3.4. Разработка технологического процесса изготовления деталей

3.4.1. Выбор заготовки

Заготовки для зубчатых колес.

Материал зубчатых колес – стали 45, 40Х, реже 20Х, 18ХГТ, 30ХГТ. Для изготовления цилиндрических колес диаметром свыше 600 мм применяют стальное литье 50л, 55. Для неответственных червячных колес используют серый чугун, для более ответственных – бронзу.

Заготовки стальных колес диаметром до 70-80 мм, имеющих простую конфигурацию в виде диска, обычно получают из пропана.

Для более крупных зубчатых колес и ответственных передач заготовки в единичном производстве изготавливают свободной ковкой, а в серийном - штамповкой в открытых штампах, а в крупносерийном и массовом - в закрытых штампах. При штамповке заготовок может быть выполнена прошивка отверстий, если его диаметр более 30 мм, а длина не более двух диаметров.

Поковки и штамповки для зубчатых колес из малоуглеродистой стали подвергают нормализации, а из среднеуглеродистой стали – отжигу с последующим термическим углублением, или закалкой зубьев ТВЧ.

Заготовки для валов и червяков.

Материалом для валов служит сталь 40 или 45, реже легированные стали 40Х, 18ХТ. Валы из среднелегированных сталей подвергают термической обработке НВ 230-260; реже посадочные места закалке ТВЧ до твердости HRC 45-50.

Шейки валов из низкоуглеродистых сталей для повышения износостойкости подвергают цементации с последующей термообработкой до твердости НКС 50-60.

В качестве заготовки берем прокат. Для того, чтобы правильно выбрать размеры заготовки и диаметр проката нужно рассчитать следующие параметры:

1. Рассчитаем межоперационные припуски на обработку заданной поверхности, пользуясь справочными данными таблицы № 2 «Промежуточные припуски на обработку наружных цилиндрических поверхностей».

Кроме этого, определяем способ обработки данной поверхности и шероховатости по таблице № 1.

2. Определяем общий припуск на обрабатываемую поверхность, сложив величину всех припусков.

3. Определяем наибольший диаметр детали с учетом припуска на обработку, и используя выписку из ГОСТа 2590-88 на горяченакаленную сталь выбираем диаметр проката по таблице № 3.

4. Назначаем на обработку торцов припуск Z_m по таблице № 4.

Определяем длину заготовки по формуле:

L_з = L_д + 2Z_m

где L_д – длина детали.

5. Определяем все заготовки

Д_з – диаметр заготовки (см)

L_з – длина заготовки (см)

h  7,8 (г/см³) – плотность металла

6. Примерный эскиз заготовки:

7. Вес детали определяем согласно чертежа.

Для этого определяем объем детали, разбив ее на отдельные цилиндры

V_g = V₁ + V₂ + V₃ … V_n

Затем определяем вес детали:

Q_g = V_g  h (кг)

8. Определяем коэффициент использования металла:

Пример:

1. Наибольший диаметр вала  40 h 11, с шероховатостью R_а = 2,5 мкм. Эта поверхность обрабатывается точением: черновым и чистовым. Припуски на точение составят:

Чистовое точение: 2 Z_чист. = 1,5 мм

Черновое точение: 2 Z_чер. = 4 мм.

2. Общий припуск на поверхность  40 h 11:

2Z_об = 2 Z_чист. + 2 Z_чер. = 1,5 + 4 = 5,5 мм

3. Наибольший диаметр детали с учетом припуска на обработку

Д_нб = Д_н + 2 Z_общ. = 40 + 5,5 = 45,5 мм.

Д_нб – наибольший диаметр детали.

По ГОСТу 2590-88 выбираем прокат

4. Назначаем на обработку торцов припуск Z_m = 0,8 мм

Длина заготовки составит:

L_з = 120 + 2  Z_m = 120 + 2  0,8 = 121,6 мм

5. Вес заготовки определяем:

6. Примерный эскиз заготовки:

7. Вес детали определяем:

V_g = V₁ + V₂ + V₃ = 4,52 + 4,62 + 6,28 = 15,42 (см³)

Q_g = V_g  h = 15,42  7,8 = 1202,76 (г) = 1,20276 (кг)

8. Определяем коэффициент использования металла:

Таблица 1

Метод обработки	Соответствующий квалитет точности	Шероховатость Ra, мкм
Точение: предварительное чистовое тонкое, алмазное	12  13 9,10  11 6  7	12,5  3,2 2,5  1,25 0,63  0,32
Шлифование: предварительное чистовое точное	8  10 7  8 6  7	1,25  0,63 0,63  0,32 0,32  0,08

