Изготовление детали в современных условиях производства

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

деталь металл технологичность зубчатый

Введение

1. Изучение служебного назначения детали, технических требований и критический анализ их соответствия служебному назначению

2. Материал детали и его свойства

3. Выявление числа деталей, подлежащих изготовлению в единицу времени и по неизменяемому чертежу

4. Выбор вида и формы организации процесса изготовления детали

5. Анализ технологичности конструкции детали

Список использованных источников

Введение

Деталь колесо ведущее имеет внутреннюю зубчатую поверхность с прямым зубом, выполнена из конструкционной легированной стали марки 40Х, содержащей основные легирующие элементы хром и марганец.

Колесо ведущее применяется в планетарном редукторе с двумя внутренними зацеплениями. Особенность работы данного редуктора заключается в том, что число зубьев центральных колес отличается на 1, 2 или 3 , в некоторых случаях на большее количество, от числа зубьев сателлитных шестерен. При данном соотношении чисел зубьев получаются меньшие потери мощности в зацеплении. Минимальное передаточное отношение для данных редукторов принимается не ниже 30. Ведущий вал в месте установки роликовых подшипников под блок сателлитов имеет эксцентрик. За каждый оборот эксцентрикового вала сателлит обегает закрепленное центральное колесо с внутренним зацеплением в одном направлении и при наличии разницы в числе зубьев совершает поворот на определенный угол в направлении, обратном вращению эксцентрикового вала, а вторая сателлитная шестерня поворачивает подвижное центральное колесо. Подвижное центральное колесо жестко связано с тихоходным валом и передает ему движение.

В редукторе по этой схеме имеет место односторонний контакт зубьев сателлитных шестерен с центральными колесами. Односторонняя конструкция эксцентрика уравновешивается грузом в виде сектора, установленного на быстроходном валу. Необходимо обращать внимание на то, чтобы уравновешивающий груз при вращении не купался в масле, так как при высоких оборотах может происходить нагрев масла из-за ударов сектора о масло, что приведет к повышению температуры всего редуктора. Для обеспечения данного требования осуществляется установка специального лотка в масляной ванне, где при вращении проходит сектор. Стенки лотка сделаны выше уровня масла в ванне.

Передаточное отношение данного редуктора имеет величину 137,9. Общий вес редуктора - 170 кг с учетом 6 литров заливаемого масла.

Внутренняя зубчатая поверхность колеса (рисунок 1) имеет прямой зуб выполненные по ГОСТ 1758-81 с 8-й степенью точности. Число зубьев колеса z = 73, модуль m=2,5. Для увеличения длительности эксплуатации колеса, поверхность зуба подвергается термической обработке (закалке). Термически обработанные шестерни имеют более длительную стойкость к износу и выкрашиванию, твердость зуба по шкале HRC_э 57…64, при толщине закаливаемого слоя металла 1,0…1,4 мм.

Рисунок 1 - Эскиз детали «Колесо ведущее»

Комплект основных баз детали:

- поверхность отверстия 6 - основная двойная направляющая база с явным характером проявления;

- торцевая поверхность 5 - основная опорная база с явным характером проявления;

- торцевая поверхность 1 - основная опорная база с явным характером проявления.

Точность геометрической формы детали:

- допуск формы поверхностей детали, должен находиться в пределах допуска соответствующего размера.

Точность относительно расположения поверхностей детали:

- отклонение от симметричности поверхности шпоночного паза 12 относительно базы не более 0,3 мм;

- параллельность поверхностей паза 12 не более 0,05 мм.

Твердость поверхностного слоя 57 64 HRCэ, что достигается термической обработкой - закалкой.

Точность размеров и степень шероховатости поверхностей детали представлена в таблице 1.

Таблица 1 - Точность размеров и степень шероховатости поверхностей детали

Основной базой детали являются поверхность отверстия диаметром 130 выполняемые по восьмому квалитету Н8, служащая для посадки на ступицу тихоходного вала редуктора. Неподвижное положение колеса на поверхности ступицы обеспечивается резьбовым соединением посредством резьбового штифта с резьбой отверстия М8 и шагом 1 мм. Получение данного соединения осуществляется в процессе сборки редуктора. Передача крутящего момента с колеса на тихоходный вал осуществляется посредством шпоночного соединения. Шпоночный паз имеет ширину 28 мм. и глубину 6,4 мм.

2. Материал детали и его свойства

Колесо выполнено из стали 40Х. Сталь 40Х относится к группе конструкционных легированных сталей, подгруппе хромистых сталей с добавлением марганца. Основные легирующие элементы стали хром и марганец, суммарная доля всех легирующих элементов не превышает 2%.

Сталь 40Х широко применяется в различных областях машиностроения. Шестерни, валы, втулки, червяки и другие цементируемые детали к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок.

Обладает не очень высокой коррозионной стойкостью и ограниченной возможность к свариваемости, несклонна к отпускной хрупкости. Обрабатываемость стали резанием в 1,2 - 2 раза хуже стали 45.

Составим таблицы 2 и 3 химического состава и механических свойств характеризующие сталь 40Х [2,с. 145].

Таблица 2 - Химический состав стали 40Х (ГОСТ 4543-71) в процентах

Таблица 3 - Механические свойства стали 40Х (ГОСТ 4543-71)

где _т- предел текучести материалы;

_В- предел прочности материала при его растяжении;

- относительное сужение после разрыва.

