Технический процесс изготовление вала шестерни

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Задание на курсовой проект

Курсовой проект содержит текстовую и графическую части. Объем пояснительной записки — 18 страниц формата А4 печатного текста, а также чертёж заготовки формата А4. В пояснительную записку входят: общая часть, технологическая часть. К курсовому проекту прилагается чертёж детали формата А3.

Машиностроение является одной из важнейших отраслей народного хозяйства. Она создает активную часть основных производственных фондов и тем самым в значительной мере определяет возможности развития народного хозяйства страны. Развитию и формированию технологии машиностроения, как прикладной науки предшествовал непрерывный прогресс машиностроения на протяжении двух последний столетий. В наше время машиностроение ? ведущая отрасль производства. Эффективность производства и качество выпускаемой продукции во многом зависит от нового оборудования и от совершенствования технологических процессов. Повышение темпов научно-технического прогресса вызывает частую смену объектов машиностроительного производства, что в свою очередь требует от машиностроения создания новых видов продукции. В условиях рыночной экономики для того, чтобы продукция машиностроения была конкурентоспособной, необходимо обеспечить ее высокое качество. Решение этой задачи невозможно без широкого применения вычислительной техники, станков с ЧПУ, прогрессивной технической оснастки, обеспечивающей высокую точность и качество обрабатываемых деталей, а также необходимо создать безопасные условия труда на производстве.

Цель курсовой работы — закрепление и углубление знаний, полученных при изучении «Основы технологии машиностроения», «Автоматизация производственных процессов в машиностроении», а также применение этих знаний в самостоятельной работе при решении конкретных конструкторских и технологических задач. Получение заданной детали с наименьшими затратами материалов, минимальной трудоемкостью, а следовательно себестоимостью; повышению качества продукции.

Согласно заданию на курсовой проект, необходимо спроектировать комплексный технологический процесс изготовления детали «Вал».

1.1. Служебное назначение и техническая характеристика заданной детали

Данная деталь — «вал-шестерня». Валы предназначены для удержания установленных на них элементов (шкивы, зубчатые колеса и т.д.) и для передачи крутящего момента. В процессе работы вал испытывает изгиб, кручение, а в отдельных случаях- растяжение и сжатие. Используется вал-шестерня в редукторах. В данной детали имеются 2 шпоночных паза В=45ПШ. Шпоночные пазы предназначены для предотвращения проворота зубчатого колеса и для передачи вращающего момента. На валу-шестерне имеются две фаски 4*45?, они используются для упрощения последующего монтажа и для более плавного захода детали. На данной детали установлено косозубое зубчатое колесо с такими данными:

— угол наклона зубьев: левый

— величина сдвига инструмента x*m=5,76

— постоянная хорда SC=20,4372

— высота до постоянной хорды hC=14,009

Косозубые зубчатые колеса используются для передачи вращения между валами, на которых они располагаются. Они обладают рядом преимуществ: имеют большую нагрузочную способность, плавность зацепления и при работе малошумны. Однако, данные колеса сложны в изготовлении из-за точности и дополнительной осевой силы.

Также, на валу-шестерне установлены галтели. Галтель предназначена для уменьшения концентрации напряжений в месте резкого перехода от меньшего диаметра к большему. Рассмотрим поверхности вала-шестерни:

Общим параметром шероховатости является 12,5. Соответствующие этой шероховатости поверхности не требуют чистового обтачивания, предварительного и чистового шлифования.

Поверхности с шероховатостью 0,8 соответствуют 7 квалитету. Они требуют предварительного обтачивания, чистового обтачивания и однократного шлифования.

1.2.Анализ технических требований на изготовление детали

Исходя из технических требований, указанных к данной детали мы видим, что необходимо выбрать твердость 262-268 НВ, т.к. после термообработки улучшение повышается качество стали: твердость и прочность улучшаются, материал становится более однородным.

Читайте также: Сколько должен работать компрессор у холодильника атлант

Перекос оси паза относительно оси вала не более 0,08 мм и смещение оси паза шпонки относительно оси вала не более 0,22 мм. Эти величины нельзя превышать, в противном случае на деталь невозможно будет закрепить зубчатое колесо. Для данной детали мы используем центровые отверстия типа В с предохранительным конусом.

1.3 Анализ технологичности конструкции детали

«Вал-шестерня» имеет сложную конструкцию, он вмещает в себе закрытый шпоночный паз, который является нетехнологичным элементом. Деталь имеет возможность базировки в центрах, для чего в торцевых поверхностях вала предусмотрены центровые отверстия. Они помогают избежать погрешности обработки в радиальном направлении и служат для совмещения баз (размерной и установочной).

