Разработка предварительного плана изготовления детали ГТУ

Разработка предварительного плана изготовления детали ГТУ Содержание Введение

1. Анализ чертежа детали

1.1 Описание конструкции детали, ее назначение и условия работы

1.2 Обоснование выбора материала

2. Анализ технологичности детали

2.1 Качественная оценка технологичности

2.2 Количественная оценка технологичности

3. Выбор метода получения заготовки

3.1 Определение точности размеров заготовки

4. Расчет и обоснование количества ступеней обработки основных поверхностей

5. Разработка и обоснование предварительного плана технологического процесса изготовления шестерни приводной Список используемой литературы

Перед машиностроением в нынешних условиях стоят следующие задачи: повышение качества, производительности производства. Эти задачи решаются путем создания новых технологий на основе новейших научных разработок.

Основными производственными фазами является качество оборудования и инструмента, физико-химические и механические свойства исходных материалов и заготовок, качество выполнения обработки деталей машин. Полученные при обработке размеры, форма и расположение элементарных поверхностей определяют фактические зазоры и натяги в соединении.

Для получения качественной и недорогой продукции ее выпуск должен быть технологичным:

— Относительная дешевизна материалов при сохранении требуемых свойств;

— Прогрессивные методы получения заготовок;

— Применение высокопродуктивного оборудования:

а) многоинструментальных станков с ЧПУ;

б) высокопроизводительного оборудования.

Качество создаваемого изделия обеспечивается на этапах подготовки и производства продукции и реализуется в процессе эксплуатации. Важной составляющей обеспечения качественной продукции является контроль изделия, как в ходе выполнения технологического процесса, так и окончательный контроль детали.

В ходе выполнения курсового проекта необходимо разработать оптимальный технологический процесс получения заданной детали на основе знаний, полученных в процессе изучения курса «Технология производства авиационных двигателей», выбрать оборудование, обеспечивающее быстрое и качественное изготовление заданной детали.

1. Анализ чертежа детали

1.1 Описание конструкции детали, её назначения, условия работы

На рисунке 1 изображена деталь — шестерня.

Деталь представляет собой шестерню с внешним диаметром 167,5 мм, модулем 2,5 мм и шлицевым венцом, диаметром 55 мм, и наружным зубатым венцом диаметром 165,5 мм, служащие для передачи крутящего момента. Деталь образована цилиндрическими поверхностями.

Зубчатая передача — это механизм, который с помощью зубчатого зацепления передает или преобразует движение с изменением угловых скоростей и моментов.

Зубчатые передачи применяют для преобразования и передачи вращательного движения между валами с параллельными, пересекающимися и перекрещивающимися осями, а также для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот.

Таблица 1

Выбор метода обработки основных поверхностей детали

Большинство зубчатых передач работает в условиях переменных режимов нагрузок.

Рис. 1 Шестерня

Рис. 2. Нумерация поверхности детали

1.2 Обоснование выбора материала

При выборе материалов для зубчатых колес (шестерен) необходимо обеспечить прочность зубьев на изгиб, стойкость поверхностных слоев зубьев и сопротивления заеданиям. Основными материалами являются термически обрабатываемые стали. Допускаемые контактные напряжения в зубьях пропорциональны твердости материалов, а несущая способность передач по контактной прочности пропорциональна квадрату твердости. Это указывает на целесообразность широкого применения для зубчатых колес сталей, закаливаемых до значительной твердости.

В массовом и серийном производстве применяют исключительно зубчатые колеса высокой твердости, которые подвергают отделочным операциям после термической обработки.

Выбор стали для изготовления той или иной детали машин и метод её упрочнения определяются уровнем требуемой конструкционной прочности технологичностью механической, термической и химико-термической обработки, объемом производства, дефицитностью, стоимостью материала и себестоимостью упрочняющей обработки.

Материал данной детали относится к конструкционным легированным сталям Сталь 18Х2Н4МА ГОСТ 4543–71. Из-за своего химического состава, эту сталь еще называют хромомолибденовой. Ее применяют для изготовления коленчатых валов и других деталей которые испытываю большие нагрузки.

