Техпроцесс 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:Изготовление Вал шестерниСкачать

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:Чертеж вал шестерни. Процесс изготовления валов с зубчатым венцомСкачать

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:Как читать чертежи вал шестерни прикидываем техпроцесс изготовленияСкачать

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.

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: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: Обработка детали типа вала

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:Как разработать технологический процесс изготовления детали. 9 основных этаповСкачать

Технологический процесс изготовления детали «Шестерня»

Видео:Полный цикл изготовления Вал-ШестерниСкачать

Анализ рабочего чертежа детали «Шестерня» и технических требований к ней. Характеристика материала детали и выбор способа её заготовки. Подбор станочного оборудования и разработка маршрутно-операционного технологического процесса по изготовлению 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/

Технологический процесс изготовления детали «Шестерня»

1. Анализ рабочего чертежа детали и технических требований к ней

2. Характеристика материала детали

3. Выбор способа заготовки по литературным данным

4. Расчет и проектирование заготовки по выбранному способу

5. Разработка маршрутно-операционного технологического процесса

6. Подбор станочного оборудования, приспособления, режущего и измерительного инструмента

материал заготовка чертеж деталь шестерня

1. Анализ рабочего чертежа детали и технических требований к ней

Заданная шестерня представляет собой одну из конструкций зубчатого колеса. Деталь небольшая, ее габариты Ш 192*83, масса 10,7 кг. Это позволяет вести обработку на небольших и значит более дешевых станках.

Шестерня проходит термообработку, что имеет большое значение в отношении короблений, возможных при нагревании и охлаждении детали. В этом смысле перемычка, связывающая тело зубчатого венца и ступицу, расположена неудачно, т.к. при термообработке возникнут односторонние искажения. Зубчатый венец уменьшится в размерах, и вызовет сжатие ступицы с левого торца. Отверстие приобретет коническую форму, что скажется на характере искажения зубчатого венца. Перемычку между венцом и ступицей следовало бы сместить, или наклонить, однако в данном случае это, по-видимому, не возможно, т.к. на шестерни имеется обработка внутренней поверхности венца до самой перемычки.

Круглая форма детали говорит о ее технологичности при получении заготовки, обработке, контроле. За исключением зубьев, обработку можно вести на очень распространенных станках токарной и шлифовальной групп.

В тоже время с точки зрения механической обработки ЗК не технологичны, т.к. операция получения зубьев со снятием стружки производится в основном малопроизводительными методами.

Большинство элементов шестерни технологичны, и позволяют вести обработку стандартным покупным инструментом.

Нетехнологичен шпоночный паз. Для его получения потребуется малопроизводительный долбежный или протяжной станок, или дорогостоящие протяжки. Технологичны фаски с центральным отверстием. Они не позволяют при протягивании отверстия или шпоночного паза образовываться заусенцам на торцах ступицы.

Самый точный и ответственный элемент детали — центральное отверстие Ш47 Н7 с шероховатостью Ra 1,25 мкм. Шероховатость на зубьях Ra 2,5.

Остальные поверхности выполнены менее точно, их шероховатость более грубая.

Деталь имеет хорошие базы, при обработке — отверстие Ш47 Н7 и точный торец. Эти же поверхности являются базами и при контроле.

На детали правильная простановка размеров и тех.требований.

Учитывая вышесказанное, деталь заслуживает качественной оценки технологичности конструкции детали- хорошо.

Выводы из анализа рабочего чертежа

Анализируя рабочий чертеж детали, можно сделать следующие выводы:

— чертеж в достаточной мере информативен, имеет необходимые проекции, разрезы и сечения;

— на чертеже указаны все необходимые размеры с допусками, требования к точности формы и взаимного расположения, а также требования к качеству поверхности, обеспечивающие разработку технологического процесса, проектирование и изготовление детали;

— указаны требования к материалу, физико-механическому состоянию детали;

— допуски формы, взаимного расположения поверхностей, параметры шероховатости соответствуют стандартным значениям (ГОСТ 2.308-79, ГОСТ 2.309.77).

Конструктивно деталь считаем технологичной.

2. Характеристика материала детали

Характеристика материала детали.

Даная деталь относится к классу тел вращения типа «зубчатое колесо», образована наружными и внутренними поверхностями тел вращения, имеет зубчатый венец, соединённый со ступицей рёбрами жёсткости. Деталь испытывает нагрузки кручения, изгиба, износ зубьев, поэтому подвергается нитроцементации с последующей заколкой на твёрдость 25-30 HRC.

