Проектирование технологического маршрута изготовления детали "шатун"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Раздел 1. Разработка технологического процесса сборки узла

1.1 Анализ технических требований на сборку, выявление технологических задач, разработка схем контроля по основным параметрам

Шатун входит в состав кривошипно-шатунного механизма. Кривошипно-шатунный механизм участвует в совершении рабочего цикла двигателя и преобразует возвратно-поступательное движение поршня, воспринимающего силу давления расширяющих газов, во вращательное движение коленчатого вала. Он состоит из следующих деталей: цилиндра, поршня с поршневыми кольцами, поршневого пальца, шатуна с подшипником и коленчатого вала с подшипником и маховиком.

Детали кривошипно-шатунного механизма воспринимают большое давление газов, возникающих при сгорании топлива в камере сгорания (70…80 МПа), работают в условиях высоких температур и при большой частоте вращения коленчатого вала, в ряде случаев превышающей 2000 об/мин. Чтобы детали двигателя могли длительное время работать в таких тяжёлых условиях, их изготавливают из прочных металлов и сплавов, а детали из чёрных металлов (стали и чугуна), кроме того, подвергают специальной термической обработке.

Шатун, соединяющий поршень с коленчатым валом, состоит из верхней и нижней головок и стержня. Верхняя, неразъёмная головка служит для соединения с поршнем, в нее входит поршневой палец. Для уменьшения трения пальца о шатун в верхнюю головку запрессована бронзовая втулка. Нижняя, разъемная головка шатуна охватывает шейку коленчатого вала. С целью уменьшения трения шатуна о шейку в нижнюю головку устанавливают вкладыши - стальные пластины, рабочая поверхность которых, прилегающая к шейке вала, покрыта тонким слоем свинцовистой бронзы или специальным алюминиевым сплавом. Нижняя головка шатуна и её крышка соединяются шатунными болтами, гайки которых после затяжки шплинтуют. Болты изготовлены из стали 40ХН. Крышка центрируется относительно шатуна стержнями болтов, что необходимо для правильного взаимного расположения шатунных вкладышей в крышке и шатуне. Перво-начально назначенный момент затяжки корончатых гаек шатунного болта, изготовленных из стали 40ХН, был равен 11,5 кгс-м. При этом, как показал расчет, запас усталостной прочности шатунного болта оказался ниже рекомендуемых пре-делов для шатунных болтов автомобильных двигателей, равных 1,5-2,5. В связи с этим был определен момент затяжки гаек болтов, обеспечивающий как длительную без усталостных раз-рушений работу шатунного болта, так и надежное без нарушения плотности стыка соединение крышки с шатуном. Этот момент равен 7-8 кгс-м. Длительные испытания двигателей на режиме максимальной мощности показали, что при указанном момент затяжки гаек болтов создается требуемая плотность стыка крышки с шатуном, не изменяющаяся с течением времени. При макси-мальном моменте затяжки гаек (при их дополнительном повороте на одну грань) запас усталостной прочности шатунного болта равен 1,45-1,75.

Шатун двигателя штампуют из среднеуглеродистых сталей 40,45, легированных сталей 45Г2, 18ХНМА, 18ХГН4ВА. Штампованные заготовки шатунов и крышек подвергают калиброванию и чеканке. Калибрование повышает точность формы и размеров заготовок по всему профилю и способствует постоянству их масс. Это приводит к уменьшению припусков на обработку, сокращению её трудоемкости. Чеканка торцев заготовок обеспечивает большую точность установки заготовок, малые припуски, что позволяет производить сразу шлифование торцев. Для снятия остаточных напряжений после штамповки, а также для улучшения обрабатываемости заготовки шатунов подвергают нормализации.

Шатун совершает сложное движение: верхняя его головка движется прямолинейно вместе с поршнем, а нижняя вращается вместе с шатунной шейкой коленвала. Стержень шатуна работает на продольный изгиб, поэтому его форма в значительной мере определяет жесткость шатуна. Учитывая требование снижения массы, наиболее рациональным является двутавровое сечение стержня. Деформации стержня шатуна в плоскости его сечения перпендикулярны к ней и различны вследствие неодинакового закрепления концов шатуна. Площадь сечения стержня в направлении большой головки увеличивается, что обеспечивает плавный переход и приводит к снижению концентрации напряжений.

К верхней и нижней головкам шатуна подводится масло: к нижней головке - через канал в коленчатом вале, а к верхней через прорезь. Из нижней головки масло через отверстие выбрызгивается на стенки цилиндров.

