Технологический процесс изготовления спироидного червяка спироидного редуктора

 

 

2.2.1 Определение основного  времени

                                            ,                                                   (   )

где – суммарное основное время, мин,

2.2.2 Определение штучно-калькуляционного  времени

,                                                                                        (   )

где – коэффициент, учитывающий подготовительно–заключительное время =1,3.

мин

2.2.3 Определение среднего  штучно-калькуляционного времени

                                                                                      (    )

где – количество операций.  

мин

2.2.4 Определение программы  запуска:

Такт выпуска

                                                                                       (  )

где – годовой фонд работы оборудования, = 2050 ч;

       – годовой объем выпуска, шт.

Число станков, занятых на одной операции:                                                                                                           (  )

Коэффициент закрепления операций

 

Это соответствует мелкосерийному типу  производства при объёме выпуска 1000 шт/г.

Количество деталей в партии для одновременного запуска        

Для установления формы организации производства определяют суточный выпуск деталей, шт

                                                                                                        (   )

где – количество рабочих дней , =258;

Программа запуска определяется по формуле:

 шт.,  (   )

где Nв – программа выпуска в год; αос – технологический отсев (αос = 0,3..0,6%).

 

 

 

 

 

 

2.3 Выбор метода получения  заготовки

Для создания оптимального варианта автоматизированного технологического процесса необходимо выбрать подходящий способ получения заготовки.

а) тип производства – мелкосерийное;

б) объем годового выпуска – 1000 штук;

в) материал детали – сталь 25ХГМ ГОСТ 4543-71;

  Рассмотрим несколько видов заготовок:

Отливки, полученные различными методами, применяются для изготовления деталей сложной формы из чугуна, цветных металлов и специальной литьевой стали (к обозначению марки стали добавляется индекс Л). Методами литья в заготовке могут быть получены отверстия различной формы.

Заготовки-поковки характеризуются меньшей, чем у отливок, шероховатостью поверхности, но большей волнистостью; повышенной твёрдостью поверхностного слоя (корки), большими величинами припусков на обработку и невысокой стоимостью;

Штамповки применяются для изготовления деталей из пластических металлов более сложной, чем у отливок, конфигурации. При штамповке возможно получение отверстий любой формы и конфигурации. Заготовка-штамповка отличается малой шероховатостью поверхности, высокой точностью, малыми значениями припусков на обработку и самой высокой стоимостью. Заготовки-штамповки применяют в тех случаях, когда имеются поверхности, которые невозможно обработать механически, но требуется их высокое качество;

Сортовой прокат. Его основное достоинство — дешевизна. Он изготавливается из стали и цветных металлов в виде прутков с различной формой поперечного сечения (круг, квадрат, шестигранник, труба, угольник, тавр и т. п.). Заготовки из проката нашли самое широкое применение благодаря своей простоте и дешевизне. Существенным недостатком является низкий коэффициент использования материала.

Самым первым критерием при выборе типа заготовки служит материал, из которого изготавливается деталь:

Сталь: прокат, поковка, штамповка, реже отливка;

Чугун: различные способы литья;

Цв. Металлы: прокат, отливка, реже штамповка.

Вторым критерием являются технологические возможности каждого из типов. Для деталей простой формы предпочтителен прокат; для деталей средних и крупных размеров простой формы с большими перепадами размеров поковка; менее предпочтительны, из-за высокой стоимости, отливка или штамповка; для деталей сложной формы отливка или штамповка.

Таким образом, выбираем поковку и прокат.

Для более точного определения требуется выполнить экономический расчёт - расчёт технологической себестоимости изготовления детали. Расчет будем вести, учитывая два критерия: КИМ и стоимость заготовки.

КИМ=

КИМ1= - при использовании проката

КИМ1= - при использовании поковки

Стоимость одной тонны сортового проката составляет в среднем 20 тыс. руб, тогда как тонна поковок составит 28 тыс.руб. При этом стоимость тонны отходов принимаем равной 4,5 руб.

Видно, что для изготовления одного и того же количества материала нам придется купить в полтора раза больше сортового проката (если говорить о весе).  Сравним:

Mпроката*Стоимость проката – Мотходов* Стоимость отходов и Mпоковки*Стоимость поковки – М поковки* Стоимость отходов

Принимаем Mпоковки за 1, тогда Mпроката=1,5у.е.