В цементованном и улучшенном состоянии применяется для ответственных деталей, к которым предъявляются требования высокой прочности, вязкости и износостойкости, а также для деталей, подвергающихся высоким вибрационным и динамическим нагрузкам. Сталь может применяться при температуре от —70 до +450°С.

Химический состав стали Сталь 18Х2Н4МА ГОСТ 4543–71.

Технологические свойства

Физико-механические характеристики материала Сталь 18Х2Н4МА ГОСТ 4543–71Предел прочности:_В=11 300 МПа;

Предел текучести:

_т=835 МПа;

=12%

=50%.

2. Оценка технологичности детали

Технологичность детали — это совокупность свойств детали, обеспечивающих ее высокие эксплуатационные характеристики при наименьшей трудоемкости и стоимости изготовления.

К анализу технологичности приступают после назначения типа производства, так как каждому из них свойственны свои способы получения заготовок и методы их обработки.

2.1 Качественная оценка технологичности детали

Качественную оценку технологичности детали проводят по материалу, геометрической форме, качеству поверхностей, по простановке размеров и возможным способам получения заготовки. Количественную оценку проводят по абсолютным и относительным показателям. В первую очередь устанавливают показатели, такие как: коэффициенты использования материала, точности обработки, шероховатости поверхности, а также трудоемкость изготовления, технологическую себестоимость. Качественная оценка при сравнении вариантов конструкции в процессе проектирования изделия предшествует количественной и зачастую определяет целесообразность выполнения количественной оценки.

Качественная оценка технологичности раскрывает конструктивно — технологические особенности изделия к изготовлению по основным видам работ. Она выражается понятиями: «хорошо-плохо», «соответствует-не соответствует», «технологичноне технологично», «допустимо-недопустимо».

Степень точности рабочих поверхностей 7 и 8. Остальные поверхности 12ой степени точности. Зубья и шлицы являються не технологичными поверхностями. Но в данном проекте их можно обработать с помощью протягивания и фрезерованим. А это одни из самих производительных методов. В об щем по параметрам качественной технологичности деталь является технологичной.

2.2 Количественная оценка технологичности

По точности:

где N — количество поверхностей Тзначение степени точности соответствующей поверхности По шероховатости:

где N — количество поверхностей

R — Значение шероховатости соответствующей поверхности Таблица 2

Точности поверхностей детали

K_T>0.8 — значит деталь технологична по точности.

Таблица 3

Шероховатости поверхностей детали

K_Ш<0.32 — значит деталь технологична по шероховатости.

шестерня приводной заготовка обработка

3. Выбор метода получения заготовки

При выборе заготовок для заданной детали назначают метод её получения, определяют её конфигурацию, размеры, допуски, припуски на обработку и формируют технические условия на изготовление.

Главным при выборе заготовки является обеспечение заданного качества готовой детали при её минимальной себестоимости.

Технологические процессы получения заготовок определяются технологическими свойствами материала, конструктивными формами и размерами детали и программой выпуска.

Штамповка в закрытых штампах на кривошипных горячештамповочных прессах (КГШП) в неразъёмных матрицах достигается применением более точных заготовок, более точной дозировкой металла, применением обычной заготовки и компенсирующего устройства в штампах для размещения излишка металла (5−10% объёма заготовки). Точная дозировка металла для штамповки связана с дополнительными затратами из-за более сложного инструмента и меньшей производительности при отрезке.

Горячей штамповкой выдавливанием обычно на КГШП получают заготовки типа стержня с утолщением; стержни постоянного и переменного сечения; сложной формы, с центральным и эксцентричным расположением головки относительно оси и т. д.

В нашем случае наиболее выгодным способом получения заготовки является штамповка исходя из условий работы детали. В результате обработки заготовки штамповкой получается радиальное расположение волокон. При этом создаются благоприятные условия для нарезания зубьев, шлицов и т. д. С учетом всех факторов влияющих на выбор метода получения заготовок, применяем штамповку на КГШП.

3.1 Определение точности размеров заготовки Определение массы поковки Расчетная масса поковки определяется, исходя из ее номинальных размеров. Масса поковки расчетная — установленная величина, используемая при назначении припусков и допусков.

