Введение
Задачей данного курсового проекта является изучение будущим конструктором на практических примерах особенности механической обработки деталей на металлорежущих станках. Не менее важной задачей является познание будущим специалистом методики разработки прогрессивных технологических процессов проектирования и изготовления деталей, приобретение практических навыков и умений анализа действующих, существующих технологических процессов.
Темой курсового проекта является разработка технологического процесса изготовления детали для массового производства.
Общее содержание курсового проекта предусматривает определение требований к заготовки, разработку технологического процесса изготовления детали. Технология изготовления детали ведется в строю определения последовательности и выполнения с применением общих положений и правил.
1 Описание, назначение детали и требования к обработке
Общее назначение детали (шестерни)
Шестерня — основная деталь зубчатой передачи в виде диска с зубьями на цилиндрической или конической поверхности, входящими в зацепление с зубьями другого зубчатого колеса. В машиностроении принято малое зубчатое колесо с меньшим числом зубьев называть шестернёй, а большое — колесом. Однако часто все зубчатые колёса называют шестернями. У зубчатых колёс есть одна особенность - они принципиально не могут иметь меньше 6 зубьев. В противном случае не будет соблюдено условие плавного и надёжного зацепления. Отсюда и происходит название - шестерня. Зубчатые колёса обычно используются парами с разным числом зубьев с целью преобразования вращающего момента и числа оборотов валов на входе и выходе. Колесо, к которому вращающий момент подводится извне, называется ведущим, а колесо, с которого момент снимается — ведомым. Если диаметр ведущего колеса меньше, то вращающий момент ведомого колеса увеличивается за счёт пропорционального уменьшения скорости вращения, и наоборот. В соответствии с передаточным отношением, увеличение крутящего момента будет вызывать пропорциональное уменьшение угловой скорости вращения ведомой шестерни, а их произведение — механическая мощность — останется неизменным. Данное соотношение справедливо лишь для идеального случая, не учитывающего потери на трение и другие эффекты, характерные для реальных устройств.
Назначение конкретно проектируемой шестерни
Ведущая шестерня коробки передач трактора, используется для передачи крутящего момента от первичного вала на вторичный. Установлена на валу, в картере коробки передач.
Требования к данной детали по прочности и условиям работы
Нитроцементировать h 0,8…1,3 мм, 59…65HRC. Шлицы h≥0,6, HRC≥52. Ядро 32…46 HRC.
Проверку твердости нитроцементированных поверхностей производить на вершине зуба, проверку глубины нитроцементации и проверку твердости ядра на заточке одного из зубьев.
Штамповочные уклоны 5˚…7˚.
Трещины, расслоения металла, волосовины, забоины не допускаются.
Шлицы контролировать по элементам и комплексным калибрам, обеспечивающим указанные размеры и взаемозаменяемость деталей в сопряжении.
Допускается прослабление по ширине двух шлицев до 0,02 мм сверх допуска .
При массовом изготовлении шестерен дополнительно контролировать колебания измерительного инструмента.
Определение рационального метода получения заготовки
В производственных условиях задача определения вида заготовки может решаться в разной постановке:
1 – выбор заготовки, при отсутствии каких-либо ограничений со стороны производства в техническом или организационном плане.
2 – выбор заготовки с целью замены действующего на производстве варианта на более рациональный.
При КП методически обоснованным является 1-й вариант. Выбор рационального метода получения заготовки предположением оценки конструкции детали с позиции технических возможностей методом формообразования заготовки. На этом этапе можно ограничить материалоемкость как критерий рациональности заготовки.
Заготовки зубчатых колес получаются преимущественно двумя петодами:
резкой сортового проката
штамповкой
В последнем случае заготовка получается с геометрическими параметрами близкими к детали
Штамповка производится при помощи ГКМ.
Горизонтально-ковочные машины (ГКМ) представляют собой разновидность кривошипных прессов с перемещением главного и зажимного ползунов в горизонтальной плоскости. Они являются кривошипно-рычажно-кулачковыми механизмами. Сущность штамповки на ГКМ заключается в зажиме заготовки в матрице и деформации ее в торец. Для осуществления возможности такого действия машина имеет два механизма зажимной и деформирующий.
Штамповка на ГКМ применяется в условиях крупносерийного и массового производства и особенно в автотракторной и авиационной промышленности. Исходной заготовкой для штамповки на ГКМ является прокат (преимущественно круглого сечения) в виде прутка или мерных заготовок.
Горячая штамповка на горизонтально-ковочных машинах (ГКМ) широко используется в производстве поковок различной конфигурации так как является одним из самых высокопроизводительных и экономичных способов.
Особенностью штампов ГКМ является наличие двух плоскостей разъема. Это – плоскость разъема полуматриц и поверхность разъема пуансона и матрицы. Штампы ГКМ обычно делают многоручьевыми. Для экономии инструментальной стали штампы ГКМ делают сборными. Пуансоны и матрицы собирают в блоки.
Вставки полуматрицы удерживаются винтами и гайками, навинченными с тыльной стороны блока. Пуансоны крепятся каждый с помощью накладок и болтов с гайками. Применяют и другие виды крепления пуансонов, а именно стопорными винтами, гайкой или клином.
Поковки, штампуемые на ГКМ, обычно имеют форму тел вращения с осью, совпадающей с осью исходного прутка. Наличие в штампе двух разъемов позволяет получать различные поковки с небольшими штамповочными уклонами или без них. Регулируемые упоры позволяют контролировать деформируемый объем и получать поковку без облоя. На ГКМ как и на КГШП, штамповка в одном ручье выполняется за один ход машины.
Затраты на специализированную оснастку, штампы должны окупаться экономией металла и сокращением механической обработки поковок, а также повышением производительности.