Марка: 40Х (заменители 45Х, 38ХА, 40ХН, 40ХС, 40ХФ, 40ХР)

Класс: Сталь конструкционная легированная

Применение: оси, валы, валы-шестерни, плунжеры, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, шпиндели, оправки, рейки, губчатые венцы, болты, полуоси, втулки и другие улучшаемые детали повышенной прочности.

Расшифровка марки стали 40Х: эта марка означает, что в стали содержится 0,40% углерода и менее 1,5% хрома.

Преимущества термообработки изделий из стали 40Х в кипящем слое по сравнению с традиционными способами: был исследован нагрев под закалку высокопрочных болтов из сталей 40Х и 38ХС. Из опытов следует, что при горизонтальном положении болта М24 в кипящем слое частиц корунда диаметром 0,32 мм, отапливаемом природным газом, медленнее всего температура повышается на оси болта в месте стыка его тела и головки. Скорость нагрева в этой точке почти вдвое меньше, чем на поверхности в середине болта, так что во избежание перегрева температура кипящего слоя не должна заметно превышать конечную температуру нагрева. В слое с температурой 900° С болт прогревается до 860° С примерно за 3 мин (термопара зачеканена на оси под головкой), в то время как в применяемых в настоящее время электропечах К-160 нагрев до 860° С длится, по нашим экспериментальным данным, 40 мин. За это время в электропечах образуется значительный слой отслаивающейся окалины, в то время как при нагреве в кипящем слое с двухступенчатым сжиганием поверхность получается чистой. Эксперименты показали, что для аустенизации достаточна выдержка болтов из обеих сталей при температуре слоя 860-870° С в течение 10-15 мин. Поскольку скорость охлаждения этих изделий в кипящем слое оказалась недостаточной, закалку осуществляли в масле. Отпущенные после закалки (410° С, 80 мин) болты отличались высокими показателями прочности при достаточной пластичности:

Сталь 40Х: ув=147-150 кгс/мм2, ан=3,84-3,27 кгс*м/см2, HB 345-360

Сталь 38ХС: ув=165-173,5 кгс/мм2, ан=3,18-4,41 кгс*м/см2, HB 400-430 (ударную вязкость ан определяли на образцах, предел прочности ув на целых болтах).

Параллельно болты М24 из стали 38ХС после выдержки в кипящем слое с температурой 910° С (15 мин) охлаждали в соляной ванне при 360° С (20 мин) с целью получения структуры нижнего бейнита. При достаточно высокой прочности (ув = 163 кгс/мм2) была получена значительно большая ударная вязкость (8,65- 10,6 кгс-м/см2). Наконец, часть болтов из стали 38ХС после такого же нагрева выдерживали в масле в течение 42 с, а затем переносили в кипящий слой температурой 360° С. Такой режим позволил повысить предел прочности до 171,5-173 кгс/мм2, но несколько снизил ударную вязкость (ан = 6,25-6,72 кгс.м/см2). Как показали исследования, нагрев в течение 8-10 мин в слое температурой 910° С обеспечивает превращение исходной ферритокарбидной смеси в аустенит и получение достаточно однородных свойств.

Химический состав в % стали 40Х

Механические свойства материала сталь 40Х

Механические свойства стали 40Х

Состояние поставки, режим термообработки

Пруток. Закалка 860 °С, масло. Отпуск 500 °С, вода или масло

Механические свойства стали 40Х в зависимости от сечения

Читайте также: Крышка вала для мотоблока

Закалка 840-860 °С, вода, масло. Отпуск 580-650 °С, вода, воздух.

Механические свойства стали 40Х в зависимости от температуры отпуска

еханические свойства стали 40Х при повышенных температурах

Закалка 830 °С, масло. Отпуск 550 °С

Образец диаметром 10 мм, длиной 50 мм кованый и отожженный. Скорость деформирования 5 мм/мин, скорость деформации 0,002 1/с

Предел выносливости стали 40Х

Ударная вязкость стали 40Х KCU, (Дж/см 2 )

Закалка 850 °С, масло, отпуск 650 °С
Закалка 850 °С, масло, отпуск 580 °С

Прокаливаемость стали 40Х (ГОСТ 4543-71)

