Изучение технологического процесса массового производства детали "Вал первичный коробки передач ВАЗ 2105"

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет

Институт металлургии, машиностроения и транспорта

Кафедра технологии машиностроения

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Изучение технологического процесса массового производства детали «Вал первичный коробки передач ВАЗ 2105»

Студент: Денисов В.В.

Группа: 53321/10

Преподаватель: Дегтярев В.В.

Санкт-Петербург

2013 г.

Оглавление

1. Анализ исходных данных

1.1 Определение функционального назначения детали в сборочной единице

1.2 Определение функционального назначения поверхностей детали

2. Анализ чертежа детали

2.1 Анализ чертежа детали в соответствии нормам ЕСКД

2.2 Оценка соответствия заданных требований точности поверхности детали функциональному назначению данных поверхностей

2.3 Анализ технологичности детали с точки зрения процесса механообработки

2.4 Выявление комплектов основных и вспомогательных конструкторских баз

3. Формулировка основных технологических задач

4. Анализ чертежа заготовки

4.1 Анализ заданных технических требований чертежа заготовки

4.2 Выявление комплекта «черных» баз по чертежу заготовки

4.3 Приведение чертежа заготовки в соответствии с требованиями ЕСКД и ЕСТД

4.4 Анализ припусков и допусков назначенных чертежом заготовки

5. Изучение действующего технологического процесса изготовления детали

5.1 Разбиение структуры маршрутного технологического процесса на этапы обработки

5.2 Анализ правильности последовательности этапов технологического процесса

5.3 Анализ структуры маршрутов изготовления наиболее точных поверхностей

6. Изучение принципов построения структур отдельных операций

6.1 Изучение маршрутов структур операций. Формулировка комплектов технологических баз в структурах операций (позиций)

6.2 Оценка последовательностей смены баз в структуре маршрутного технологического процесса с точки зрения достижения заданных параметров точности

7. Оформление комплекта технической документации в соответствии с ЕСТД

Список литературы

1. Анализ исходных данных

1.1 Определение функционального назначения детали в сборочной единице

Основное назначение детали: крутящий момент передается через коленчатый вал, а с него(с вала) через маховик на сцепление (сначала на прижимной диск сцепления, после на ведомый) далее через шлицевое соединение на первичный вал КПП (коробки переключения передач) и передает его на промежуточный вал через шестерню постоянного зацепления (косозубое колесо). Первичный вал механически соединяется со вторичным валом с помощью поверхности 12 (рис. 1) являющейся местом для посадки внутреннего кольца игольчатого подшипника, тем самым обеспечивая необходимую соосность валов (коленчатого, первичного и вторичного).

1.2 Определение функционального назначения поверхностей детали

Рис.1 Поверхности вала

1) Место под посадку подшипника (o15f6). Поверхность является вспомогательной конструкторской базой.

2) (R=1,2; при L=1,5max) поверхность связи между o15f6 и шлицевым соединением Н. Необходима для снятия концентрации внутренних напряжений.

3) Шлицевое соединение Н (o22,225) - место посадки ступицы ведомого диска сцепления, необходимо для передачи крутящего момента от ведомого диска сцепления на первичный вал. Является вспомогательной конструкторской базой.

4) Поверхность связи между шлицевым соединением и поверхностью вала (5) (o21,2).

5) Место сопряжения выжимного подшипника сцепления (o21,7).

6) Поверхности фасок (2,5х30? и 3х60?) требуются для упрощения последующего монтажа и уменьшения опасности ранения острыми кромками деталей.

7) Место сопряжения шарикового подшипника с валом (o30k6). Является вспомогательной конструкторской базой.

8) Зубчатый венец, находящийся в постоянном зацеплении с косозубой шестерней промежуточного вала (o59,5). Является вспомогательной конструкторской базой.

9) Отверстия для смазывания зубчатого венца и для выхода воздуха при сборке вала (o2,5).

10) Канавка, служащая для посадки кольцевой пружины (2,5).

11) Канавка для выхода шлифовального круга (o26 и R=0,5).

12) Место для посадки внутреннего кольца игольчатого подшипника (o25,328). Является вспомогательной конструкторской базой.

13) Ось конусной поверхности (6,5х50?) является вспомогательной технологической базой.

14) Поверхность (o40) для посадки блокирующего кольца синхронизатора. Является вспомогательной конструкторской базой.

15) Левый торец цилиндрической поверхности o40. Является основной конструкторской базой.

16) Место сопряжения пружинной шайбы (которая зафиксирована стопорным кольцом) с валом.

2. Анализ чертежа детали

2.1 Анализ чертежа детали в соответствии нормам ЕСКД

1) На чертеже детали не по ГОСТу обозначены параметры шероховатости поверхности. Они выполнены по предыдущим редакциям ГОСТ 2789-59 и ГОСТ 2.309-68. В результате старое обозначение исправлено в соответствии с ГОСТ 2789-73 и ГОСТ 2.309-73 (с учетом изменений №3 от 28 мая 2002 г.). Заменяем на новое обозначение.

2) По ГОСТ 2.316-68 не соблюден порядок описания технических требований. На чертеже указана следующая последовательность:

а.Неуказанные предельные отклонения по СТП 37.101.9677-88.

б.Размеры в скобках после сборки по черт. 2105-1701026-01.

в.Впадина зуба П должна быть выполнена полным радиусом фрезы.

г.Снять фаску Л с острого угла по всей высоте зуба. Непритупленная кромка допускается не выше диаметра начала эвольвенты - dl.

д.Точность изготовления зубьев по И 37.101.0140-87.

е. 1* Размер для комплексного проходного профильного калибра.

