Технологический процесс изготовления вал-шестерни дифференциального редуктора

 

 

 

 

 

2.4.Схема сборки дифференциального редуктора.

 
2.5.Выбор формы организации процесса сборки дифференциального редуктора.

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 изделия должно быть дополнено выбором формы организации. И поточное и не поточное производство может быть как стационарным, так и подвижным.

 Исходя из типа производства  выбираем непоточную стационарную сборку. Не поточная стационарная сборка характеризуется тем, что собираемый объект от начала до конца сборки остается на одном рабочем месте. Сборку ведут рабочий или бригада рабочих. Все необходимые детали и сборочные единицы доставляются на рабочее место. Выполнение сборочных работ распределяется между рабочими и бригадами бригадиром и мастером участка..

Для облегчения труда рабочих,рабочие места или стенды оснащаются универсальными приспособлениями и подъемно-транспортными средствами. Оборудование (станки, прессы и др.), используемое при сборке, размещают так, чтобы оно было доступно для рабочих с разных рабочих мест.

Выбор вида и формы организации сборки на данном этапе разработки технологического процесса 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 технического  процесса изготовления детали

вал-шестерня.

 

3.1.Служебное назначение  детали вал-шестерня.

Вал шестерня поз.16,является ведущим валом принимающим  вращательное движение непосредственно с гидромотора и передающий его дальше по цепочке.

Вал-шестерня базируется в подшипниках ГОСТ 8338-756-1000 902 поз.2,которые в свою очередь установлены в корпус и крышку поз.1 и 20.Вал-шестерня работает

в среде больших нагрузок, подвергается трению и деформации.Можно сделать вывод, о том, что материал детали, должен обеспечить её прочность.

В качестве материала для изготовления вал-шестерни применяем сталь 30ХГСА

ГОСТ 4543-71.

 

 

Химический состав стали 30ХГСА % ГОСТ 4543-71

 

C	Si	Mn	Cr	P	S	Cu	Ni
0,28-0,34	0,90-1,20	0,80-1,10	0,80-1,10	0,25	0,25	0,30	0,30

 

 

 

 

Механические свойства.

 

 

Марка сплава	модуль упругости,МПа	модуль сдвига,МПа	плотность, Дж/м2	σв	σт	относительное сужение,%	НВ
30ХГСА	1570	1700	127	490	1666	50	487

 

 

 

 

 

 

3.2.Анализ  технических требований  на деталь и ее технологичности

 

Модуль	m	1
Число зубьев	Z	25
Нормальный исходный контур	-	ГОСТ 9587-81
Степень точности по НО.841.000	-	Ст.7-С
Делительный диаметр	d	25

 

Венец	Г
Модуль	0,8
Число шлицов	16
Угол давления на делит.окр	30
Шлицы выполнены по	НО.106МТ-50
Центрировать по	S

 

Проанализировав  чертеж  детали, можно сделать вывод о том, что деталь является технологичной. Так как она имеет простую геометрическую форму, наружные поверхности имеют открытую форму,в наличие удобные технологические базы, гладкие поверхности требующие точной обработки, материал детали является хорошо обрабатываемым. Всё это даёт возможность формообразования поверхностей осуществлять на высоких режимах обработки (высокая производительность). Конструкция имеет поверхности, удобные для базирования и закрепления при установке на станках. Доступность всех поверхностей для обработки на станках и непосредственного измерения. Конструкция детали обеспечивает нормальный вход и вывод режущего инструмента, не требует специального оборудования и специального инструмента.

 

3.3. Выбор вида и способа  получения заготовки. Назначение  припусков на обработку.

Заготовку для изготовления вал-шестерни  можно получить горячекатаным прокатом или штамповкой в открытом штампе.

  Для того, что бы выбрать оптимальный  метод получения заготовки проводится  расчет коэффициента использования  материала и стоимости заготовки.

 

Коэффициент использования металла:

;

где – масса детали, кг

       – масса заготовки,кг

 

Способ№1 Расчет Ким для горячекатанного проката:

 

  
=0,000002

p=7800 кг/- удельный вес стали.

0.00007*7800=0.546кг

 

Ким = = = 0,29

 

Способ№2 Рассчитаем Ким для заготовки после штампа.

 

 

 

 

Vд=0,000002 м3      

r=8500 кг/м3 – удельный вес стали.

Мд = Vд*r = 0,156 кг.        

Vз=0,000003 м3      

Мз = Vз*r = 0,234 кг.        

  

 

Коэффициент использования материала у второго метода получения заготовки лучше,  но он экономически не выгоден из-за высокой стоимости штамповки и самого

изготовления штампа.

Экономически целесообразнее применить способ получения заготовки горячекатаным сортовым прокатом.

Произведём расчёт  припусков для наиболее точной поверхности 

 

Ø22±0,5 мм – диаметр заготовки под черновое точение;

Ø18±0,5 мм – диаметр заготовки под получистовое точение;

Ø15,5±0,1 мм – диаметр заготовки под чистовое точение;

Ø15k6 мм – окончательный диаметр детали

Ø 22±0,5 мм обеспечивает достаточный припуск для формообразования поверхности  15k6 мм, но этот диаметр меньше максимального диаметра детали  Ø 27-0,52 мм, припуск на который составляет 2±0,5 мм. Поэтому, произведя расчёт по максимальному диаметру детали, примем ближайший размер сортового проката по ГОСТ 4543-71. Ø30 ±0,5;  мм L =108±1 мм.