Прокат: 1,5*20-1,5*4,5=23,25 (тыс.руб)

Поковка: 28-4,5=23,5 (тыс.руб)

Вывод: полученные результаты сопоставимы, поэтому выбираем сортовой прокат как наиболее часто встречающийся вид заготовок, так как в случае необходимости его легче найти на рынке.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4  Размерный  анализ сборочной единицы

На сборочном чертеже предлагаемой конструкции редуктора показаны основные размерные цепи этого изделия. При монтаже спироидной передачи необходимо обеспечить: межосевое расстояние между рабочими осями червяка и колеса спироидного в пределах 30,5±0,21 мм; межосевой угол (90о) между рабочими осями червяка и колеса в пределах ±f∑/bw (±0,016/18); осевое положение колеса относительно оси червяка в пределах -0,1 до 0,3 мм. Также необходимо обеспечить: осевую игру в подшипниках качения поз. 34 в пределах 0,03..0,08 мм; радиальное биение червяка в пределах  ±fr/2 (±0,0105 мм).

Цепь А обеспечивает осевую игру в подшипниках качения 0…0,1 мм, которая является исходным звеном цепи А∑=. Решаем цепь методом пригонки. Осевая игра обеспечивается шлифовкой торца фланца.

 – размер  корпуса, А1=51±0,1;

А1=А3=19-0,12 – монтажная высота упорного подшипника 8208Н ГОСТ 7872-89;

А2=8-0,05 – толщина кольца поз. 6;

А4=5±0,05  – размер фланца;

Рисунок 5 – Размерная цепь Г

Найдем номинальное значение размера фланца по формуле:

                                                      Гå=åxi Аi,                   ( 2.4.1  )

где xi =+1 – передаточное отношение увеличивающего и -1 – передаточное отношение уменьшающего звеньев.

0 = 51-19-19-8-А4

А4= 5 мм.

Определим максимальный и минимальный размеры компенсатора по формулам:

Подставим в формулы предельные размеры, получим:

51,1-18,88-18,88-7,95 =5,39

= 49,9-19-19-8= 3,9

  =5,39-3,9=1,49

Окончательно принимаем в качестве исходного размера: , учитывая необходимое условие

Цепь Б обеспечивает соосность хвостовика червяка и отверстия фланца Ø70Н9 в пределах 0,05.

Б1 – МОР между осью хвостовика и рабочей осью вала ДЕ (осью подшипниковых шеек), Т1=0,1 (допуск радиального биения).

Б1=0±0,1

Б2 – МОР между рабочей осью вала ДЕ и рабочей осью подшипников (учитывается зазор при посадке подшипников и биение их наружных колец).

Б21 = Б22 – зазоры в посадке Ø40; Б21= Б22 =0±,

где - максимальный вероятный зазор посадки [3];

- расстояние от  игольчатого подшипника поз. 32 до  игольчатого подшипника поз. 33 =113 мм;

-расстояние от  игольчатого подшипника поз. 33 до  торца фланца =88 мм.

Б23 – МОР между осью наружного кольца подшипника поз. 32 и осью отверстия в корпусе. Возникает из-за радиального биения наружного кольца подшипника, Ra=0,015 – допуск радиального биения наружного кольца подшипника.

Б23=0±Ra=0=0±0,006 мм;

Б24 – МОР между осью поверхности наружного кольца подшипника поз. 33 и осью отверстия во фланце. Возникает из-за радиального биения наружного кольца подшипника.

Б24=0±Ra=0=0±0,009 мм;

                                         (2.4.2)

;

Б2=0±0,035 мм;

Б3 – МОР между осью расточек корпуса под подшипники и осью отверстия  Ø69Н9+0,074. Допуск равен допуску радиального биения.

Б3=0±0,1 мм

Б4 – зазор между корпусом и фланцем. Принимаем в размере 00,1 мм.

Б5 – возникает вследствие погрешностей изготовления отверстия во фланце Ø70Н9+0,074.

Б5=0+0,074

Цепь Б состоит из векторных величин, поэтому решаем ее вероятностным методом:

Проверим номинальные размеры звеньев:

Бå=0+0+0+0+0=0

Найдем вероятностную погрешность звеньев по формуле:

                                       (2.4.3)

где t – коэффициент, зависящий от процента риска;

     Ti – допуск составляющего звена цепи, мм;

      li – коэффициент относительного рассеяния.