Твердость для полос прокаливаемости, HRC

Физические свойства стали 40Х

Технологические свойства материала Сталь 40Х

Склонность к отпускной хрупкости: склонна

S_B — Предел кратковременной прочности, Мпа

S_T — Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), Мпа

d5 — Относительное удлинение при разрыве, %

KCU — Ударная вязкость, кДж/м 2

HB — Твердость по Бринеллю, Мпа

T — Температура, при которой получены данные свойства, о С

Е — Модуль упругости превого рода, Мпа

а — Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 о С — Т), 1/ о С

l — Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материал), Вт/(м· о С)

r — Плотность материала, кг/м 3

С — Удельная теплоемкость материала (диапазон 20 о С — Т), Дж/(кг· о С)

R — Удельное электросопротивление, Ом·м

без ограничений — сварка производится без подогрева и без последующей термобработки

ограниченно свариваемая — сварка возможна при подогреве до 100-120 о С и последующей термообработке

трудносвариваемая — для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-00 о С при сварке, термообработка после сварки — отжиг.

3. Выбор способа заготовки по литературным данным

Заготовка вала в проектируемом варианте получается штамповкой на кривошипном горячештамповочном прессе (КГШП).

Этот метод обеспечивает высокую точность заготовок, минимальные припуски и высокую производительность, он наиболее эффективен при массовом, крупносерийном и серийном производствах деталей массой от нескольких граммов до нескольких тонн (примерно до трех тонн). Наиболее целесообразно изготовление штамповкой поковок мессой не более 50. 100 кг. Для горячей штамповки рекомендуются конструкционные стали 25, 45, 30ХГСА, 30ХГСНА, нержавеющие стали 1X18H9T, Ж2, алюминиевые сплавы Д1,В95, титановые сплавы BT3-1, ВТ-5, магниевые сплавы МА2, Ш65-1. По сравнению с ковкой получение заготовок горячей объемной штамповкой обладает следующими преимуществами:

· появляется возможность изготовлять заготовки более сложной формы и с лучшим качеством поверхности, с шероховатостью Rz = 80. 20 мкм, а при применении холодной калибровки Rz = 10. 1,6 мкм;

· с меньшими допусками, чем при ковке, и возможностью доведения до точности, получаемой при обработке резанием; припуски снижаются в 2-3 раза;

· повышается производительность труда;

· уменьшаются штамповочные уклоны за счет особой конструкции штампов (наличие выталкивателей).

Горячая объемная штамповка подразделяется на различные виды в зависимости от типов штампа, оборудования, исходной заготовки, способа установки заготовки в штампе и т.п.

В зависимости от типа штампа штамповка подразделяется на следующие виды: в открытых или в закрытых штампах, или в штампах для выдавливания.

Перечисленные виды штампов применяют на всех типах оборудования. Вид штампа определяет течение металла, т.е. конфигурацию поковки, поэтому данную классификацию штамповки можно считать основной.

Штамповка в штампах для выдавливания — наиболее прогрессивный технологический протес горячей штамповки. При этом снижается до 30 % расход металла, повышается КИМ, точность может соответствовать 12-му квалитету, пределы допусков на размеры +1,0…-0,5 мм.

Выбор штампа — открытый, закрытый или для выдавливания — определяется конфигурацией и склонностью детали, массой и материалом, характером производства.

В зависимости от оборудования возможны следующие виды объемной штамповки: на штамповочных паровоздушных молотых действий, кривошипных горячештамповочных прессах (КГШП), горизонтально-ковочных машинах, гидравлических прессах, высокоскоростных молотах и на специальных машинах (ковочные вальцы, горизонтально-гибочные машины и т.д.).

Штамповка на КГШП наиболее целесообразна при крупносерийном и массовом производстве деталей сложной формы, массой до нескольких сот килограммов. Она имеет ряд технологических и эксплуатационных преимуществ по сравнению со штамповкой, например, на молотах, а именно: высокая точность поковок, пределы допусков до 0,2. 0,5 мм; экономия металла на 20-30 % за счет снижения припусков и штамповочных уклонов (в 2-3 раза); КПД прессов в три раза выше, чем у молотов; на 10. 30 % снижается себестоимость поковок; повышается производительность труда в среднем в 1,4 раза.

Штамповка на молотах в основном применяется при серийном и крупносерийном производстве поковок массой 0,01. 1000 кг. При штамповке на молотах пределы допусков составляют 0,8. 1,1 мм.

