Снять крышку корпуса в сборе Переместить крышку в сборе на общую сборку	Столярный верстак Грузонесущий ленточный конвейер ЦПК-80Р, Молоток слесарный стальной по ГОСТ 2310-77	0, 19
7. Общая сборка редуктора
05	Установить в корпус в сборе ведущий 1, промежуточный 3 и ведомый 2валы, Установить все крышки торцевые 12,13,14,15.	Установить корпус в сборе в приспособлении Установить крышку левую глухую в корпус в сборе Установить кольцо распорное Установить крышку торцевую в сборе на вал в сборе Установить вал ведущий в сборе в корпус Установить крышку левую глухую в корпус в сборе Установить кольцо распорное Установить крышку правую глухую в корпус в сборе Установить вал промежуточный в сборе в корпус в сборе Установить кольцо распорное на вал в сборе Установить крышку торцевую правую в сборе на вал в сборе Установить крышку торцевую левую в сборе на вал в сборе Установить вал ведомый в сборе в корпус в сборе Переместить корпус в сборе на следующую позицию	Столярный верстак Грузонесущий ленточный конвейер ЦПК-80Р, Молоток слесарный стальной по ГОСТ 2310-77,Специальное установочно-зажимное приспособление.	1,08
10	Установить в корпус в сборе штифты 25,Установить крышку корпуса 11 на штифты 25.	Смазать штифт первый цилиндрический индустриальным маслом Запрессовать штифт первый цилиндрический Смазать штифт второй цилиндрический индустриальным маслом Запрессовать штифт второй цилиндрический Установить крышку корпуса в сборе на корпус на штифты Переместить корпус в сборе на следующую позицию	Специальное устано вочно-зажимное приспособление Молоток стальной слесарный по ГОСТ 2310-77,Столярный верстак Грузонесущий ленточный конвейер ЦПК-80Р,	2,84
15	Установить шайбы 26 на винты 27, ввернуть винты 27. Установить крышку в сборе 17, ввернуть винты 29.	Установить шайбы пружинные на винты Ввернуть винты предварительно Подтянуть винтоверт, включить Ввернуть винты окончательно Выключить винтоверт, выпустить из рук Установить крышку в сборе на корпус в сборе Подтянуть винтоверт, включить Ввернуть винты Выключить винтоверт, выпустить из рук Контролировать легкость вращения ведущего вала Снять редуктор в сборе	Специальное установочно-зажимное приспособление Молоток стальной слесарный по ГОСТ 2310-77,Столярный верстак Грузонесущий ленточный конвейер ЦПК-80Р,	1,75

 

 

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.

 

Таблица 2.1. Размеры отливки

Размер детали, мм	Припуск на сторону, мм	Размер отливки, мм	Отклонения, мм
R 125	3	R 122	±1
R 107,5	3	R 104	±0,7
R 65	3	R 62	±0,7
440	2	444	±1,3
70	2	72	±0,7
32	2	34	±0,5
12	1	13	±0,5
410	2	412	±1,3

 

 

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 кг

Сi=16785 р/тонна - базовая стоимость 1 т заготовок.

Кс=0,77

Кв=1,14

Кт=1,0

Км=1,13

Кп=1

Sотх=1017 р/тонна

 

S шт= =4651 рубль.

 

б) рассчитаем себестоимость заготовок, полученных методом литья под давлением:

 

Sзаг=М+SСо, з.

 

М - затраты на материал заготовки.

 

М=QS - (Q - q) •Sотх/1000

М=280*22,345- (280-270) 1,017= 6246 руб.

S=22,345 р/кг,

Sотх= 1017 р/т,

СПЗ=5445 р/ч. - резка заготовок дисковыми пилами,

С03= ,

С03= руб.

Sзаг=6246+46=6292 руб.

 

Таким образом, получение заготовки методом литья в песчаные формы обеспечивает меньшую себестоимость, поэтому выбираем этот метод.

