Разработка технологического процесса изготоления червяка

 

Недостатки метода регулировки:

1. Возможное усложнение конструкции изделия;
2. Увеличение (в отдельных случаях) количества деталей в размерной цепи;
3. Усложнение сборки из-за необходимости регулировки и изменений.

Область применения: весьма широко распространен во всех видах производства, особенно для цепей, отличающихся высокой точностью.

Компенсатором является звено  А4 – прокладка, за счет нее будет достигаться точность.

Установим экономически целесообразные расширенные значения полей допусков на составляющие звенья:

= 0,25 мм

= 0,2 мм

= 0,35 мм

= 0,1 мм

= 0,4 мм

Определим наибольшую величину компенсации:

 

мм

Определим число ступеней или групп компенсаторов:

 

 

Определение координат середин  полей допусков:

Для компенсатора:

 

 

Для остальных звеньев:

, , , .

Расчет предельных отклонений для составляющих звеньев:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аi, мм	, мм	, мм	Предельные отклонения
			, мм	, мм
А1 = 35	0,25	0	+0,125	-0,125
А2 = 16	0,20	0	+0,1	-0,1
А3 = 105	0,35	0	+0,175	-0,175
А4 = 4	0,10	-0,05	-	-
А5 = 152	0,40	0	+0,2	-0,2

Определение величины ступени  компенсации:

 

Расчет предельных отклонений компенсатора:

    

   

, - предельные отклонения на замыкающем звене при расширенных допусках без учета звена компенсатора.

 

 

 

 

 мм

 мм

 

Кб комп.	I	II	III	IV
	-0,7	-0,4	-0,1	+0,2
	-0,8	-0,5	-0,2	+0,1

Окончательно размеры  компенсатора будут следующими:

= 0,10 мм

 мм

 мм

 мм

 мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Схема сборки редуктора привода стола.

Чертеж сборки:

 

 

 

 

Схема сборки:

5. Выбор формы организации сборки редуктора привода стола.

При разработке технологического процесса сборки изделия необходимо стремиться достичь экономичным  путем соответствие собранного изделия  его служебному назначению. Для этого  технологический процесс должен обеспечивать, прежде всего, соблюдение технических требований к изделию  при минимальных затратах на сборку и при высокой производительности производственного процесса.

Ранее принятое решение о  виде организации производственного  процесса сборки редуктора должно быть дополнено выбором формы организации. И поточное и не поточное производство может быть как стационарным, так  и подвижным.

На основании исходных данных(N=5500 шт./год) и проведенных расчетов (T=19,8 мин/шт.) выбираем поточную подвижную сборку с периодическим движением собираемого объекта. Данный вид сборки характеризуется тем, что изделие перемещается от одного рабочего места к другому. На рабочих местах установлены средства механизации и автоматизации. Каждое рабочее место специализировано на одной операции. Одновременно собирается несколько изделий на нескольких рабочих местах. Для перемещения изделий используется механическое транспортирующее устройство (конвейер).

Выбор вида и формы организации  сборки следует считать предварительным. Уточнение выбора последует после  того, как будут выбраны оборудование и технологическая оснастка для сборочного цеха и проведено нормирование сборочных работ.

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Разработка технологического процесса изготовления червяка.
1. Служебное назначение червяка.

Червяк предназначен для  передачи крутящего момента между  перекрещивающимися взаимноперпендикулярными валами в редукторе. Его применение обусловлено необходимостью снижения скорости и дальнейшей передачи движения, посредством червячного зубчатого зацепления на сопряженную червячное зубчатое колесо.

В процессе эксплуатации червяк подвергается воздействию сложных знакопеременных нагрузок, поэтому можно сделать вывод о том, что материал, термообработка должны обеспечить высокую прочность детали, износостойкость рабочих поверхностей. Применяемый материал для изготовления червяка – сталь 40Х ГОСТ 4543-70, с последующей цементацией и закалкой 56…63HRC.

Червяк является телом  вращения. На нем имеются рабочие поверхности:

1,6 – поверхности под  подшипники;

2 – поверхность под  зубчатое колесо;

3,4,5 – свободные поверхности.

2. Анализ технических требований на червяк и его технологичность.
1. Анализ технических требований.
1. Обеспечить отклонение от перпендикулярности торцевых поверхностей вала относительно базовых поверхностей А, Б не более 0,02 мм на длине 100 мм.

Невыполнение данного  требования приведет к неплотному закреплению  подшипников, что повлечет за собой  уменьшение времени службы редуктора.

2. Обеспечить отклонение от соосности осей поверхностей под подшипники относительно общей оси базовых поверхностей А, Б в диаметральном выражении не более 0,025 мм.

Невыполнение данного  требования также приведет к некачественному  закреплению вала в подшипниках, что приведет к их быстрому разрушению, т.е. к уменьшению срока службы редуктора.

3. Обеспечить отклонение от круглости цилиндрических поверхностей под подшипники не более 0,004 мм.

Невыполнение данного  требования ведет к неплотному закреплению  подшипников на валу, что приведет к некорректной работе редуктора.

4. Обеспечить отклонение от профиля продольного сечения цилиндрических поверхностей под подшипники не более 0,004 мм.  