Гидравлические прессы применяют при производстве крупных штамповок, мало пластичных сплавов, не допускающих больших скоростей деформирования; при различных видах штамповки выдавливанием, где требуется большой ход рабочего инструмента; для штамповки поковок цилиндрической формы типа втулок, стаканов и очень сложных форм в разъемных матрицах, обеспечивают не ударный характер работы. Использование разъемных матриц позволяет получить, поковки высокого качества с точностью размеров 11. 12 квалитетов. КИМ при этом достигает 0,6, трудоемкость механической обработки уменьшается на 15. 20%.

Штамповка на ГКМ отличается высокими КИМ и производительностью, отсутствием на заготовке заусенцев. Поковки, получаемые на ГКМ обычно имеют форму тел вращения. Масса штамповок типа колец, стержней с утолщениями или глухими полостями, втулок с буртами — от 0,1 до 100 кг. Изделия штампуют из проката повышенной точности, труб. Припуски и допуски назначают по ГОСТ 7505-69.

Штамповочные уклоны на участках поковок, формируемых в полостях пуансона: наружные — 15′ — 1°, внутренние — 30′ — 2°. Для участков, формируемых в матрице, наружные уклоны не предусматриваются, а внутренние составляют 1. 5°. Наружные радиусы закруглений принимают равными размеру припуска на механическую обработку, внутренние — в 1,5-2 раза большими. Возрастающие требования к экономии материалов вызвали появление процессов «точной” или малоотходной горячей объемной штамповки. Точная горячая объемная штамповка относится к прогрессивным технологическим процессам, при которых размерная точность для стальных поковок может достигать 12. 14 квалитетов, параметр шероховатости поверхности Rz = 20. 40 мкм, штамповочные уклоны до 1°. При наличии необрабатываемых поверхностей наиболее полно реализуется преимущество штамповочных деталей с их благоприятно ориентированной для условий эксплуатации микроструктурой, плавно огибающей контуры детали и исключающей надрезы, неизбежные при их обработке.

Ковка имеет ряд преимуществ по сравнению с другими видами обработки:

-возможность изготовления крупногабаритных поковок массой до 300. 400 т при использовании сравнительно маломощного оборудования (минимальная масса — несколько десятков грамм);

-применение универсального оборудования и оснастки позволяют получить поковки широкого ассортимента;

-улучшается качество металла, его механические свойства (пластичность, ударная вязкость).

Ковкой изготавливают ответственные детали, такие, как валы и диски турбин, роторы, коленчатые валы СДВС, барабаны котлов высокого давления и т.п. Ковка осуществляется при температурах горячей деформаций, поэтому для такого вида обработки применяют все стали и сплавы, используемые при обработке металлов давлением.

Шероховатость поверхности поковок не превышает Rz = 320…80 мкм, а при использовании подкладных штампов 8 Rz = 80. 40 мкм. Коэффициент весовой точности поковок не превышает 0,3…0,4. С применением подкладных штампов (для деталей массой не более 150 кг) эта величина может быть увеличена на 15…20%. Мелкие поковки выполняют из сортового проката, средние (до 300 кг) из крупного проката, кузнечных заготовок и слитков (например, судовые валы). Допуски на размеры поковок, получаемых на прессах, регламентированы ГОСТ 7062-79, а на молотах — ГОСТ 7829-70.

Исходя из назначения детали, материала, размера и ее конфигурации, типа производства целесообразно применять горячую объемную штамповку на КГШП.

4. Расчет и проектирование заготовки по выбранному способу

Для расчетов припусков и определения предельных отклонений размеров заготовки определяем индекс заготовки по ГОСТ 7505-89.

1.Заготовка — штампованная поковка получается на КГШП. Для установления величины допусков и припусков на размеры штампованной поковки необходимо установить следующие параметры:

Читайте также: Замена крестовины рулевого вала мазда бонго

Точность изготовления — характеризуется классом точности обозначенным TI….T5.

Класс точности поковки устанавливается в зависимости от технологического процесса и оборудования для её изготовления.

При открытой (облойной) штамповке на КГШП — класс точности Т4-Т5.Принимаем класс точности — Т5.

Группа стали — условно обозначается М1,М2 и М3. К группе М1 относятся углеродистые или легированные стали с содержанием углерода до 0,35% и легирующих элементов до 2% включительно. К группе М2 — стали с содержанием углерода от 0,35% до 0,65% или легирующих элементов от 2 до 5% включительно; к группе М3 — стали с содержанием углерода свыше 0,65% или легирующих элементов свыше 5%.