Тогда в соответствии с ГОСТом (1-требования к материалу, 2-размеры и отклонения, 3-требования к качеству поверхностей и т.д.) в требование чертежа вносим следующие изменения:

а. 1* Размер для комплексного проходного профильного калибра.

б.Неуказанные предельные отклонения по СТП 37.101.9677-88.

в.Размеры в скобках после сборки по черт. 2105-1701026-01.

г.Впадина зуба П должна быть выполнена полным радиусом фрезы.

д.Снять фаску Л с острого угла по всей высоте зуба. Непритупленная кромка допускается не выше диаметра начала эвольвенты - dl.

е.Точность изготовления зубьев по И 37.101.0140-87.

3) Высотный критерий шероховатости Ra=0,8 мкм o15f6 (так же o59,5;

o28; на делительном цилиндре венца П; o30k6)задан не в соответствии со стандартным. Нарушено написание условного обозначения знака шероховатости, место расположение числового значения.

Анализ соотношения допуска цилиндричности 0,006 и высотным параметром показал некорректность заданной величины. Вместо Ra=0,8 мкм должно быть Ra=0,4 мкм

2.2 Оценка соответствия заданных требований точности поверхности детали функциональному назначению данных поверхностей

1) Шейка под правый подшипник o30k6. Данная поверхность требуется для создания комплекта конструкторских основных баз. Посадка с гарантированным натягом под сопряжение вала с подшипником, что способствует равномерному износу внутреннего кольца подшипника. Для посадочной поверхности задан допуск цилиндричности - 0,007 мм, назначение данного технического требования - обеспечение качественной работы подшипника. Согласно ГОСТ 24643-81, для данного размера и класса точности подшипника рекомендуется назначить допуск цилиндричности равный 0,006 мм. Допуск перпендикулярности левого торца цилиндрической поверхности o40 относительно общей оси вала не более 0,01 мм, что соответствует 6-7 степени точности. Заменяем допуск перпендикулярности на допуск торцевого биения (его легче контролировать) с тем же допуском (в этом случае допуск плоскостности будет равен 0). Назначение данного технического требования - обеспечение качественной работы подшипника.

Шероховатость Ra=0,8 мкм. Предъявляемые требования не соответствуют функциональному предназначению. В данном случае, задан допуск цилиндричности поверхности - TF = 0,007 мм, поэтому мкм, а мкм. Ближайшим меньшим из ряда предпочтительных значений является Ra = 0,4 мкм.

2) Шейка под правый подшипник o15f6. Данная поверхность требуется для создания комплекта конструкторских основных баз. Посадка с натягом, что способствует равномерному износу внутреннего кольца подшипника. Для посадочной поверхности задан допуск цилиндричности - 0,006 мм, назначение данного технического требования - обеспечение качественной работы подшипника. Шероховатость Ra=0,8 мкм. Предъявляемые требования не соответствуют функциональному предназначению. В данном случае, задан допуск цилиндричности поверхности - TF = 0,006 мм, поэтому мкм, а мкм. Ближайшим меньшим из ряда предпочтительных значений является Ra = 0,4 мкм.

3) Цилиндрическая поверхность o25,328 реализует функцию наружного кольца игольчатого подшипника. Данная поверхность является вспомогательной конструкторской базой (для вторичного вала). Для посадочной поверхности задан допуск радиального биения - 0,02 мм. Назначение данного технического требования - обеспечение качественной работы подшипника. Шероховатость Ra=0,25 мкм. Данная шероховатость достигается уже при сборке. Предъявляемые требования соответствуют функциональному предназначению.

4) Цилиндрическая поверхность o40 под посадку блокирующего кольца синхронизатора. Данная поверхность является вспомогательной конструкторской базой (для блокирующего кольца синхронизатора). Среднее арифметическое отклонение профиля Ra=2,0 мкм. Особых требований для этой поверхности не предъявляется. Для поверхности o40 задан допуск перпендикулярности, заменяем его на допуск торцевого биения (его легче контролировать) с тем же допуском (в этом случае допуск плоскостности будет равен 0). Назначение данного технического требования - обеспечение качественной работы подшипника.

5) Зубчатый венец П. Данная поверхность является вспомогательной конструкторской базой (для промежуточного вала). Показатели кинематической точности (размер по шарикам, накопленная погрешность окружного шага) для зубчатого венца П соответствует колесам 7 - 9 степени точности; показатели плавности работы (погрешность профиля зуба, разность соседних окружных шагов) - 6 - 8 степени точности; показатели контакта зубьев (погрешность направления зуба, окружной зазор) - 7 - 9 степени точности. Для боковой поверхности зубьев задан параметр шероховатости Ra = 0,8 мкм - для 80% поверхности и допускается шероховатость до Ra = 2,0 мкм на остальной поверхности. Исходя из допуска формы на зубья, можно судить о том, что требования шероховатости для поверхности зубьев являются ужесточенными. Ужесточение требований к зубчатому венцу, наряду с модификацией формы зубьев, направлены на обеспечение снижения шумности работы сборочной единицы. Поэтому и окончательный контроль зубьев производиться на специальном оборудовании по уровню шума.

Так же необходимо использовать химико-термическую обработку (ХТО) для увеличения контактных напряжений сопрягаемых в поверхностном слое зубчатых передач. Например нитроцементацию, для достижения HRC?54.

6) Шлицевое соединение сделано по американскому стандарту ASA 24/48. Данная поверхность является вспомогательной конструкторской базой (для ведомого диска сцепления и для корзины сцепления). Степень точности диаметров шлица - 11-12.

Окружная толщина размер для комплексного проходного, профильного калибра. Данное значение используется с припуском из-за ошибок шага относительно общей оси вала.