Определение действительной жесткости детали:

Рассчитаем средний диаметр:

Значит, мы не используем люнеты, так как вал имеет достаточную жесткость.

Конструкция данной детали обеспечивает удобство использования измерительного и режущего инструмента.

1.4 Определение типа и организационной формы производства.

Мы выбираем среднесерийное производство. Среднесерийное производство характеризуется средним объемом выпуска деталей, изготавливаемых в течении определенного времени. Т.к. «вал-шестерня» имеет массу 135 кг., то количество деталей одного наименования, обрабатываемых в год составляет 100-300 штук.

заготовка деталь маршрут конструкция

2.1 Выбор и обоснование вида заготовки и метода ее получения

Чертежом предусмотрено изготовление детали с конструкционной стали 40Х ГОСТ 4543-71.

Назначение стали 40Х: оси, валы, вал-шестерни, плунжеры, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, шпиндели, оправки, рейки, зубчатые венцы, болты, полуоси, втулки и другие улучшаемые детали повышенной прочности.

На первой стадии выбора заготовки для заданной детали следует предварительный выбор 2-х или более приемлемых способов изготовления заготовки для заданных деталей. Для нашей детали «вал-шестерня» мы выбираем 2 способа получения заготовок: штамповка на молотах и периодический продольный прокат.

Рассмотрим 1 способ, штамповка на молотах.

Вычислим коэффициент использования металла:

значит, коэффициент пребывает в пределах нормы

Рассчитаем себестоимость заготовки:

Где Сi — базовая стоимость 1 т металла, грн;

— коэффициенты, которые зависят от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объёма производства заготовок;

Sотх — стоимость одной тонны стружки, грн.

Рассмотрим второй способ получения заготовки — периодический продольный прокат: Объем детали:

Коэффициент использования металла:

Рассчитаем себестоимость заготовки:

Затраты на механическую обработку:

Следовательно, мы выбираем способ получения заготовки штамповку на молотах, так как он является более экономичным.

Ниже приведен эскиз заготовки.

2.2 Выбор методов обработки поверхностей детали

В данном пункте мы назначаем методы обработки с учетом габаритных размеров, характера и точности исходной заготовки, свойств материала и других факторов.

Методы обработки выбираются для всех поверхностей детали, начиная с самой точной и кончая самой неточной.

Видео:Чертеж вал шестерни. Процесс изготовления валов с зубчатым венцомСкачать

Изготовление зубчатых шестерен

При создании самых различных механизмов могут применяться шестерни и зубчатые колеса. Их геометрические особенности определяют возможность обеспечения надежного зацепления для передачи усилия. Технология изготовления зубчатых колес характеризуется достаточно большим количеством особенностей, среди которых отметим использование специального оборудования. Если изготовление шестерен проводится без учета особенностей геометрических особенностей, то существенно снижается качество получаемого соединения для передачи вращения.

Видео:Как читать чертежи вал шестерни прикидываем техпроцесс изготовленияСкачать

Конструкция зубчатого колеса

Встречается просто огромное количество разновидностей шестерен, все они характеризуются своими определенными особенностями. Среди конструкционных особенностей отметим следующие моменты:

1. При изготовлении цилиндрических и конических шестерен с прямым зубом рабочая часть создается заодно целое с валом. Это связано с тем, что размеры конструкции существенно уменьшаются. За счет создания такой конструкции можно получить деталь с высокой точностью и износостойкостью.
2. Встречаются и шестерни насадного типа. Они весьма распространены в случае, когда диаметр рабочей части большой. За счет установки насадного варианта исполнения есть возможность проводить обслуживание конструкции.
3. При диаметре менее 500 мм изделие получается методом ковки и отливки, а также при применении технологии сварки. Вариант исполнения более 500 мм изготавливаются методов отливки и сварки.
4. Клепанные или свертные колеса могут устанавливаться в случае, если есть необходимости в экономии используемого материала.

Наибольшее распространение получили зубчатые колеса цилиндрического типа.

Конструктивными особенностями подобного варианта исполнения можно назвать:

1. В качестве заготовки применяется диск определенной толщины.
2. В центральной части есть посадочное отверстие с прорезью для шпонки. Как правило, оно имеет достаточно большую кайму.
3. Рабочая часть представлена зубьями, которые могут быть расположены прямо или под углом. При этом геометрия зуба может существенно отличаться, все зависит от области эксплуатации.

Читайте также: Набор фиксации валов форд фокус

Изготовление цилиндрических зубчатых колес проводится при применении специального оборудования. Примером можно назвать зубонарезные станки, которые работают по методу обкатки. Стоит учитывать, что процесс изготовления конических зубчатых колес существенно отличается.