Сталь 40 относится к группе сталей М2, так, как содержит 0,44% углерода. Масса поковки — ориентировочная величина расчётной массы поковки (G_п.р) вычисляется по формуле

Где G_д = 10,7 — масса детали, кг; к_т =1,3…1,6 — расчётный коэффициент, устанавливаемый в соответствии с характером детали.

Степень сложности — первая (C1), вторая (С2), третья (С ), четвёртая (С4).Степень сложности поковки определяется отношением массы (объёма) поковки к массе (объёму) фигуры, в которую вписывается поковка. Фигура может быть цилиндром или параллелепипедом. В расчёт должна приниматься та из фигур, объём которой меньше:

где d = 19,2 и L = 8,3 — максимальный диаметр и длинна детали, см;

G_Ф =V_{Ф *} y=470,74 * 0,00785 = 3,69 кг

где г = 0,00785 — плотность материала, кг/см 3 ;

Результирующая величина степени сложности : С1 — свыше 0,63 до 1,00; С2 — свыше 0,32 до 0,63; С3 — свыше 0,16 до 0,32; С4 — до 0,16. Степень сложности поковки для рассматриваемой детали — С1.

Конфигурацию разъёма штампа примем «плоской» для упрощения его конструкции.

2. В зависимости от расчётной массы поковки, группы стали, степени сложности, класса точности поковки устанавливаем исходный индекс — 16, табл.2[3]. Основные припуски на номинальные размеры детали определяем с учётом исходного индекса и шероховатости поверхностей детали по табл.3[3]. Дополнительные припуски, учитывающие смещение по поверхности разъёма штампа — 0,5 мм по табл.4[3]; отклонение от прямолинейности — 0,6 мм по табл.5[3].

3. Предельные отклонения размеров заготовки определяем по табл.3[3].

Размеры заготовки с допускаемыми отклонениями:

4. Составляем эскиз штампованной поковки для детали вал в соответствии с ГОСТ 3.1126-88 с указанием технических требований на её изготовление по ГОСТ 7505-89.

При вычерчивании поковки учитываем все припуски на механическую обработку и кузнечные напуски (штамповочные уклоны, радиусы закруглений) с указанием их размеров и допускаемых отклонений. Эскиз заготовки на рис. 4.2.

5. Для определения объёма штампованной поковки условно разбиваем её на простые элементарные фигуры с простановкой размеров с учетом плюсовых допусков.

Рис. 4.1. Элементарные фигуры для определения объема заготовки

Определяем обьёмы этих фигур V₁ V₂, тогда

6. Масса штампованной заготовки:

Принимаем неизбежные технологические потери (угар, облой и т.п.) при горячей объёмной штамповке равными 10%,определяем расход материала на одну деталь:

7. Коэффициент использования материала на штампованную заготовку:

Рис. 4.2. Эскиз заготовки детали

Технические требования к заготовке:

2. Класс точности поковки — Т5 по ГОСТУ 7505-89.

3. Степень сложности поковки С1.

5. Радиусы закруглений внешних углов R = 5 мм.

6. Допуски на радиусы закруглений поковок +3 мм.

7. Штамповочные уклоны 7° на наружной поверхности, 10°- на внутренней.

8. Допускаемое смешение по разъему штампа 1,2 мм.

9. Допускаемая высота заусенца по периметру среза 5 мм.

10. Допуск на радиальное биение поверхности А, Б и В относительно

базовой оси заготовки не более 1,2 мм.

11. Остальные технические требования по ГОСТ 8479-70.

5. Разработка маршрутно-операционного технологического процесса

Разработка маршрутного технологического процесса механической обработки предложенной детали является основой всего курсового проекта. От правильности и полноты разработки маршрутного технологического процесса во многом зависит организация производства и дальнейшие технико-экономические расчеты курсового проекта.

В технологической части курсового проекта необходимо дать анализ и обоснование разрабатываемого технологического процесса.

Прежде всего, необходимо выделить все операции, в которых применяется прогрессивное станочное оборудование, быстродействующее приспособление, специальный режущий и измерительный инструмент.

Характер технологического процесса в курсовом проекте определяется типом производства и особыми условиями проектирования, указанными в задании. Разработка технологического процесса должна быть основана на использовании научно-технических достижений во всех отраслях промышленности и направлена на повышение технологического уровня производства, качества продукции и производительности труда.

Для мелкосерийного производства технологический процесс следует разрабатывать по принципу группового метода обработки деталей, дающего возможность эффективно применять на универсальном оборудовании специализированную высокопроизводительную технологическую оснастку и повышать производительность труда.

