Технология обработки зубчатого колеса 4ой передачи вторичного вала коробки передач автомобиля ЗИЛ-130

Содержание.docx

I Общие вопросы проекта
2 Краткая характеристика завода и его продукции
3 Краткая характеристика цеха
4 КПП автомобиля ЗИЛ 130
5 Служебное назначение и технические характеристики
II Технологическая часть .
1 Анализ материала .
2 Расчет годового фонда времени
3 Выбор и обоснование технологических баз .
4 Технологический маршрут ..
5 Изготовление заготовок зубчатых колес .
6 Расчет припусков .
7 Расчет режимов резания
III Мероприятия по усовершенствованию технологических процессов .
1 Описание конструкции контрольного приспособления
2 Описание конструкции рабочего приспособления
3 Подборка материалов по инструментальному обеспечению
IV Аналитическое исследование
Список использованной литературы

Записка Новая тех маш (Автосохраненный).docx

В условиях современного производства необходим рост производительности и надежности машин снижение их массы на единицу мощности повышение точности изделий.
Так же остро стоит и проблема улучшения качества агрегатов автомобилей увеличения их надежности работоспособности.
Для достижения поставленных задач необходимо внедрение высокоэффективных технологических процессов коллективной механизации и последовательное проведение автоматизации производства.
Особенно важно осуществление этих мероприятий в тех производственных процессах в которых в настоящее время еще затрачивается ручной труд недостаточная автоматизация и механизация. К числу таких производственных процессов относится и механическая обработка.
В данной работе разработан новый технологический процесс обработки шестерни третьей передачи промежуточного вала КПП автомобиля ЗиЛ-130.
Для выполнения работы необходимо решить следующие задачи:
-обосновать выбор вида заготовки;
-проанализировать схемы базирования;
-разработать маршрут обработки детали;
-рассчитать припуски на обработку;
-рассчитать режимы резания и нормы времени с составлением маршрутной и операционной карт;
-разработать приспособления.
КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАВОДА И ЕГО ПРОДУКЦИЯ
Московский автозавод имени И.А. Лихачева (производственное объединение ЗиЛ).
августа (20 июля по старому стилю) 1916 г. в Тюфелевой роще состоялись торжественный молебен и закладка автомобильного завода (АМО) который к марту 1917 г. должен был выпустить 150 полуторатонных грузовиков «Ф-15» по лицензии итальянской фирмы "ФИАТ". Завод основан торговым домом «Кузнецов Рябушинские и К?». Трудности военного времени и слабость станкоинструментальной базы страны сорвали планы строительства завода в намеченные сроки. Тем не менее Рябушинские закупили в Италии комплекты автомобилей «Ф-15 » что обеспечило сборку 432 грузовиков в 1917 г. 779 - в 1918 г. и 108 автомобилей - в 1919 г. Однако завод для изготовления и сборки собственных автомобилей достроен не был. Виною тому стали Октябрьская революция и гражданская война. Национализация недостроенного завода (15 августа 1918 г.) зафиксировала экспроприацию собственности акционеров АМО. Недостроенное предприятие по существу превратилось в крупные мастерские где ремонтировались автомобили и другая техника.
апреля 1923 г. заводу АМО было присвоено имя итальянского коммуниста Ферреро убитого фашистами. В июне 1923 г. Госплан СССР утвердил производственное задание заводу на 1923-1927 гг. Однако только в марте 1924 г. на завод поступило конкретное правительственное задание на изготовление первых советских грузовиков.
ноября 1924 г. был собран первый полуторатонный грузовик АМО-Ф-15 а 7ноября десять машин приняли участие в параде. Эту дату принято считать днем рождения советского автомобилестроения.
В 1925 году завод был переименован в 1-й Государственный автомобильный завод (бывший АМО).
В 1927 году завод возглавил И.А.Лихачев с именем которого связано интенсивное развитие предприятия.
В начале 1927г. Автотрест которому подчинялся завод принял решение о реконструкции завода. Объектом производства был выбран грузовик американской автосборочной фирмы "Автокар" грузоподъемностью 25 т. При этом планировался массовый выпуск грузовиков конвейерным способом.
В 1931 пуск завода после реконструкции и 1 октября этого же года заводу присвоено имя И.В.Сталина (ЗИС). 25 октября 1931 г. был пущен первый отечественный сборочный автомобильный конвейер с которого сошли первые 27 грузовиков АМО-3.
октября 1931г заводу присвоено имя И.В.Сталина (ЗИС).
К лету 1933 г. грузовик АМО-3 был модернизирован его грузоподъемность была повышена до 3 т.
В 1934 г. началось производство автомобилей ЗИС-5 и ЗИС-6.
Грузовик ЗИС-5 стал этапной моделью в истории завода не только потому что был первым действительно массовым автомобилем и стоял на производстве 15 лет. На базе автомобиля ЗИС-5 было разработано 25 разновидностей и модификаций автомобилей 19 из которых были поставлены на производство.
августа 1933 г. Совнарком СССР принял решение о второй реконструкции завода которая была направлена на расширение перечня моделей автомобилей.
В 1936 г. (3 ноября) началась конвейерная сборка первого отечественного семиместного лимузина ЗИС-101 основой которого стала конструкция американского легкового автомобиля "Бьюик" по натурному образцу (без покупки у фирмы чертежей).
С 1936 по 1941 гг. завод сосредоточил усилия на увеличение выпуска грузовиков с газогенераторными установками ЗИС-21 и полугусеничных автомобилей ЗИС-22 ЗИС-42 а также автобусов ЗИС-8 и ЗИС-16 (все на базе ЗИС-5).
Наступление немецких войск на Москву осенью 1941 г. вынудило эвакуировать значительное количество людей и оборудования в Ульяновск Миасс Челябинск и Шадринск. В октябре 1941 г. завод был подготовлен к уничтожению и не работал. Однако после успешного подмосковного наступления Красной Армии зимой 1941-1942 гг. ЗИС понемногу набирал обороты и с июня 1942 г. с конвейера стали сходить военные грузовики ЗИС-5В (упрощенные) полугусеничные тягачи ЗИС-22 ЗИС-42 выпускалось вооружение для фронта (минометы автоматы мины снаряды и прочее). За годы войны было изготовлено около 100 тысяч грузовиков ЗИС-5В ЗИС-42 ЗИС-42М санитарных автобусов ЗИС-16С. Тогда же в июне 1942г. ЗИС был награжден первым орденом Ленина за отличную организацию производства боеприпасов и вооружения. Эвакуированные люди и оборудование стали основой заводов: Ульяновского Уральского (Миасского) автомобильных Челябинского кузнечно-прессового и Шадринского автоагрегатного.
В октябре 1944 года завод был награжден Орденом Трудового Красного Знамени.
сентября 1942г.были начаты работы по созданию правительственного лимузина высшего класса ЗИС-110. Верховный заказчик пожелал за образец автомобиля взять лимузин фирмы «Паккард».
В 1946 г. началась третья реконструкция ЗИСа. Она предназначалась для постановки на производство первой послевоенной продукции завода: грузовых автомобилей ЗИС-150 (1947г.) и грузовых автомобилей повышенной проходимости ЗИС-151 (1948г.).
В ноябре 1949 года завод награжден вторым орденом Ленина за заслуги в развитии советского автостроения и в связи с 25-летием советского автомобиля.
В 1949 г. на смену городскому автобусу ЗИС-154 пришел городской автобус ЗИС-155. Автобус был выполнен на базе основных агрегатов автомобиля ЗИС-150 и автобуса ЗИС-154.
С 30 апреля 1950 г. завод начал выпускать холодильники а с января 1951г. приступил к производству велосипедов производство которых прекратилось в 1959 г.
В 1950 году завод приступил к производству оборонной техники - бронетранспортеров ЗИС-152 и автомобилей-амфибий ЗИС-485 (1952-1958г.г.)
В начале 1953г. на заводе было создано специальное управление по проектированию первого китайского автозавода. Специалисты ЗИСа в Чанчуне помогли китайцам пустить в производство первый китайский грузовик «Цзефан» (копия ЗИС-150).
В 1954 г. по настоянию маршала СССР Г.К. Жукова на заводе организуется специальное конструкторское бюро для создания особой автомобильной техники предназначенной для мобильных ракетных систем. Начальником и главным конструктором СКБ был назначен В.А.Грачев.
В 1955 г. на производство был поставлен первый отечественный междугородный автобус ЗИС-127.
В 1956 г. умирает Иван Алексеевич Лихачев и заводу присваивается его имя. В конце того же года были собраны по два первых опытных образца грузовых автомобилей второго послевоенного поколения - ЗИЛ-130 и ЗИЛ-131.
В 1974 году на главном конвейере был собран миллионный ЗИЛ-130.
В 1975 году завод награжден Орденом Октябрьской революции за успешное завершение работ по созданию мощностей на выпуск 200 тысяч автомобилей в год.
В 1975 г. на ЗИЛе наладили производство нового поколения 3-х осных автомобилей ЗИЛ-133Г1 (6x4) грузоподъемностью 8 т к которым с 1977 г. добавилась 10-тонная модель ЗИЛ-133Г2 полной массой 172 т. Их оборудовали стандартным 150-сильным двигателем V8 5-ступенчатой коробкой передач гипоидной главной передачей и балансирной подвеской задних колес на полуэллиптических рессорах.
С 1979 г. взамен ЗИЛ-133Г2 выпускались грузовики ЗИЛ-133ГЯ на которых устанавливались дизельный двигатель КамАЗ-740 Камского автозавода ( 210 л.с) 10-ступенчатая коробка передач усиленные передние рессоры.
Большую роль завод сыграл в судьбе КАМАЗа. На ЗИЛе были спроектированы литейный и автосборочный корпуса а созданные образцы грузовиков легли в основу модельного ряда автомобилей из Набережных Челнов.
Начавшаяся в 1982 году последняя и самая крупная реконструкция завода совпала с кардинальными изменениями в экономике страны.
В 1984г. выпущены первые автомобили ЗИЛ-130 с модернизированным передним приводом. Им был присвоен индекс ЗИЛ-431410.
В1990-е годы производство грузовиков ЗИЛ-130 (ЗИЛ-431410) и ЗИЛ-131Н было переведено на Уральский автомоторный завод (УАМЗ) в Новоуральске под Екатеринбургом.
