Курсовая работа по машиностроению на тему Проектирование технологического процесса механической обработки детали корпус изделия редуктор червячный программа выпуска 2000шт/год

Введение

Одной из ключевых сфер машиностроения является станкостроение — отрасль, разработавшая мощные специализированные станки, современные конструкции режущего инструмента, а также измерительную и технологическую оснастку, обеспечивающие высокую производительность и точность обработки.
Технология станкостроения — наука, изучающая закономерности протесов обработки и определяющая параметры, влияние которых наиболее эффективно повышает интенсивность и точность этих процессов. Её цель — организация производства изделий заданного качества в установленном объёме при минимальных материальных затратах, низкой себестоимости и высокой трудовой производительности. Изготовление машин и механизмов включает комплекс операций: подготовку и обработку заготовок, сборку деталей в узлы и последующую сборку готовых машин из этих узлов и компонентов.
В станкостроении особое значение придаётся точности, поскольку она напрямую влияет на эксплуатационные характеристики машин. Обеспечение требуемой точности при минимальных затратах — одна из главных задач технолога. Современная отрасль внедрила высокопроизводительные станки различного назначения, в том числе с ЧПУ, и прогрессивные инструменты, что повышает эффективность и качество обработки.
Ключевым фактором постоянного совершенствования технологических процессов остаются квалифицированные специалисты, способные профессионально решать технологические задачи.
Цель работы: закрепление теоретических знаний по технологии машиностроения, получения навыков самостоятельного и творческого подхода к решению конкретных инженерных задач, проведения расчетов, оформление технологической документации, выполнение чертежей и схем.
Работа состоит из 3-х частей:
1. Теоретической, где раскрываются такие вопросы, как:
- анализ конструкции детали;
- технические требования;
- технологичность;
- материал, из которого изготавливается Корпус.
2. Расчётной, где произведены:
- расчёты припусков и операционных размеров;
- расчёты режимов резания;
- расчёт норм времени;
- количества станков на операцию.
3. Конструкторской, где рассчитано контрольно-измерительное оборудование.
 
1. Технологический раздел
1.1 Служебное назначение и принцип работы изделия

Служебное назначение изделия. Червячный редуктор «ПС 101.00.000» является механическим приводом, предназначенным для понижения частоты вращения и соответствующего увеличения крутящего момента, передаваемого от входного двигателя (электродвигателя, двигателя внутреннего сгорания) к рабочему органу машины или механизма.
Его ключевые функции:
1. Трансформация кинематических и силовых параметров. Редуктор обеспечивает требуемое передаточное число за счет червячной передачи, что позволяет согласовать высокие обороты входного вала с необходимыми низкими оборотами и высоким моментом на выходе.
2. Обеспечение компактности и большого передаточного числа. Червячная передача, использованная в редукторе, позволяет в одной ступени достичь значительного снижения скорости (передаточные числа могут достигать 80 и более в одной паре), что делает конструкцию компактной по сравнению с другими типами передач.
3. Обеспечение самоторможения. Благодаря особенностям геометрии червячной пары, при определенных условиях (угол подъема витка червяка меньше угла трения) редуктор обладает свойством самоторможения. Это означает, что обратная передача движения от выходного вала к входному невозможна, что критически важно для обеспечения безопасности в механизмах подъема, регулировки и других системах, где необходимо предотвратить самопроизвольное движение под нагрузкой.
4. Создание плавного и бесшумного хода. Зацепление червяка и колеса осуществляется по линии, что обеспечивает плавную работу с низким уровнем шума и вибраций.
Принцип работы редуктора. Работа основана на принципе червячной передачи, состоящей из двух основных элементов:
• Червяк (винт): ведущее звено, представляющее собой винт с резьбой специального профиля (архимедов, эвольвентный и др.), установленный на входном валу.
• Червячное колесо: ведомое звено, представляющее собой зубчатое колесо с зубьями вогнутой формы, согласованной с профилем витка червяка.
Последовательность работы:
1. Вращение от двигателя передается на входной вал с закрепленным на нем червяком.
2. Вращающийся червяк своими витками воздействует на зубья червячного колеса, заставляя его вращаться. Однако из-за разницы в числе заходов червяка (обычно 1-4) и количестве зубьев колеса (часто 30-80 и более) за один полный оборот червяка колесо поворачивается только на несколько зубьев.
3. Это приводит к значительному снижению угловой скорости и пропорциональному увеличению крутящего момента на выходном валу, на котором жестко закреплено червячное колесо.
4. Все детали (валы, подшипники, передача) размещены внутри корпуса, который обеспечивает их точное взаимное расположение, воспринимает нагрузки, содержит смазочный материал и защищает узел от внешних воздействий.
5. Момент с выходного вала через шпоночное или иное соединение передается на исполнительный механизм (барабан лебедки, ходовое колесо, шнек, смесительный орган и т.д.).
Таким образом, редуктор выполняет роль неразъемного силового и кинематического звена в приводе, обеспечивая требуемые эксплуатационные характеристики (мощность, скорость, момент) и безопасность работы всего агрегата. Технологический процесс изготовления его деталей, в первую очередь корпуса, должен гарантировать геометрическую точность, необходимую для корректной работы червячной пары и долговечности всего узла.
1.2 Объект, предмет исследования и исходные данные для проектирования