В серийном производстве следует проектировать технологический процесс, ориентируясь на использование переменно-поточных линий, когда параллельно изготавливаются партии деталей разных наименований, что позволяет использовать преимущества массового производства.

В массовом производстве следует стремиться разрабатывать технологический процесс для непрерывной поточной линии с использованием высокопроизводительных станков, специальной технологической оснастки и максимальной механизации и автоматизации производства.

Какой бы тип производства не применялся при разработке технологического процесса в курсовом проекте, он должен находиться на уровне передовых достижений науки и техники (с учетом ЕСТД и ЕСТПП).

Разрабатывая технологический процесс обработки деталей, необходимо выполнить следующие условия:

· наметить базовые поверхности, которые должны быть обработаны в самом начале процесса;

· выполнить операции черновой обработки, при которых снимают наибольшие слои металла, что позволяет сразу выявить дефекты заготовки и освободиться от внутренних напряжений вызывающих деформации;

· обработать вначале те поверхности, которые не снижают жесткость обрабатываемой детали;

· первыми следует обрабатывать такие поверхности, которые не требуют высокой точности и качества;

· необходимо учитывать целесообразность концентрации (обработка в операции максимально возможного числа поверхностей) или дифференциации (разделение операций на более простые) операции;

· при выборе технологических баз следует стремиться к соблюдению основных принципов базирования — совмещения и постоянства баз;

· необходимо учитывать, на каких стадиях технологического процесса целесообразно производить механическую обработку, гальванические покрытия, термическую обработку и другие методы обработки в зависимости от требований чертежа;

· отделочные операции следует выносить к концу технологического процесса обработки, за исключением тех случаев, когда поверхности служат базой для последующих операций.

При разработке технологических операций необходимо особое внимание уделить выбору баз для обеспечения точности обработки деталей и выполнения технических требований чертежа.

При черновой обработке в качестве баз можно принимать поверхности, не подлежащие обработке, а если детали имеют несколько необрабатываемых поверхностей, то за базу надо принимать ту из них, которая должна иметь наименьшее смещение относительно своей оси или быть с наименьшим припуском на обработку.

При выборе баз необходимо принимать поверхности, от которых дан размер в чертеже, определяющий положение обрабатываемой поверхности.

Базы должны обеспечить отсутствие недопустимых деформаций детали, а также простоту конструкции станочного приспособления с удобной установкой, креплением и снятием обрабатываемой детали.

Технологический процесс механической обработки должен разрабатываться в соответствии с ЕСТПП и удовлетворять требованиям ГОСТ 14.301-83 «Общие правила разработки технологических процессов и выбора средств технологического оснащения». Широкое распространение в машиностроении получили детали типа валов — гладких и ступенчатых с разными перепадами диаметров. В настоящее время разработаны типовые технологические процессы механической обработки валов на основе разновидности их в разных типах производства.

Отдельные элементы операций типового технологического процесса можно использовать в разрабатываемом технологическом процессе.

Схема технологического процесса изготовления детали класса «шестерня» представлена на рис. 5.1.

Нумерация поверхностей на рабочем чертеже детали:

Рис. 5.1. Эскиз детали с учетом нумерации обрабатываемых поверхностей

Разработка технологических операций маршрутного техпроцесса

Таблица 5.1 Технологическая схема изготовления детали класса шестерня

📺 Видео

Как делают шестерни и зубчатые колёсаСкачать

Как сделать вал (токарная операция)Скачать

Чтение производственного чертежа. Обсуждаем изготовление детали шестерняСкачать

Изготовление валов, вал шестерня, производство валов, токарные работыСкачать

Изготовление шестерни. Придумал интересный способ.Скачать

Процесс изготовления огромной шестерни 😮🔥 #vertilnews #шестерня #производствоСкачать

Изготовление Вала Шестерня | Ремонт Валов Шестерёнки Звёзды к Комбайна Трактора Импортной Адирон.Скачать

Чертеж. Технологический процесс и операционные эскизы изготовления деталиСкачать

Изготовление валов для любого оборудования и станков. Обработка валов на токарных станках.Скачать

Изготовление шестерни на электроэрозионном станке.Скачать

Методы и способы изготовления зубьев зубчатых колесСкачать

Изготовление шлицевого вала шестерни. На наш вм-130. Или немного о шлицах. Часть 1 .Скачать

изготовление конических шестеренСкачать