Управление качеством технологического процесса изготовления редуктора цилиндрического одноступенчатого (стр. 4 из 7)

При серийном производстве изготавливают серию изделий, регулярно повторяющихся через определенные промежутки времени. Характерный признак серийного производства – выполнение на рабочих местах нескольких повторяющихся операций.

При единичном производстве выполняются изделия широкой номенклатуры в малых количествах, которые либо не повторяются совершенно, либо повторяются через неопределенное время.

Задача разработки технологического процесса обработки детали заключается в нахождении для данных производственных условий оптимального варианта перехода от полуфабриката, поставляемого на машиностроительный завод, к готовой детали. Выбранный вариант должен обеспечивать требуемое качество детали при наименьшей ее себестоимости.

По заданию годовой объем выпуска вала-шестерни составляет 3000 шт.; масса – 15,89 кг.

Используя эти данные, устанавливаем тип производства - мелкосерийное.

Количество изделий в партии для одновременного запуска определяем по формуле:

,

где N - годовой объем выпуска изделий, шт.

а - число дней, а которое необходимо иметь запас изделий,

F - число рабочих дней в году.

В нашем случае: N = 3000 шт., F = 250 дней, а = 10 дней.

6.2 Выбор вида заготовки и метода ее изготовления

Выбор способа получения заготовки зависит от конструктивных форм и размеров готовой детали, марки материала, объема выпуска изделий и типа производства. При решении этого вопроса необходимо стремиться к максимальному приближению конфигурации заготовки к конфигурации готовой детали, т.е. снижению отходов, но при этом необходимо учитывать и себестоимость получения заготовки, особенно в условиях серийного производства.

Вал-шестерня является одной из основных деталей редуктора, служит для передачи большого крутящего момента, понижения скорости вращения выходного вала.

Деталь должна изготавливаться из стандартных или унифицированных заготовок. Свойства материала детали должны удовлетворять существующей технологии изготовления, хранения и транспортировки. Конструкция детали должна обеспечить возможность применения типовых, групповых или стандартных технологических процессов. Конструкция детали должна обеспечивать возможность многоместной обработки. Возможность обработки максимального количества диаметров высокопроизводительными методами и инструментами.

Для изготовления вала-шестерни может применяться прокат горячекатаный и штамповка. Для того чтобы выбрать оптимальный вариант изготовления заготовки, сравним два метода получения такой заготовки: метод свободной ковки и метод штамповки на горизонтально-ковочной машине.

Чтобы определить, какой способ получения заготовки более экономичен, следует сравнить массы заготовок, получаемых этими способами.

Объем заготовки из проката:

(10),

мм³

Масса заготовки из проката М_ЗП =

´ 7,8 ´ 10^-6 ≈ 17,253 кг.

Поковка имеет следующие характеристики – степень сложности С1, точность изготовления поковки – класс I, группа стали – М1.

Припуски назначены по таблице.

Vобщ = V1 + V2+ V3+ V4+ V5;

мм³

Масса заготовки вала-шестерни

М_ЗП =

5 ´ 7,8 ´ 10^-6 = 16,128кг.

Таким образом, получили, что заготовку для вала-шестерни изготавливают путем штамповки из прутка на горизонтально-ковочных машинах выгоднее, чем путем свободной ковки, из-за разницы в расходе материала. Поэтому в качестве заготовки принимаем штамповку.

Таблица 7 – Данные для расчета стоимости заготовок при различных способах получения

Наименование показателей	Варианты
	Первый	Второй
Вид поковки	прокат	штамповка
Класс точности	-	3
Группа сложности	-	1
Масса заготовки Q, кг	17,253	16,128
Стоимость одной тонны заготовок, принятых за базу Сi, руб.	19320
Стоимость одной тонны стружки Sотх, руб.

Перед ковкой и штамповкой исходный металл готовят к обработке – производят зачистку металла, разрезают на части, выбирают температурный режим и тип нагревательного устройства

Штамповку на горизонтально-ковочных машинах (ГКМ) выполняют в штампах с двумя плоскостями разъема: одна- перпендикулярна оси заготовки между матрицей и пуансоном, вторая – вдоль оси, разделяет матрицу на неподвижную и подвижную половины, обеспечивающие зажим штампуемой заготовки. Благодаря осевому разъему матриц уклон в участках зажатия на поковках не требуется.

