Разработка бульдозерного оборудования повышенной накопительной способности. Бульдозер ДЗ-35 на базе трактора 15 тягового класса – Т-180

3 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ зубчатого колеса

3.1. Служебное назначение детали и анализ ее технологичности

Зубчатые колеса используется в цилиндрических редукторах, коробках передач и др. Эти детали  воспринимает статические и динамические нагрузки. При работе подвергается контактным напряжениям, ударным и циклическим нагрузкам изгиба, которые приводят к износу зубьев колеса.

Зубчатое колесо изготавливается  из стали 35 с содержанием углерода 0,35%(ГОСТ 1050-88). В данной детали отсутствуют нетехнологичные элементы. Все поверхности детали доступны для обработки. При изготовлении отверстий возможно применение много инструментальной обработки

Габариты детали Æ305х75, масса детали.

Зубчатое колесо не содержит фасонных поверхностей, поэтому специальный инструмент не используется. Наиболее точная поверхность – центральное отверстие с шероховатостью R_а1,6 мкм. Точность можно обеспечить точением с последующим шлифованием.

3.2 Выбор способа получения заготовки

при выборе заготовки из которой изготавливается зубчатое колесо будем учитывать следующие факторы: материал детали, конфигурация детали, размеры детали, точность изготовления , качество поверхности, масса детали

Масса детали определяется по формуле

M_заг=V_загr              (3.1)

где  V_заг- объем заготовки

r-плотность материала заготовки. r=7800кг/м³

С учетом припусков (предварительно припуски на обработку наружной и  внутренней поверхности принимаем  равным 3 мм.)

                    (3.2)

где D_н- наружный диаметр заготовки

L₁-длина натужней поверхности заготовки

D₁- диаметр выступов

D₂, D₃ – диаметры внутренней поверхности

L₂, L₃, L₄ – длины внутренних полостей заготовки.

m_заг=5423×7,8=42300 г =42,3 кг

Коэффициент использования материала

              (3.3)

где m_заг- масса заготовки

       m_д-  масса детали

 

Так как КИМ=0,89>0,75 следовательно  в качестве заготовки следует применить горячую штамповку в открытых штампах по ГОСТ7505-74 изготавливаемую в условиях серийного производства. Для штамповок  по ГОСТ7505-74 назначаем II класс точности (нормальная точность), группа стали М1- углеродистая сталь с содержанием углерода до 0,35%, степень сложности С1 ( , где G_ф- объем простой фигуры в которую вписывается заготовка,      G_п- объем поковки. При 0,63<C<1 соответственно С1).

3.3. Разработка маршрутного технологического процесса.

При разработке технологического процесса определяем способ обработки отдельных поверхностей. Назначаем необходимое количество технологических переходов для получения заданного качества каждой элементарной поверхности

Результаты заносим  в табл. 3.1

 

 

 

Таблица 3.1

Переходы обработки поверхностей заготовки

Поверхность	Требуемая шероховатость  поверхности	Наименование перехода (метод обработки)	Шероховатость поверхности  после обработки	Квалитет обработанной поверхности
Æ305	6,3 h8	Точение черновое Точение чистовое	12,5 3,2	h11 h8
Æ96	6,3 h14	Точение черновое	6,3	H11
Æ260	6,3 h14	Точение черновое	6,3	h11
Æ60	1,6 H7	Растачивание черновое Растачивание чистовое Шлифование чистовое	12,5 2,5 1,6	H11 H8 H7
Æ25	6,3 H14	Сверление	6,3	H13
75	3,2 IT14/2	Подрезание торца Точение чистовое	25 1,6	IT14/2 IT14/2
70	3,2IT14/2	Подрезание торца Точение чистовое	25 1,6	IT14/2 IT14/2
25	3.2Js9	Протягивание	1,6	Js9
Æ305	1,25h8	Нарезание зубьев червячной  фрезой Шлифование	3,2 1,25

 

На основании разработанных технологических переходов и режимов резания составляем  технологический маршрут обработки детали

005 - Термообработка –  нормализации

010 – Токарная черновая

015 – Токарная чистовая

020 – Радиально-сверлильная

025 – Внутришлифовальная

030 – Зубофрезерная

035 – Зубошлифовальная

040 – Протяжная

045 – Контрольная

 

Рис. 3.1. Эскиз детали “Колесо зубчатое”

3.4 Разработка схем базирования.