Технические требования изготовления шатунов

Контроль шатунов в массовом и крупносерийном производстве осуществляют с помощью специальных контрольных приспособлений, а в остальных производствах с помощью универсальных измерительных средств: скоб, индикаторов, щупов.

Торцы кривошипной и поршневой головок взаимно параллельны. Отклонение от параллельности торцевой поверхности головки шатуна под вкладыши к торцевой поверхности кривошипной головки не более 0,04мм на 100мм.



Рис. 2

Торцы должны быть перпендикулярны осям отверстий в них. Отклонение от перпендикулярности не должно превышать 0,08 мм на длине 100мм.

Требование перпендикулярности торцовых поверхностей необходимо для обеспечения правильной установки шатуна на коленчатый вал. Нарушение этого требования может привести к постепенному смещению вкладыша кривошипной головки и повышенному износу сопрягаемых поверхностей.



Рис. 3

Ось отверстий поршневой головки шатуна параллельна оси отверстия под вкладыши в кривошипной головке шатуна. Отклонение не должно превышать 0,04мм на 100мм.

Выполнение этого требования позволяет обеспечить перпендикулярность поршня оси коленвала.

4. Отклонение от бочкообразности по ГОСТ 301-73 отверстия втулки запрессованной в поршневую головку шатуна после окончательной обработки не должно превышать 0,005мм. Отклонение от бочкообразности отверстия под вкладыш не должно превышать 0,008мм.

Рис. 4

Отклонение от бочкообразности больше допустимого не позволит обеспечить заданную посадку, уменьшит площадь контакта сопрягаемых поверхностей, что ухудшит условия работы соединения.

В крупносерийном производстве обеспечение требования достигается дорнованием втулки с последующим хонингованием.

В мелкосерийном производстве применяют обкатку роликами отверстия втулки и тонкое растачивание отверстия.

Сравнительный анализ технологичности конструкции узла для двух типов производства: крупносерийного и мелкосерийного; критерии оценки.

Состав деталей сборочной единицы «шатун в сборе» для крупно- и мелкосерийного типов производств одинаков за исключением втулки поршневой головки. Так в крупносерийном производстве используется цельная втулка, а в мелкосерийном разрезная, что обусловлено сложностью ее установки, при отказе от прессования.

В конструкции площадки под болт предусмотрено отсутствие возможности проворачивания болта, что существенно облегчает сборку.

Ширина площадки под гайки обеспечивает легкость подвода головки гайковерта.

Обеспечивается минимальное количество установов - два установа за две операции.

Предусмотренные установы и конструкция тела шатуна обеспечивают достаточную жесткость узла.

Плоские базовые поверхности обеспечивают устойчивость узла. Технологические и измерительные базы совмещены. Принцип соблюдения постоянства баз по всем операциям сборочного процесса обеспечить затруднительно.

Применение автоматизированной сборки при сборке узла для его контроля и транспортировки не целесообразно. При сборке же двигателя в целом, автоматизация крайне затруднена сложностью сборочного процесса и ограниченными возможностями автоматизированного подвода инструмента в зону сборки.

Вертикальное направление сборки удобно для применения механизированного инструмента.

Малое количество деталей, входящих в сборочную единицу, не предполагает использования узловой сборки.

Стандартные детали отсутствуют.

Нет необходимости применения специального дорогого оборудования.

Разборка конструкции может быть осуществлена обособленно, что обеспечивает ее ремонтопригодность.

Крышка и шатун, после совместной механообработки в сборе, не являются взаимозаменяемыми и передаются далее совместно. Точность конструктивных допусков при последующей сборке поршневой головки с втулкой обеспечивается методом групповой взаимозаменяемости, для чего шатуны в сборе делят на четыре группы.

Вывод: На основании изложенного считаем, что конструкция сборочной единицы «Шатун в сборе» является технологичной для условий как мелкосерийного, так и крупносерийного производства.

1.2 Разработка технологических схем узловой и общей сборки, необходимые обоснования

Построение технологических процессов сборки представлено с помощью технологических схем сборки. Технологические схемы сборки шатуна для крупносерийного и мелкосерийного производства практически аналогичны за исключением различий, описанных выше.



Рис. 5 - Технологическая схема сборки детали «Шатун» в крупносерийном производстве

Рис. 6 - Технологическая схема сборки детали «Шатун» в мелкосерийном производстве

Различия между ТП сборки для различных типов производства состоит в применении различных средств технического и технологического оснащения. Так в крупносерийном производстве используются специальные пневматические зажимные механизмы и многошпиндельные гайковерты, для сокращения времени на выполнение операции. В мелкосерийном производстве применяют стандартные тиски и динамометрические ключи.