Для делительного диаметра d задан параметр шероховатости Ra=2,5 мкм. Для основного диаметра заданы следующие характеристики при полировке:

допуск перпендикулярности при Ra=0,125 мкм;

допуск профиля продольного сечения при Ra=0,20-0,40 мкм. Необходимые для качественной работы шлицевого соединения Н.

Для делительного диаметра задан допуск радиального биения 0,08 мм. Назначение данного технического требования - ограничение возможного дисбаланса как самого вала, так и вала в сборе.

2.3 Анализ технологичности детали с точки зрения процесса механообработки

Деталь «Вал первичный коробки передач» относится к деталям типа вал. Заготовка получается методом ковки на КГШП.

Данная деталь изготавливается в массовом производстве, для которого характерно: узкая номенклатура, коэффициент закрепления 1, автоматизированное оборудование, поточная форма организации.

Материал - Сталь 20ХГНМ по ТУ 14-1-2252-90. По классификации сталь конструкционная легированная, относится к группе хромомарганцовоникелевых с молибденом. Относится к сталям улучшенной обрабатываемости; для изготовления деталей, подвергающихся высоким вибрационным и динамическим нагрузкам; может применяться при температуре от -70 до +450 °С.

Производится термическая обработка заготовок изотермическим отжигом. HB?185. Данная термообработка снижает твердость и обеспечивает лучшую обрабатываемость. Так же необходимо использовать химико-термическую обработку (ХТО) для увеличения контактных напряжений сопрягаемых в поверхностном слое зубчатых передач. Например нитроцементацию, для достижения HRC?54.

Конструкция вала обеспечивает свободный подвод и отвод режущего инструмента. Использование специализированного оборудования и соответствующих приспособлений позволяет производить одновременную обработку сочетания нескольких поверхностей.

После ответственных операций (чистового точения, шевингования, накатки) производится обязательный контроль - для нахождения и устранения брака.

Следовательно, можно заключить, что деталь является технологичной в условиях массового производства. Но деталь является сложной, что делает невозможным ее изготовление за один установ.

Для повышения технологичности необходимо:

Допуски перпендикулярности относительно общей оси вала левого и правого торцов зубчатого венца П o40 и o40 (0,01 и 0,03/100 соответственно) заменяем на допуски торцевого биения с теми же значениями. Допуск цилиндричности для правого подшипника o30k6равный 0,007мм заменили на 0,006мм (из стандартного ряда).

Допуски перпендикулярности при Ra=0,125 мкм; профиля продольного сечения при Ra=0,20-0,40 мкм. Необходимые для качественной работы шлицевого соединения Н. Данные требования достигаются полировкой при сборке. Так же при сборке достигаются параметры шероховатости под подшипники Ra=0,40 мкм (для o15f6и o30k6) и Ra=0,25 мкм для поверхности, реализующей функцию наружного кольца игольчатого подшипника.

2.4 Выявление комплектов основных и вспомогательных конструкторских баз

Комплект основных конструкторских баз:

- Общая ось двух цилиндрических посадочных поверхностей (т.е. в плоскости симметрии дуги делительного цилиндра шлицевой поверхности Н o21,166 и плоскости симметрии опорной шейки подшипника o25,328k6) является двойной направляющей скрытой базой (лишает четырех степеней свободы: перемещения вдоль двух координатных осей и поворота вокруг этих осей).

- Левый торец цилиндрической поверхности o40 является опорной явной базой (лишает одной степени свободы - перемещения вдоль одной координатной оси).

-Плоскость симметрии зуба шлицевого соединения Н - является основной опорной скрытой базой, обеспечивающая постоянство углового положения вала.

Комплект вспомогательных конструкторских баз:

1) Для блокирующего кольца синхронизатора:

- Правый торец зубчатого колеса o47,1является установочной явной базой (лишает трех степеней свободы - перемещения вдоль одной координатной оси и поворотов вокруг двух других осей).

2) Для правого подшипника:

- Левый торец цилиндра o40 является установочной явной базой.

- Ось цилиндрической поверхности o30k6является двойной опорной скрытой базой.

- 6-я степень свободы лишается посадкой подшипника на вал с натягом o30L0/k6.

3) Для левого подшипника:

- Торец внутреннего цилиндра коленчатого вала является установочной явной базой.

- Ось цилиндрической поверхности o15f6 является двойной опорной скрытой базой.

4) Для ведомого диска сцепления:

- Ось делительного цилиндра o21,166 шлицевого соединения Н является двойной направляющей скрытой базой.

5) Для корзины сцепления:

- Ось делительного цилиндра o21,166 шлицевого соединения Н является двойной опорной скрытой базой.

- Плоскость симметрии зуба делительного цилиндра o21,166 шлицевого соединения Н является опорной скрытой базой.

6) Цилиндрическая поверхность o25,328Н7, реализующая функцию внутреннего кольца игольчатого подшипника:

- Ось внутреннего цилиндра o25,328Н7 является двойной опорной скрытой базой

- Левый (внутренний) торец вала o26 является установочной явной базой.

3. Формулировка основных технологических задач

1) Точность размеров:

Диаметральных:

- o15f6 Квалитет 6

- o30k6 Квалитет 6

- o25,328 Квалитет 7

- o59,5 Квалитет 11-12

- o28h12 Квалитет 12

- o22,225 Квалитет 12-13

- o21,2 Квалитет 12-13

- o21,7 Квалитет 12-13

- o38 Квалитет 13-14

Линейных:

1) Квалитет 7.

2) Квалитет 10.

3) Квалитет 10-11.

4) 1 Квалитет 10-11.