При выборе технологических  баз следует совмещать конструкторскую, технологическую и измерительную  базы, т. е. применять принцип единства баз (ГОСТ21495-76). При обработке следует также стремиться к соблюдению принципа постоянства баз на протяжении всего технологического процесса

Для обработки зубчатого  колеса применяем следующие схемы  базирования на операциях

3.5 Назначение припусков на обработку

Для заготовок полученных штамповкой припуски на обработку назначаем  по ГОСТ

Припуски на механическую обработку  зубчатого колеса устанавливаем  по ГОСТ 2009-55 и назначаем для каждой натужней и внутренней поверхности  припуск 3 мм. Это припуск при обработке детали разбивается на промежуточные припуски (табл. 3.2).

Рис. 3.2. Схемы базирования детали на операциях обработки: а- схема базирования на токарной операции; б- схема базирования на протяжной операции; в- схема базирования на шлифовальной операции

 

 

Таблица 3.2

Припуски  на обработку

Поверхность	Общий припуск	Метод обработки	Припуск на переход
Æ305	3	Точение черновое Точение чистовое	1,25 0.5
Æ260	3	Точение черновое	1,5
Æ96	3	Точение черновое	1,5
Æ60	3	Растачивание черновое Растачивание чистовое Шлифование	1,25 0,45 0,05
75	3	Подрезание торца Точение черновое	1,25 0,5
70	3	Подрезание торца Точение чистовое	1,25 0,5

 

3.6 Разработка операционного технологического процесса

• наибольшие параметры обрабатываемой детали
• диаметр          1250
• высота          1000
• масса          4000

-наибольшее перемещение  вертикального (револьверного) суппорта

-горизонтальное         775

-вертикальное         700

-диаметр планшайбы        1120

-частота вращения планшайбы,  об/мин     5 – 250

-подача суппорта вертикальная  и горизонтальная   5 – 1800

-мощность электродвигателя главного  привода, КВт   30

-габариты          2875

-ширина          2000

-высота          4100

-масса          16500

Для сверления отверстий  применяем вертикально-сверлильный  станок модели 2М58-1 имеющий следующие характеристики:

- наибольший диаметр  сверления в стали, мм     100

• расстояние от оси шпинделя до направляющей станины (вылет шпинделя)          500
• расстояние от торца шпинделя до плоскости стола         370 – 2500
• наибольшие перемещения       
• горизонтальное (сверлильной головки)            2650
• вертикальное (по колонне)              1500
• наибольшее вертикальное перемещение шпинделя   630
• конус Морзе шпинделя                    6
• число скоростей шпинделя       22
• частота вращения шпинделя        10-1250
• число ступеней подач                 18
• подача шпинделя, мм/об             0,063-3,15
• наибольшая сила подачи, МН                50
• мощность электродвигателя привода главного движения , КВт 13
• габариты
• длина                4850
• ширина               1850
• высота               4885
• масса, кг             18000

Для шлифования внутренних поверхностей применяем внутришлифовальных станок модели 3К228В имеющий следующие параметры:

- наибольший диаметр  устанавливаемой заготовки           560

- наибольшая длина устанавливаемой заготовки при наибольшем диаметре заготовки                  200

- диаметр шлифуемых  отверстий          50-200

- наибольший ход стола                 630

- наибольшее наладочное перемещение  шлифовальной бабки 

вперед (от рабочего)        60

назад   (на рабочего)        10

- наибольший угол поворота  бабки с заготовкой    30

- наибольший диаметр  и высота шлифовального круга  180´63

скорость движения стола, мм/мин 

- при правке шлифовального  круга      0,1-2

- при шлифовании         1- 7

- при быстром продольном перемещении     10

• Частота вращения шпинделя об/мин
• Внутришлифовальная         4500, 6000, 9000, 12000
• Торце шлифовального  приспособления    4000
• Вращения заготовки        100 – 600
• Мощность электродвигателя шпинделя, КВт   5,5
• Габариты с приставным оборудованием, мм :
• Длина          4000
• Ширина          2300
• Высота          1870
• Масса, кг         6900

Для обработки шпоночного паза применяем горизонтально- протяжной  станок-полуавтомат 7Б55 для внутреннего  протягивания, имеющий следующие параметры:

