Технологический процесс изготовления шестерни

Содержание

Содержание

Введение

1 Назначение и конструкция детали

2 Анализ технологичности конструкции детали

3 Определение типа производства

4 Анализ базового техпроцесса

5 Выбор заготовки

6 Принятый маршрутный техпроцесс

7 Расчет припусков на обработку

8 Расчет режимов резания

8.1 Расчет режимов резания аналитическим методом

8.2 Расчет режимов резания по нормативам

9 Расчёт норм времени

10 Уточнение типа производства

11 Расчет точности операции

12 Экономическое обоснование принятого варианта техпроцесса

13 Расчет и проектирование станочного приспособления

13.1 Назначение и устройство приспособления

13.2 Выбор и расчет привода приспособления

13.3 Расчет приспособления на прочность

13.4 Расчет приспособления на точность

Заключение

Список использованных источников

Приложение А Комплект документов (38 листов)

Приложение Б Спецификация (3 листа)

Введение

Научно-технический прогресс в машиностроении в значительной степени определяет развитие и совершенствование всего народного хозяйства страны. Важнейшими условиями ускорения научно-технического прогресса являются рост производительности труда, повышение эффективности общественного производства и улучшение качества продукции.

Совершенствование технологических методов изготовления машин имеет при этом первостепенное значение. Качество машины, надежность, долговечность и экономичность эксплуатации зависят не только от совершенства ее конструкции, но и от технологии производства. Применения прогрессивных высокопроизводительных методов обработки, обеспечивающих высокую точность и качество поверхностей деталей машины, методов упрочнения рабочих поверхностей, повышающих ресурс работы деталей и машины в целом, эффективное использование современных автоматических и поточных линий, станков с программным управлением, электронных и вычислительных машин и другой новой техники, применение прогрессивных форм организации и экономики производственных процессов — все это направлено на решение главных задач: повышения эффективности производства и качества продукции. В курсовом проекте разрабатываются: технологический процесс механической обработки заданной детали, специальная оснастка и технико-экономические обоснование, а также ряд непосредственно связанных с ним вопросов. Курсовой проект делится на графическую часть, пояснительную записку и техдокументацию

Назначение и конструкция детали

Деталь “Шестерня ведущая” 5462402017 входит в центральный редуктор

ведущего моста самоходного скрепера 546П.

Самоходный скрепер предназначен для послойной разработки грунтов

первой и второй категорий, их транспортирования и отсыпки слоя заданной тол-

щины в возводимые сооружения или отвалы.

Допускается применение скреперов для разработки грунтов третьей и чет-

вертой категорий с обязательным проведением предварительного рыхления.

Набор грунта скрепером производится с помощью тракторатолкача, обо-

рудованного специальным устройством для толкания или уселенным отвалом

бульдозера.

Ведущий мост состоит из центрального редуктора, колесных передач пла-

нетарного типа и картера моста с цапфами и полуосями.

Центральный редуктор одноступенчатый с парой конических шестерен со

спиральными зубьями и межколесным коническим дифференциалом. Ведомая

шестерня главной передачи крепится заклепками к правой чашке дифференциала.

В процессе работы при значительных нагрузках в зубчатом зацеплении главной

передачи возникают большие усилия, которые отжимают ведомую шестерню от

ведущей, нарушая правильность зацепления.

Для обеспечения правильного зацепления зубьев шестерен главной пере-

дачи в картере редуктора установлен ограничитель деформации ведомой шестер-

ни. Шестерни главной передачи при сборке проходят предварительный подбор

(спаривание). В случае выхода из строя одной из шестерен замене подлежат обе

шестерни в комплекте.

Дифференциал ведущего моста – конический, с четырьма сателлитами и двумя шестернями полуоси установлен на двух конических роликоподшипниках, регулировка которых осуществляется двумя гайками. Совместная обработка ча-

шек, обеспечивающая точное расположение в них крестовин, требует, в случае

необходимости, замены чашек комплектно.

Для обеспечения обильной подачи смазки к деталям дифференциала к ле-

вой чашке приварены маслоуловители. Шестерни, дифференциал и подшипники

главной передачи смазываются маслом, разбрызгиваемым из масляной ванны

картера ведущего моста.