5) Квалитет 10.

6) 2,5 Квалитет 13-14.

7) 4,5 Квалитет 13-14.

8) 2,2 Квалитет 14.

Угловых:

1) 10°;30° - (выносной элемент Г) - фаска. Для облегчения сборки. Также для притупления острых кромок.

2) 120° - поверхность образуется после сверления.

3) 30° - угол для повышения точности общей оси центровых отверстий.

4) 15°max - (вид А) - фаска. Для облегчения сборки. Также для притупления острых кромок.

-точность размеров с неуказанными предельными отклонениями - по

СТП 37.101.9677-88.

2) Точность формы:

- Допуск цилиндричности поверхности o30k6 под подшипник не должен превышать 0,007 мм, соответствует 6 степени точности.

- Допуск цилиндричности поверхности o15f6 под подшипник не должен превышать 0,006 мм, соответствует 6 степени точности.

- Для остальных элементов вала точность формы не задана. Это означает, что точность формы выдерживается 0,6-0,8IT.

3) Точность взаимного расположения:

- Допуск перпендикулярности торца цилиндра o40 относительно общей оси вала не более 0,01 мм, что соответствует 6-7 степени точности. Для упрощения, допуск перпендикулярности заменяем на допуск торцевого биения с тем же допуском 0,01 мм (в этом случае допуск плоскостности будет равен 0).

- Допуск перпендикулярности правого торца зубчатого колеса П относительно общей оси вала не более 0,03/100 мм. Для упрощения, допуск перпендикулярности заменяем на допуск торцевого биения с тем же допуском

мм(в этом случае допуск плоскостности будет равен 0).

- Для остальных элементов вала точность взаимного расположения не задана.

4) Суммарный допуск взаимного расположения и формы:

- Радиальное биение отверстия o25,328 образующей относительно общей оси вала не должно превышать 0,02 мм, что соответствует 6-7 степени точности.

5) Качество поверхностного слоя:

Требования к физико-механическим свойствам:

- Твердость материала HB?185 обеспечивается изотермическим отжигом.

- Необходимо использовать химико-термическую обработку (ХТО) для увеличения несущей способности. Например нитроцементацию, для достижения HRC?54 (см. п. 2.2.).

Шероховатость поверхности:

1) Среднее арифметическое отклонение профиля Ra=0,8 мкм назначено на:

- рабочие поверхности зубьев зубчатого колеса П.

- фаску 2,5±0,1х30°, канавку 2,2(заменено на Ra=0,4мкм), [достигается при сборке].

- торец зубчатого венца П o40.

- поверхность для посадки шарикового подшипника o30k6(заменено на Ra=0,4мкм см. п. 2.2.), [достигается при сборке].

- поверхность для посадки выжимного подшипника сцепления o15f6(заменено на Ra=0,4мкм см. п. 2.2.), [достигается при сборке].

2) Среднее арифметическое отклонение профиля Ra=2,0 мкм. назначено на: - правый торец зубчатого колеса П.

- поверхность делительного диаметра зубчатого венца П.

3) Среднее арифметическое отклонение профиля Ra=2,5 мкм.

- поверхности зубьев на делительном диаметре зубчатого колеса Н.

4) Среднее арифметическое отклонение профиля Ra=0,25 мкм.

- поверхность вала выполняющую роль наружного кольца подшипника (достигается при сборке).

6) Требования к геометрии зубчатых колес:

Показатели контакта зубьев:

- погрешность направления зуба F_в(П)=0,028 мм (8 - 9 степень точности).

Показатели бокового зазора:

- предельные отклонения размера по шарикам М(П)= 58,63мм;

- предельные отклонения размера по роликам М(Н)=24,251…24,303 мм;

- отклонения нормальной толщины S_N(П)=4,311…4,353 мм;

- допуск межосевого расстояния a_w(П)=68±0,02 мм.

Показатели плавности работы:

- погрешность профиля зуба Ff(П)=0,010 мм (8 - 9 степени точности);

- разность соседних окружных шагов f_u(П)=0,014 мм (6 - 7 степень точности).

Показатели кинематической точности:

- допуск на радиальное биение зубчатого венца F_r(П)=0,4 мм (8 - 9 степень точности);

- допуск на радиальное биение зубчатого венца F_r(Н)=0,2 мм (8 - 9 степень точности);

- колебание размера по шарикам F_VM(Е)=0,07 мм;

- колебание размера по шарикам F_VM(Ж)=0,03 мм;

- накопленная погрешность окружного шага F_p(П)=0,040 мм (7 - 8 степень точности).

7) Прочие технические задачи:

Для детали

- Размеры для комплексного проходного профильного калибра.

- Неуказанные предельные отклонения по СТП 37.101.9677-88.

- Размеры в скобках после сборки по черт. 2105-1701026-01.

- Впадина зуба П должна быть выполнена полным радиусом фрезы.

- Снять фаску Р с острого угла по всей высоте зуба. Непритупленная кромка допускается не выше диаметра начала эвольвенты - dl.

4. Анализ чертежа заготовки

4.1 Анализ заданных технических требований чертежа заготовки

В качестве заготовки для детали используется поковка, полученная методом горячей объемной штамповки. Применение данного метода формообразования заготовки обеспечивает больший коэффициент использования материала по сравнению с другими методами, а следовательно меньший отход металла в стружку.

Горячая объемная штамповка является одним из самых производительных способов получения поковок. Одно из главных достоинств горячей объемной штамповки состоит в том, что она позволяет изготовлять высококачественные поковки высокой точности и в больших количествах.