Полная масса машин - 96-118 т максимальная скорость по шоссе - 75-80 кмч на плаву - 8-9 кмч. С 1992 г. в городе Балахне Нижегородской области на Правдинском заводе радиорелейной аппаратуры (ОАО ПЗРА) начата сборка их сухопутных 45-тонных 185-сильных вариантов автомобилей высокой проходимости: с крановым манипулятором ЗИЛ-497202 и ЗИЛ-497205; с кузовом-фургоном ЗИЛ-497200; многофункциональных шасси ЗИЛ-390610.
В декабре 1991 г. распался СССР и порвались многолетние внутрисоюзные связи. Новые условия периода перестройки потеря важных рынков сбои в кооперационных связях и фактическое прекращение поступления военных заказов заставили ЗИЛ в корне пересмотреть свою политику и начать приспосабливаться к рыночным принципам ведения хозяйства. В первое время это привело к резкому падению спроса на все серийные грузовые автомобили и поставило завод на грань банкротства. Одновременно начались активные поиски выхода из создавшегося положения в результате которых вся производственная программа была пересмотрена и расширена. Этому способствовала и конкуренция со стороны иностранных фирм которую ранее ЗИЛ никогда не испытывал.
сентября 1992 г. ПО ЗИЛ было приватизировано первым в отрасли и одним из первых из числа крупнейших предприятий России и преобразовано в Открытое Акционерное Московское Общество "Завод имени И. А. Лихачева" (АМО ЗИЛ) с сохранением торговой марки "ЗИЛ". Общее собрание акционеров избрало новый в истории завода орган управления - Совет директоров. Кроме головного завода оно включало 30 дочерних предприятий. Одним из его акционеров стало правительство Москвы которому в настоящее время принадлежит контрольный пакет акций.
Конъюнктура рынка изменилась нужны были грузовики грузоподъемностью не более трех тонн рассчитанные на мелких предпринимателей и преимущественное использование в городах для доставки малых партий грузов и большегрузные грузоподъемностью свыше 10 тонн.
В 1992 году был разработан новый 3-х тонный малотоннажный автомобиль полукапотной компоновки ЗИЛ-5301.
Имя «Бычок» этому автомобилю дал мэр г.Москвы Ю.М.Лужков.
В 1992 г. для участия в соревнованиях Кубка ФИА по шоссейно-кольцевым гонкам на грузовиках было изготовлено несколько седельных тягачей ЗИЛ-4421С (мощность до 900 л.с.) с импортными агрегатами.
декабря 1994 г. с конвейера в АСК сошел последний грузовик ЗИЛ-130 (ЗИЛ-431410) и тогда же началось мелкосерийное производство автомобилей семейства ЗИЛ-5301. Его шасси стало базой для цельнометаллического фургона и автобусов вместимостью 15+1 21+1. На третьей Всероссийской выставке-конкурсе «Лучшие работы года – Дизайн-95» коллектив авторов: К.В.Потехин В.Г.Мазепа А.Н.Митрофанов А.Н.Горчаков Э.С.Дамьяно В.И.Бобр и Э.И.Грицай за разработку малотоннажного грузовика удостоен Гран При в номинации «Промышленный дизайн».
Основой семейства в 1996 г. стала серийная сборка автомобилей ЗИЛ-5301. Он оснащен автомобильной модификацией тракторного 4-цилиндрового дизельного двигателя Д-245.12С (1088 л.с.) и Д-245.9Е2(136 л.с.) Минского моторного завода. На автомобили устанавливается 5-ступенчатая синхронизированная коробка передач гидроусилитель рулевого управления и 3-местная кабина с некоторыми изменениями кабина ЗИЛ-4331. "Бычок" оснащен гидроприводом сцепления и тормозов гипоидной главной передачей передними дисковыми тормозами 16-дюймовыми колесами с бескамерными шинами имеет малый радиус поворота (7 м) и небольшую погрузочную высоту. Основные модификации семейства малотоннажных автомобилей производятся с колесными базами 3650 и 4250 мм; с удлиненной кабиной с двумя спальными местами; с семиместной двухрядной кабиной. На них предлагаются соответствующие бортовые варианты несколько видов универсальных изотермических и рефрижераторных фургонов-кузовов. На базе малотоннажных автомобилей создана большая гамма коммунальной строительной и специальной техники.
Автомобили семейства ЗИЛ-5301 оказавшиеся проще и дешевле иностранных аналогов вполне удовлетворяют потребности российских покупателей.
В 1999 г. было изготовлено 13745 "бычков" что составило 634% общего производства завода.
В 1996 г. был представлен магистральный седельный тягач ЗИЛ-6404 (6x4) с 410-сильным дизелем ЯМЗ-7511 и спальным отсеком способный буксировать автопоезда полной массой до 40 т со скоростью 105 кмч.
98 году на производство был поставлен автомобиль ЗИЛ-432720 (4х4) с колесной базой 3340 мм. Шасси ЗИЛ-432722 предназначается для монтажа специализированных надстроек коммунально -дорожных служб.
Кардинальные реформы в России 90-х гг. существенно отразились на положении ЗИЛа. Первоначальная ставка на тесное сотрудничество в области тяжелых грузовиков и дизелей с фирмами "Кенворт" (Kenworth) "Катерпиллар" (Caterpillar) "Вольво" (Volvo) и "Рено" (Renault) особого успеха не принесла.
С 1999 г.выпускались новые 10-тонные грузовики ЗИЛ-6309 (6x4) и самосвал ЗИЛ-6409 с 195-сильным дизельным двигателем ЯМЗ-236А массой до 40 т со скоростью 105 кмч.
К концу XX века АМО ЗИЛ выпускал автомобили более чем в 120 вариантах и предлагал их с кузовами и надстройками которые выпускали 100 предприятий России и стран СНГ а комплектующие для них изготовляли 800 заводов и мастерских. В 1998-2000 гг. ЗИЛ выпускал по 20-22 тыс. грузовиков - это в 10 раз меньше его потенциальных возможностей.
С момента начала своей деятельности на предприятии в период с 1924 по 2000 годыпроизведено: грузовых автомобилей 7769 902 шт.; автобусов 38988 шт; легковых автомобилей высшего класса 11515 шт.
В 2000 году три полноприводных автомобиля ЗИЛ-433420 совершили уникальный автопробег по маршруту Москва-Якутск-Уэлен-Северная Америка-Западная Европа-Калининград-Москва. Первый этап кругосветной экспедиции длиной 13500 км был пройден за 62 дня и завершился в поселке Уэлен на берегу Берингова пролива (Чукотка). Всего экспедиция преодолела 45000 км. Автопробег проводился клубом «Приключение» совместно с АМЛ ЗИЛ и правительством Москвы.
В декабре 2002 года произошла смена руководства АМО ЗИЛ. Был назначен новый генеральный директор Константин Викторович Лаптев который до этого работал в команде "Руспромавто" на посту исполнительного директора ГАЗа. На завод была привлечена группа менеджеров имеющих практический опыт работы в условиях антикризисного управления. Была разработана программа реструктуризации завода направленная на работу с дочерними предприятиями по возвращению утерянных ранее активов АМО ЗИЛ восстановление хозяйственно-производственных связей с сохранившими и возвращаемыми дочерними предприятиями расширение гаммы выпускаемой продукции и услуг освоение новых рынков сбыта.
Сегодня завод на базе шасси ЗИЛ совместно с другими заводами выпускает большую гамму специальной техники: коммунальную дорожно- строительную мусоровозы вакуумные илососные каналопромывочные аварийно-ремонтные машины автоцистерны автоподъемники.
В 2003 году освоено производство автомобилей ЗИЛ-433180 и ЗИЛ-432930 с дизельными двигателями с повышенными мощностными показателями Минского моторного завода Д-260.11Е2 (180 л.с.) и Д-245.9Е2 (136 л.с.) которые имеют сертификаты соответствия норм Евро-2.
В 2004 году произошла передача функций исполнительного единоличного органа предприятия управляющей компании (МАК). В связи с этим изменилась должность руководителя завода: К.В.Лаптев стал генеральным директором управляющей организации АМО ЗИЛ.
С 2004 года с конвейера стали сходить автомобили ЗИЛ-43272Т (4х4) с дизельным двигателем ММЗ Д-245.9Е2 Евро-2; ЗИЛ-4334В1 (6Х6) с дизельным двигателем ММЗ Д-245.30Е2.
С целью наращивания темпов роста продаж новой техники ЗИЛа на предприятии впервые среди отечественных производителей грузовой и спецтехники организована Акция стартовавшая 15 марта 2004 года предназначенная для владельцев отечественных грузовых автомобилей. Суть акции в том что каждый желающий мог сдать свой подержанный грузовой отечественный автомобиль в зачет стоимости любой новой машины ЗИЛ при ее покупке. При этом старые машины принимались по цене выше рыночной.
В 2005 году Компания «Автофрамос» планирует разместить на АМО ЗИЛ заказ на производство 12 основных кузовных деталей для своего нового RenaultLogan . Специалисты АМО ЗИЛ задействованные в производстве новых деталей пройдут дополнительную специальную подготовку на предприятиях Renault во Франции.
Кроме автомобилей на заводе была разработана уникальная технология и налажено литье церковных колоколов. 14 колоколов весом то 8 кг до 27 тонн украшают Храм Христа Спасителя в г. Москве.
КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЦЕХА
Характеристика цеха и технологического производства МСЦ-2.
Механосборочный цех № 2 состоит из 3-х производственных участков: "Гидроруль" "Гидронасос" участка "КП" : службы механика энергетика и РХЗ
На производственном участке изготавливаются следующие узлы автомобиля: гидроусилитель рулевого управления гидронасос и колонка систем рулевого управления детали коробки перемены передач.
Технология производства указанных узлов требует изготовления сборочных деталей из стали чугуна и алюминия на металлорежущих станках с применением СОЖ и эмульсий. Из изготовленных деталей и комплектующих (сальники манжеты метизы подшипники) поставляемых другими подразделениями производится сборка узлов с последующей покраской.
При изготовлении деталей и узлов используются металлорежущие станки токарные фрезерные сверлильные шлифовальные хонинговальные; моечные окрасочные и сушильные камеры.
При обработке деталей образуются отходы: стальная чугунная и алюминиевая стружка. При эксплуатации станков используются масла. Отработанное масло сдается на регенерацию. При шлифовании образуется шлам состоящий из абразивного порошка и мелкой металлической стружки.