В бобышки, находящиеся внутри полости картера, запрессованы два шти-

фта, на которые опирается редуктор главной передачи. Штифты разгружают бол-

ты, соединяющие картер редуктора с картером ведущего моста, от действия реак-

тивного момента.

Шестерни и подшипники колесной передачи смазываются маслом, разб-

рызгиваемым из масляной ванны ступицы колеса.

Обслуживание ведущего моста в процессе эксплуатации заключается в

своевременном устранении течи, замене масла в полостях главной и колесной пе-

редач, проверке и подтяжке резьбовых соединений, проверке и проведении регу-

лировок.

Регулировку подшипников и зацепления шестерен главной передачи ре-

дуктора следует проводить совместно, операции по регулировке каждой пары

подшипников (ведущей шестерни и дифференциала) выполняется отдельно.

Шестерня ведущая служит для передачи крутящего момента от карданного

вала к редуктору отбора мощности, что приводит в движение полуоси.

Деталь имеет большое количество цилиндрических поверхностей, которые

относятся к простым. Сложными поверхностями являются шлицевые, резьбовые и

зубчатые поверхности. Высокие требования предъявляются к поверхностям Г, Ж и И, на которые устанавливаются подшипники.

К детали предъявляются высокие требования по точности и шероховато-

сти. Производится проверка на радиальное и торцевое биение поверхностей Г, Ж и И, а также щлицев. Необходимо соблюдать требования на допуск непостоянства

диаметра в поперечном и продольном сечениях поверхностей Г, Ж и И. Боковые

стороны шлицев должны быть прямыми и параллельными между собой.

Цементации необходимо подвергнуть только часть детали, предохранив от

цементации участок Д. Защитить его от цементации можно тонким слоем меди

или изолировать специальными обмазками. Также допускается отжиг поверхнос-

ти Д. Зубчатый венец допускается фосфотировать, что повысит его жаростойкость, коррозионную стойкость, износостойкость и твердость. Допускается прос лабление двух пар шлиц по ширине на 0,03 мм. С точки зрения механической об- работки лучше применять более современное оборудование, что позволит снизить количество операций и повысить производительность.

Шестерня ведущая является одной из самых важных деталей в самоходном скрепере.Она подвергается большим нагрузкам. Из-за чего необходимо подвер-

гать ее химико-термической и термической обработкам..Эта сталь склонна к внутреннему окислению при газовой цементации, что снижает твердость цементованного слоя и предел выносливости. Однако данный материал более дешев чем, например, хромоникелевые стали.

После цементации деталь подвергают термообработке, которая включает в

себя закалку и низкий отпуск. При закалке происходит нагрев заготовки до темпе-

ратуры 950…1880°С с последующим охлаждением на воздухе или нагревом до

температуры 2850°С с последующим охлаждением в масле. При низком отпуске

происходит нагрев заготовки до температуры 200°С с последующим охлаждением

в воде или масле. После термообработки материал заготовки приобретает механические свойства приведенные в таблице 1.2 Твердость

материала, после термообработки, 156…159 НВ.

Заготовка “Шестерня ведущая” получается штамповкой из материала

25ХГТ. Данный материал относится к конструкционным легированным сталям.Эта сталь склонна к внутреннему окислению при газовой цементации, что снижает твердость цементованного слоя и предел выносливости. Однако данный материал более дешев чем, например, хромоникелевые стали.

Химический состав и механические свойства стали 25ХГТ приведены соответственно в таблице 1.1 и 1.2.

Анализ технологичности конструкции детали

Деталь – шестерня ведущая, изготовлена из конструкционной легированной стали, и проходит термическую обработку. С точки зрения механической обработки деталь является вообще нетехнологичной, так как операция нарезания шлицев и зубьев со снятием стружки производится малопроизводительными способами шлицефрезерованием и зубонарезанием соответственно( как видно из технологического процесса эти операции занимают много времени и, следовательно, снижают производительность).При конструировании детали должны учитываться вопросы повышения производительности зубообработки. Конструкция детали позволяет получить заготовку, форма и размеры которой будут приближены к форме и размерам детали. Нетехнологичными являются отверстия, так как для их сверления требуется сконструировать специальное приспособление. Если все эти факторы будут учтены при конструировании детали, технологичность может быть значительна улучшена.Для количественной оценки технологичности детали ГОСТ 14.20273 предусматривает ряд количественных показателей технологичности детали.

