Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

ФАКУЛЬТЕТ Машиностроительные технологии

КАФЕДРА МТ3 – Технология машиностроения

РАСЧЁТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к квалификационной работе бакалавра на тему:

«Разработка технологического процесса сборки колесной пары и изготовления детали «корпус буксы»»

Студент ___________________________ __________________ Лопатина Е.С.

(Подпись, дата) (Фамилия И.О.)

Руководитель квалификационной работы __________________ Брылев А.В.

(Подпись, дата) (Фамилия И.О.)

Москва, 2015

Задание на выполнение квалификационной работы

Оглавление

Задание на выполнение квалификационной работы 2

Аннотация 4

1.Разработка технологического процесса сборки узла. 5

1.1. Назначение узла. Анализ технических требований на сборку, выявление основных технологических задач: разработка схем контроля по основным параметрам. 5

1.2. Анализ технологичности конструкции: качественные и количественные критерии оценки технологичности конструкции, выводы. 7

1.3. Расчет размерных цепей двумя методами (вероятностным и max/min) с выбором методов достижения точности сборки. 9

1.4. Разработка и обоснование технологической схемы общей сборки узла и эскизов с пояснениями. 11

1.5. Разработка и обоснование технологических схем и эскизов узловой сборки ( и подсборки из данной конструкции). 12

1.6. Разработка технологического процесса сборки с выбором оборудования, инструментов, техническим нормированием времени и определением суммарной трудоемкости сборки узла. 14

2. Разработка технологического процесса изготовления детали 17

2.1. Назначение деталей в узле. Анализ техноческих требований чертежа детали, выявление основных технологических задач, разработка схем контроля по основным параметрам точности. 17

2.2. Отработка конструкции на технологичность для заданного типа производства. 18

2.3. Обоснование выбора материала детали: критерии выбора, условия эксплуатации, возможные варианты материала. 19

2.4. Выбор и обоснование метода получения заготовки: критерии выбора, схематическое изображение (эскиз) заготовки с припусками. 21

2.5. Маршруты обработки основных поверхностей детали, их обоснование. 25

2.6. Выбор баз и анализ схем базирования для нескольких операций. 26

2.7. Разработка маршрута изготовления детали для заданного типа производства с выбором технологического оборудования, инструментов, средств контроля. 28

2.8. Разработка технологических наладок для операций с выбором режущих инструментов, обоснованием и расчетом режимов обработки и припусков. 32

3. Возможность достижения необходимой точности поверхности выбранным методом обработки 45

Список литературы 49

Аннотация

Пояснительная записка выпускной квалификационной работы представлена на 49 с., в том числе 26 рисунков, 4 таблиц и 5 позиций списка использованных источников. Графическая часть работы состоит из 6 листов формата А1.

Работа состоит из трёх разделов: разработка технологического процесса сборки изделия, разработка технологического процесса механической обработки детали «Корпус буксы» и исследовательского раздела.

В первом разделе проведен анализ технических требований на изделие «колесная пара», разработаны схемы сборки отдельных узлов и общей сборки, на основе которых спроектирован технологический процесс сборки колесной пары, рассчитаны режимы и нормы времени выполнения переходов сборочных операций.

Во втором разделе работы выполнен анализ технических требований и технологичности конструкции «Корпус буксы», выбраны заготовка, схемы установки, разработана последовательность обработки основных поверхностей детали и технологический процесс механической обработки, предложены необходимые схемы контроля технических требований.

Третий раздел содержит исследование достижения точности наиболее ответственной поверхности корпуса буксы выбранным методом обработки. Проводится расчет суммарной погрешности обработки.

1.Разработка технологического процесса сборки узла.

1. Назначение узла. Анализ технических требований на сборку, выявление основных технологических задач: разработка схем контроля по основным параметрам.

Колёсная пара вагонной тележки воспринимает нагрузку от вагона и служит для направления движения вагона по рельсам. Колёсная пара состоит из цельнокатаных колёс, напрессованных на ось. На наружные концы оси через буксы и рессоры опирается рама тележки.

