Технологический процесс изготовление валов 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:Чертеж вал шестерни. Процесс изготовления валов с зубчатым венцомСкачать

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.

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:Как разработать технологический процесс изготовления детали. 9 основных этаповСкачать

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 Вал шестерниСкачать

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.

Читайте также: Гуммировать полиуретаном эти валы

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.

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:Как делают шестерни и зубчатые колёсаСкачать

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:Изготовление валаСкачать

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.

Читайте также: Размер крестовин карданных валов уаз

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.

Видео:Полный цикл изготовления Вал-ШестерниСкачать

Технологический процесс изготовления детали «вал-шестерня»

Видео:Как немцы делают огромные коленвалы.Скачать

Определение исполнительных размеров заготовки-поковки. Анализ технических требований на объект производства. Заданные параметры качества детали и методы их обеспечения. Режим работы и фонды времени. Разработка технологического маршрута обработки детали.

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//

Размещено на http://www.allbest.ru//

В дипломной работе разработан технологический процесс изготовления детали «вал-шестерня» с использованием автоматизированных средств технологического оснащения. Приведены необходимые расчеты, описание и планировка участка. Представлены разделы исходные данные для проектирования, проектирование и производство заготовок, технологический, конструкторский, безопасность жизнедеятельности и организационно-экономический.

Сделаны общие выводы по работе.

1. Исходные данные для проектирования

1.1 Исходные данные для проектирования

1.2 Служебное назначение объекта производства

2. Проектирование и производство заготовок

2.1 Исходные данные для проектирования заготовки

2.2 Выбор метода получения заготовки

2.3 Определение исполнительных размеров заготовки-поковки

2.4 Расчет массы заготовки-поковки

2.5 Технико-экономическое сравнение методов получения заготовки

3.1 Анализ технических требований на объект производства

3.2 Анализ технологичности конструкции детали

3.3 Определение типа производства

3.3.1 Режим работы и фонды времени

3.3.2 Определение типа производства

3.4 Анализ схем базирования и выбор технологических баз

3.5 Разработка технологического маршрута обработки детали

3.5.1 Анализ базового техпроцесса

3.5.2 Разработка проектного варианта маршрута обработки

3.5.3 Определение состава средств технологического оснащения

3.5.4 Выбор средств автоматизации производственного процесса

3.6 Разработка технологических операций

3.6.1 Выбор последовательности переходов

3.6.2 Выбор средств технологического оснащения

3.6.3 Расчет межоперационных припусков

3.6.4 Расчет режимов резания на операцию 025 Токарная с ЧПУ

3.6.5 Разработка управляющей программы

3.7 Нормирование технологических операций

3.8 Технологические расчеты параметров участка

3.8.2 Расчет количества оборудования численности работающих

3.8.3 Расчет площади участка

3.8.4 Размещение оборудования и рабочих мест

3.8.5 Выбор производственного здания

4.1 Разработка и описание станочного приспособления

4.1.1 Выбор базовой конструкции и разработка проектного варианта.

4.1.2 Расчет точности приспособления

4.1.3 Силовой расчет приспособления

4.2 Разработка контрольного приспособления для контроля взаимного расположения поверхностей

4.2.1 Выбор базовой конструкции и разработка проектного варианта

4.2.2 Расчет погрешностей измерения контрольного приспособления

4.3 Разработка средств автоматизации

4.3.1 Выбор загрузочного устройства для токарного станка с ЧПУ

4.3.2 Силовой расчет конструкции загрузочного устройства

4.3.3 Разработка устройства для размерной настройки инструмента

5. Безопасность жизнедеятельности

5.1 Анализ возможных опасных, вредных факторов и ЧС при работе на участке

5.1.1 Анализ опасных производственных факторов

5.1.2 Анализ вредных производственных факторов

5.1.3 Возможные чрезвычайные ситуации, которые могут возникнуть на участке

5.2 Разработка мероприятий по снижению опасных и вредных факто-ров при работе на участке

5.2.1 Защита от шума и вибрации

5.2.3 Расчет потребного воздухообмена при общеобменной вентиляции

5.2.4 Расчет пылестружечноудаляющей установки станка

5.2.5 Меры противопожарной безопасности

5.3 Разработка мероприятий по снижению вредного воздействия техпроцесса на участке на природу

6. Организационно-экономический раздел

6.1 Организация производственного процесса

6.1.1 Определение типа производства

6.1.2 Организация участка серийного производства

6.2 Расчет себестоимости и определение цены продукци

6.2.1 Стоимость основных фондов и оборотных средств

6.2.2 Расчет себестоимости и цены изделия

6.3 Расчет технико-экономических показателей участка

7. Исследовательский раздел

Список использованных источников

Серийное и мелкосерийное производства, выпускающие до 75-80% общей продукции машиностроения, характеризуются большими затратами рабочего времени на выполнение вспомогательных операций. Известно, что в общей структуре нормы времени на выполнение технологической операции в общем машиностроении основное технологическое время составляет всего 20-30%, а 70-80% затрат времени падает на вспомогательное время.

Основным направлением сокращения затрат вспомогательного времени является автоматизация производственных процессов.

Однако автоматизация в условиях мелкосерийного и серийного производств посредством применения высокопроизводительных станков традиционного исполнения (револьверных, агрегатных и многорезцовых станков, кулачковых одношпиндельных и многошпиндельных автоматов и автоматических линий) практически невозможно в связи с их высокой стоимостью, большими затратами на технологическую оснастку и очень большой трудоемкостью предварительной наладки станков. Все эти затраты отнесенные на себестоимость нескольких штук или нескольких десятков и даже сотен штук обработанных заготовок мелкосерийного и серийного производств, делают стоимость их изготовления непомерно высокой.