Деталь разбивается на элементарные фигуры, вычисляется их объем, затем определяется общий объем детали. На рис 3 представлен эскиз детали.

Рис. 3. Эскиз детали

1.

где Vдет-объем детали

— плотность стали;

2. — масса поковки;

3.

4.

С< 0.16

Следовательно, степень сложности поковки четвертая

5. По справочнику определяем допуски на геометрические размеры поверхностей деталей и заготовки, и по ним — квалитеты поверхностей заготовки (рассматриваем поковки нормальной точности). Схема поковки и нумерации поверхностей детали показана на рис Рис. 4. Схема поковки и нумерации поверхностей детали Выбранные параметры заготовки представлены в таблице Таблица 4

Шероховатость и точность заготовки

4. Расчет и обоснование количества ступеней обработки основных поверхностей При определении необходимого и достаточного количества ступеней обработки отдельных поверхностей для обеспечения заданных характеристик точности формообразующих размеров, формы и качества поверхности с достаточной для практических целей точностью, воспользуемся зависимостями:

а) число переходов, необходимое для обеспечения заданной точности размера

где Т_заг — допуск размера заготовки;

Т_дет — допуск размера готовой детали.

б) число переходов, необходимое для обеспечения заданной шероховатости поверхности:

где Т_заг — шероховатость поверхности заготовки;

Т_дет — шероховатость поверхности готовой детали, заданная на чертеже.

Учитывая, что повышение точности и снижение шероховатости в ходе механической обработки происходит сначала резко (после черновых переходов — в 4…5 раз), а затем медленнее (после отделочных переходов — в 1.5…2 раза), распределяем достижимые параметры точности размеров и шероховатости поверхностей по переходам.

Полученные результаты сведены в таблице 5.

Таблица 5

5. Разработка предварительного плана обработки поверхностей

Первый этап технологического процесса предполагает получение заготовки детали. Деталь штампуется на ковочном молоте. Точность получаемых размеров наружных поверхностей находится в пределах IT 16, а шероховатость Rz = 200 мкм. Для снятия внутренних напряжений в заготовке ее подвергают термической обработке — проводят высокий отпуск.

После данных операций заготовительного этапа заготовка поступает в механический цех. Первой операцией механообработки является токарная операция, предназначение которой состоит в подготовке установочных баз для последующей механообработки. Для черновой обработки точных поверхностей и окончательного формирования поверхностей, точность которых не превышает IT12, предусматриваем токарные операции на станках с ЧПУ. Причем для повышения точности обработки все переходы каждой из операций выполняем с одного установа.

Получистовую обработку точных поверхностей детали производим на универсальных станках: токарных, сверлильных, зубообрабатывающих, фрезерных. Производится получистовая токарная обработка торцевых и цилиндрических поверхностей вращения, нарезка зубчатых венцов, сверление радиальных отверстий, фрезерование пазов. На этой стадии технологического процесса последовательность операций выстраиваем таким образом, чтобы более точные поверхности обрабатывались после обработки поверхностей, которые служат для них базами. Здесь же производим промежуточный контроль формы и свойств детали.

Чистовая обработка детали производится для обеспечения максимальной точности и требуемой шероховатости поверхностей. Поводятся операции зубошлифования, шлифования наружных и внутренних поверхностей, а также хонингования.

В конце технологического процесса производятся операции окончательного контроля, предназначенные для контроля всех геометрических параметров детали (по чертежу), и консервации детали — для предохранения от вредных внешних воздействий.

1. Справочник технолога машиностроителя под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова 1 т. М. «Машиностроение» 1985 г. 655с.

2. Справочник технолога машиностроителя под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова 2 т. М. «Машиностроение» 1985 г. 495с.

3. Учебное пособие В. Ю. Гранин, А. И. Долматов, Э. А. Лимберг «Определение припусков на механическую обработку и технологические размерные расчёты» ХАИ, 1990г-28с

4. Конспект лекций по курсу «Основы технологии ТГС» лектор-Мунгиев А.М.