При сборке и ремонте гидрорулей происходит отход резиновых манжет прокладок сальников (вторичное использование запрещено).
При окраске узлов в окрасочных камерах остаются отходы краски.
При использовании вспомогательных материалов: салфеток древесных опилок образуются отходы замасленной ветоши и замасленные опилки.
При замене перегоревших ламп образуются отходы люминесцентных лампи ДРА.
В корпусе 2 механосборочные цеха: «задний мост» и «полуось» 1 механообрабатываюший цех 1 вспомогательный цех ремонта оборудования. В МСК 45 поточных линий 52 поточно-механизированных линий 11 автоматических линий 7 поточно-механизированных сборочных линий. Межоперационная передача деталей и узлов производится с помощью подвесных и толкающих конвейеров.
Коробка передач автомобиля ЗИЛ-130.
Передней опорой ведущего вала 1 (рис.) служит шарикоподшипник установленный в выточке фланца коленчатого вала задней - шарикоподшипник 2 размещенный в стенке картера коробки передач. Шарикоподшипник 2 закрыт крышкой и фиксируется стопорным кольцом 3 и гайкой Ведомый вал опирается на шарикоподшипник 17 и роликоподшипник 37. На задний конец этого вала надеты червяк привода спидометра и шлицевая втулка с фланцем 19 карданного шарнира закрепленная гайкой с шайбой. Крышка шарикоподшипника 17 одновременно служит кронштейном стояночного тормозного механизма. Промежуточный вал 33 опирается на шарикоподшипник 22 и роликоподшипник 35. Зубчатое колесо 25 изготовлено как одно целое с промежуточным валом а зубчатые колеса 26 28. 29 31 и 34 установлены на валу на шпонках. Наружные кольца шарикоподшипников 17 22 и роликоподшипника 35 фиксируются стопорными кольцами.
зубчатые колеса 4 и 34 соединяющие ведущий и промежуточный валы зубчатые колеса 7 и 31 четвертой 8 и 29 третьей. 14. 26 второй передач имеют косые зубья и находятся в постоянном зацеплении. Зубчатые колеса 7 8 и 14 свободно вращаются на ведомом валу на котором имеются также синхронизаторы 5 и 13 а на шлицах установлено зубчатое колесо 16 первой передачи и передачи заднего хода
Первая передача включается при перемещении зубчатого колеса 16 вперед до зацепления его с колесом 25 на промежуточном валу: при этом вращение через зубчатые колеса 25 и 16 передается ведомому валу. Вторая и третья передачи включаются при перемещении синхронизатора 13 соответственно назад и вперед. Для включения четвертой и пятой передач перемешают назад или вперед синхронизатор 5. При включении пятой передачи (прямой) между собой соединяются ведущий и ведомый валы.
В передачу заднего хода входит зубчатое колесо 28 установленное на промежуточном валу. При движении зубчатого колеса 16 назад и его зацеплении с малым зубчатым колесом блока 41 включается задний ход. В этом случае крутящий момент от коленчатого вала двигателя через зубчатые колеса 4. 34 и 28 блок 41. зубчатое колесо 16 передается ведомому валу который будет вращаться в обратную сторону по сравнению с направлением его вращения при включении других передач. В картере коробки передач с обеих сторон есть люки с фланцами для крепления коробки отбора мощности. Пробка 43 закрывает контрольно-заливное отверстие для заливки и контроля уровня масла.
Служебное назначение и техническая характеристика изделия.
Шестерня 4-ой передачи промежуточного вала КП предназначена для передачи крутящего момента на ведущие колеса. Она находится в постоянном зацеплении с шестерней 3-ей передачи третичного вала и свободно вращается на валу.
При вращении шестерни на втулке происходит трение стали по стали. Для безударного включения шестерни установлен синхронизатор инерционного типа: шестерня имеет конус и внутренний зубчатый венец для работы с синхронизатором. Наружный венец шестерни имеет косые зубья с углом наклона 24 40'15''.
Условия работы шестерни (работа при знакопеременных нагрузках). На нее накладывают ряд жестких требований что в свою очередь определяет технологию изготовления детали которая должна обладать высокими механическими свойствами.
Технические требования к изготовлению
Колебание межцентрового расстояния:
За оборот колеса max – 0071
Зубья венца должны быть бочкообразные. При проверке поверхности на краску пятно контакта должно быть не менее 75% поверхности конуса.
Для повышения твердости и износостойкости шестерни её подвергают химико-термической обработке со следующими требованиями:
Глубина нитроцементированного слоя – 06-08 мм
Твердость поверхности – HRCэ 58 61
Твердость сердцевины - HRCэ 37 46
Зубья венца упрочнять наклепом стальной дробью 08 12 мм
В результате нитроцементации повышается прочность и износостойкость поверхностного слоя определенной глубины.
Анализ химического состава принятой для изготовления детали марки материала с позиции штампуемости литейных свойств термообработки и т.д. анализ обрабатываемости с указанием особенностей обработки.
Зубчатые колеса изготавливают из сталей: сталь 40Х сталь 40ХН 25ХГТ 25ХГН и т.д.
В интересах достижения технико-экономических показателей разрабатываемой конструкции необходимо чтобы материал детали позволял применять заготовительные технологии обеспечивающие максимальную приближенную форму размеры и качество поверхности.
Требования предъявляемые к материалу:
Хорошая обрабатываемость
Простота и дешевизна термообработки
Невысокая стоимость стали
Нагрузка допускаемая на контактную прочность зубьев определяется твердостью материала. Наибольшую твердость а следовательно и наименьшие габариты и массу можно получить при изготовлении из стали подвергнутой термообработке. Одной из сталей соответствующей всем выше указанным условиям в большей степени соответствует сталь 25ХГМ. Это хромо-марганцевая конструкторская сталь с присадкой молибдена.
Она не склонна к отпускной хрупкости обладает мелкими зернами повышенной вязкостью и может быть применена для изготовления ответственных деталей работающих при больших окружных скоростях средних и высоких давлениях и больших ударных нагрузках.
Углерод (( C ) -У)находится в стали обычно в виде химического соединения Fe3C называемогоцементитом.
С увеличением содержания углерода до 12%увеличиваетсятвердость прочность и упругость сталипонижаетсяпластичность и сопротивление ударуухудшаетсяобрабатываемость и свариваемость.
Кремний (( Si ) -C) если он содержится в стали в небольшом количестве особого влияния на ее свойства не оказывает.
При повышении содержания кремния значительноулучшаютсяупругие свойства магнитопроницаемость сопротивление коррозии и стойкость против окисления при высоких температурах.
Марганец (( Mn ) -Г) как и кремний содержится в обыкновенной углеродистой стали в небольшом количестве и особого влияния на ее свойства также не оказывает. Однако марганец образует с железом твердый раствор инесколько повышаеттвердость и прочность сталинезначительно уменьшаяее пластичность. Марганец связывает серу в соединение MnS препятствуя образованию вредного соединения FeS. Кроме того марганец раскисляет сталь.При высоком содержании марганцасталь приобретает исключительно большую твердость и сопротивление износу.
Сера ((S))являетсявреднойпримесью. Она находится в стали главным образом в виде FeS. Это соединение придает стали хрупкость при высоких температурах например при ковке - свойство которое называется красноломкостью. Сера увеличивает истираемость стали понижает сопротивление усталости и уменьшает коррозионную стойкость.
В углеродистой стали допускается серыне более 006-007%.
Увеличение хрупкости стали при повышенном содержании серы используется иногда для улучшения обрабатываемости на станках благодаря чему повышается производительность при обработке.
Фосфор (( P ) -П)также являетсявреднойпримесью. Он образует с железом соединение Fe3P которое растворяется в железе. Кристаллы этого химического соединения очень хрупки. Обычно они располагаются по границам зерен стали резко ослабляя связь между ними вследствие чего сталь приобретает очень высокую хрупкость в холодном состоянии (хладноломкость). Особенно сказывается отрицательное влияние фосфора при высоком содержании углерода. Обрабатываемость стали фосфор несколько улучшает так как способствует отделению стружки
Хром (( Cr ) -Х)– наиболее дешевый и распространенный элемент. Хромповышаеттвердость и прочность незначительноуменьшаяпластичностьувеличиваеткоррозионную стойкость; содержание больших количеств хрома делает сталь нержавеющей и обеспечивает устойчивость магнитных сил.
Молибден (( Mo ) -М)увеличивает красностойкость упругость предел прочности на растяжение антикоррозионные свойства и сопротивление окислению при высоких температурах.
Химический состав в % стали 25ХГМ
Микроструктура: мелкие равноосные зерна сорбидообразного перлита и феррита.
Технологические свойства:
Обрабатываемость резанием – удовлетворительная
Свариваемость – низкая
Пластичность при холодной обработке давлением – удовлетворительная
Коэффициент использования металла Ки.м равный 058 показывает что получение заготовки методом свободной ковки не неэкономично т.к. 43% металла уходит в стружку. Заготовка получаемая методом свободной ковки по конфигурации не соответствует форме готовой детали. Поэтому необходимо увеличить Ки.м для этого лучше применить метод получения заготовки такой как штамповка в закрытых штампах на ГКМ.
В результате чего заметно значительное увеличение Ки.м что ведет к снижению себестоимости экономии металла.
Расчет действительного годового фонда времени и определение типа производства на основе расчета такта выпуска и коэффициента закрепления операций.
Вывод о типе производства сделаем на основе анализа количества выпускаемой продукции. Основным критерием для разграничения типов производств является коэффициент закрепления операции выполняемых в течении месяца к числу рабочих мест.
Для массового производства-Кз.о.=1
Для крупносерийного производства-Кз.о.=1-10
Для среднесерийного производства-Кз.о.=10-20