Деталь «Корпус» предназначена для поддержания расположенных на нем деталей и восприятия действующих на них сил в корпусном механизме. По классификационной принадлежности деталь «Корпус» - относится к корпусным имеет вид фланца ступенчатой формы, что способствует равной напряженности отдельных участков и упрощает изготовление и установку деталей на валу. По форме поперечного сечения - полый.
Корпус изготовлена из стали 40 В ГОСТ 2590-89.

Таблица 1 – Химический состав (%) и твердость конструкционной легированной стали 40 В в состоянии поставки.

C Si Mn Cr Мо Др. Хар-ки твердости отожженой или высокоотпущенной стали
0,37-
0,42 - - 0,8-
1,1 _ - ⊘ ≥ 4,1 мм Твердость НВ ≤ 245

Таблица 2 – Характеристики механических свойств конструкционной легированной стали 40Х

термообработка σткгс/мм2 σв кгс/мм2 δs % Ψ, % Ап ,кгс м/см2
закалка отпуск
Температура ºС
1-й закалки
(нормализации) 2-й закалки Среда
охлаждения Температура
ºС Среда
охлаждения
860 - масло 500 Вода или масло 80 100 10 45 6
1.3 Анализ и описание основных и вспомогательных конструкторских баз

Получая заготовку штамповкой, мы получаем приближённые Последовательность выполнения операций зависит от следующих факторов: конструктивной формы и размеров детали, производственной программы, свойств обрабатываемого материала, шероховатости, техпроцесса [28].
По назначенным методам обработки формируем следующие операции:

Таблица 3 – Таблица операций
Модель и тип оборудования Схема базирования Режущий инструмент Наименование операции

Токарно-винторезный с ЧПУ 16К20Ф3 Наружная поверхность 1. Резец проходной правый 2101-0601 ГОСТ 26611-86
2. Резец 2177-0001 ГОСТ 18894-73 Токарно-винторезная
Вертикально-фрезерный станок 6Р13 Наружная поверхность 1. Фреза торцевая 2220-0433 ГОСТ 17025-71 Вертикально-фрезерная


1.4 Определение типа производства и его организационной формы

Тип производства — это совокупная характеристика технических, организационных и экономических свойств производства, зависящая от степени специализации, сложности и стабильности номенклатуры изделий, а также от объёма выпуска и повторяемости продукции.
Ключевой метрический показатель типа производства — коэффициент закрепления операций. Он вычисляется как отношение числа различных технологических операций, выполняемых или планируемых в течение месяца, к числу рабочих мест.
В практике выделяют три основных типа производства: единичное, серийное и массовое.
• Единичное производство: небольшой объём выпуска одинаковых изделий, высокая вариативность и низкая повторяемость.
• Серийное производство: выпуск нескольких однородных видов продукции партиями или сериями, периодически повторяющимися.
• Массовое производство: крупные объёмы продукции, непрерывное длительное изготовление однотипных изделий; на большинстве рабочих мест выполняется одна типовая операция при подетальной специализации участков.

Таблица 4 - Определение типа производства
Масса детали,
кг. Тип производства
Единичное Мелко-
серийное Средне-серийное Крупно-
серийное Массовое
< 1,0 < 10 10 - 2000 1500 - 100000 75000 - 200000 200000
1,0 - 2,5 < 10 10 - 1000 1000 - 5000 50000 - 100000 100000
2,5 - 5,0 < 10 10 - 500 500 - 35000 35000 - 75000 75000
5,0 - 10 < 10 10 - 300 300 - 25000 25000 - 50000 50000
> 10 < 10 10 - 200 200 - 10000 10000 - 25000 25000

Определяем размер партии деталей
Нвр = (Тсм – Тп.з)/Тшт.к =594 штук,
где N– годовая программа выпуска, штук;
α – количество дней запаса деталей на складе;
ф – количество рабочих дней в году.
Принимаем 600 штук.