Читайте также: Пыльник рулевого вала тойота калдина

Одним из главных направлений автоматизации процессов механической обработки заготовок мелкосерийного и серийного машиностроения является применение станков с числовым программным управлением (ЧПУ).

Под числовым программным управлением (ЧПУ) (ГОСТ 20523-80) понимается управление обработкой заготовки на станке по управляющей программе, в которой данные приведены в цифровой форме.

Станки с ЧПУ представляют собой полуавтоматы или автоматы все подвижные органы которых совершают рабочие и вспомогательные движения автоматически по заранее установленной программе. Сложные, дорогостоящие в изготовлении и требующие трудоемкой наладки кулачки, копиры и упоры в системах ЧПУ не требуются, что ускоряет их наладку и делает рентабельным применение станков с ЧПУ при обработке малых партий.

Эффективность применения станков с ЧПУ выражается:

а) в повышении точности и однородности размеров и формы обрабатываемых заготовок, полностью определяемых правильностью программирования и точностью автоматических перемещений соответствующих узлов станка;

б) в повышении производительности обработки, связанной с уменьшением доли вспомогательного времени с 70-80% для обычных станков с ручным управлением до 40-50%, а в некоторых случаях с интенсификацией режимов резания; в среднем при переводе обработки на станки с ЧПУ производительность возрастает: для токарных станков — в два — три раза, для фрезерных — в три — четыре раза;

в) в снижение себестоимости обработки, связанным с повышением производительности, понижением требований к квалификации станочника.

Другое направление автоматизации в мелкосерийном и серийном производствах применение промышленных роботов. Одной из основных причин разработок и внедрения роботов является экономия средств по сравнению с традиционными средствами автоматизации применения роботов обеспечивает большую гибкость технических и организационных решений, снижение сроков комплектации и запуска в производство автоматизированных станочных систем.

Основными предпосылками расширения областей применения промышленных роботов являются:

а) обеспечение труда рабочего с конечной целью освобождения его от неквалифицированного, монотонного, а также тяжелого и вредного труда;

б) обеспечение условий безопасности труда, снижение потерь рабочего времени от производственного травматизма и профтехзаболеваний;

в) повышение производительности труда и качества выпускаемой продукции за счет снижения времени выполнения операций и обеспечение постоянного режима работы «без усталости»;

г) повышение уровня автоматизации и экономической эффективности серийного и мелкосерийного многономенклатурного производства;

д) экономия заработной платы рабочих, высвобождаемых в результате применения роботов.

В настоящей дипломной работе разрабатывается технологический процесс изготовления деталей «Вал-шестерня».

1.Исходные данные для проектирования

1.1 Исходные данные для проектирования

Объект производства — деталь «Вал шестерня»

Годовой объем выпуска Nг = 900 шт в год

Базовый технологический процесс обработки детали

Цех работает в две смены, продолжительность смены — 8 часов

1.2 Служебное назначение объекта производства

Вал-шестерня — деталь типа тела вращения. Деталь предназначена для передачи крутящего момента от колеса турбодетандора к механизму редуктора. Эта установка служит для отвода избыточной энергии и преобразовании ее в электрическую энергию, а также служит тормозом, т.е. работает как тормозное устройство. Колесо, одетое на вал-шестерню по конической поверхности, воспринимает крутящий момент с помощью шпонки. На колесо подается сжатый воздух, конструкция колеса позволяет пропускать через себя воздух, который расщепляется на составляющие, за счет понижения давления и температуры, а также за счет увеличения объема, в результате чего выделяется энергия, которая посредством редуктора передается дальше и преобразуется в электрическую.

Вал-шестерня работает в двух разных температурных режимах одновременно, что впоследствии сказывается на состоянии материала детали и ее технико-эксплуатационных характеристик. Вал передает большие значения крутящих моментов и воспринимает значительные и осевые нагрузки, соответственно требующие надежности и долговечности работы детали — поскольку время работы вала-шестерни — есть время работы всей установки (без профилактики и ремонта).

2. Проектирование и производство заготовок

2.1 Исходные данные для проектирования заготовки

Исходными данными для проектирования заготовки являются:

материал детали — 40ХН2МА ГОСТ 4543-71;

габаритные размеры детали — 75мм * 633,5 мм;

годовой объем выпуска Nг = 900 деталей в год;

тип производства — среднесерийный

Химический состав в % стали 40ХН2МА ГОСТ 4543-71 приведен в таблице 2.1, а механические свойства стали — в таблице 2.2.

Таблица 2.1 Химический состав стали 40ХН2МА ГОСТ 4543-71, %

• 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/tehnologicheskiy-protsess-izgotovlenie-valov-shesteren

  🔥 Видео

  Изготовление вал шестерниСкачать

  

  Изготовление шестерни. Придумал интересный способ.Скачать

  

  Методы и способы изготовления зубьев зубчатых колесСкачать

  

  Изготовление шестерниСкачать

  

  Изготовление шестеренСкачать

  

  Как читать чертежи вал шестерни прикидываем техпроцесс изготовленияСкачать

  

  Что такое технологический процесс? Введение.Скачать

  

  Чертеж. Технологический процесс и операционные эскизы изготовления деталиСкачать

  

  Изготовление валаСкачать

  

  9. Технология изготовления валов и кузовных конструкцийСкачать

  

  Что такое МОДУЛЬ шестерни? Ты ТОЧНО поймешь!Скачать

  

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

  

  Как сделать вал (токарная операция)Скачать