 

2.5 Выбор технологических баз

 

При выборе технологических баз учитывалось то, что деталь является корпусной и изготовление ведется на агрегатных станках. Поэтому в качестве черновых технологических баз используются:

направляющая база - поверхность № 20.

установочная база - поверхности № 2 и № 5, предотвращающие поворот детали. Точность данной схемы базирования осуществляется путем предварительной ориентации детали специальным подводным приспособлением, обеспечивающим точность расположения детали.

В качестве чистовой установочной базы используется поверхность № 5, являющаяся основной конструкторской базой, направляющая база № 19, являющаяся вспомогательной конструкторской базой.

Теоретическая схема базирования представлена на плане обработки и представляет собой схему расположения на технологических базах заготовки точек, символизирующих позиционные связи заготовки с принятой схемой координат станочного приспособления.

Заготовка обрабатывается на фрезерном станке и автоматической линии, установочной базой на первой операции служит поверхность 2, а затем 5.

На автоматической линии заготовка устанавливается на конвейере, перемещающемся от одной обрабатывающей головки к другой.

При обработке на автоматической линии установочной базой является поверхность 5.

Технологический процесс изготовления крышки корпуса построен таким образом, что принцип постоянства баз выполняется.

 

2.6 Технологический маршрут и план изготовления детали

 

При составлении технологического маршрута учитывался материал, вид обрабатываемой поверхности, точности ее размеров и положение относительно других поверхностей. Так как в качестве материала крышки используется чугун, при составлении маршрута обработки по возможности учитываем характерные свойства данного материала.

Выбранные маршруты обработки каждой поверхности представлены в таблице 2.2.

Структура и содержание технологического процесса обработки резанием заготовки корпусной детали зависит от ее конструктивного исполнения, геометрической формы, размеров, массы, вида заготовки, сложности предъявляемых технологических требований и характера производства. Несмотря на многообразие этих факторов, в разработке и построении техпроцесса обработки резанием имеются общие закономерности. Для различных корпусных деталей техпроцесс включает следующие основные этапы:

1. Черновая и чистовая  обработка торцовых и цилиндрических  поверхностей, которые в дальнейшем  используются в качестве технологических  баз.

2. Обработка остальных  наружных поверхностей.

3. Черновая обработка отверстий  под крепежные винты.

4. Отделочная обработка  или высокоточная обработка основных  конструкторских баз.

5. Контроль точности обработанных  поверхностей детали и самой  детали.

При формировании технологического маршрута изготовления детали в поточном производстве необходимо учесть следующее:

Операции строятся по принципу концентрации переходов, обработка ведется на агрегатных станках;

Черновые и чистовые технологические переходы не объединяем на одной позиции, исключение - случаи, когда для требуемой точности необходимо при одной установке выполнить черновую и чистовую обработку базовых поверхностей;

Для обеспечения нормальной работы инструментов необходимо в пределах каждой позиции комплектовать однотипные переходы, добиваясь одновременной работы и наименьшей разницы в продолжительности работы.

 

Таблица 2.2. Маршрут обработки крышки редуктора

№ операции и наименование	Наименование оборудования	№ и наименование позиции	№ обрабатываемых поверхностей	Точность (IT)	Ra, мкм
00 Заготовительная	-	-	-	-	160
010 Фрезерная	Вертикально-фрезерный станок 6550Ф3	I. Загрузить / разгрузить	-	-	-
		II. Фрезерование плоскости	2	-	6,3
		III. Переустановка, фрезерование плоскости	5	11	6,3
020 Сверлильная	Радиально - сверлильный станок 2М58-1	I. Загрузка/разгрузка	-	-	-
		II. Сверление	26	10	6,3
030 Шлифовальная	Плоскошлифовальный станок	I. Загрузить/разгрузить
		II. Шлифование плоскости	5	6	1,25
040 Комбинированная	Автоматическая линия	I. Загрузить/разгрузить	-	-	-
		II. Фрезерование Растачивание	6,7 9,10,12	-	-
		III. Сверление	22,23,24	11	12,5
		IV. Нарезание резьбы	23,24	11	12,5
		V. Сверление Нарезание резьбы	27 27	8	6,3
050	Моечная	Специальная моечная машина
060	Контрольная	Контроль согласно чертежу детали

 

Используя принятые технологические переходы на каждую поверхность и технологические базы, принятые выше, разрабатываем план изготовления детали.