- номинальная сила протягивания, кН     100

- наибольшая длина хода салазок,  мм     1250

- размеры опорной поверхности  стола, мм    450´450

- диаметр отверстия, мм      

- в опорной плите        160

- в планшайбе         125

- скорость рабочего хода протяжек, м/мин    1,5…11,5

• рекомендуемая скорость обратного перемещения протяжки     20…25

-мощность электродвигателя  главного движения, кВт  18,5

-габариты, мм        

- длина          6340

- ширина          2090

- высота          1910

- масса, Кг          5200

 

Для нарезания зубьев применяем зубофрезерный станок- полуавтомат 5К324А имеющий следующие  параметры

- наибольший диаметр  обрабатываемой заготовки, мм    500

- наибольшие размеры  нарезаемых колес    

- модуль, мм         8

- длина зуба прямозубых колес      300

- угол наклона зубьев        ±60⁰

- наибольший диаметр устанавливаемых  фрез    180

• расстояния
• от торца стола до оси фрезы      60…350
• наибольшее осевое перемещение фрезы     80
• частота вращения шпинделя инструмента    50…310
• подача, мм/об               0,14…0,84
• мощность электродвигателя главного движения, КВт  7,5
• габариты, мм        
• длина          2500
• ширина          1440
• высота          2000
• масса, Кг         6400

3.6.1. Выбор инструмента для обработки детали

Для обработки детали следует применять стандартизованный  и нормализованный инструмент.

Для токарной операции:

1. Токарный проходной отогнутый резец (ГОСТ18868-73) с пластинами из твердого сплава Т5К10
2. Токарный проходной упорный резец (ГОСТ18868-73) с пластинами из твердого сплава Т5К10

3.Расточной резец оснащенный  пластинами из твердого сплава  Т5К10 (ГОСТ18062-72) 

4.Расточной державочный   упорный резец с углом в  плане 90^о для прямого крепления (ГОСТ10044-73)

5.Сверло спиральное из быстрорежущей стали Р6М5 с коническим хвостовиком (10903-77)

6.Протяжка шпоночная  из быстрорежущей стали Р6М5 (ГОСТ18217-80)

7.Фреза червячная цельная  прецизионная (ГОСТ9324-80)

8.Шлифовальный круг  тарельчатый (ГОСТ16176-82)

9.Головка коническая  шлифовальная коническая EW30´4024А25АСТ16КА35 (ГОСТ2447-82)

3.6.2 Выбор приспособлений для закрепления обрабатываемой детали

На основании разработанного технологического процесса обработки  детали.

При точении применяем  трехкулачковый  самоцентрирующий патрон (ГОСТ2675-80).

Для зубофрезерования  применяем гладкую оправку с  креплением заготовки гайкой. Оправка  имеет центровые отверстия для  установки в центрах станка и  снабжена поводковым хомутиком.

Для внутреннего шлифования применяем мембранный патрон с установкой заготовки по роликам.

3.6.3 Выбор мерительного инструмента

Тип и характеристики мерительного инструмента выбираем исходя из формы, точности размеров, технических  требований к детали, а также характеристик  производства.

Для контроля размеров зубчатого колеса применяем следующие инструменты:

-штангенциркуль ШЦ-250II ГОСТ166-80 

-зубомер m=2…10 мм.   ГОСТ3231–71

-рычажный микрометр  МРИ ГОСТ4381-68

-нутромер индикаторный  НИ 50-100-0,01 ГОСТ768-82

-индикатор часового  типа ИЧ-10-0,01 ГОСТ7668-67

3.6.4 Расчет режимов резания

Определим режимы резания  при черновом растачивании. Принимаем  глубину резания t=2,5 мм. подачу при  растачивании принимаем равной 0,7 мм.

Скорость резания рассчитывается по формуле:

              (3.4)

где С_v=350; m=0,2; x=0,15; y=0,35

S=подача

T- период стойкости  резца; T=45 мин

t- глубина резания

K_v- коэффициент учитывающий влияние материала заготовки и других факторов на режимы резания

              (3.5)

где K_mv- коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки

      K_nv - коэффициент, учитывающий влияние состояние поверхности   заготовки. K_nv =0,85

      K_uv - коэффициент, учитывающий влияние материала инструмента K_uv=1

             (3.6)