Колесная пара представляет собой сборочную единицу. Базовой деталью является ось (поз.1), представляющая собой деталь класса вал с несколькими посадочными поверхностями, предназначенными для установки на ось колес (поз.2), лабиринтного кольца (поз.3), внутреннего кольца заднего (поз.4) и переднего (поз.5) подшипника и упорного кольца (поз.7), предназначенного для фиксации корпуса буксы (поз.6) с установленными в ней с зазором подшипниками (поз.13) в осевом направлении. Упорное кольцо поджимается к внутреннему кольцу переднего подшипника тарельчатой шайбой (поз. 8) которая, в свою очередь, крепится к торцу оси болтами М12 (поз. 16). От развинчивания болтов под воздействием вибрации и знакопеременных нагрузок в процессе эксплуатации колесной пары защищает шайба стопорная (поз.9). Лабиринтное кольцо и лабиринт отъемный (поз. 14) создают между собой лабиринтообразный зазор, в который наносится густая смазка, что предотвращает попадание в корпус буксы различных механических частиц и продлевает ресурс подшипников. Наружное кольцо переднего подшипника подпирается крышкой крепительной (поз.15), которая крепится к корпусу буксы болтами М20 (поз.18). К крепительной крышке крепится крышка смотровая (поз.16). Смотровая крышка крепится при помощи болтов М12 на пружинных шайбах (поз.19). Через отверстия в головках соседних болтов М20 и М12 (на торце корпуса буксы) протягивают проволоку в 2-3 витка, что предотвращает развинчивание болтов. На место скрутки болтов устанавливают пломбу с датой её установки, что позволяет своевременно направлять буксовый узел на профилактику/ремонт.

Колесная пара эксплуатируется при динамических нагрузках и, при наличии зазора в стыке рельсов, при ударных нагрузках. Температура нагрева верхней части корпуса буксы не должна достигать +60ºС без учета температуры окружающего воздуха. Колесная пара работает в неагрессивной среде.

Исходя из условий эксплуатации конструкции колесной пары, предъявляются следующие технические требования:

1. Обеспечить плотность посадки внутренних колец подшипников и лабиринтного кольца.

Данное техническое требование назначено для осуществления полного контакта поверхности ролика подшипника с дорожкой качения внутреннего кольца. Невыполнение данного требования приверед к скорому износу ролика подшипника и дорожек качения внутреннего и наружного кольца. Выполнение контролируется при помощи щупа толщиной 0.04 мм. Пластина щупа может входить в зазор a (рис. 1) на участке не более 1/3 длины окружности.

Рис. 1

1.2. Анализ технологичности конструкции: качественные и количественные критерии оценки технологичности конструкции, выводы.

Технологический анализ колесной пары выполнен для условий крупносерийного производства.

Сборочная единица имеет простую компоновку и простое конструктивное решение, что не вызывает затруднений при сборке. В конструкции предусматривается базовая деталь (ось). Масса некоторых деталей превышает 10 кг, что требует применения грузоподъемных механизмов на промежуточных операциях сборки. Конструкция колесной пары обеспечивает возможность легкого подвода и отвода сборочного и мерительного инструментов. Можно легко производить замену некоторых деталей в процессе эксплуатации, что удешевляет ремонт: смена наружных колец и роликов подшипников, смена упорного кольца, смена корпуса буксы с запрессованным в него лабиринтным кольцом. Конструкция сборочной единицы обеспечивает возможность ее сборки из предварительно собранных составных частей: Корпус буксы с передним и задним подшипниками без внутренних колец, крышка. При обеспечении точности сборки используется метод групповой взаимозаменяемости – внутренне кольца подшипников подбирают под ось таким образом, чтобы натяг составлял 0,035—0,065 мм. Лабиринтное кольцо подбирают под ось таким образом, чтобы Натяг соединения составлял 0,07—0,145 мм. Точность установки колес на ось обеспечивается методом пригонки - Для получения прочного прессового соединения диаметры подступичных частей оси делают на 0,1- 0,25 мм больше диаметра отверстия ступиц.

Конструкция позволяет автоматизацию сборочных работ.

В сборочном узле в малом количестве использованы стандартные элементы. Коэффициент стандартизации

где Е, общее число сборочных единиц и стандартных сборочных единиц в конструкции; Д, число деталей и число стандартных деталей, не входящих в сборочные единицы. Соответственно

Полученное значение ниже граничного (0,2≤ ≤0,4, [1]), что свидетельствует о низком уровне стандартизации.

Коэффициент сборности, показывает возможность расчленения на рациональное число составных частей, сборку которых можно производить независимо друг от друга

где Е- число сборочных единиц ; Д- число деталей, не вошедших в сборочные единицы. Соответственно

Полученное значение удовлетворяет граничным ( 0,1≤ ≤0,25, [1]), что свидетельствует о высоком уровне сборности.

Вывод: на основании изложенного конструкцию гидроцилиндра можно считать технологичной для условий серийного производства.

1.3. Расчет размерных цепей двумя методами (вероятностным и max/min) с выбором методов достижения точности сборки.

Рис.2

мм;

мм;

;

;

;

;

;

мм;