Для мелкосерийного производства-Кз.о.=20-40
Для единичного производства-Кз.о.>40
Но для того чтобы рассчитать сколько операций у нас выполняется в течении месяца вычислим такт выпуска:
где:В – годовая производственная программа выпуска изделий шт.
- действительный годовой фонд времени работы оборудования мин.
где:- коэффициент учитывающий простои оборудования в плановых ремонтах (для металлорежущего оборудования весом до 10т.К=097)
- количество рабочих дней в году
=8 – продолжительность рабочей смены час.
Значит производство крупносерийное.
Расчетное количество оборудования
Коэффициент загрузки – отношение рассчитаного количества рабочих мест к принятому.
Коэффициент загрузки оборудования всей линии
Типовой технологический процесс обработки одновенцовых цилиндрических шестерен.
Конструктивные особенности автомобильных одновенцовых цилиндрических зубчатых колес состоят в том что их наружный диаметр больше высоты а центральное отверстие имеет гладкую поверхность или шлицы.
Технологическая схема обработки заготовок для всех одновенцовых цилиндрических колес на ЗИЛе одинакова и представляет собой следующую последовательность:
Обработка центрального отверстия и одного из торцов
Обработка детали по наружному контуру — черновая и чистовая
Нарезание зубьев наружного и внутреннего вендов
Зубозакругление и снятие фасок на зубьях.
Зубошевингование (зубья наружного венца).
Чистовая обработка центрального отверстия и базовых торцовотносительно зубчатого венца. Чистовая отделка зубьев зубчатых колес.
На КАМАЗе заготовку сначала обрабатывают по контуру за два установи. Сначала - точение с одной стороны затем точение с другой стороны.
Хонингование базового отверстия производят по схеме - жесткое крепление хонинговальной головки и плавающее крепление детали и приспособления. Этот способ хонингования значительно упрощает конструкцию хонинговальной головки и не требует точного центрирования обрабатываемой детали по оси шпинделя станка. Базовые торцы зубчатого венца обрабатывают от базового отверстия на жестких и точных одно- двух шпиндельных фронтальных токарных станках одновременно двумя резцами по окончании их обработки протягивают выступающий торец ступицы. Такая схема обеспечивает малое отклонение от параллельности торцов необходимое при зубофрезеровании заготовокпакетом. Приведенный технологический процесс обеспечивает высокую и стабильную точность.
Второй технологический процесс с использованием для формирования точных баз шлифования отверстия и торцов применяется дня обработки заготовок колес-дисков коробки передач легкового автомобиля.
Опыт передовых автозаводов показал что для токарной обработки заготовок зубчатых колес-дисков вместо многошпиндельных прутковых и патронных автоматов более экономично применять фронтальные токарные автоматы обеспечивающие большую производительность точность обработки и лучшие условия для автоматизации. Эти станки удобнее и проще в наладке смене инструмента уборке стружки и т.д.
В типовом технологическом процессе изготовления цилиндрических зубчатых колес автомобильных трансмиссий повышенной производительности при зубофрезеровании достигают: применением жестких мощных высокопроизводительных станков; использованием многозаходных червячных фрез повышенной скорости резания и подачи. Для изготовления зубчатых колес с модулем свыше 4 мм прогрессивным методом является зубофрезерование за два последовательных рабочих хода. Период стойкости червячных фрез повышается при работе длинными сборными фрезами с поворотными вставными рейками многозаходными многореечными или цельными фрезами покрытыми нитридом титана. Стойкость фрез покрытых нитридом титана по сравнению со стойкостью фрез без покрытия повышается в два и более.
Зубозакругление прямозубых цилиндрических колес более экономично производить на одно- двухшпиндельных станках чашечными фрезами. Метод обработки чашечными фрезами универсален обеспечивает высокую производительность и качество. Чашечные фрезы имеют высокую стойкость ими можно получить остроугольное и сфероидальное закругления и фаски любой формы. Снятие фасок и заусенцев с острых кромок производят различными методами. Рекомендуются фаски в виде запятой для косозубых колес и по всему контуру профиля зуба для прямозубых.
Типовым высокопроизводительным методом чистовой обработки зубьев является шевингование. При массовом выпуске зубчатых колес до модуля 4 мм наиболее эффективно врезное шевингование а для колес с модулем свыше 4 мм - черновое и чистовое диагональное. При отсутствии спецстанков экономично применять диагональное шевингование.
Для термической обработки автомобильных зубчатых колес применяют нитроиементацию. Этот метод обеспечивает высокую производительность и небольшие деформации зубьев. Удаление забоин и заусенцев после термической обработки производят на станках простой конструкции обкаткой между трех каленых зубчатых колес в плотном зацеплении. Хонинговаиие отверстия после термической обработки производят аналогично хонингованию перед термической обработкой.
Широко распространен технологический процесс когда у колес дисков перед зубофрезерованием и после термообработки базовые поверхности - отверстие и торцы с одной стороны заготовки шлифуют за один установ на внутришлифовальных станках. Используют кулачковые и мембранные зажимные приспособления с базированием по наружному диаметру и торцу колес-дисков перед зубофрезерованием и по боковым поверхностям зубьев и торцу для колес после термообработки. Противоположные торцы колес шлифуют на плоскошлифовальных станках.
В качестве финишной обработки зубьев закаленных зубчатых колес наиболее часто применяется шлифование или зубохонингование. Последнее позволяет улучшить форму зуба сгладить поверхность зубьев и достичь максимально возможной плавности хода.
Обоснование и выбор технологических баз (по ГОСТ 21495-79)
Базами называются поверхности линии или точки данной детали по отношению к которым определяется положение других поверхностей линий или точек.
При выборе баз особое внимание надо уделить черновым базам руководствуясь следующими правилами:
Черновая база должна быть по возможности гладкой и ровной.
Черновой базой может быть поверхность которая в окончательно обработанной детали не подлежит обработке но положение сё важно для конструкции детали.
Черновой базой может быть поверхность которая подлежит наиболее точной обработке и имеющая важное значение для обработки детали.
Черновой базой может быть поверхность при установке по которой с обработанной поверхности снимается минимальный слой металла.
Черновые базы можно использовать в технологическом процессе только один раз так как после первой позиции появляются более чистые и точные поверхности которые в дальнейшем могут быть использованы в качестве баз.
При выборе чистовых базовых поверхностей необходимо использовать принцип их постоянства.
На первой стадии техпроцесса происходит черновая и чистовая обработка всех поверхностей. На второй стадии - термическая обработка; на третьей - отделочные операции.
На первой стадии обработки производится протягивание внутреннего отверстия осуществляется подготовка технологической базы для последующих операций. На данной операции технологической установочной базой является торец ступицы - это черновая база но она не имеет штамповочных уклонов и обеспечивает наиболее точную установку детали на данной операции. После обработки отверстия применяем его для базирования детали на второй операции токарной обработки.
Здесь имеет принцип совмещения баз - отверстие является технологической измерительной и конструкторской базой что обеспечивает максимальную точность при обработке. На токарной операции за одну установку обрабатываются все поверхности заготовки (кроме отверстия). Производится многоинструментальная обработка что значительно снижает время технологического процесса значительно сокращается количество используемого оборудования.
Приступаем к обработке зубчатого венца. Для нарезания зубьев необходимой степени точности венец подвергают чистовой обработке и отделке (нарезание шлифование хонингованне зубьев). Для базирования применяют уже обработанные поверхности - отверстие торец. Зубья нарезают на зубофрезерном станке применяя специальное приспособление для закрепления детали и ведут обработку червячной фрезой.
Для повышения точности зубчатого венца шестерни применяют чистовую обработку - шевингование. Базой для этой операции является отверстие что дает наибольшую точность обработки.
После черновых и чистовых операций деталь подвергают термохимической обработке - нитроцементации. Нитроцементация повышает прочность поверхностного слоя и износостойкость зубьев; позволяет исключить процесс шлифования зубьев а применить хонингование что дает более высокую точность зацепления и повышает долговечность зубьев.
По завершению токарной обработки венец зубчатого колеса подвергают отделочной операции.
- проведение внутришлифовальной операции по обработке отверстия и торца базирование производим по рабочим и эвольвентным поверхностям зубьев.
- затем базируя заготовку по отверстию и торцу производим хонингование зубьев.
Тем самым снижается отклонение от заданной формы зуба и повышается точность его изготовления. Завершающей операцией является шлифование торца ступицы для получения необходимого значения шероховатости и точности размеров.
Технологический маршрут
Операция 010 ПротяжнаяВертикально-протяжной автомат мод. 7720В
Операция 020 ТокарнаяСтанок токарный 8-ми шпиндельный па мод.1282
Операция 030 ТокарнаяСтанок токарный 8-ми шпиндельный ПА мод.1282
Операция 040 Алмазно-расточнаяАлмазно-расточной мод. 2А-715
Операция 050 ТокарнаяТокарный па 1А-730
Операция 060 Летучий контроль
Операция 070 Зубодолбёжная зубодолбёжный па «Лоренц»