Выбираем припуски на обработку для заготовки шестерни, получаемой способом штамповки на горизонтально-ковочной машине.

Качество поверхностей, изготовляемых штамповкой R_z должно не превышать 240 мкм, h не более 250 мкм, Т не более 250 мкм. Кривизна прогиба и коробление при обработке не должна превышать – 0,32 мм. Удельная кривизна поковок типа валов при обработке ∆_к=1,6 мкм. Припуск на механическую обработку выбираем в соответствии с классом шероховатости по ГОСТ 2789-73 - R_а= 2,7 . На предварительное обтачивание 1,4*400 мкм, на окончательное 1,3*160 мкм.

Для остальных поверхностей припуски и допуски выбираем по таблицам из ГОСТ 7505, для поверхности, на которой будут зубья, припуск 2*1,2 мм, для торцевых поверхностей припуск 2,7 мм, штамповочные уклоны 5,7°.

6.3 Проектирование технологического маршрута изготовления детали

Одним из наиболее сложных и принципиальных разделов проектирования технологических процессов механической обработки является назначение технологических баз.

Технологической называется база, используемая для определения положения заготовки или изделия в процессе изготовления или ремонта.

От правильности решения вопроса о технологических базах в значительной степени зависят:

- фактическая точность выполнения линейных размеров, заданных конструктором;

- правильность взаимного расположения обрабатываемых поверхностей;

- точность обработки, которую должен выдержать рабочий при выполнении запроектированной технологической операции;

- степень сложности и конструкция необходимых приспособлений, режущих и мерительных инструментов;

- общая производительность обработки заготовок.

При механической обработке заготовок на станках базированием принято считать придание заготовке требуемого положения относительно элементов станка, определяющих траектории движения подачи обрабатывающего инструмента.

При установке заготовок в приспособлениях решаются две различные задачи: ориентировка, осуществляемая базированием, и создание неподвижности, достигаемое закреплением заготовок.

При чистовой обработке рекомендуется также соблюдать принцип совмещения баз, согласно которому в качестве технологических базовых поверхностей используются конструкторские и измерительные базы. При совмещении технологической и измерительной баз погрешность базирования равна нулю.

Базы для окончательной обработки должны иметь наибольшую точность размеров и геометрической формы, а также наименьшую шероховатость поверхности. Они не должны деформироваться под действием сил резания, зажима и собственной массы.

Выбранные технологические базы должны совместно с зажимными устройствами обеспечивать надежное, прочное крепление детали и неизменность ее положения во время обработки.

Принятые базы и метод базирования должны определять более простую и надежную конструкцию приспособления, удобство установки и снятия обрабатываемой детали. На основе вышеизложенных рекомендаций назначим комплект единых технологических баз и базы для первой операции.

Выбор технологических баз один из ответственных моментов в разработке технологического процесса, т. к. он предопределяет точность обработки.

Основные принципы базирования: принцип постоянства и совмещения баз, принцип последовательной смены базы.

Принцип постоянства баз заключается в том, что на основных операциях технологического процесса следует использовать одни и те же поверхности в качестве базовых.

Принцип совмещения баз предусматривает, чтобы в качестве технологической базы, по возможности использовать поверхность являющейся измерительной базой или конструкторской.

Принцип последовательной смены баз заключается в том, что при смене баз следует переходить от менее к более точной базе.

Базы для окончательной обработки должны иметь наибольшую точность размеров и геометрические формы, а также наименьшую шероховатость поверхности. Они не должны деформироваться под действием сил резания, зажима и собственной массы.

Также выбранные технологические базы должны совместно с зажимными устройствами обеспечивать надежное, прочное крепление детали и неизменность ее положения во время обработки.

Принятые базы и метод базирования должны определять более простую и надежную конструкцию приспособления, удобство установки и снятия обрабатываемой детали.

Маршрут обработки вала-шестерни представлен в таблице 8 с указанием наименования и содержания операций и используемого оборудования.