Разработка технологического процесса изготовления поршневого пальца двигателя ЯМЗ-238НБ

Содержание

Оглавление.

Глава 1. Анализ поршневого пальца двигателя ЯМЗ-238НВ

1.1 Назначение, описание конструкции, детали

1.2 Анализ технологичности детали

Глава 2. Проектирование заготовки

2.1 Выбор метода получения заготовки

2.2 Расчет параметров заготовки

Глава 3. Проектирование процесса технологической обработки заготовки

Глава 4. Расчет режима резания

4.1. Выбор токарного резца

4.2. Назначение глубины резания

4.3. Назначение величины подачи

4.4. Определение скорости резания

Глава 5 Нормирование операций

Список литературы

Приложение

Глава 1. Анализ поршневого пальца двигателя ЯМЗ-238НВ

Во время работы поршневые пальцы четырех и двухтактных двигателей подвергаются знакопеременным нагрузкам, включающим ударные нагрузки от процесса сгорания, что предъявляет высокие требования к точности их обработки и сопряженных с ними деталей (бобышек поршня и верхней головки шатуна) а также к качеству используемых материалов. В следствии высоких температур в бобышках поршня палец работает в условиях полужидкостного трения, что в свою очередь больше повышает температуру, ухудшает смазку, вызывает повышенный износ трущихся пар. Пальцы изготавливаются из низкоуглеродистой легированной стали (обычно с присадкой хрома и никеля) с последующей цементацией поверхностного слоя на глубину 0,5 - 1,5 мм или высокоуглеродистой стали с последующей поверхностной закалкой токами высокой частоты.

1.1 Назначение, описание конструкции, детали

Условия работы определяют следующие требования к конструкции поршневого пальца: он должен иметь малую массу, минимальную деформацию во время работы, достаточную прочность и износостойкость с учетом переменной и ударной нагрузок.

Поршневой палец ЯМЗ236 – пустотелый, плавающего типа, устанавливается в отверстие в поршне. Осевое перемещение пальца ограничивается стопорными кольцами, устанавливаемыми в специальные канавки в бобышках поршня.

В процессе работы двигателя палец нагревается до рабочей температуры и вращается в бобышках свободно. Вследствие изменения величины и направления давления поршневой палец прилегает попеременно то к одним, то к другим сторонам отверстий в бобышках поршня и втулки верхней головки шатуна. В таких условиях масляный слой не обладает достаточной толщиной и сопряжения детали работают преимущественно в граничной фазе трения при высоких удельных давлениях и нагрузках при наличии абразива, что приводит к повышенному износу пальца.

С увеличением износа зазор между деталями возрастает. При знакопеременном нагружении увеличение зазора приводит к появлению и постепенному росту ударных нагрузок, что вызывает выдавливание смазки и прогрессивное увеличение износа.

Зазор, при котором в сопряжении появляется металлический стук, следует считать предельно допустимым, он равен 0,02 мм.

Поршневой палец изготавливают из малоуглеродистой хромо-никелевой стали (ГОСТ 454371) с закаленным цементованным слоем наружной цилиндрической поверхности.

Под действием знакопеременных сил поршневой палец прогибается, а втулка верхней головки шатуна и бобышки поршня деформируются.

1.2 Анализ технологичности детали

Поршневые пальцы для двигателя ЯМЗ238НВ изготавливают из малоуглеродистой хромоникелевой стали 20ХН, в виде заготовки используют стальной пруток. Номинальные размеры поршневого пальца: длинна 1020,23, внутренний диаметр 29, наружный диаметр 50+0,016.

К механической обработке заготовок поршневых пальцев предъявляют следующие требования:

1) на поверхностях пальцев не допускаются трещины, волосовины, окалина, забоины, а на обработанных поверхностях, кроме того, черновины, вмятины и риски;

2) острые кромки на торцах пальцев должны быть округлены, а заусенцы зачищены;

3) твердость наружной поверхности пальца после химико-термической обработки для цементируемых сталей должна быть не ниже 56 HRC;

4) глубина цементируемого слоя наружной цилиндрической поверхности пальцев при толщине стенки 10,5 мм должна быть 1,1…1,7 мм

5) предельные отклонения размеров наружной цилиндрической поверхности пальцев должны быть по 6му квалитету;

6) допуски формы наружной цилиндрической поверхности не должны превышать 0,005…0,015 мм;

7) предельные значения разностенности пальцев при диаметре 50мм не должны превышать 0,5 мм

8) шероховатость обработанных поверхностей пальцев для наружной поверхности Ra = 0,10 мкм, а для остальных поверхностей Ra = 0,32 мкм.

9) точность контроля всех размеров до 0,0001 мм.

Глава 3. Проектирование процесса технологической обработки заготовки

операция 05 - подрезка и центровка торцов и обдирка наружной поверхности - производится на токарном станке. Палец устанавливается в центрах. На чистовую обработку оставляется припуск: в средней части

(подвергаемой цементации) – 6,4 мм по диаметру, в торцевых частях по длине – 4,8 мм;

операция 10 - проверка качества материала - дефектоскопия. Производится при помощи технических средств (магнитоскопия), а также путем погружения пальца в насыщенный раствор соды, которая после высыхания пальца проступает в трещинах;

операция 15 - цементация;

операция 20 - сверление центрального отверстия - выполняется на вертикально-сверлильном станке;

операция 25 - обточка концов пальцев с припуском под шлифовку;

операция 30 - слесарная обработка пальца (зачистка заусенцев, отверстии и т. д.);

операция 35 - закалка;

операция 40 - шлифовка и полировка;

операция 45 - полировка.