Операция 080 ЗубофрезернаяЗубофрезерный мод. СТ-1161МС
Операция 090 ЗубозакруглениеЗубозакругляющий мод. 75 Кросс
Операция 100 Агрегатная Агрегатно –сверлильно-фрезерный
Операция 110 Сверлильная Настольно-сверлильный НС-12
Операция 120 ЗубошевинговальнаяЗубошевинговальный мод. СТ-1508
Операция 130 ПромывкаМоечная машина
Операция 140 Летучий контроль
Операция 150 Транспортирование
Операция 160 Термическая Печь
Операция 170 ЗубообкатывающаяЗубообкатывающий СТ-1071
Операция 180 ШлифовальнаяПлоскошлифовальный мод. 3Б-756
Операция 190 ХонинговальнаяХонинговальный мод. «Намбург»
Операция 200 ШлифовальнаяПлоскошлифовальный мод. 3Б-756
Операция 210 Круглошлифовальная Круглошлифовальный па 3486Н54
Операция 220 Зубохонинговальная Зубохонинговальный па «Черчиль»
Операция 230 Полировальная Полировально-доводочный автомат
Операция 240 Промывка
Операция 250 Летучий контрольСтол контролера
Операция 260 Приемочный контроль
Изготовление заготовок зубчатых колес
Методы изготовления.
Зубчатые колеса в зависимости от области применения изготовляют из различных материалов: стали чугуна цветных металлов пластмасс и др. Каждый из этих материалов удовлетворяет определенным требованиям. Самым распространенным материалом из которого изготовляют зубчатые колеса является сталь. Её применяют для зубчатых передач автомобилей тракторов самолетов станков и других машин которые передают большие нагрузки. Определяющими факторами для этих колес являются: прочность зубьев на изгиб контактная прочность и износ зубьев. При этом следует учитывать стоимость материала возможность обработки резанием степень деформирования в процессе закалки и т.д.
Для снижения уровня шума зубчатые колеса изготовляют из чугуна и пластмассы. Эти материалы по сравнению со сталью имеют меньшую стоимость лучшую обрабатываемость но колеса из этих материалов передают меньший крутящий момент чем стальные колеса. Зубчатые венцы червячных колес чаще всего изготовляют из бронзы которая обладает высокими антифрикционными иантикоррозионными свойствами. Зубчатые колеса насосов экономично изготовлять из металлического порошка.
Выбор метода изготовления заготовки зависит от формы и размеров детали её материала и назначения объемов производства и т.д. Лучшим методом является тот при котором заготовки получаются более дешевыми включая стоимость последующей механической обработки и имеют требуемое качество. Важнейшим фактором при выборе метода изготовления заготовок является экономия металла. Значительное сокращение расхода металла достигается при использовании технологических процессов малоотходного производства заготовок размеры которых максимально приближаются к размерам деталей. Экономия металла достигается благодаря сокращению припусков под механическую обработку и повышениюточности размеров заготовки. Уменьшается трудоемкость механической обработки благодаря более высоким режимам резания исключению черновых операций например точеная зубофрезерованияи других а также замене их получистовыми ичистовыми операциями.
В крупносерийном и массовом производстве к числу основных малоотходных методов изготовления заготовок зубчатых vколес относятся:поперечно-клиновая прокатка ступенчатых валов горячая высадка на многопозиционных автоматах холодная штамповка порошковая металлургия горячее накатывание и горячая штамповка заготовок с зубьями вырубка.
Особенно высокие требования предъявляют к качеству заготовок которые предназначены для обработки в автоматизированном производстве (автоматы автоматические линии гибкие производственные системы) с применением ЧЛУ. К этим заготовкам обычно предъявляют более жесткие требования в отношении припусков точности размеров твердости структуры металла массы и т.д. Перед механической обработкой заготовки целесообразно подвергать входному контролю в соответствии с техническими условиями.
В мелкосерийном производстве заготовки зубчатых колес особенно крупных размеров изготовляют другими методами. Заготовки обычно имеют простую форму с повышенными и неравномерными припусками под последующую механическую обработку резким колебанием твердости и др. Чтобы уменьшить трудоемкость изготовления заготовок в процессе ковки и последующей механической обработки форму заготовки целесообразно ограничивать плоскими или цилиндрическими поверхностями избегать применения заготовок сложных ступенчатых форм.
Типовой технологический маршрутизготовления кованых и штампованных заготовок: очистка металла от поверхностных дефектов разрезка на мерные части нагрев заготовки осадка и штамповка заготовки на несколько рабочих ходов пробивка отверстия у колес-исков термообработка.
В последнее время значительно усовершенствована трудоемкая и низкого качества операция резки на пилах ножницах и др. Высокая производительность и хорошее качество среза круглых и фасонных прутков достигаются на специальных отрезных станках например НТ-62 НТ-125 НТ-200 НТ-250 фирмы «Кизерлинг» (ФРГ). Во время резки два охватывающих режущих инструмента приводятся в действие одновременно от двух маховиков с кулачками. В результате двустороннего отрезного удара металл срезается ровно. Производительность 150-300 детмин допуск на длину заготовки ±015 мм. Поверхность среза получается чистая без заусенцев. Для повышения точности заготовок вавтомат можно вставлятьмини-ЭВМ контролирующую длину отрезанной части прутка что обеспечивает постоянство объема(массы) заготовки.
Технология горячей ковки и штамповки оказывает значительное влияние на процесс изготовления и качество зубчатого колеса. Неправильная штамповка влияет на обрабатываемость резанием срок службы инструмента деформацию при термообработке стоимость обработки параметр шероховатости окончательно обработанных поверхностей срок службы зубчатого колеса. Основная причина в том что штамп недостаточно наполнендля получения требуемой плотности и исключения пористости в штампованных заготовках. Гарантированное требуемое наполнение штампа достигается путем увеличения температуры штамповки для обеспечения однородного пластического течения удаления окалины и раковины в ковочном штампе увеличения размераштампованной заготовки. Правильно отштампованная заготовка зубчатого колеса имеет максимальную однородную плотность. Окалина и другие инородные частицы не должны попадать в заготовку. После штамповки заготовки подвергают нормализации или отжигу. Крупнозернистая структура полученная при температуре ковки переходит в более мелкую. Это позволяет уменьшить деформацию во время последующей термообработки и улучшить обрабатываемость. Структура металла должна состоять из феррита и перлита твердость НВ 170-207.
Расчет припусков операционных размеров и назначение допусков на обработку для 2х наиболее точных поверхностей с необходимой исходной информацией.
Расчет припуска на обработку отверстия 55+0018
Для достижения заданной шероховатости 25 обработку отверстия производим в 5 этапов:
Предварительная расточка
Окончательная расточка
Предварительное хонингование
Окончательное хонингование
По таблицам 3 и 5 (мет. 741) определяем значения шероховатости Rz и дефектного слоя П.
ПротягиваниеRz=5мкмП=15мкм
Предварительная расточкаRz=20мкмП=15мкм
Окончательная расточкаRz=5мкмП=10мкм
Предварительное хонингованиеRz=0П=0
Окончательное хонингованиеRz=0П=0
ЗаготовкаRz=160мкмП=200мкм
По т.23 т.10 определяем допуски:
Тзаг=055+045=1мм=1000мкм
По т.4 опрееляемρзаг т.е. пространственное отклонение заготовки:
Где: - допускаемая погрешность поковки по смещению осей
- погрешность эксцентричности отверстия.
Для последующих переходов кривизна отверстия:
где: Ky – коэффициент уточнения
На операциях хонингования пространственные отклонения малы и не учитываются.
Погрешность установки по операциям определяем по т.9 (мет. 741) в зависимости от применяемого зажимного приспособления.
На операциях хонингования погрешность закрепления
Определяем расчетные значения минимальных припусков:
Определяем расчетные припуски:
Определяем расчетные размеры:
Определяем наибольшие предельные размеры:
Определяем предельные значения припусков:
Определяем предельные значения общих припусков
Элементы припуска мкм
Расчетный размер А мм
Предельные размеры мм
Предельные припуски мкм
Расчет припуска на обработку линейного размера 42-01
Для достижения заданной шероховатости обработку отверстия производим в 3 этапа:
По таблицам 1314 и 16 (мет. 741) определяем величину припуска на обработку.
Черновое точение15 мм
Чистовое точение11 мм
Суммарный припуск=15+11+04=3 мм
Расчет режимов резания и норм времени на обработку на 2-х операциях.
I Операция 010 Протяжная
1Назначение скорости резания по нормативам в зависимости от твердости обрабатываемого материала V=6ммин
2Определение силы резания F=P*Sz
где: Р-удельная сила резания при протягивании кгмм2
3Корректировка скорости резания по мощности двигателя
При N=032 кВт V=6ммин
4Расчет машинного времени протягивания:
где: Lр.х.-длина рабочего хода мм
К – коэф. учитывающий соотношение рабочего и обратного ходов
где:lp-длина протягивания мм
lр.ч.п.-длина рабочей части протяжки мм
lдоп-дополнительная длина хода мм
4Определение штучного времени
где: tм-машинное время мин
tв-вспомогательное время мин
tт.о.-время технического обслуживания мин
tо.о.-время организационного обслуживания мин
tпод-времяподналадки мин
II. Операция 020 Токарная
Оборудование- токарный 8-ми шпиндельный полуавтомат
1Определение длины рабочего хода суппорта:
где: Lрез-длина резания мм
y-подвод врезание и перебег инструмента мм
Резец 1L1=28+2+1=305 мм
2 Назначение подачи суппорта на оборот шпинделя
3 Определение стойкости инструмента
где: Тм – стойкость в минутах машинной работы станка
λ – коэффициент времени резания
Если λ>07 то принимаем Тр=Тм
Резец 1 Тр выбираем по таблице Тр=67 мин
