1.3Проектирование маршрута изготовления детали

1.3.1 Выбор типового технологического процесса

При разработке технологического процесса изготовления любой детали в машиностроительном производстве возникает задача – выбрать из нескольких вариантов разработки один, обеспечивающий наиболее экономичное решение. Поэтому с целью экономии труда и времени технологической подготовки производства необходимо использовать типовые процессы обработки деталей и типовых поверхностей деталей. Типовой технологический процесс обработки червяков и колес червячных передач состоит из следующих основных этапов:

1. Обработка заготовки резанием для получения необходимых геометрических форм, а также основных базовых поверхностей.

2. Повторная обработка резанием и дополнительное формообразование детали.

3. Черновое зубонарезание для червяков и колес.

4. Термическая обработка.

5. Обработка монтажных и базовых поверхностей после термической обработки.

6. Окончательная обработка и отделка зубьев червяков после термической обработки.

Кроме получения точных размеров и формы червяка и червячного колеса в делительной передаче необходимо, чтобы технологический процесс их изготовления обеспечивал длительное сохранение полученных размеров и формы. Эта задача решается в результате придания материалам червяка и колеса нужной структуры, твердости и равновесия внутренних напряжений, соответствующими способами получения заготовок, режимами термической обработки и распределением съема припусков между последовательными операциями механической обработки. Соответственно в технологический процесс необходимо включить металлографический контроль заготовок, определение твердости и проверка отсутствия трещин.

Таким образом, учитывая особенности изготовления, укрупненный технологический маршрут обработки делительного червяка из цементуемой стали выглядит следующим образом:

• ковка заготовки;

• отжиг поковки;

• черновое обтачивание поковки;

• высокий отпуск;

• предварительная механическая обработка;

• высокий отпуск;

• цементация;

• нормализация и высокий отпуск;

• промежуточная механическая обработка для снятия цементационного слоя;

• закалка и низкий отпуск;

• первое получистовое шлифование;

• стабилизирующий отпуск;

• второе получистовое шлифование;

• стабилизирующее старение;

• окончательное шлифование.

Схема распределения припусков по различным операциям в процессе механической обработки витков делительного червяка показана на рис.1.

Предварительная механическая обработка заканчивается шлифованием витков (рис.1) для выравнивания припуска и толщины цементованного слоя. При предварительном точении снимается припуск 1,0–1,5 мм по толщине витка, а при предварительном шлифовании – 0,15- 0,20 мм. При первом получистовом шлифовании витков снимается наибольший припуск (55-60%) для устранения деформаций и черноты поверхности, полученных при термической обработке. Для обеспечения одинаковой толщины цементованного слоя необходимо уделять особое внимание равномерности съема припуска с обеих сторон витка. Уже на этом этапе осуществляется согласование толщины витка червяка с толщиной витка шевера.

Рис.1.3.1 Распределение припусков при обработке однозаходного червяка по операциям:

1 – черновая прорезка; 2 – предварительная проточка; 3 – предварительное шлифование;

4 – 1-ое получистовое шлифование; 5 - 2-ое получистовое; 6 – чистовое шлифование

Достигаемая точность обработки червяка определяется в основном последними операциями шлифования профиля. Второе получистовое шлифование производится уже с высокой точностью на червячно- или резьбошлифовальных станках классов точности А и С, причем используется станок, на котором шлифовался шевер, предназначенный для нарезания колеса, сопрягаемого с данным червяком (соблюдаются условия идентичности их винтовых поверхностей). Наиболее подходят для этой цели станки мод. 5822 и МВ-107. При чистовом шлифовании витков обеспечивают требуемую чертежом шероховатость поверхности, толщину витка и идентичность винтовой поверхности с режущей поверхностью шевера. При этом снимается припуск по толщине, равный 0,10-0,15 мм, причем за номинал принимается фактическая толщина витка шевера, уменьшенная на величину бокового зазора в паре.

Центровые отверстия червяка являются постоянными технологическими и измерительными базами. Поэтому после каждой операции термической обработки производится их восстановление притиркой чугунными или твердосплавными притирами на токарных станках или шлифованием на специальных станках. Требования к шероховатости, прилеганию центровых отверстий и величины биения базовой поверхности после соответствующего этапа механической обработки приведены в таблице 1.7.

Таблица 1.7

Операция, для которой подготовляется центровое отверстие	Площадь пятна контакта в %	Ra, мкм	Биение базовой поверхности в мм
Предварительное точение................ Предварительное шлифование........ Промежуточное точение.................. 1-ое получистовое шлифование....... 2-ое получистовое шлифование....... Чистовое шлифование......................	50-60 50-60 60 80 90 100	12,5 6,3 3,2 1,6 0,8 0,4	0,050-0,060 0,020-0,025 0,020-0,025 0,012-0,016 0,008-0,01 0,0025-0,006

Наша деталь отличается от детали, типовой маршрут изготовления которой рассмотрен выше. Рассмотрим отличия:

1. Операция 2-ого получистового шлифования поверхности червяка и стабилизирующее старение исключается из процесса обработки, поскольку данная операция производится для делительных червяков 3-4-ой степени точности. В данном случае для обеспечения выполнения требований к качеству поверхностного слоя червяка достаточно одной операции получистового шлифования.

2. Для обеспечения требований к базовым поверхностям операцию получистового шлифования можно исключить, так как применяется средство активного контроля (двухконтактная скоба) при круглом врезном шлифовании. Данное следящее устройство обеспечит контроль шлифуемого размера непосредственно во время обработки и позволит сократить время обработки базовых поверхностей и количество операций шлифования.

3. Операцию нарезания наружной резьбы (резьбонарезная операция) необходимо выполнить до закалки детали.

Технологический маршрут обработки делительного червяка полностью представлен в п.1.3.6 пояснительной записки.