Технологический процесс сборки шпиндельного узла и технологический процесс изготовления детали фланец

1. Расчеты по объему выпуска и фонду времени. Определение типа производства и выбор вида его организации

Под типом производства понимается комплексная организационно-технологическая характеристика производственного процесса, основанная на его специализации, повторяемости и ритмичности изготовляемой номенклатуры изделий, а также масштабами (объёмами) производства.

Определение типа производства статическим методом по табл.3.1 стр.24 [1]

Тип производства среднесерийный, так как 1500 < 4000 < 100000

Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготавливаемых или ремонтируемых периодически повторяющимися партиями, и сравнительно большим объемом выпуска. В условиях серийного производства значительная часть оборудования состоит из универсальных станков, агрегатных станков, станков с ЧПУ смонтированных в автоматические линии, оснащенных как специальными, так и универсально – наладочными УНП, универсально – сборочными УСП и универсально – сборочными механизированными УСМП приспособлениями, а также сборно – разборными приспособлениями СРП, что позволяет снизить трудоемкость и удешевить производство. В условиях серийного производства представляется возможным расположить оборудование в последовательности технологического процесса для одной или нескольких деталей, требующих одинакового порядка обработки, со строгим принципом взаимозаменяемости при обработке. В среднесерийном производстве целесообразно обрабатывать заготовки партиями, с последовательным выполнением операций, т.е. после обработки всех заготовок партии на одной производить обработку этой партии на другой операции и т.д. по технологическому процессу. Время обработки одной операции не согласуют с временем обработки на другой операции, за счет количества станков.

Также в серийном производстве используется переменно – поточная форма организации работ, которая отличается от последовательного выполнения операций тем, что время обработки на данном станке согласовывается со временем обработки на другом станке.

В серийном производстве применяется как специальный, так и универсальный инструмент.

Исходя из заданной годовой программы выпуска, рассчитываем такт выпуска:

T=Фg/N

Где Фg – действительный годовой фонд времени, - 253*7*60=106260мин

N - годовая программа выпуска, - 4000шт.

Т=106260/4000=26.57мин

2. Разработка технологического процесса сборки шпиндельного узла

2.1 Служебное назначение шпиндельного узла и принцип его работы в изделии

 

Шпиндельный узел 1К282 служит для передачи главного движения (вращательное) на обрабатываемую деталь. Узел служит для закрепления заготовки.

Подшипники нижней и верхней опор установлены в стаканах фиксируемых призонными болтами.

Один из крепежных болтов стакана с удлиненной головкой служит для блокировки стола при выключенном фиксаторе. Опоры выполнены по 6 квалитету.

Коэффициент полезного действия

 

n= 0,9 ±10%

Температура окружающей среды

20 ± 5 °С

Нагрев узла не более

t < 70 °С

Физико - химический состав среды - нормальный

Долговечность — 10 лет ± 10%

Надежность - 96%

2.2 Анализ чертежа,технических требований на узел и технологичности его конструкции

Исходя из служебного назначения к шпиндельному узлу предъявляются следующие требования:

1)Работа по изготовлению шпиндельного узла должна вестись в соответствии с требованиями чертежей.

2)Не допускается на деталях наличие сколов, трещин и других механических повреждений.

3)При сборке не допускается нанесение на детали и сборочные единицы механических повреждений.

4) Не допустимо попадание в сборочные единицы металлической стружки и случайных частиц.

5) Во всех неразъемных соединениях не должно быть качки и проворачивания деталей друг относительно друга

6) Крепёжные резьбовые соединения должны быть плотно и равномерно затянуты

7) Шлицы в головках винтов, а так же грани головок болтов и гаек не должны быть сорваны и смяты

8) Произвести обкатку узла в течении 120 мин(по 60 мин в каждую сторону)

9) На узел должен прилагаться паспорт с указанием фактических отклонений и выполнения Т.Т.

Технологичность шпиндельного узла.

Данный шпиндельный узел имеет достаточно большое количество деталей, однако в целом подузлы шпиндельного узла выполнены с применением общепринятых стандартов при сборке шпиндельных узлов

Конструкция соответствует современному уровню техники, экономична в эксплуатации, а также учтены возможности наиболее экономичных и производительных технологических методов ее изготовления применительно к заданному выпуску в условиях производства данной конструкции – конструкция технологична в эксплуатации

2.3 Выбор метода достижения заданной точности узла (расчет размерной цепи на одно техническое требование)

Под точностью в машиностроении понимается степень соответствия производимых изделий и заранее установленному прототипу или образцу. На всех этапах технологических процессов неизбежны те или иные погрешности, в результате чего, достижение абсолютной точности практически невозможно. Погрешности, возникающие на различных этапах технологического процесса взаимосвязаны, например, точность сборки машины зависит от точности изготовленной детали. Однако излишне высокая точность увеличивает издержки производства машин и, обычно, не повышает их функционального качества.

Повышение точности изготовления заготовок снижает трудоёмкость механической обработки. Повышение точности механической обработки в свою очередь сокращает трудоёмкость сборки, благодаря частичному или полному устранению пригоночных работ, повышение точности способствует достижению взаимозаменяемости элементов конструкций, это обеспечивает возможность поточной сборки и быстрого ремонта.