Если данное требование не будет выполнено, подшипники будут  быстро разрушаться, что приведет к  уменьшению срока службы редуктора.

5. Обеспечить отклонение от соосности поверхности мм относительно базовых поверхностей А, Б не более 0,008 мм.

Невыполнение данного  требования приведет к некачественному  зацеплению червяка с червячным  колесом, что повлечет за собой преждевременное  их разрушение и уменьшение срока службы редуктора.

Обеспечить параметр шероховатости  поверхностей под подшипники Ra = 0,8 мкм. Обеспечить параметр шероховатости поверхности  под зубчатое колесо Ra = 0,8 мкм. Обеспечить параметр шероховатости шпоночного паза Ra = 1,6 мкм.

 

2. Анализ технологичности червяка.

Качественный анализ технологичности:

Проанализировав чертеж червяка выявили, что его конструкция отвечает следующим требованиям:

- наличие заходных фасок на ступенях червяка обеспечивает более простую установку червячного колеса и нижних колец подшипников на червяк

- наличие удобных технологических  баз, обеспечивающих требуемую  ориентацию и надежное крепление  заготовки на станке при возможности  обработки ее с нескольких  сторон и свободного подвода  инструмента к обрабатываемым  поверхностям;

- простота геометрической  формы заготовки;

- обрабатываемые поверхности расположены в доступных для обработки плоскостях;

- возможность обработки  заготовки на многоцелевых станках  и др.

Таким образом можно сделать вывод, что конструкция червяка технологична.

Червяк является телом  вращения, это значит, что при  изготовлении детали будут широко применяться  токарно-винторезные станки - 1К625, 1К62.

Количественный анализ технологичности:

 

К_т – коэффициент  точности;

Т_ср – среднее арифметическое значение параметров или степеней точности поверхностей.

 

Тi – квалитет для i-ой поверхности;

ni – количество размеров или поверхностей для каждого квалитета.

 

 

 

 

Кш – коэффициент шероховатости

 

 – среднее  значение шероховатости;

 – значение  шероховатости для i-ой поверхности.

 

3. Выбор методов и способов получения заготовки.

Червяк изготавливается  из легированной стали 40Х ГОСТ 4543-70.

Требования к материалу:

1.Твердость HB 217.

2. Предел прочности при растяжении МПа.

3. Предел текучести МПа.

Химический состав стали 40X в %:

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu
0,36-0,44	0,17-0,37	0,5-0,8	До 0,3	До 0,035	До 0,035	0,8-1,1	До 0,3

Примечание: С – углерод, Si – кремний, Mn – магний, Ni – никель, S – сера, P – фосфор, Cr – хром, Cu - медь

Для изготовления червяка  можно применять два вида заготовок: заготовки из сортового проката  или поковки.

,

- масса детали, кг;

- масса заготовки, кг.

 

Vд = 0,00044 м³ – объем детали;

- удельный вес  стали. 

Мд = 0,00044*7800 = 3,44 кг.

Расчет Ким для сортового  проката.	Расчет Ким для штамповки.
Мз – масса заготовки; Vз = 0,000647 м3 – объем заготовки; Мз = 0,000647*7800 = 5,04 кг.	Мз – масса заготовки; Vз = 0,0006099 м3 Мз = 0,0006099*7800 = 4,76 кг

Заготовки из сортового проката в условиях производства (крупносерийное, T=2,9мин/шт., N=30000шт/год) применять нецелесообразно, т.к. при этом способе появляются большие потери времени на дополнительную обработку, а также потери на отход материала в стружку, т.е. очень маленький коэффициент использования материала. Поэтому предпочтительным способом получения заготовок для червяка будет штамповка. В частности горячая объемная штамповка, выдавливание. Этот вид получения заготовки применяется преимущественно в крупносерийном и массовом производстве. Оборудование, применяемое для данного вида штамповки – это кривошипный горячештамповочный пресс (КГШП).

Горячей штамповкой выдавливанием  обычно на КГШП получают заготовки  типа стержня с утолщением; стержни  постоянного и переменного сечения, сложной формы, с центральным  и эксцентричным расположением  головки относительно оси; с головкой несложной осесимметричной формы (тарельчатые, шарообразные, ступенчатые, фланцевые, конусные); с головкой сложной формы и типа развилин; заготовки типа крестовин или с двусторонними утолщениями и др.(рис.1).

Рис.1 Штамповочные заготовки, получаемые горячей штамповкой выдавливанием

На рис.2 приведены схемы  выдавливания. В большинстве случаев  по поперечным размерам после выдавливания заготовки имеют припуски под  шлифование. В зависимости от формы  и объекта исходной заготовки, выбранного технологического процесса при выдавливании получают заготовки без заусенца, с торцевым заусенцем, с поперечным заусенцем и с поперечным и  торцевым заусенцами, которые затем  удаляют.

Рис.2 Схемы выдавливания: а, б – прямое стержневых и трубчатых деталей; в, г – обратное стержневых деталей и деталей типа стакана; д – поперечное; е – комбинированное; 1 –  пуансон; 2 – матрица.

Совмещенный эскиз заготовки  и детали.

4. Выбор технологических баз и последовательность обработки.
1. Выбор единых технологических баз (КЕТБ).