Определим средний квалитет точности обработки :

Определение типа производства

В данном разделе определяем предварительный тип производства по годовому выпуску и массе деталей.

Исходя из годового объема выпуска деталей N = 1600 шт и массы детали m = 11 кг выбираем серийный тип производства [1, табл. 3].

Расчетное число смен округляем до принятого целого числа , затем определяем число деталей в партии, необходимых для загрузки оборудования на основных операциях в течении целого числа смен :

Выбор заготовки

Заготовка детали “Шестерня ведущая” получается штамповкой на горизонтальноковочной машине (ГКМ).

Процесс штамповки заключается в придании заготовке заданной формы и

размеров путем заполнения штампа. Штамповка включает технологические пере- ходы, высадку, прошивку, выдавливание, выбивку и отрезку поковки из прутка.

Преимущество штамповки на ГКМ – высокая производительность и эко-

номное использование металла.

Расчет припусков на обработку

Расчет припусков выполняем на две поверхности:

- на обработку поверхности диаметром 45 мм;

- на обработку торцевых поверхностей на длине 306 мм.

Расчет припусков ведем путем составления таблиц, в которые последовательно записываем технологический маршрут обработки наружной поверхности и все значения элементов припуска. Заготовка представляет собой штамповку степени сложности С2, группы сталей М2, класса точности Т4, массой 18,2 кг.

Технологический маршрут обработки поверхности диаметром 45 состоит из операций:

1. Точение черновое

2. Точение чистовое

3. Шлифование предварительное

4. Шлифование окончательное

Выбираем значения высоты микронеровностей и глубины поверхностного дефектного слоя [3] и заносим их в таблицу 7.1.

Определяем величину суммарного пространственного откланения , мкм:

Схема графического расположения припусков и допусков на обработку поверхности длиной 306 мм приведена на рисунке 7.2.

обработку поверхности длиной 306 мм

На все остальные обрабатываемые поверхности назначаем припуски по ГОСТ 7505-

Расчет режимов резания

8.1 Расчет режимов резания аналитическим методом

Операция 005 – фрезерноцентровальная.

Станок фрезерноцентровальный модели МР71М.

Переход 1: фрезеровать торцы

Исходные данные: режущий инструмент - две фрезы торцовых с пластинами из твердого сплава Т15К6, диаметр фрезы , глубина резания , ширина фрезерования , число зубьев фрезы .

Установленные режимы резания можно осуществлять на данном станке.

8.2 Расчет режимов резания по нормативам

Операция 010 – токарная с ЧПУ

Станок токарный с ЧПУ модели 16К20Т1.

Содержание операции: точить поверхности диаметром 40 мм, диаметром 71,5 мм, диаметром 76,5 мм, фаску 0,87 30°, поверхность диаметром 74 мм, точить фаску 0,87 30°, поверхности диаметром 76,5 мм, диаметром 94 мм, фаску 15°45, поверхность диаметром 153 мм.

Исходные данные: режущий инструмент – резец проходной оснащенный пластинами из твердого сплава Т15К6. Глубина резания .

Расчёт норм времени

Расчет норм времени выполняем для тех операций на которые рассчитаны режимы резания в разделе 8. Расчет выполняем по методике [3].

В среднесерийном производстве рассчитывается норма штучно – калькуляционного времени , мин:

Уточнение типа производства

На основании рассчитанных норм времени произведем уточнение типа производства.

Расчетное количество станков необходимых для каждой операции определяется по формуле :

Расчет точности операции

Расчет производим согласно методике и формулам из источника [1] для поверхности диаметром мм, получаемой на токарной операции 020:

Экономическое обоснование принятого варианта техпроцесса

В курсовом проекте сравниваются два варианта технологического процесса: базовый и проектируемый. В качестве базового варианта принимается заводской технологический процесс.