Видео:Изготовление Вал шестерниСкачать

Основные способы изготовления

Заготовки для рассматриваемых изделий получаются методом ковки или литьем, в некоторых случаях при применении технологии резания. Технологический процесс изготовления зубчатого колеса довольно сложен, так как нужно получить рабочую поверхность сложной формы с определенными геометрическими параметрами. Проводится нарезание косозубых колес и других изделий при использовании двух основных технологий:

1. Метод копирования предусматривает фрезерование, при котором прорез между впадинами зубьев образуются при применении, дисковых, модульных или концевых фрез. После образования каждой впадины заготовка поворачивается ровно на один зуб. Сред особенностей подобной технологии можно отметить то, что форма применяемого режущего инструмента повторяет форму впадины.
2. Метод обкатки сегодня встречается намного чаще. В этом случае механическая обработка предусматривает имитирование зацепления зубчатой пары, одним элементом которой становится червячная фреза. При изготовлении инструмента используется металл повышенной прочности, за счет чего и происходит резка. Обработка методом копирования предусматривает применение не только червячной фрезы, но также и долбяка и гребенки.

Довольно большое распространение получили червячные фрезы. Подобный инструмент представлен рейкой, на момент работы заготовка вращается вокруг своей оси. Применяется инструмент для изготовления исключительно шестерен с внешним расположением зубьев.

Гребенки используются для нарезания прямых и косых зубьев с большим модулем зацепления. Стоит учитывать, что поверхность инструмента может быстро изнашиваться.

Технология накатывания используется для получения больших зубчатых колес, а также крупных партий. В подобном случае проводится горячее накатывание, за счет нагрева степень обрабатываемости материала повышается. Венец получается методом выдавливания. Для существенного повышения точности может проводится механическая обработка.

Изготовление вал шестерней также должно проводится с учетом условий эксплуатации. На этот элемент оказывается высокая нагрузка, поэтому в качестве основы применяется заготовка из каленой стали высокой прочности. Шестерня зубчатая, изготовление которой проводится с учетом диаметра вала, насаживается методом прессования, фиксация обеспечивается шпонкой.

Видео:Изготовление валаСкачать

Подготовка чертежей

Процесс изготовления начинается с непосредственной подготовки чертежа. В этом случае производство существенно упрощается, существенно повышается точность получаемого изделия. При разработке чертежа указывается следующая информация:

1. Диаметр посадочного отверстия. Для шестерен изготавливаются соответствующие валы, которые имеют определенный посадочный диаметр. Этот показатель стандартизирован, выбирается в зависимости от размеров изделия и величины предаваемого усилия.
2. Размеры шпонки. Шпоночное отверстие может быть самым различным, размеры выбираются в зависимости от того, какие будут оказываться нагрузки. Стоит учитывать тот момент, что размеры шпонок стандартизированы.
3. Модуль. Этот параметр считается наиболее важным, так как ошибочный модуль может снизить эксплуатационные характеристики механизма.
4. Наружный и внутренний диаметр, определяющие размер зуба. Стоит учитывать, что этот элемент изделия характеризуется достаточно большим количеством особенностей.
5. Угол расположения зуба относительно оси вращения. Выделяют шестерни с прямым и косым расположением зуба.

Изготовление шестерен любых размеров возможно только при применении специальных станков, которые предназначены для решения поставленной задачи.

Технологические задачи при производстве рассматриваемого изделия могут существенно отличаться. Важными моментами можно назвать следующее:

1. Точность размеров. Наиболее точными размерами обладает отверстие, которое выступает в качестве посадочного для вала. В большинстве случаев его изготавливают по 7-му квалитету в случае, если к изделию не предъявляются больше требования.
2. Точность формы. В большинстве случаев при изготовлении шестерен особые требования к точности формы не предъявляются. Однако, посадочное отверстие должно быть расположено в центральной части изделия, так как даже несущественно смещение может привести к отсутствию возможности использования изделия.
3. Точность взаимного расположения. Больше всего требований предъявляется к тому, каким образом зубья и другие конструктивные элементы расположены относительно друг друга. При нарушении геометрической формы есть вероятность появления эффекта биения и других проблем при эксплуатации изделия.
4. Твердость рабочей поверхности. Основные требования связаны с твердостью рабочей поверхности. Шестерни постоянно находятся в контакте, сила трения может стать причиной быстрого износа поверхности. Для получения требуемого показателя твердости проводится термическая обработка. Рекомендуемый показатель составляет HRC 45…60 при глубине цементации 1-2 мм. Как показывают проведенные исследования, твердость незакаленной поверхности составляет HB 180-270.
5. Выбор подходящего материала также имеет значение. В зависимости от области применения изделия они могут изготавливаться из углеродистых, легированных сталей и пластмассы, в некоторых случаях чугуна. Легированные в сравнении с углеродистыми характеризуются большей прокаливаемостью, а также меньшей склонностью к деформации. Применяемые материал должен характеризоваться однородной структурой, за счет чего существенно повышается прочность после проведения термической обработки. При изготовлении высокоточных изделий проводится чередование механической и термической обработки.