4 Расчет скорости резания и числа оборотов шпинделя станка
где: Vтабл – нормативная скорость резания
К1 – коэффициент зависящий от обрабатываемого материала
К2 – коэффициент зависящий от стойкости и марки твердого сплава
К3 - коэффициент зависящий от вида обработки
Резец 1V=140*08*08*12=1075ммин
Резец 2 V=125*08*1*1=100ммин
Резец 3 V=140*08*08*1=896 ммин
Расчет чисел оборотов шпинделя:
где: d – диаметр обработки в мм.
5 Определение времени цикла
где: Sм – минутная подача мммин
Резец 1Sм=06*272=1632 мммин
Резец 2Sм=06*318=1908мммин
Резец 3Sм=06*523=3138мммин
Лимитирующим инструментом является резец 1 т.к. у него наибольшая длина рабочего хода и наибольшее время работы.
6 Расчет штучного времени
tшт=028+01875+003+0025+015=08675мин
Мероприятия но усовершенствованию технологических процессов механообработки.
Используя опыт передовых автозаводов (ВАЗ КАМАЗ АЗЛК) и зарубежных фирм (Фиат Рено) можно предложить следующие мероприятия по совершенствованию технологии изготовлении деталей КПП автомобилей:
При изготовлении косозубых цилиндрических колес применить метод фрезерования по способу «Тронта» при котором имеет место непрерывное смещение зацепления червячной фрезы и снижение tM за счет уменьшения времени врезания и выхода фрезы по сравнению с обычным фрезерованием (опыт ВАЗа).
За счет совокупности технологических и организационных решений повысить уровень режимов резания в среднем на 20-30% (опыт ВАЗа). Например при работе многолезвийным инструментом (наборные фрезы расточные головки) высокая точность изготовления инструментов и связанная с этим более равномерная нагрузка на каждый зуб позволяют применять повышение (в 15-2 раза) минутные подачи.
Для повышения точности обработки шлиц на валах следует использовать вместо прямобочныхэвольвентные шлицы и изготавливать их методом холодного формообразования на накатных станках «Roto-Flo»(CLUA) производительностью до 300 штчас.
Для исключения транспортировки деталей в термический цех выполнять термическую обработку в технологических потоках используя индукционные агрегаты для закалки ТВЧ
Повысить производительность обработки за счет широкого использования в крупносерийном производстве принципа концентрации операций и совмещения неоднородных по технологическому признаку автоматических линий и агрегатов в единую систему. Например комплексная АЛ изготовления тел вращения включает: токарную обработку тонкую расточку импульсную расточку подгонку по весу и гальванопокрытие. Агрегаты связываются гибким транспортером с накопителями.При производительности АЛ 350детчас она обслуживается 4 рабочими (опыт ВАЗа).
На токарных операциях широко использовать останов шпинделей и дополнительные устройства обеспечивающие такие операции как фрезерование шестигранника сверление поперечных отверстий нарезание зуба накатки и т.д.
Использовать новые технологические схемы обработки вместо традиционных.
Например замена традиционной схемы торцефрезерование-центрирование всех деталей класса валов - автоматами совмещающими врезное торцевание с одновременным оформлением центров с криволинейной образующей что наряду с уменьшением количества станков повышает точность обработки.
Использовать для операций токарной обработки валов точные и высокопроизводительные токарные гидрокопировальные станки обеспечивающие допуск до 004 мм достаточный для отказа от операции шлифования перед нарезанием шлиц иди резьб.
Повысить производительность обработки применяя режимы резания используемые на европейских заводах:
- токарную обточку хвостовика первичного вала КПП выполнять на гидрокопировальных станках со скоростью 130-63 ммин;
- фрезеровать зубья шестерен КПП в АЛсоскоростями резания (65-76-33*45 ммин) (опыт ВАЗа) повышение производительности в18 раза;
-при долблении зубьев шестерен КПП скорость резанияувеличить в 15 раза (300-900 ходмин);
- повысить спорость резания на токарных многошпиндельных автоматах в 15 роза (50-75 ммин)
С целью повышения уровня режимов резания улучшить качество применяемого инструмента за счет мероприятий повышающих егостойкость. (На европейских заводах к качеству материалов и геометрической точности инструмента предъявляются исключительно высокие требования).
Определяющей конструкцией инструмента находящей массовое
применение на токарных и фрезерных операциях должна быть принята система державок-корпусов с механическим креплением неперетачиваемых твердосплавных пластин. Например наВАЗ 70% токарных операций выполняются резцами указанной конструкции и 22% всех операций по фрезерованиюплоскостей производится фрезами с механическим креплением пластин. В сравнении с твердосплавными капанными инструментами режимы инструмента с механическим креплением выше на 10-15% при увеличении стойкости на 20-25%. К достоинствам указанного инструмента с механическим креплением. Следует отнести также быстроту замены пластины не требующей как правило подналадку станка; сокращение персонала обеспечивающего инструментом рабочие места; сокращение парка заточного оборудования.
Повысить требования предъявляемые к абразивному инструменту работающему на высоких скоростях. Например шлифование вторичного вала КПП в АЛ — 35 мс вышлифовкаканавок на валах взамен точения скорость 63мс.
Важным элементом комплексе обеспечивающих интенсификацию процессов резания является новый подход к проблеме охлаждения инструмента. Необходимо резко увеличить норму СОЖ на единицу инструмента. (При установленной на заводах страны норме 30-70 лмин на шпиндель необходимо применять норму 100-200 ммин. )
Осуществить ряд мероприятий по подготовке и переработке СОЖ Эмульсия должна подвергаться 100% фильтрации на специальных установках. Система подачи жидкости должна быть полностью централизована а система отвода СОЖ совмещена с централизованной системой удаления отходов обработки. Размещение устройств для сбора СОЖ и отходов производства обычно осуществляется в двух тоннелях со специальными транспортерами. Обильное охлаждение исключает необходимость ручной очистки посадочных мест в приспособлениях от стружки а фильтрация по опыту западных фирм повышает стойкость инструмента на 10-12% уменьшает юное подвижных элементов оборудования.
На агрегатных и специальных станках использовать магазины автозагрузки. (На ВАЗе 65% всех протяжных станков механообрабатывающего производства имеют средства автоматической загрузки с магазинами 37% парка агрегатных и зубофрезерныхстанков оснащены магазинами-накопителями).
Широко использовать на операциях шлифования и хонингования средства автоматического контроля с обратной связью. На ВАЗе 70% всего шлифовального и хонинговального оборудования оснащено такими устройствами.
За счет конструктивных особенностей оборудования высокой надежности гидравлических электрических пневматических его систем особенно систем контроля должны быть обеспечены коэффициенты использования оборудования не ниже чем на западных фирмах:
зубошевинговальных и шлифовальных станков - 094;
остального металлорежущего оборудования - 095-096.
С целью повышения надежности при высоких эксплуатационных режимах целесообразно вертикальные токарные полуавтоматы типа «Буллард» заменить автоматическими линиями или лоботокарнынистанками.
Описание назначения и конструкции контрольного приспособления.
Контроль зубчатых колес на окончательной приемке требует применения большого количества специальных или специализированных контрольных приспособлений в зависимости от конструктивной формы контролируемой группы колёс. Значительное количество универсальных контрольных приборов выпускаемых для проверки эвольвенты наклона зубьев длины общей нормали и других параметров применяется применяется преимущественно для лабораторных измерений выборочного цехового контроля для наблюдений качества выпускаемых зубчатых колес.
В процессе изготовления зубчатые колеса подвергают межоперационному и окончательному контролям. При этом контролируются следующие параметры зубчатых колес:
Линейный и диаметральные размеры конусность и овальность последних; особенно диаметр базового отверстия;
Биение поверхностей и особенно базового торца относительно оси базового отверстия;
Шероховатость поверхности профиля зубьев.
На окончательной приемке помимо перечисленных осуществляется проверка также таких параметров как: кинематическая точность плавность работы и др.
Контрольное приспособление перед измерением выставляется по эталону. В зависимости от допуска контрольного параметра в приспособлении применяются индикаторы с ценой деления 0.01 0.002 0.001 мм.
Приспособление приведенное в данном курсовом проекте предназначено для измерения отклонения от перпендикулярности образующей базового отверстия относительно технологической базы и проверки биения конуса каретки шестерни.
У подставки 2 имеется посадочный диаметр П на который базируется измеряемая деталь. В подставку встроены диаметрально расположенные рычаги. Рычаг 4 служит для измерения отклонений внутреннего диаметра (базового). Результаты отклонений фиксируются по одному из индикаторов 11. Рычаг 14 контролирует (по одному из) образующую конуса. Результаты отклонений которого определяются по другому индикатору 11. Начальные (нулевые) положения индикаторов устанавливаются с помощью втулки 12 и винта 10. В процессе контроля деталь вращается вручную на 360 градусов.
Описание назначения и конструкции рабочего приспособления.
В мембранных патронах (рис.1) центрование и зажим зубчатого колеса осуществляются шестью кулачками2мембраны1к которым привертываются сменные кулачки3с зажимными поверхностямиЕ.В процессе съема и установки колеса шток8прогибает мембрану1вправо и кулачки расходятся. Зубчатое колесо устанавливают в патрон вместе с надетой на него обоймой с шестью роликами15.Дополнительное базирование по торцу колеса обеспечивается тремя сменными опорами13.Во избежание биения сменных кулачков3их шлифуют на месте для чего в кулачках2предусмотрены выточкиГпод установочное кольцо14.Винт4служит для регулировки сменных кулачков3перед их шлифованием.