На чертеже заготовки заданы следующие технические требования:

1. Неуказанные ковочные уклоны 3. Уклоны необходимы для свободного извлечения заготовки из штампа;

2. Неуказанные радиусы скруглений 1,5. Радиусы скруглений необходимы для исключения появления концентраторов напряжений на заготовке;

3. Допуски на деформацию при резке заготовок по И 37.101.1423-90.

4. Термическая обработка - изотермический отжиг ? HB 185. Термообработка необходима для снятия остаточных напряжений после процесса формообразования, для измельчения зерна, а так же для улучшения обрабатываемости;

5. Дробеметная очистка окалины стальной дробью из проволоки. Необходима после термообработки, чтобы избежать неблагоприятных условий резания при последующей механической обработке, влекущих за собой повышенный износ инструмента;

6. черновые базы для обработки.

7. Неуказанные предельные отклонения по СТП 37.101.9677-83;

8. Неуказанные технические требования по И 37.101.1450-2000.

4.2 Выявление комплекта «черных» баз по чертежу заготовки

Комплект «черных» баз для заготовки составляют:

- Общая ось цилиндрических поверхностей o28±0,2 мм и o62,5±2 - двойная

направляющая скрытая база (лишает четырех степеней свободы - перемещений вдоль двух координатных осей и поворотов вокруг этих осей).

- Левый торец цилиндрической поверхности o62,5±2 является опорной явной базой (лишает одной степени свободы - перемещения вдоль одной координатной оси).

4.3 Приведение чертежа заготовки в соответствии с требованиями ЕСКД и ЕСТД.

1) По ГОСТ 2.316-68 не соблюден порядок описания технических требований. Так же этот ГОСТ регламентирует, что линии-выноски могут содержать не более двух строк, располагаемых над полкой линии-выноски и под ней.

2) На чертеже заготовки указано условное обозначение и величины высотного параметра получаемой шероховатости.

4.4 Анализ припусков и допусков назначенных чертежом заготовки

Допуски, припуски и напуски устанавливаются в зависимости от конструктивных характеристик поковки по ГОСТ 7505-89:

1) Исходя из того, что тип производства массовый, деталь должна производиться на горячештамповочных автоматах, следовательно, класс точности поковки Т3.

2) Отношение расчётной массы поковки к массе фигуры

Расчётная масса поковки:

где KР = 1,4 -- расчётный коэффициент, определяемый по ГОСТ 7505-89;

GД = 0,94 кг -- масса детали.

Масса фигуры, описывающей заготовку:

где V -- объём фигуры;

с = 7850 кг/м3 -- плотность стали 20ХГНМ.

Тогда

Следовательно, степень сложности заготовки С1.

3) Сталь 20 ХГНМ - сталь конструкционная легированная, имеет массовую долю углерода 0,2% С и суммарную массовую долю учитываемых ГОСТ 7505-89 легирующих элементов 1,92% (0,17 - 0,37 % Si, 0,7 - 1,1 % Mn, 0,4 - 0,7 % Ni, 0,4 - 0,7 % Cr), следовательно сталь относится к группе М1.

4) Исходный индекс по ГОСТ 7505-89: 12.

Следовательно исходный индекс поковки 12 (класс точности Т3, группа стали М1, степень сложности С1).

Припуски и допуски:

- размер детали o21,7_-0,3 мм, заготовки o28 мм - припуск 1 мм, допуск 0,5 мм на сторону;

- размер детали o30k6мм, заготовки o33^+1,5мм - припуск 1,5 мм, допуск 1,0 мм на сторону;

- размер детали o40мм, заготовки o43⁺²мм - припуск 2 мм, допуск 1,5 мм на сторону;

- размер детали o59,5_-0.25мм, заготовки o62,5⁺²мм - припуск 2 мм, допуск 1,5 мм на сторону;

Назначенные припуски, допуски, ковочные уклоны (3?), радиусы закруглений (1,3,4) соответствуют требованиям ГОСТ 7505-89.

5. Изучение действующего технологического процесса изготовления детали

5.1 Разбиение структуры маршрутного технологического процесса на этапы обработки

1) Заготовительный.

Формообразование заготовки методом горячей объемной штамповки. Материал заготовки: сталь 20ХГНМ ТУ14-1-2252-90.

2) Термический.

Изотермический отжиг НВ?185. Дробеметная очистка от окалины.

3) Черновой.

010 - Фрезерно-центровальная

020 - Токарно-копировальная

030 - Токарная одноиндексная

040 - Контрольная

4) Получистовой.

020 - Токарно-копировальная

030 - Токарная одноиндексная

040 - Контрольная

050 - Зубофрезерная

060 - Контрольная

070 - Моечная

5) Чистовой.

080 - Зубоскашивающая

090 - Сверлильная

100 - Накатная

110 - Шевингование

120 - Контрольная

6) Отделочный.

130 - Шумоизмерительная

140 - Моечная

150 - Шлифовальная

160 - Контрольная

5.2 Анализ правильности последовательности этапов технологического процесса

Технологические базы для чистовых операций подготавливаются на этапе черновых операций, а базы для черновых операций подготавливаются на заготовительном этапе.

В структуре технологического процесса производится обработка поверхностей от менее точных к более точным, что является правильным и позволяет добиться точности размеров, формы, взаимного расположения и качества поверхностного слоя поверхностей.

После важных формообразующих операций обязательно присутствует операция контроля. Это позволяет находить критический брак и вовремя принять меры по его устранению (если это возможно) или забраковать деталь. Некоторые операции по возможности выполняются одновременно.

Точные, ответственные поверхности обрабатываются в несколько этапов с повышением точности обработки, тем самым обеспечивая необходимую точность на конечных операциях.

