СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА МЕХАНОСБОРКИ ИЗДЕЛИЯ ТИПА «РЕДУКТОР КРАНОВЫХ МЕХАНИЗМОВ» С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ НА УЧАСТКЕ МЕХАНОСБОРОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА
РЕФЕРАТ 4
ВВЕДЕНИЕ 5
ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ 8
ГЛАВА 1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 11
1.2 Служебное назначение изделия 11
1.3 Твердотельная модель изделия 14
ГЛАВА 2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА ПРОИЗВОДСТВА 15
2.1 Определение типа производства и объёма партии 15
ГЛАВА 3 ОТРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ ИЗДЕЛИЯ НА ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ 18
3.1 Анализ технологичности конструкции изделия 18
ГЛАВА 4 достижение требуемой точности сборочного процесса 24
4.1. Методы обеспечения точности 24
4.1.2. Метод неполной взаимозаменяемости 26
4.2 Анализ необходимости применения методов обеспечения точности редуктора 28
Цилиндрическая передача 31
4.3.1. Размерная цепь Р 31
4.3.2. Расчет размерной цепи «Р» 38
4.3.3. Расчет размерной цепи «Б» 40
Коническая передача 41
4.4.1 Расчет размерной цепи Б 41
4.4.2 Расчет размерной цепи ф 44
4.4.3 Расчет размерной цепи К и О промежуточного вала методом пригонки и регулирования 47
4.4.3.1 Расчет размерной цепи 0 49
4.4.3.2 Расчет размерной цепи К 54
4.4.4 Расчет размерной цепи быстроходного вала методом регулирования при помощи
регулировочных прокладок 59
4.4.4.1 Расчет размерной цепи «И» 62
4.4.4.2 Расчет размерной цепи «М» 68
ГЛАВА 5 СОСТАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ СБОРКИ 75
5.1 Разбивка редуктора на сборочные единицы 75
5.2 Построение технологических схем сборки 77
ГЛАВА 6 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СБОРКИ 84
6.1 Разработка маршрута сборки 84
ГЛАВА 7 РАСЧЕТ ТИПОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ 86
7.1 Продольно-прессовые соединения 86
7.2 Поперечно-прессовые соединения 87
7.3 Сборка вала с коническим колесом 88
7.4 Сборка вала с цилиндрическим колесом 89
7.5 Сборка с подшипниками качения 91
7.5.3 Расчет подшипника 307 ГОСТ 8338-76 95
7.5.4 Расчет подшипника 203 ГОСТ 8338-76 96
7.5.5 Расчет подшипника 46210 ГОСТ 831-75 98
ГЛАВА 8 Резьбовые соединения 100
8.1 Сборка неподвижных разьемных соединений 100
8.1.2 Соединение корпуса редуктора (поз. 8) и крышки редуктора (поз. 9) 106
8.1.3 Сборка фланцевого соединения крышки (поз. 16) и прокладки (поз. 12) 107
8.2 Усилие, необходимое для смятия прокладки при затяжке, вычисляют по формуле 110
ГЛАВА 9 ВЫБОР НЕОБХОДИМОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ОСНАСТКИ 111
ГЛАВА 10 РАСЧЕТ НОРМ ВРЕМЕНИ 113
ГЛАВА 11 ПОСТРОЕНИЕ ЦИКЛОГРАММЫ СБОРКИ 130
ГЛАВА 12 ОФОРМЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ 131
РАЗДЕЛ 2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 133
1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 137
1.1 Оформление последовательности обработки детали 137
1.2 Технические характеристики станка 137
1.3 Операционный эскиз на горизонтально-фрезерную с ЧПУ операцию 020 138
1.4 Расчет припусков аналитическим методом 139
1.5 Анализ выбранной схемы установки для операции 050 горизонтально-расточной 143
2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ УСТАНОВОЧНО-ЗАЖИМНОГО ПРИСПОСОБЛЕНИЯ 144
2.1 Расчет на точность обеспечения конструкторских размеров 144
2.2 Расчет необходимой силы зажима заготовки 154
2.2.1 Расчет составляющих силы резания 154
2.2.2 Расчет необходимой силы зажима заготовки 158
2.3 Расчет параметров механизированного привода приспособления и оформление сборочного чертежа 169
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНТРОЛЬНООГО ПРИСПОСОБЛЕНИЯ 177
3.2 Описание устройства и принципа работы 178
3.4 Проверка данных контрольно-измерительного приспособления 180
РАЗДЕЛ 3. НАУЧНО-ИСЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА.