При анализе механической обработки различают:

1. Точность выполнения размеров;

2. Формы поверхностей;

3. Взаимное расположение поверхностей.

Точность выполнения размеров отдельных поверхностей детали регламентируется допусками на чертежах. Под точностью форму поверхности понимают степень их соответствия к геометрически правильным поверхностям, с которыми они отождествляются. Отклонение формы могут быть весьма разнообразны.

Точность - степень приближенного действительного значения к его нормальному значению. Нормальное значение (теоретическое) определяется в результате расчётов.

Действительное значение - объективно существующее, которое является результатом процесса изготовления.

Точность детали характеризуется следующими показателями:

1. Линейные размеры;

2. Точность относительного поворота (отклонение от параллельности);

3. Волнистость;

4. Микро геометрия (шероховатость).

На точность изделия оказывает влияние случайные и систематические факторы. К случайным факторам относятся твёрдость заготовки и неравномерность припуска. К систематическим факторам – износ режущего инструмента; температурные деформации и погрешность настройки станка.

Существует пять методов достижения точности замыкающего звена:

1. Метод полной взаимозаменяемости;

2. Метод неполной взаимозаменяемости;

3. Метод групповой взаимозаменяемости;

4. Метод пригонки;

5. Метод регулировки.

Выберем метод достижения требуемой точности узла на данное техническое требование.

Задача: обеспечить зазор между вершиной зуба одного колеса и впадиной зуба другого колеса (совпадение делительных окружностей) в пределах - ±0,1.

Замыкающим звеном A_∆ является размер, связывающий делительную окружность одного колеса с делительной окружностью другого колеса.

1)Метод полной взаимозаменяемости

Решение:

При решении обратной задачи определяем А_Δ по формуле:

Уравнение номиналов:

А_∆ =-А₁ + А₂ + А₃ + А₄ + А₅ + А₆ + А₇ + А₈ - А₉ =

-33 + 0 + 0 + 0 + 70 + 0 + 0 + 0 + 36 = 0 мм.

Рассчитываем координату середины поля допуска Δ_0Δ замыкающего звена по формуле:

Δ_0Δ = ( Δ^В_Δ + Δ^Н_Δ )/2 ;

Δ_0Δ = ( 0,1 - 0,1 )/2 = 0 мм.

Вычисляем допуск замыкающего звена Т_Δ по формуле:

Т_Δ = Δ^В_Δ - Δ^Н_Δ ;

Т_Δ = 0,1 – ( - 0,1) = 0,2 мм.

Далее рассчитываем средний допуск замыкающего звена:

Т_ср = Т_Δ / ( m – 1);

Т_ср = 0,2 / 9 = 0,02 мм.

Ориентируясь на полученный средний допуск назначаем допуски и предельные отклонения на составляющие звенья с учетом сложности:

	← А1	→ А2	→ А3	→ А4	→ А5	→ А6	→ А7	→ А8	← А9
Тi	0,025	0,015	0,015	0,02	0,045	0,01	0,02	0,015	0,035
∆iB	0,025	0,01	0,015	0,02	0,045	0	0,02	0,02	0,035
∆iH	0	0	0	0	0	-0,01	0	0	0
∆0i	0,1	0	0	0	0.2	0	0	0	0,1

 

Проверяем правильность назначенных допусков по формуле:

m – 1

T_∆ = ΣTi = 0,025 + 0,01 + 0,015 + 0,02 + 0,045 + 0,01 + 0,02 + 0,02 + 0,035 = 0,2мм

 

Проверяем правильность координат середины полей допусков:

 → ←

∆_0∆ = Σ∆_0i– Σ∆_0i;

∆_0∆ = -0.1+0+0+0+0.2+0+0+0-0.1=0

2)Метод неполной взаимозаменяемости

В данном случае имеет место среднесерийное производство при котором формирование отклонений происходит по Гауссу и квадратическое отклонение λ² = 1/9. Допустим, что в данном случае риск Р = 1%, при котором t = 2,57, экономически оправдан. С учетом изложенного определяем средний допуск замыкающего звена по формуле:

Т_ср = Т_Δ / t √ λ² ( m – 1 ) ;

Т_ср = 0,2 / 2,57 √ 1/9 ( 10 – 1 ) = 0,08 мм.

Ориентируясь на полученный средний допуск назначаем допуска и координаты середины допусков на составляющие звенья:

	← А1	→ А2	→ А3	→ А4	→ А5	→ А6	→ А7	→ А8	← А9
Тi	0,067	0,049	0,074	0,076	0,095	0,072	0,085	0,063	0,073
∆0i	0.1	0	0	0	0.2	0	0	0	0,1

Правильность подбора допусков проверяем по формуле:

Т_Δ = t √ λ² ΣT_i²;

Т_Δ ≥ 2,57√ 1/9(0,067² +0,049² +0,074² +0,076² +0,095² +0,072² +0,085² +0,063² + 0,073² ) ≤ 0,2 мм.

Проверяем правильность координат середины полей допусков:

→ ←

∆_0∆ = Σ∆_0i– Σ∆_0i;

∆_0∆ = -0.1+0+0+0+0.2+0+0+0-0.1=0

Вывод: исходя из полученных допусков метод неполной взаимозаменяемости в соответствии с тем, что поля допусков расширены, экономически выгоден