План изготовления крышки представлен на чертеже № 3.

 

2.7 Расчет припусков операционных размеров

 

Расчётно-аналитическим методом определим припуски на поверхность 5 (установочная плоскость), являющуюся наиболее точной.

Качество поверхности после литья в песчаную форму по прил.4 [11]:

 

Rz = 60 мкм, h = 150 мкм.

 

Качество поверхности после механической обработки по данным прил.4 [11] следующие:

Фрезерование черновое Rz = 50 мкм, h = 60 мкм;

Фрезерование чистовое Rz = 10 мкм, h = 15 мкм;

Шлифование Rz = 3,2 мкм, h = 4 мкм;

Суммарное пространственное отклонение будем определять по формуле

, мм (2.1)

 

где - коэффициент уточнения (по табл.22 [4]);

Di-1 - суммарное пространственное отклонение на заготовительной операции;

 

, мм

 

где ρкор - величина коробления заготовки, определяемая по формуле:

 

; (2.2)

 

∆к - величина удельного коробления заготовки.

Для корпусной детали, получаемой литьем, ∆к принимаем 0,8.

 

 мкм ≈ 1,098 мм;

 

после фрезерования чернового D = 0,06 × 0,034= 0,002мм;

после фрезерования чистового D = 0,04 × 0,034= 0,001 мм;

после шлифования D = 0,02 × 0,034= 0,0007 мм;

Определим значение минимального припуска 2Zmin после каждой операции по формуле:

 

, мм (2.3)

 

где Rzi-1, hi-1 - высота неровностей и дефектный слой, образовавшиеся на обрабатываемой поверхности при предыдущей обработке;

Di-1 - суммарное значение пространственных отклонений с предыдущей операции;

ei - погрешность установки (определяем по табл.13 [4] для закрепления в тисках);

 

 мм;

 мм;

 мм;

 

Определяем предельные размеры для каждого перехода по формулам:

 

2Аi-1 max = 2Аi max - 2Zi min, мм (2.4)

2Аi-1 min = 2Аi-1 max - T2Аi-1, мм (2.5)

2А05-8 min = 410 мм;

2А05-8 max = 410,025 мм;

2А05-6 max = 2А05-8 max - = 410,025- 0,49 = 409,535 мм;

2А05-6 min = 2А05-6 max - T2А05-6 = 409,535 - 0,039 = 409,496 мм;

2А05-4max = 2А05-6 max - = 409,535 - 0,66 = 408,875 мм;

2А05-4 min = 2А05-4max - T2А05-4 = 408,875 - 0,16= 408,715 мм;

2А00max = 2А05-4max - = 408,875- 0,865 = 408,01 мм;

2А00 min = 2А00max - T2А00= 408,01- 4,4 = 403,61мм;

 

Определим предельные значения припусков по формуле:

 

(2.6)

 мм;

 мм;

 мм

Изобразим на рис.2.2 схему расположения операционных размеров, допусков и припусков. Результаты расчетов сводим в таблицу 2.3

 

Таблица 2.3. Расчет припусков на обработку установочной плоскости крышки редуктора

Техноло- гические переходы	Элементы припуска, мкм				Расчет- ный припуск Zmin, мм	Допуск TD, мм	Предельные размеры заготовки		Предельные припуски, мм
	Rz	h	DS	εу			Аmax	Аmin	Zmax	Zmin
Литье	60	150	34	-	-	4,4	408,01	403,61	-	-
Фрезерование черновое	50	60	2	220	0,865	0,16	408,875	408,715	5,105	0,865
Фрезерование чистовое	10	15	1	220	0,66	0,039	409,535	409,496	0,781	0,66
Шлифование	3,2	4	0,7	220	0,49	0,025	410,025	410	0,504	0,49