На основе всего вышеперечисленного можно заключить, что последовательность этапов обработки в условиях массового производства позволяет решить все поставленные технологические задачи с минимальными потерями во времени.

В структуре технологического процесса (на операционных эскизах) многие размеры без допусков, что является недопустимым:

Операция 20: o58,4; o40; o25,2; o18,7; 25,35; 33,35; 100,35; 150,35; 174,5; 3,75.

Операция 30: 30,3; 23,8; 19,75; 35,95; o26; o22.

Операция 90: 189,65; o2,5.

Операция 100: 43,5.

5.3 Анализ структур маршрутов изготовления наиболее точных поверхностей

Наиболее точным поверхностями в детали являются поверхностей o30k6 (9-10 квалитет), а также поверхности зубчатого венца П и шлицевого соединения Н.

Цилиндрическая поверхность o30k6

Операция	Оборудование	Размер, мм	Шерохо-ватость	Допуск цилиндрич-ности, мкм
Заготовительная	ГОШ	o33+1.5(Т3, С1)	-	-
Термическая	Печь	HB?185	-	-
20- Токарно-копировальная	Копировальный-токарный станок с авт. контролем размеров и авт. загрузкой	o30,3(IT11)	Ra 6,3	18

На чистовой токарной операции достигается размер o30,3с Ra 12.5 допуск цилиндричности 0,04 мм, необходимые требования к данной поверхности достигаются при сборке (o30k6 с Ra 0.4 допуск цилиндричности 0,007 мм).

Зубчатый венец П Z=18

Операция	Оборудование	Размер, мм	Шерохо-ватость	Допуск торцевого биения, мкм
Заготовительная	ГОШ	o62,5+2(Т3, С1)	-	-
Термическая	Печь	HB?185	-	-
20 - Токарно-копировальная	Копировальный-токарный станок с авт. контролем размеров и авт. загрузкой	o59,5-0,2 (IT11)	Ra 6,3	18	18
30 - Токарная одноиндексная	8-шпиндельный токарный станок одноиндексный "minganti"	0,5 ? 45°	Ra 6,3	-
50 - Зубофрезерная	Червячный зуборезной станок с автоматическим загрузочным устройством "Pfauter"	d = 59,5-0,25	Ra 2,5	7	0,032/ 100
80- Зубоскашивающая	Зубоскашивающий заусенцеудаляющий станок, двухшпиндельный "ВАЗ"	0,5?15?	Ra 20	-
110 - Шевинговальная пробной партии	Шевинговальный станок с автомат. загруз. устр-ом С.Э.В.	d = 59,5-0,25	Ra 1,6	4	0,03/100
111- Шумоизмерительная пробной партии	Станок для проверки шестерен на шум	-	-	-	-
112-Термический	Нитроцементационная печь (HRC?54)	-	-	-	-
113- Шумоизмерительная	Станок для проверки шестерен на шум	-	-	-	-
114- Шевинговальная всей партии	Шевинговальный станок с автомат. загруз. устр-ом С.Э.В.	d = 59,5-0,25	Ra 1,6	4	0,03/100
113- Шумоизмерительная	Станок для проверки шестерен на шум	-	-	-	-
114-Термический всей партии	Нитроцементационная печь (HRC?54)	-	-	-	-
115-Мойка	Моечная машина	-	-	-	-
116- Шумоизмерительный контроль (выборочный)	Станок для проверки шестерен на шум	-	-	-	-
150- Шлифовальная (правый торец)	Шлифовальный станок с кругом под уклоном 30? с автомат. загруз. устр-ом "Sdhaudi"	o40 44,29±0,05	Ra 2,0	6	0,03/100

Поверхность связи первичного вала с промежуточным. Зубчатый венец П является ответственной поверхностью и обрабатывается в несколько этапов с повышением точности обработки. Для того чтобы не испортить всю партию, производят шевингование пробной партии и если присутствует брак, то шевер корректируют. После каждой операции шевингования присутствует операция контроля, для своевременного предотвращения дальнейшего брака.

Зубчатый венец Н Z=20

Операция	Оборудование	Размер, мм	Шерохо-ватость	Допуск радиально-го биения, мкм
Заготовительная	ГОШ	o28 (Т3, С1)	-	-
Термическая	Печь	HB?185	-	-
20 - Токарно-копировальная	Копировальный-токарный станок с авт. контролем размеров и авт. загрузкой	o20,81±0,025 (IT9)	Ra 6,3	18
100 - Накатная	Накатной станок рото-флоу с автоматич. загруз. устр-ом"Мичиган"	o22,225 o19,155 (IT8)	Ra 0.4	1

первичный вал коробка передача

С каждым новым переходом повышается точность обработки. При этом корректно расставлены промежуточные размеры (имеется достаточный припуск для операций, но количество операций минимально). Операции окончательной обработки позволяет получить необходимое качество для каждой поверхности.

6. Изучение принципов построения структур отдельных операций

6.1 Изучение маршрутов структур операций. Формулировка комплектов технологических баз в структурах операций (позиций)

1. Цилиндрическая поверхность o15f6 мм

Заготовительный этап: o28^+0.2 мм, Ra50 мкм, 16 - 17 квалитет.

Термический этап: изотермический отжиг HB?185, дробеметная очистка от окалины.

Этап черновой обработки:

- Операция 20 - точение до o15,35 и фаска 10?, Ra12,5 мкм, 11 квалитет; комплект технологических баз: общая ось центровых отверстий является основной двойной направляющей скрытой базой, торец поверхности o43 является основной опорной явной базой.