ГЛАВА 1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ВИЗУАЛИЗАЦИИ И ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССА МЕХАНОСБОРКИ РЕДУКТОРА 182
ГЛАВА 2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ СБОРОЧНОГО УЧАСТКА 184
ГЛАВА 4. ПОНЯТИЕ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ 190
ГЛАВА 5. КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ 192
ГЛАВА 6. ПОРЯДОК РАБОТЫ В ПРОГРАММЕ PLANT SIMULATION 15.1 ПРИ
ПОСТРОЕНИИ ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ УЧАСТКА МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ197
ГЛАВА 7 ПРОВЕДЕНИЕ ИМИТАЦИИ СБОРКИ РЕДУКТОРА, 211
ВЫЯВЛЕНИЕ УЗКИХ МЕСТ, 211
ПОЛУЧЕНИЕ ДАННЫХ ДЛЯ АНАЛИЗА 211
ГЛАВА 8 ОПРЕДЕЛЕНИЕ «УЗКОГО МЕСТА» НА УЧАСТКЕ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА 214
ГЛАВА 9 ЛИКВИДАЦИЯ УЗКИХ МЕСТ 217
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 225
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 227
ПРИЛОЖЕНИЯ 229
Процесс сборки является заключительным этапом изготовления машины, в значительной степени определяющим ее основные эксплуатационные свойства. Условия достижения высоких эксплуатационных свойств машины не ограничиваются созданием ее удачной конструкции или применением высококачественных материалов для изготовления ее деталей, не гарантирует этих качеств и высокоточное изготовление деталей с обеспечением оптимального состояния поверхностных слоев их сопряженных или рабочих поверхностей.
Процесс изготовления машины может гарантировать достижение всех требуемых эксплуатационных показателей, а так же ее надежности и долговечности в эксплуатации лишь при условии высококачественного проведения всех этапов сборки машины(т.е. сборки и регулирования отдельных сборочных единиц - узлов и общей сборки и испытаний изготовленного изделия в целом).
Это связано с тем, что в процессе сборки вполне качественных составных частей изделия по разным причинам могут возникать погрешности взаимного расположения деталей, существенно снижающие точность и служебные качества собираемого изделия. Причинами возникновения таких погрешностей могут быть:
- Ошибки, допускаемые рабочими при установке и фиксации требуемого положения собираемых деталей ( образование зазоров между торцами втулок, монтируемых на валах, и торцами соответствующих фланцев и бортиков валов в связи с недостаточно прочным их соединение сборщиком или сдвигом втулки сверлом при засверловке стопорного отверстия на валу « по месту» через отверстие во втулке; попадание грязи и стружки между сопрягаемыми поверхностями; совпадение эксцентриситетов наружной и внутренней поверхностей втулок; посадочной шейки вала, на которой монтируется втулка, и опорных шеек; нарушение правильной последовательности затяжки резьбовых соединений и непостоянство усилия затяжки и т.д.)
- Погрешности установки калибров и измерительных средств, применяемых при сборке; погрешности регулирования, пригонки и контроля точности положения детали в машине, достигнутого при сборке, а также собственные погрешности измерительных средств.
- Относительные сдвиги деталей в промежутке времени между их установкой в определенное положение и их фиксаций в этом положении
- Образование задиров и забоин на сопрягаемых поверхностях деталей.
- Упругие деформации сопрягаемых деталей при установке и фиксации и пластические деформации поверхностей сопряжений, нарушающие точность и прочность соединений.