Промежуточные припуски на обработку наружных цилиндрических поверхностей

Таблица 2

Номинальный диаметр	Операция	Припуск на диаметр при расчетной длине
		до 25	2563	63100	100160	160250	250400	400630	6301000
до 6	Точение черн. Точение чист. Шлифование	2,5 1,0 0,25 0,30	2,5 1,0 0,25 0,30	2,5 1,0 0,25 0,30	2,5 1,0 0,25 0,30	3,0 1,0 0,3 0,4	3,5 1,1 0,4 0,4	- - 0,4 0,5	- - 0,4
610	Точение черн. Точение чист. Шлифование	3,0 1,2 0,25 0,30	3,0 1,2 0,25 0,30	3,0 1,2 0,25 0,30	3,5 1,5 0,25 0,40	3,5 1,5 0,3 0,4	3,5 1,5 0,4 0,4	3,5 1,5 0,4 0,5	- 2 -
1018	Точение черн. Точение чист. Шлифование	3,0 1,2 0,3 0,3	3,0 1,2 0,3 0,3	3,0 1,2 0,3 0,3	3,5 1,5 0,3 0,4	3,5 1,5 0,3 0,4	3,5 1,5 0,4 0,5	3,5 1,5 0,4 0,5	- 2 0,4
1830	Точение черн. Точение чист. Шлифование	3,5 1,5 0,3 0,4	3,5 1,5 0,3 0,4	3,5 1,5 0,3 0,4	3,5 1,5 0,3 0,4	3,5 1,5 0,4 0,4	3,5 1,5 0,4 0,5	4,0 2,0 0,5 0,5	5,0 2,0 0,5 0,6
3050	Точение черн. Точение чист. Шлифование	4,0 1,5 0,4 0,4	4,0 1,5 0,4 0,4	4,0 1,5 0,4 0,4	4,5 1,5 0,4 0,5	4,5 1,5 0,4 0,5	4,5 2,0 0,4 0,5	5,0 2,0 0,5 0,6	5,5 2,5 0,6 0,7
5080	Точение черн. Точение чист. Шлифование	4,0 1,5 0,4 0,4	4,0 1,5 0,4 0,4	4,0 1,5 0,4 0,4	4,5 1,5 0,4 0,5	4,5 1,5 0,4 0,5	4,5 2,0 0,4 0,5	5,0 2,0 0,5 0,6	5,5 2,5 0,6 0,7
80120	Точение черн. Точение чист. Шлифование	5,5 2,0 0,5 0,5	5,5 2,0 0,5 0,5	5,5 2,0 0,5 0,5	6,0 2,0 0,5 0,6	6,0 2,0 0,5 0,6	7,0 2,0 0,5 0,7	7,5 2,5 0,6 0,7	8,5 2,5 0,6 0,8
120200	Точение черн. Точение чист. Шлифование	6,0 2,0 0,5 0,5	6,0 2,0 0,5 0,5	6,0 2,0 0,5 0,5	7,0 2,5 0,6 0,7	7,0 2,5 0,6 0,7	7,5 2,5 0,6 0,8	8,0 3,0 0,6 0,8	9,0 3,0 0,7 0,9

Примечание: В числителе для не закаленности стали, в знаменатели – для закаленности.

Сталь горячекатаная круглая обычной точности по ГОСТ 2590-88

Таблица 3

Диаметр	Отклонение		Допуск
	+	-
5,5,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19	0,3	0,5	0,8
20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35	0,4	0,5	0,9
36,37,38,39,40,42,44,48	0,4	0,75	1,15
50,52,54,55,56,58	0,4	1,0	1,4
60,62,65,68,70,72,75,78	0,5	1,1	1,6
80,85,90,95	0,5	1,3	1,8
100,110,115	0,6	1,7	2,3
120,125,130,140,150	0,8	2,0	2,8

Припуск на подрезание торцов (на одну сторону)

Таблица 4

Диаметр	Общая длина заготовки
	до 18	1850	50120	120160	260500	св 500
до 30 3050 50120 120300	0,4 0,5 0,6 0,8	0,5 0,6 0,7 0,9	0,7 0,7 0,8 1,0	0,8 0,8 1,0 1,2	1,0 1,0 1,2 1,4	1,2 1,2 1,3 1,5

Примерный эскиз заготовки:

3.4.2. Технический процесс изготовления детали

Пример:

Технологический процесс изготовления червяка

005 Токарная

Подрезать торуп. Центровать отверстия под центр.

010 Токарная

Переустановить. Обработать вторую сторону

015 Токарная

Точить в центрах по наружному диаметру с припуском под шлифование

020 Зубофрезерная

Нарезать зубчатый венец с модулем m = 4 мм

025 Термическая обработка

030 Кругошлифовальная

Шлифовать шейки вала в размер  50 k 6,  55 р 7

035 Резьбошлифовальная

Шлифовать профиль червяка

040 Контрольная

Технологический процесс изготовления составного червячного колеса

Технологический процесс изготовления составного червячного колеса будет состоять из трех этапов:

1. Изготовление обода (колеса).

2. Изготовление венца (кольца).

3. Изготовление червячного колеса в сборе.

Колесо

005 Заготовительная

Штамповка толщиной 62 мм с наружным диаметром 110 мм и прошитым отверстием диаметром 50 мм

010 Токарная

Подрезать торец, центровать, сверлить и расточить отверстие диаметром 52 мм, точить диаметр 102 мм в размер 7 мм

015 Токарная

Точить размер, выдержав размер 7 мм и 44 мм

Кольцо

005 Заготовительная

Литье. Наружный диаметр 136 мм, внутренний диаметр 110 мм, толщиной 47мм

010 Токарная

Точить кольцо по наружному диаметру. Расточить диаметр 110 мм до диаметра 102 мм

Червячное колесо в сборе

005 Сборочная

Запрессовать кольцо на колесо. Сверлить отверстие диаметром 3,8 мм, нарезать резьбу под М4 под винты

010 Токарная

Точить окончательно, выдержав размеры 6 мм, 42 h 11, 56 Н7, 130 мм, 84 мм

015 Токарная

Точить вторую сторону

020 Долбежная

Долбить шпоночный паз шириной 16 Р9, на глубину 6 + 0,2 мм

025 Зубофрезерная

Фрезеровать зубья колеса червячной фрезой с модулем m = 5 мм

030 Слесарная

Зачистить заусенцы

035 Контрольная