3. Выявление числа деталей, подлежащих изготовлению в единицувремени и по неизменяемому чертежу

Обязательным условием для серийного типа производства является расчет объема партии деталей n, шт, запускаемых в производство по формуле

n = Nв *a/F,

где Nв - годовая программа, шт;

a - периодичность запуска, a = 14 (5, 7, 10, 14 дней);

F - число рабочих дней в году, 252 дня .

n = 1250*14/252 = 75,431

Принимаем, n = 76 шт.

4. Выбор вида и формы организации процесса изготовления детали

Определим тип производства по данным о массе детали 5,8 кг. и годовой программе выпуска 1250 штук [4,с.31]. Принимаем мелкосерийное производство.

Серийное производство является основным типом современного производства в машиностроении. Предприятиям данного типа производства выпускается 75-80% всей продукции машиностроения [5, с.112].

Для мелкосерийного производства характерно использование универсального и частично специализированного технологического оборудования, станков с ЧПУ и обрабатывающих центров.

Технологическая оснастка в основном универсальная, применяют также универсально-сборные приспособления и наладочные приспособления. Режущий инструмент в большинстве случаев стандартный.

В качестве заготовок используют прокат, поковки и литье в земляные формы.

5. Анализ технологичности конструкции детали

Самой ответственной поверхностью детали является отверстие диаметром 130 мм, выполненная по восьмому квалитету с шероховатостью 1,6 мкм.

Последовательность обработки отверстия колеса включает в себя черновую, чистовую и окончательные стадии обработки. Из того, что на поверхности детали отмечены необрабатываемый поверхности, следует что отверстие в детали может быть получено в процессе получения заготовки, поскольку получение заготовки из проката исключается. Учитывая низкие литейные свойства стали 40Х единственным методом, которым может быть получена заготовка остается обработка давлением, штамповка или ковка. Следовательно, последовательность обработки отверстия может включать в себя растачивание черновое и чистовое и шлифование, или зенкерование и развертывание. Учитывая достаточно большой диаметр отверстия, целесообразно в качестве окончательного метода принять внутреннее шлифование.

Торцы колеса имеющего ширину 90 мм. выполняемые по 12 квалитету имеют шероховатость 1,6 мкм. что требует тонкого точения или шлифования торцевых поверхностей.

Поверхность вершин зубьев имеет диаметр 177,5 мм и выполняется по двенадцатому квалитету с шероховатостью 3,2 мкм. Для достижения данной точности и шероховатости необходимо черновое и чистовое растачивание.

Остальные поверхности детали подвергаемые механической обработки выполняются по 14 квалитету с шероховатостями 6,3 мкм.

Длина зубчатого зацепления 42 мм, размер выполнен с точностью по 14- му квалитету. Венец внутреннего колеса выполнен по восьмой степени точности по ГОСТ 1758-81. Чистовое долбление зубчатого венца дает возможность получения зубчатой поверхности по седьмой степени точности, выполнение закалки с применением печи ТВЧ, без последующей отделочной обработки приводит к снижению точности до требуемой 8 степени. Следовательно, обработка зубьев требует чернового долбления с шероховатостью 12,5 мкм и точностью по 8 степени, и чистового долбления с шероховатостью 1,6 мкм и точностью по 7 степени. Определим количественную оценку технологичности детали рассчитав вспомогательные коэффициенты технологичности: точности обработки Ктч, шероховатости обработки Кш [3, с.41] по формуле

Ктч = 1 - 1/Аср,

где Аср - средний квалитет обработки

Аср = Аni / ni,

гдеАni - квалитет i-той поверхности;

ni - число поверхностей с квалитетом Аni.

Аср = (8+9+123+146)/11 = 12,45

Принимаем Аср = 12 квалитету.

Составим таблицу 4 распределения квалитетов по поверхностям детали в порядки их уменьшения, от наиболее точного к менее точному.

Таблица 4 - Распределение квалитетов обработки по поверхностям

Ктч = 1 - 1/12 = 0,92

Средний квалитет соответствует получистовой обработке поверхностей детали.

Коэффициент точности соответствует обработке детали на станке нормальной и повышенной точности.

Найдем коэффициент шероховатости Кш по формуле

Кш = 1 - 1/Бср,

Где Бср - среднее числовое значение параметра шероховатости, мкм.

Бср = Бni / ni,

Где Бni - шероховатость i-той поверхности;

ni - число поверхностей с данной шероховатостью.

Составим для облегчения расчета таблицу 5.

Таблица 5 - Таблица распределения шероховатости

Тогда

Бср = (1,64+3,22+6,35)/11 = 4,02

Принимаем ближайшее по ряду шероховатости Бср = 3,2.

Кш = 1 - 1/3,2 = 0,68

Среднее значение шероховатости показывает, что деталь может быть получена чистовой обработкой лезвийным инструментом, значения шероховатости и точности обработки соответствуют друг другу.

Список использованных источников

1 Анфимов М.И. Редукторы. Конструкции и расчет / М.И. Анфилов. - М. : Машиностроение, 1972. - 284 с.

2 Журавлев В.Н. Машиностроительные стали: справочник / В.Н. Журавлев, О.И. Николаева. - М.: Машиностроение, 1992. - 480с.

3 Ковшов А.Н. Технология машинострения / А.Н. Ковшов. - М. : Машиностроение, 1987. - 320с.

4 Добрыднев И.С. Курсовое проектирование по предмету "Технология машиностроения" / И.С. Добрыднев. - М. : Машиностроение, 1985. - 184с.

5 Маталин А.А. Технология машиностроения / А.А. Маталин. - М. : Машиностроение, 1985. - 496с.

Размещено на Allbest.ru