Шток8предназначен для соединения патрона с механизированным приводом расположенным на заднем конце шпинделя станка. Предохранительное кольцо7ограничивает ход штока вперед (при разжиме). В направляющей втулке6смонтирована втулка12служащая для направления калибра активного контроля в процессе шлифования. Патрон базируется по поверхностямЖиИ.Опорная поверхностьМслужит для установки сменных кулачков3.Установочное кольцо14базируется по поверхностям кулачковЛиП'.Для измерения перемещения кулачка под действием осевого усилия штока предусмотрена поверхностьС.Для обеспечения безопасности при работе патрон защищен кожухом11который крепится винтами10к корпусу9.Уравновешивание патрона осуществляется за счет установки шести противовесов 5.
Измерение в процессе шлифования на внутришлифовальных станках осуществляется автоматически. Для этого необходимы средства активного контроля управляющие циклом и обеспечивающие заданный размер. По мере приближения к заданному размеру механизм активного контроля даёт команду исполнительным органам станка на уменьшение поперечной подачи круга чистовую правку выхаживание и отвод круга. Активный контроль осуществляют мерительными автокалибрами рычажноследящими устройствами и пневмодатчиками.
Использование автокалибров покажем на примере. После установки детали в патроне оператор вручную подводит шлифовальный круг до начала шлифования и включает самоход. Далее процессом управляет механизм активного контроля. Шток с закреплённым на нём измерительным калибром-2 (Рис. 2.1.) при возвратнопоступательном движении в полом шпинделе передней бабки подводит калибр до упора к шлифуемому отверстию с нерабочей стороны. Калибр выполнен ступенчатым. Когда диаметр отверстия достигает размера d 1 калибр входит в отверстие передней частью и через рычаг 3 и шток 4 размыкает
Рис. 2. Схемы наладки для шлифования отверстия и торца зубчатого колеса: а - мембранный патрон; 6 - схема установки зубчатого колеса на роликах; в - схема измерения обрабатываемого отверстия автокалибром
Когда диаметр отверстия достигает размера d 1 калибр входит в отверстие передней частью и через рычаг 3 и шток 4 размыкает контакт 5 в электроконтактной головке сообщая при этом команду на правку круга. После правки шлифование продолжается. При достижении d 2 калибр полностью входит в отверстие размыкает контакт 6 и шлифовальный круг отходит в исходное положение. Для повышения точности работы применяют плавающие калибры. Плавание калибра обеспечивается с помощью зазора 05 мм между штоком-1 и направляющей втулкой-7 а также зазора 005 мм при прокладке калибра-2 на болте-8.
Подборка материалов по инструментальному обеспечению технологического процесса.
Номенклатура применяемогоинструмента.
На токарных операциях применяются резцы с неперетачиваемыми
TI5K6-для чистовойобработки:
T14К8 - для получистовой обработки;
Т5К10 - для черновой обработки.
На операции зубофрезерования обработка осуществляется трехзаходной червячной фрезой с m=35 материал фрезы - сталь P18.
На шлифовальных операциях:
ПП 37 (плоский прямого профиля наружный диаметр 37 мм высота 37 мм диаметр отверстия 10 мм 23А - марка абразивного материала (электрокорунд белый 99% Аl2O3) 25-номер зернистости твердостью СМ2 на керамической связке К с номером структуры 5 рабочая скорость круга не должна превышать 45 мсек.)
ПВ 38(плоский с выточкой наружный диаметр 38 мм высота 25 мм диаметр отверстия 10 мм 23А - марка абразивного материала (электрокорунд белый 99% Аl2O3) 16-номер зернистости твердостью СМ2 на керамической связке К с номером структуры 8 рабочая скорость круга не должна превышать 60 мсек.)
ЧЦ85x30x20 23A16CM28K5 45 мс.(чашечный цилиндрический наружный диаметр 85 мм высота 30 мм диаметр отверстия 20 мм 23А - марка абразивного материала (электрокорунд белый 99% Аl2O3) 16-номер зернистости твердостью СМ2 на керамической связке К с номером структуры 5 рабочая скорость круга не должна превышать 45 мсек.)
На шевинговальнойоперации обработка осуществляется шеверомоблегаюшим левым с нормальным модулем m=35 материал - сталь Р18
На хонинговальной операции применяется хон 30х4х415
Режущие и вспомогательные инструменты (державки алмазные карандаши хонинговальная головка и др.) хранятся на складе и периодически помере их износа в комплектах поступают на линию из передвижных накопителей «Унифлекс» с помощью транспортной системы «Робокар».
Так как на токарных операциях применяются резцы с неперетачиваемымн режущими поворотными пластинами треугольной или ромбическойформы то после износа одной кромки пластины она поворачиваетсяипосле
этого ведется дальнейшая обработка до тех пор пока все кромки пластины не потеряют свою режущую способность.
Правка шлифовальныхкруговпроизводится по мере их «засаливания» алмазными карандашами. Другие используемые инструменты подвергают заточке вне линии.
Смена инструмента происходит по графику что предупреждает его затупление и поломку обеспечивая тем самым качественную обработку деталей.
Настройка инструментов для токарных операций проводится перед каждой операцией вне станка с помощью прибора фирмы «Питтлер».
Система активного обслуживания инструментом автоматических и поточных линий.
Системой предусматривается:
Доставка режущего инструмента на производственные участки для пополнения страховых запасов работниками централизованной инструментальной раздаточной кладовой.
Смена затупившегося инструмента по специальному графику.
Смена инструмента по графику предупреждает чрезмерное затупление и его поломку обеспечивает качественную обработку деталей.
Система устраняет потери рабочего времени наладчиков на сдачу и получение инструмента повышает производительность автоматических и поточных линий.
Специальные инструментальные шкафы размером 650х1000х1900мм устанавливаются непосредственно на производительных участках и являются местом хранения инструмента и рабочим местом наладчика.
Система внедрена на автомобильных заводах: Московском имени И.А. Лихачева производительного объединения «ЗИЛ» Заволжском моторном Челябинском автомеханическом заводах.
Экономический эффект от внедрения на 1 металлорежущий станок составляет 3500 руб. в год.
Система может быть применена в цехах механической обработки как автомобильных так и др. заводах машиностроительной промышленности.
Фрезы для обработки кромок зубьев шестерен
Для осуществления прямого скоса для обработки коротких зубьев внутри и снаружи для скашивания двухшпинделными фрезерными головками.
Универсальные фрезы для удаления заусенцев. Торцевые фрезы специального назначения.
Для осуществления бочкообразного скоса внутри и снаружи для высококачественного снятия заусенцев цилиндрических и конических шестерен.
Пальцевые фасонные фрезы
Для специальных задач при снятии заусенцев
Для фрезерования шлицевых профилей по принципу единичного деления.
Аналитическое исследование.
Список использованной литературы:
Алмазные инструменты в машиностроении Под ред. И.Г. Космачева. Лениздат 1965. 264с.
Сахаров Г.Н. Арбузов О.Б. Боровой ЮЛ. Металлорежущие инструменты М.: Машиностроение 1989. 328с.
Грановский Г.Н. Грановский В.Г. Резание металлов М.: Высшая школа 1986. 304с.
Резание конструкционных материалов режущие станки и инструменты Под ред. В.А. Кривоухова М.: Машиностроение 1967. 656с
Филипов Г.В. Режущий инструмент Л.: Машиностроение 1981. 173с.
Изучение технологического процесса изготовления шестерни третьей передачи промежуточного вала КПП автомобиля Зил-130 показало что процесс изготовления находится на достаточно высоком технологическом уровне деталь технологична.
Но независимо от этого можно провести отдельные усовершенствования технологического процесса:
При изготовлении косозубых цилиндрических колес применить метод фрезерования по способу «Тронта» при котором имеет место непрерывное смещение зацепления червячной фрезы и снижение tM за счет уменьшения времени врезания и выхода фрезы по сравнению с обычным фрезерованием.
Повысить производительность обработки за счет широкого использования в крупносерийном производстве принципа концентрации операций и совмещения неоднородных по технологическому признаку автоматических линий и агрегатов в единую систему.
Перечень литературных источников по вопросам изготовления цилиндрических зубчатых колес.
Типовые технологические процессы механической обработки деталей автомобилей. Каталоги. Руководящие материалы. НИИТавтопром. М. 1969.
Калашников А.С. Современные технологические процессы изготовления зубчатых колес в автотракторной промышленности. Конспект лекций по курсу «Технология автоматизированного производства». МАМИ. 1997.
Производство зубчатых колес. Под.ред. Б.А. Тайца. «Машиностроение» М. 1975.
Калашников С.Н. Калашников А.С Зубчатые колеса и ихизготовление. - М. «Машиностроение» 1983.
Калашников С.Н. Калашников А.С Изготовление зубчатых колес. М. Высшая школа 1980.
Мерганский Д.П. Зуборезное дело. «Машиностроение» 1969.
Справочник. Производство зубчатых колес. Под. ред. Б.А. Тайца.-М. «Машиностроение» 1990.
А.С. Калашников СИ. Калашников. Комплексная автоматизация производства зубчатых колес. М. «Машиностроение» 1991.
Сильвестров Б. Н. Зубошлифовальные работы . М. Высш. школа 1985.
Ю.Марков А.Л. Измерение зубчатых колес допуски методы и средства контроля. Ленинград «Машиностроение» 1997.
М. У. к лаб. Работе № 12В. «Нормирование точности цилиндрических зубчатых колес и передач» по курсу «Взаимозаменяемость стандартизация и технические измерения». М. МАМИ 1986.
Харалампиев И.С. Обкатывающее протягивание зубьев зубчатых колес. М. «Машиностроение» 1981.