Этап чистовой обработки (данное значение и шероховатость достигается при сборки):

- o15f6,Ra 0.4 мкм, 6 квалитет; допуск цилиндричности поверхности относительно общей оси центровых отверстий 0,006 мм;

2. Шлицевое соединение Н:

Заготовительный этап - o28^+0.2; 16 - 17 квалитет;

Термический этап: изотермический отжиг HB?185. Дробеметная очистка от окалины.

Этап черновой обработки:

- Операция 30 - точение до o20,81±0,025; 9 квалитет; Ra 12,5мкм; снятие фаски 2,5±0,1 ? 30?;

комплект технологических баз - общая ось центровых отверстий является основной двойной направляющей скрытой базой, торец цилиндрической поверхности o40 является основной опорной явной базой;

Этап чистовой обработки:

- Операция 100 - накатка шлицев до диаметра впадин o19,155,

7-8 квалитет, Ra 0,8 мкм;

комплект технологических баз - общая ось центровых отверстий является основной двойной направляющей скрытой базой, торец поверхности o37 является основной опорной явной базой.

3. Цилиндрическая поверхность o21,7 мм.

Заготовительный этап: o28 мм, Ra50 мкм, 16 - 17 квалитет.

Термический этап: изотермический отжиг HB?185, дробеметная очистка от окалины.

Этап черновой обработки:

- Операции 20 - точение до o22; 11 квалитет; Ra 12,5мкм;

комплект технологических баз: общая ось центровых отверстий является основной двойной направляющей скрытой базой, торец поверхности O43 является основной опорной явной базой.

Этап получистовой обработки:

- Операции 20 - точение до o21,7; 9 квалитет; Ra 3,2мкм;

комплект технологических баз: общая ось центровых отверстий является основной двойной направляющей скрытой базой, торец поверхности o43 является основной опорной явной базой.

4. Зубчатый венец П.

Заготовительный этап - o62,5⁺²мм, Ra50 мкм, 16 - 17 квалитет;

Термический этап: изотермический отжиг HB?185. Дробеметная очистка от окалины.

Этап черновой обработки:

- Операция 20 - точение до o59,5_-0,2 мм, 11 квалитет; Ra12,5 мкм; для правой торцевой поверхности - допуск перпендикулярности (заменили на допуск торцевого биения см. п. 3) относительно общей оси центровых отверстий 0,03/100 мм и шероховатость Ra 6,3 мкм; для левой торцевой поверхности - допуск перпендикулярности (заменили на допуск торцевого биения см. п. 3) относительно общей оси центровых отверстий 0,01 мм и шероховатость Ra 6,3 мкм;

комплект технологических баз: общая ось центровых отверстий является основной двойной направляющей скрытой базой, торец поверхности o43 является основной опорной явной базой.

- Операция 30 - снятие фаски 0,5 ? 45?; Ra12,5 мкм;

комплект технологических баз - общая ось центровых отверстий (двойная направляющая база), торец поверхности o40 (опорная база);

- Операция 50 - фрезерование зубчатого венца d = 52,4385 мм; Ra 3,2 мкм; допуск радиального биения зубчатого венца относительно общей оси центровых отверстий 0,05 мм;

комплект технологических баз - общая ось центровых отверстий является основной двойной направляющей скрытой базой, ось внутреннего конуса 6,5х50? цилиндра o40 является основной опорной явной базой.

Этап получистовой обработки:

- Операция 80 - снятие фасок с острых кромок зубчатого венца, Ra 2,5 мкм;

комплект технологических баз - общая ось центровых отверстий является основной двойной направляющей скрытой базой, торец поверхности o40 является основной опорной явной базой.

Этап чистовой обработки:

- Операция 110 - шевингование зубьев венца; Ra 1,6 мкм; допуск радиального биения зубчатого венца относительно общей оси центровых отверстий 0,04 мм; показатели кинематической точности для зубчатого венца соответствуют колесу 7 - 9 степени точности; показатели плавности работы - 6 - 8 степени точности; показатели контакта зубьев - 7 - 8 степени точности;

комплект технологических баз- общая ось центровых отверстий является основной двойной направляющей скрытой базой, внутренний конус цилиндра o40 является основной опорной явной базой.

Этап отделочный:

- Операция 130 - контроль венца по шуму;

комплект технологических баз- общая ось центровых отверстий является основной двойной направляющей скрытой базой, внутренний конус цилиндра o40 является основной опорной явной базой.

- Операция 150 - шлифование правого торца зубчатого венца П; Ra 2,0 мкм;

комплект технологических баз- общая ось центровых отверстий является основной двойной направляющей скрытой базой, торец поверхности o40 является основной опорной явной базой.

5. Цилиндрическая поверхность o30k6 мм

Заготовительный этап: переходная поверхность между поверхностями o33^+1.5 мм с наклоном 2?.

Термический этап: изотермический отжиг HB?185, дробеметная очистка от окалины.

Этап черновой обработки:

- Операция 20 - точение до o30,3±0,03, выдерживая от левого торца следующие размеры: а) фаску 2,5±0,1?45? на расстоянии 33,35 от торца;

б) o28,3±0,05 при L=5,5мм; в) канавку 2,2^+0.3 на расстоянии 22,54±0,05 от торца. Ra 12,5 мкм, 13 - 14 квалитет; квалитет; комплект технологических баз: общая ось центровых отверстий является основной двойной направляющей скрытой базой, торец поверхности o43 является основной опорной явной базой.

6. Цилиндрическая поверхность o40 мм

Заготовительный этап: o43мм; 16 - 17 квалитет; Ra 50 мкм.

Термический этап: изотермический отжиг HB?185. Дробеметная очистка от окалины.