Расчет приведенных затрат и технологической себестоимости выполняется для всех изменяющих операций техпроцесса.

Приведенные затраты для двух сравниваемых вариантов техпроцесса рассчитываются по формуле :

Расчет и проектирование станочного приспособления

13.1 Назначение и устройство приспособления

На вертикально-сверлильной операции для сверления и зенкования отверс-

тий диаметром 6,2 мм используется специальное станочное приспособление –

кондуктор для сверления отверстий. Кондуктор состоит из корпуса , на который

приварены платики. На платики устанавливаются две призмы , и крепятся винтами и штифтама. Зажимной механизм приспособления состоит из прихвата 8, в который прикручена шпилька. На шпильку одета пружина для точной фиксации детали. Эксцентрик осуществляет прижим прихвата. Также предусмотрен плунжер для фиксации угла в 90°. На корпус приварена стойка с откидной кондукторной втулкой и планкой. Благодаря винту запорному можно откинуть кондукторную втулку для возможности зенкования детали.

Деталь устанавливается в призмы и зажимается прихватом. Производится сверление отверстия, деталь отжимается и проворачивается на 90°. В только что просверленное отверстие вставляется плунжер и деталь зажимается. После сверления второго отверстия откидывается кондукторная втулка и производится последовательное зенкование отверстия 1 45° с четырех сторон. Деталь отжимается и снимается. Обработка следующей детали ведется аналогичным образом.

13.2 Выбор и расчет привода приспособления

В процессе обработки отверстий сверлением обрабатываемая заготовка находится под воздействием крутящего момента осевого усилия Р0. Сила подачи и сила зажима действуют в одном направлении, прижимая заготовку. Под действием крутящего момента резания М деталь стремится повернуться вокруг оси. Этому противодействует момент трения Мтр, создаваемый осевым усилием зажима

Заключение

В результате разработки данного курсового проекта было проведено полное исследование технологического процесса получения детали в условиях среднесерийного производства. Важнейшим этапом проектирования технологии является назначение маршрутного техпроцесса обработки, выбор оборудования, режущего инструмента и станочных приспособлений. По отношения к базовому техпроцессу выполнены следующие изменения:

- применили одну фрезерноцентровальную операцию;

- убрали две слесарных операции;

- применили в последней токарной операции с ЧПУ поводковый патрон с торцевыми ножами;

- отказались от применения операций: дробеструйная и фосфотирование;

- исходя из типа производства заменили токарно-гидрокопировальные операции на токарные с ЧПУ;

В результате экономических расчетов определен экономический эффект принятого технологического процесса по отношению к базовому, который составил 5678400руб.

Список использованных источников

1. Методические указания по курсовому проектированию для студентов специальности Т.03.01 – “Технология, оборудование и автоматизация машиностроения”. – Могилев: БРУ, 2004. – 48с.

2. Косилова А.Г., Мещеряков Р.К. Справочник технолога - машиностроителя. В 2 – х т. Т 1. – М.: Машиностроение, 1973. – 694с.

3. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. – Мн.: Вышэйшая школа, 1979. – 255с.

4. Косилова А.Г., Мещеряков Р.К. Справочник технолога - машиностроителя. В 2 – х т. Т 2. – М.: Машиностроение, 1973. – 568с.

5. Барановский Ю.В. Режимы резания металлов. – М.: Машиностроение, 1972. – 407с.

6. Бабук В.В. Дипломное проектирование по технологии машиностроения.

- Мн.: Вышэйшая школа, 1979. – 463с.

7. Горохов В.А. Проектирование технологической оснастки. – Мн.: “Бервита”, 1997. – 343с.

8. Пашкевич М.Ф. Технологическая оснастка. Методические указания и задания к контрольной работе по дисциплине “Технологическая оснастка для студентов – заочников по специальности Т03.01.00 - “Технология, оборудование и автоматизация машиностроения””. – Могилев: ММИ, 1999.