Читайте также: Как снять пускозащитное реле компрессора холодильника атлант

Все основные параметры определяются на момент создания технологической карты. Самостоятельно создать карту достаточно сложно, так как для этого нужно обладать соответствующими навыками и знаниями.

Видео:Изготовление вал шестерниСкачать

Необходимые инструменты

Для проведения рассматриваемой процедуры требуется специальный режущий инструмент, которые позволяет проводить снятие требуемого количества материала. Довольно большое распространение получили следующие:

1. Если изготовление зубчатых колес проводится при применении технологии обкатки, то требуется эвольвентное зубчатое колесо, изготавливаемое при применении твердого и износостойкого материала.
2. Нарезка зубьев методом копирования проводится червячной фрезой. Она характеризуется определенной геометрией, которая позволяет получить впадины с заданными параметрами.

Также может устанавливаться пальцевая модульная фреза, которая устанавливается в специальном фрезеровальном оборудовании. Можно приобрести модульные фрезы для нарезания зубчатых колес, изготавливаемые при применении износостойких материалов.

Видео:Как разработать технологический процесс изготовления детали. 9 основных этаповСкачать

Технологический процесс

Процесс изготовления шестерни на крупных производственных линиях максимально автоматизирован. Классический техпроцесс характеризуется следующими особенностями:

1. Для начала определяются основные параметры изделия, к примеру, число зубьев, модуль и степень точности геометрических размеров.
2. Следующий этап заключается в проведении заготовительной процедуры. Чаще всего проводится штамповка при использовании горизонтально-ковочной машины.
3. Для повышения эксплуатационных характеристик выполняется нормализация. Подобная термическая обработка позволяет снизить напряжения внутри материала.
4. Токарно-винторезная процедура позволяет получить заготовку требующихся размеров. Для этого выполняется точение поверхности и расточка фасок.
5. После механической обработки прямозубых шестерен выполняется повторно нормализация.
6. Заготовка подвергается зубофрезерной обработке. Для этого применяется полуавтомат 5306К или другое подобное оборудование.
7. Следующий шаг заключается в слесарной обработке. Технологический процесс определяет появление заусенец и других дефектов, которые устраняются при применении полуавтомата 5525. На линиях с низкой производительностью зачистка проводится ручным методом.
8. После получения зубьев выполняется термическая обработка, для чего часто применяется установка ТВЧ. Закалка позволяет существенно повысить твердость поверхности и ее износостойкость.
9. Шлифование поверхности. Для получения поверхности требуемого качества выполняется шлифовка. Есть довольно больше количество различного оборудования, которое подходит для шлифования самых различных поверхностей.
10. Большое распространение получили насадные шестерни. Они устанавливаются на валу, могут быть больших и малых размеров. Фиксация насадного варианта исполнения проводится за счет шпонки. Получить шпоночный паз можно при применении долбежного станка.
11. Зубошлифование также проводится при применении специальных станков.

Стоит учитывать, что изготавливают пластиковые шестерни при применении только одного станка. Это связано с высокой степенью обрабатываемости пластика.

В заключение отметим, что процедура зубофрезервания достаточно сложна, предусматривает применение специального оборудования.

• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/tehnicheskiy-protsess-izgotovlenie-vala-shesterni

  📹 Видео

  Полный цикл изготовления Вал-ШестерниСкачать

  

  Изготовление Вал-шестерни прямозубойСкачать

  

  Как сделать вал (токарная операция)Скачать

  

  Изготовление вал шестерни, мини-эксковатора (поворот платформы)Скачать

  

  Методы и способы изготовления зубьев зубчатых колесСкачать

  

  Изготовление шестерниСкачать

  

  Технологический процесс изготовления детали вал эксцентриковыйСкачать

  

  Изготовление точного щлицевого вала. Чертеж с техническим требованием полного радиального биенияСкачать

  

  Изготовление шестерни. Придумал интересный способ.Скачать

  

  Конструкторские , технологические и измерительные базы. Базирование деталиСкачать

  

  Процесс обработки конической шестерниСкачать

  

  Чтение производственного чертежа. Обсуждаем изготовление детали шестерняСкачать