Примером очень большого влияния качества сборки на эксплуатационные свойства изделий могут служить данные об изменении долговечности службы ответственного болтового соединения в зависимости от усилия его предварительной затяжки ( диапазон изменения рабочей нагрузки 0-41000 Н)
Усилие предварительной затяжки болта Средняя долговечность срока службы болта в циркалах
6320 5960
26300 36900
32100 214500
37500 5000000
Эти данные показывают, что одни и те же детали соединения при разных условиях сборки могут изменить долговечность службы в сотни и даже тысячи раз.
Выполнение сборочных работ связано с большой затратой времени, составляющей значительную долю трудоемкости изготовления машины. В зависимости от типа производства затраты времени на сборочные работы составляют ( в процентах от общей трудоемкости изготовления машины)
В массовом и крупносерийном производстве 25-30%
В серийном 25-35%
В единичном и мелкосерийном 35-40%
В различных отраслях машиностроения
В тяжелом машиностроении 30-35%
В станкостроении 25-30%
В автомобилестроении 15-20%
В приборостроение 40-45%
Следует отметить, что основная часть слесарно-сборочных работ представляет собой ручные работы, требующие больших затрат физического труда и высокой квалификации рабочих.
Большая трудоемкость слесарно-сборочных работ не только существенно увеличивает общую трудоемкость изготовления машин, но и приводит к значительному ухудшению экономических показателей работы предприятия, связанному с большим скоплением на сборке дорогостоящих готовых деталей и узлов, увеличивающих стоимость незавершенного производства предприятия и снижающих оборачиваемость оборотных средств.
Изложенные причины превращают проблему повышения качества и производительности сборки в одну из первоочередных и важнейших задач развития временного машиностроения.
В данной работе был разработан технологический процесс сборки редуктора, с размерным анализом звеньев обеспечивающих точность сборки и правильность работы редуктора. Произведено нормирование сборочных операций и создан комплект документации необходимый для проведения научной работы.
Так же было спроектировано установочно зажимное приспособление для растачивания основного отверстия, т.к. качество данной поверхности оказывает большое влияние на точность сборки редуктора.
Контрольно-измерительное приспособление направленно на профилактический контроль. На проверку комплектующих изделий, полуфабрикатов и деталей смежных производств, на проверку сборочного оборудования и оснастки, а также на систематическую проверку правильности протекания технологического процесса сборки. Качество продукции в сборочных цехах контролируют рабочие, наладчики оборудования и мастера участков. Меньший объем работ выполняют контролеры, производя промежуточный и окончательный контроль.
Для имитационного моделирования сборочного цеха конически цилиндрического редуктора среди большого разнообразия программных продуктов было выбрано решение Plant Simulation от компании Siemens. С ее помощью создали имитационную модель участка сборки редуктора.
Мы преследовали в данной научно-исследовательской работе следующие цели:
- Оптимизация технологического процесса;
- Выявление узких мест и их нивелирование;
- Устранение простоев и недостатков существующей схемы модели;
- Возможное увеличение производительности.
Все цели были нами достигнуты.
Оптимизации технологического процесса удалось достичь за счет увеличения оборудования на участке сборке быстроходного вала, оптимизации промежуточных складов, оптимизация количества рабочих на всем производстве. Выявление узких помогло устранить простои на производстве.
Воспользовавшись внутренним инструментом программы - Вой1епескЛпа1у7ег мы выявили узкие места в процессе сборки. Нивелировать их получилось за счет увеличения количества оборудования на две единицы на участке сборки быстроходного вала. Позже нами был проведен многофакторный эксперимент, в ходе которого мы установили минимальное допустимое значения промежуточных складов для достижения максимальной производительности на участке.
Нами было достигнуто увеличение производительности со 119 деталей в неделю до 357 деталей, что составляет 300% производительности.
Благодаря имитационной модели и анализу, мы смогли получить результат с хорошими показателями без экспериментов на реальном производстве. Нам удалось выявить нелинейные связи в производственном процессе (добавление сотрудника на основную линию, вместо линии по сборке быстроходного вала).
Проведенные нами эксперименты на действующем производстве провести было бы намного труднее :
- из-за высокой цены оборудования;
- большого количества времени на перепланировку участка сборки;
- длительности создание фотографии рабочего дня и ее дальнейшего анализа.
- не линейных взаимосвязей в технологическом процессе.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