Спец11..cdw

Контрольное приспособление
Винт М5х15 ГОСТ 1476-80
Штифт 4х8 ГОСТ 3128-70
Ось 5Вх35 ГОСТ 3128-60
Винт М6х12 ГОСТ Р 50383-92
Ось 5Вх20 ГОСТ 3128-60
Штифт 8х30 ГОСТ 3128-70
Винт М8х25 ГОСТ 11738-66

токарная наладка11.cdw

Обточить предварительно отверстие до диам. 108.5
Обточить предварительно уступ под конус до диам. 84.5
Расточить предварительно выточку до диам 62 на глубину 14 мм
Токарный вертикальный 8-ми шпиндельный
полуавтомат модели 1282.
Расточить фаску в отверстии 1
Расточить выточкуна глубину 2.2мм до диам.74мм.
Участок механической обработки зубчатого колеса
ой передачи вторичного вала коробки передач
Операзия 020 Токарная

Шестерня 4ой передачи исходнмк.cdw

Допускается наличие кнавки
для зубьев шлицевого отв.
Параметры шлицевого отверстия
Профиль эвольвентный
Профильный угол исходного контура
Смещение исходного контура
Диаметр делительнрой окружности
Диаметр перехода эвольвенты min
Чистота поверхности боковых сторон впадины
аправление линии зуба
Предельные отклонения измерительного
межосевого расстояния
Степень точности по ГОСТ1643-81
мещение исходного контура
межосевого растояния
за оборот зубч. колеса
Допуск на колебание длины
с зубьями эталонного
Межосевое расстояние пары
по нормали расчетная
Толщина по хорде зуба и высота до хорды
делительной окр. в нормальном
сечении при номин. наружн. диам.
Участок механической обработки зубчатого колеса
ой передачи вторичного вала коробки передач
Зубчатое колесо 4ой передачи
Сталь 25ХГМ ГОСТ 4543-95
Нитроцементовать; h0
Допускается снижение твердости
на поверхности Д до 59HRC
Неуказанные предельные отклонения размеров H12
Зубья венца Е должны быть бочкообразными.
Зубья венца Е упрочнить наклепом стальной дробью 0
Поверхность П проверять на краку конусным калибром.
Пятно контакта должно быть не менее 75% поверхности конуса..
Острые кромки зубьев притупить.
После шлифования наличие заусенцев не допускается.
Запрака торцев зубьев венца Г

теехнологические наладки11.cdw

Вертикально-протяжной 2х позиционный
Операция 010. Протянуть отверстие в размер
Участок механической обработки зубчатого колеса
ой передачи вторичного вала коробки передач

Патрон мембранный11.cdw

Технологический процесс обработки
шестери 4-й передачи
промежуточного вала коробки передач автомолбиля ЗИЛ-130

Спецификация мембр патрон11.cdw

Контрольное приспособление11.cdw

Проверяется: при установке по поверхности "Д":
биение поверхности "П" не более 0
биение торца "П" и "М" не более 0
Контрольное приспособление
Участок механической обработки зубчатого колеса
ой передачи вторичного вала коробки передач
Допуск параллельности плиты поз.1 относительно поверхности
кронштейна поз.2 не более 0
Допуск перпендикулярности плиты поз.1 относительно
стойки поз.20 не более 0
Допуск перпендикулярности кронштейна поз.1 относительно
поверхности стойки поз.20 не более 0
Перемещение подвижных элементов данного устройства должно
обеспечиваться плавно без заеданий.
Настройку на измерительные размеры проводить по эталонному
Эталонное зубчатое колесо
На виде А деталь условно не показана

Паковка11.cdw

Заусенец не более 2 мм
Обработка поверхности дробью
Предельные отклонения 0.4 мм
Неуказанные радиусы 1-3мм
Заусенец Торцевой не более 2мм
Внешние дефекты Допускается глубиной не более 0.5мм
Особые требования Разностенность не более 1 мм
Участок механической обработки зубчатого колеса
ой передачи вторичного вала коробки передач
Шестерня 4-ой передачи Зил 130
Каф. "Технология машиностроения