 

 

 

1. Прокат латунный по ГОСТ 4543-71 .

2. Произвести стабилизируйщий  отжиг прутка по режиму 

    II. Р4.054. 103-89.

3. Изогнутость прутка  в продольном сечении в пределах  ±1 мм на 100 

    мм   длины.

 

4. Выбор технологических баз

            Проектирование любой технологической операции, входящей в технологический процесс, предполагает разработку теоретической схемы базирования (ТСБ). ТСБ представляет собой расположение опорных точек на базах заготовки. Под базой понимают поверхность (ось, точку), принадлежащую заготовке и используемую для базирования. Базы имеют ряд классификаций, которые установлены ГОСТ 21495-76: по функциональному назначению (конструкторская, технологическая, измерительная), по лишаемым степеням свободы (установочная, направляющая, опорная, двойная направляющая, двойная опорная) и по характеру проявления (явная, скрытая).

Обоснование последовательности обработки поверхностей детали и выбор технологических баз между собой тесно взаимосвязаны и поэтому решаются комплексно .

На первом этапе необходимо выбрать технологические базы для обработки большинства поверхностей в заготовке. Такие базы  образуют комплект единых технологических баз( КЕТБ ). Учитывая тот факт,что  деталь базируеться в корпусе по шейка под подшипник целесообразно будет  выбрать их как основную конструкционную базу.

О1; О2;  – базовые поверхности, образующие комплект основных конструкторских баз детали;

В1…В4 – вспомогательные конструкторские базы детали;

С1…С8 – свободные поверхности, размеры которых  проставлены от базовых поверхностей;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.5 Выбор методов обработки поверхностей заготовки и определение количества переходов, выбор режущего инструмента

Выбор способов и обоснование количества переходов по обработке поверхностей заготовки предопределяет стремление превратить заготовку в деталь самым коротким и экономичным путем.

На выбор способов обработки влияют:

• конструктивные особенности детали и ее размеры;
• требования к качеству готовой детали;
• свойства заготовки;
• количество деталей, подлежащих изготовлению;
• технико-экономические показатели способов обработки.

Выбор способов и средств для обработки каждой поверхности заготовки ведут в направлении, обратном ходу технологического процесса (от готовой детали) и начинают с нахождения такой технологической системы, которая позволяет экономичным путем достичь необходимое качество материала  и геометрическую точность детали. Однако избираемая технологическая система в состоянии обеспечить требуемое качество детали только при определенных входных значениях характеристик заготовки по тем же показателям, как и у готовой детали.

Рассмотрим выбор методов обработки и определения количества переходов на примере участка вала диаметром Ǿ 15 мм, посадкой k6 – под подшипники.

Для посадки Ǿ 15k6 определяем предельные отклонения

Δв = 0,012 мм

Δн = 0,0001 мм

Тд=0,012-0,0001=0,0119 мм

В качестве заготовке имеем прокат, для которого согласно ГОСТ 4543-71 имеем:

Δв заг = +0,5 мм

Δн заг = -0,5мм

Тзаг=0,5-(-0,5)=1,0 мм

 

 

 

Конечную точность этого участка вала (е8 Ra 1,25 мкм) обеспечивает чистовое точение. Чистовому  точению должно предшествовать получистовое точение,      которое обеспечивает:                                                                                                                                                                                                                                  

Ra=2,5 мкм, T3=0,11мм, h=0,035 мм, где h-глубина дефектного слоя.

Δв3=0 мм       Δн3=-0,130 мм

Таким образом обеспечивается уточнение:

Получистовому точению должно предшествовать черновое точение, которое обеспечивает:

Ra=3,2 мкм, T2=0,18 мм, h=0,09 мм

Δв2=0 мм        Δн2=-0,180 мм

Таким образом обеспечивается уточнение:

Зная допуск на заготовку определяем уточнение, полученное на первой операции:

Таким образом, выполнение трёх переходов обеспечивает:

ε об=ε1×ε2×ε3=5,56×1,64×9,24=84,25    ε об ≥ εтр

Вывод: выбранные технологические переходы обеспечивают достижение точности детали. 

На выбор режущего инструмента влияют следующие параметры:

- требования к качеству детали;

- свойства материала обрабатываемой заготовки;

- выполняемая операция или переход;

-возможности и состояние используемого технологического оборудования;

- экономические показатели.

В связи с этим целесообразно применить в процессе обработки нашей заготовки следующие инструменты:

●   Резец проходной упорный 2112-0003 ВК8   ГОСТ 18878-73-для чернового точения

●   Резец 2140-0047 ВК6  ГОСТ 18878-73- для получистового точения

●   Резец чистовой 2140-0047 ВК4   ГОСТ 18878-73-для  чистового точения

 

3.6. Обоснование последовательности  обработки поверхностей заготовки  и разработка маршрутного технологического  процесса 

Выбор технологического оборудования и оснастки

Обоснование последовательности обработки поверхностей заготовки ведут с учетом конструктивных особенностей детали и требований к ее качеству, состава переходов по обработке поверхностей заготовки и ее базирования в технологическом процессе, необходимости термической обработки.

Обработку заготовки обычно начинают с подготовки технологических баз. Для этого были найдены связи между поверхностями детали и построен граф связи, в результате чего были определены основные технологические базы – шейки вала. При этом базирование по необработанным поверхностям в направлении выдерживаемых размеров допускается лишь один раз,с целью уменьшения несоосности центровочных отверстий, а шейки вала используем для фрезерования шлицов , а при шлифовании применяем центровые отверстия.