Этап черновой обработки:

- Операция 30 - точение до o40,3±0,05, здесь же формируется канавка 2,5_-0.2 на расстоянии 4,5^+0.2 от правого торца вала, на глубину 2мм; образование фасок 0,3?45?; 11 -12 квалитет; Ra 12,5 мкм;

комплект технологических баз - общая ось центровых отверстий является основной двойной направляющей скрытой базой, торец цилиндрической поверхности o40 является основной опорной явной базой.

Этап чистовой обработки:

- Операция 150 - шлифование до o40, Ra 0,4 мкм, 6 квалитет;

- комплект технологических баз- общая ось центровых отверстий является основной двойной направляющей скрытой базой, торец поверхности o40 является основной опорной явной базой.

7. Отверстие o

Заготовительный этап.

Термический этап: изотермический отжиг HB?185. Дробеметная очистка от окалины.

Этап чистовой обработки:

- Операция 90 - сверление отверстий o2,5 мм; Ra 12,5 мкм;

комплект технологических баз - общая ось центровых отверстий является основной двойной направляющей скрытой базой.

8. Отверстие 25,328мм

Заготовительный этап.

Термический этап: изотермический отжиг HB?185. Дробеметная очистка от окалины.

Этап черновой обработки:

- Операция 30:

- позиция 2 - точение до o23,8 мм; Ra 12,5 мкм; 12 - 13 квалитет;

- позиция 3 - точение до o22 мм на расстояние 30мм; Ra 12,5 мкм; 12 - 13 квалитет;

- позиция 5 - зенкерование до o24,75 мм на расстояние 7,15мм от левого торца зубчатого венца П; Ra 6,3 мкм; 8 - 10 квалитет;

- позиция 7 - точение канавки для выхода шлифовального круга; Ra 12,5 мкм; 12 - 13 квалитет;

Этап получистовой обработки:

- Операция 30:

- позиция 4 - зенкерование на расстояние 6,5?40? мм; Ra 6,3 мкм; 8 - 10 квалитет;

- позиция 6 - зенкерование до o24,75 мм на расстояние 7,15мм от левого торца зубчатого венца П; Ra 6,3 мкм; 8 - 10 квалитет;

- позиция 8 - растачивание отверстия o25,328; Ra 6,3 мкм; 8 - 10 квалитет;

комплект технологических баз - общая ось центровых отверстий является основной двойной направляющей скрытой базой, торец цилиндрической поверхности o40 является основной опорной явной базой.

6.2 Оценка последовательностей смены баз в структуре маршрутного технологического процесса с точки зрения достижения заданных параметров точности

На этапе получения заготовки формируются поверхности, образующие комплект черных баз:

- Общая ось цилиндрических поверхностей o28±0,2 мм и o62,5±2 - двойная

направляющая скрытая база (лишает четырех степеней свободы - перемещений вдоль двух координатных осей и поворотов вокруг этих осей).

- Левый торец цилиндрической поверхности o62,5±2 является опорной явной базой (лишает одной степени свободы - перемещения вдоль одной координатной оси).

На операции 10 происходит формообразование центровых отверстий, общая ось которых на последующих операциях используется в качестве технологической базы. Технологические базы совпадают с черными базами, указанными на чертеже заготовки.

На операции 20 комплект технологических баз образован поверхностями, полученными на операции 10. Происходит предварительное формообразование торца поверхности o40 мм, входящего в комплект конструкторских основных баз.

На операции 30 комплект технологических баз совпадает с комплектом конструкторских. В качестве опорной базы используется поверхность o40 мм, полученная на предыдущей операции. Происходит предварительное формообразование поверхности внутреннего конуса цилиндра o40 мм, входящего в комплект технологических основных баз на последующих операциях.

На операции 50 в качестве опорной базы используется поверхность внутреннего конуса цилиндра o40 мм, полученная на операции 20.

На операции 80 происходит совмещение комплекта технологических баз с комплектом основных конструкторских баз. Погрешность базирования отсутствует.

На операции 90 регламентирована только двойная направляющая база - ось центровых отверстий.

На операциях 100 происходит совмещение комплекта технологических баз с комплектом основных конструкторских баз. Погрешность базирования отсутствует.

На операции 110 комплект технологических баз совпадает с комплектом баз на операции 30.

В ходе оценки последовательности смены баз в структуре данного технологического процесса были сделаны следующие выводы:

- практически на всех операциях двойная направляющая база - ось центровых отверстий остается постоянной;

- при смене опорных баз происходит переход от менее точных к более точным поверхностям;

- на нескольких операциях комплекты конструкторских и технологических баз совпадают.

- на процесс формообразования может оказывать влияние лишь погрешность установки, она компенсируется назначенными припусками на обработку.

7. Оформление комплекта технической документации в соответствии с ЕСТД

Комплект технологической документации оформлен в соответствии с ЕСТД и представлен в приложении.

Список литературы

1. Технология машиностроения. Часть 2. Проектирование технологических процессов: Учеб. пособие/ Э.Л.Жуков, И.И.Козарь, Б.Я Розовский, В.В. Дегтярев, А.М. Соловейчик; под. ред. С.Л. Мурашкина, СПб. Изд-во СПбГТУ, 2001. 498с.

2. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.1/ под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова, 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. 656с., ил.

4. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2/ под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова, 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. 656с., ил.

5. Технология машиностроения. Часть 3. Правила оформления технологической документации: Учеб. пособие/ Э.Л.Жуков, И.И.Козарь, Б.Я Розовский, В.В. Дегтярев, А.М. Соловейчик; под. ред. С.Л. Мурашкина, СПб. Изд-во СПбГТУ, 2001. 59с.

Размещено на Allbest.ru