В данной цепи имеем xi=±1. Кроме того, примем t=3 (p=0,27%); li=1/3 (закон Гаусса).

После подстановки всех известных значений получаем:

Подставим значение вероятностной погрешности в формулы верхнего и нижнего отклонений замыкающего звена:

(2.4.4)

        (2.4.5)

= -0,03 мм;

=0,03 мм.

Видно, что =0,03 мм не выходит за пределы допуска TΣ =0,05 мм. Соосность хвостовика червяка и отверстия фланца Ø70Н9 обеспечивается методом неполной взаимозаменяемости.

 

Цепь В обеспечивает осевое положение делительной плоскости колеса относительно ближайшей к ней образующей делительного цилиндра червяка в пределах  от -0,1 до 0,2 мм (исходя из опыта сборки и эксплуатации спироидных передач), В∑= .

В1 – расстояние от делительной плоскости колеса до его установочной базы;

Рисунок 3 – Зацепление червяка с колесом

В1 – расстояние от делительной плоскости колеса до его установочной базы. Определяется расчетным путем:

Н – высота колеса спироидного от его установочной базы; Н= 26-0,05 мм;

h – высота витка спироидного колеса; h=4,7+0,05 мм;

ha1 – измерительная высота до хорды витка червяка; ha1=2,03 мм (допуск на высоту назначаем такой же, как и допуск высоты витка колеса Т=0,05);

(2.4.6)

 

 

 

В2 – высота подшипника скольжения; В2=2,5-0,05 мм;

В3 – размер основания от вспомогательной до основной базы; В3=3±0,05 мм;

В4 – расстояние от плоскости основания корпуса до общей оси расточек корпуса под червяк; В4 = 50±0,05 мм;

В5 – МОР между общей осью расточек под червяк и рабочей осью червяка; В5=Б1=0±0,035 мм;

В6 – размер червяка от общей оси подшипниковых шеек червяка до делительного цилиндра;

В6 = ,       (2.4.7)

где – наружный диаметр зубчатого венца червяка -0,062) мм;

В6 = 46/2-2,03=20,6-0,062 мм;

 

Рисунок 3 – Размерная цепь Б

Так как цепь содержит векторные величины, для решения воспользуемся методом неполной взаимозаменяемости:

Проверим номинальные размеры звеньев:

Бå=-23,9-2,5-3+50-20,6=0

Найдем вероятностную погрешность звеньев

/3=0,058

Подставим значение вероятностной погрешности в формулы верхнего и нижнего отклонений замыкающего звена:

( 2.4.8)

(2.4.9)

= 0,05+0,025+0+0+0+0,026-0,029=-0,1072 мм;

=0,05+0,025+0+0+0+0,026+0,029=0,13 мм.

Видно, что =0,058мм, , не выходят за пределы допуска TΣ =0,3 мм. Поэтому осевое положение колеса относительно оси червяка обеспечивается методом неполной взаимозаменяемости.

 

 

 

 

 

 

2.5  Технологический  маршрут обработки детали. Выбор  схем базирования

Основными конструкторскими базами подавляющего большинства валов являются поверхности их опорных шеек, однако использовать их в качестве технологических баз для обработки наружных поверхностей, как правило, затруднительно, особенно при условии сохранения единства баз, что очень важно при автоматизации технологического процесса.

Поэтому при большинстве операций за технологические базы принимают поверхности центровых отверстий с обоих торцов заготовки, что позволяет обрабатывать почти все наружные поверхности вала на единых базах с установкой его в центрах. Подрезку торцов и  зацентровку вала выносят в начало технологического процесса механической обработки.

Маршрут обработки ориентирован на мелкосерийное производство. Обработка червяка осуществляется на станках с ЧПУ. Проведение анализа технологического маршрута необходимо для того, чтобы выяснить, позволяет ли данный технологический маршрут изготовить червяк в соответствии с требованиями точности, заложенными в конструкторской документации.

Последовательность механической обработки, а также варианты схем базирования детали на операциях должны соответствовать требованиям, предъявляемым к детали.