Выполнение операции установки втулки существенно отличаются в мелкосерийном и крупносерийном производствах. В крупносерийном производстве втулку предварительно охлаждают в жидком азоте. При отсутствии такой возможности в мелкосерийном производстве и для исключения прессования, которое негативно сказывается на прочности соединения, используют разрезную втулку. Дальнейшая обработка втулки в крупносерийном производстве ведется при помощи дорнования на специальной установке для дорнования, в мелкосерийном - втулку развальцовывают при помощи обкатных роликов на ручной пневматической вальцовочной машине.

Составление технологического прочеса сборки узла (с эскизами по переходам): нормирование, выбор оборудования и специальных исполнительных механизмов.

Крупносерийное производство

Рис. 7



Рис. 8

Операция 005.

Переход 1

Взять деталь массой М = 0.040кг

Установить в отверстие с гарантированным зазором до упора;

Переход 2

Взять детали и установить в приспособлении

Выключить оборудование, раскатать отверстие

Операция 010

Переходы 1,2

Взять деталь массой М 0.06кг

Переход 3

Взять инструмент, установить на гайку

Включить инструмент, завернуть окончательно

Мелкосерийное производство

Рис. 9



Рис. 10

Операция 005.

Переход 1

Взять деталь массой М = 0.040кг

Установить в отверстие с гарантированным зазором до упора;

Переход 2

Взять детали и установить в приспособлении

Выключить оборудование, раскатать отверстие

Операция 010

Переходы 1, 2

Взять деталь массой М 0.06кг

Переход 5,6

Установить шайбу, взять гайку, установить в инструмент

Включить инструмент, завернуть окончательно

Раздел 2. Проектирование технологических маршрутов изготовления детали

2.1 Анализ ТУ на изготовление деталей, выявление технологических задач: разработка схем контроля по основным параметрам точности

Шатун входит в состав кривошипно-шатунного механизма. Детали кривошипно-шатунного механизма воспринимают большое давление газов, возникающих при сгорании топлива в камере сгорания (70-80 МПа), работают в условиях высоких температур при большой частоте вращения коленчатого вала, испытывая знакопеременные нагрузки. Шатун совершает сложное движение: верхняя его головка движется прямолинейно вместе с поршнем, а нижняя вращается вместе с шатунной шейкой коленвала. Стержень шатуна работает на продольный изгиб, поэтому его форма в значительной мере определяет жесткость шатуна. Учитывая требование снижения массы, наиболее рациональным является двутавровое сечение стержня. Деформации стержня шатуна в плоскости его сечения перпендикулярной к ней различны вследствие неодинакового закрепления концов шатуна. К верхней и нижней головкам шатуна подводится масло: к нижней головке - через канал в коленчатом вале, а к верхней - через прорезь. Из нижней головки масло через отверстие выбрызгивается на стенки цилиндров.

Микроструктура металла должна представлять собой равномерную мелкозернистую структуру

Материал шатунов должны обеспечивать длительную их эксплуатацию при работе со знакопеременными напряжениями, изменяющимися по величине в широких пределах. Поэтому шатуны изготавливают из углеродистых и легированных сталей марок 40,45Г,50, обладающих высоким сопротивлением усталости. Невыполнение данного требования приведет к разрушению шатуна, а вместе с ним выход из строя двигателя в целом. Для повышения усталостной прочности шатуны после штамповки подвергают механической и термической обработке - полированию, обдувке дробью, нормализации, закалке и отпуску. Шатуны проверяются визуально на отсутствие забоин, трещин, вмятин; состояние поверхности. При отсутствии существенных механических повреждений, мелкие забоины и вмятины могут быть аккуратно зачищены. При контроле структуры тела шатуна применяется метод магнитно-порошковой дефектоскопии. Предварительно зачистив, шатун устанавливают в специальный дефектоскоп и намагничивают путем пропускания постоянного электрического тока. Намагниченную деталь окунают в ванну с суспензией. Магнитные линии огибая дефекты, выходят наружу и создавая на слое суспензии рисунок, показывают место дефекта. При наличии значительных механических повреждений или трещин шатун подлежит замене. После проведения контроля шатун необходимо размагнитить.

Рис. 11

Допуск плоскостности поверхности стыка шатуна с крышкой не более 0,020 мм.

Требование на плоскостность поверхностей стыка шатуна с крышкой назначено для обеспечения условий отвода теплоты, образующейся при трении вкладыша о шатунную шейку коленчатого вала, а также надежного положения вкладыша в большой головке шатуна. При несоблюдении этого условия возникают перекосы сопрягающихся поверхностей крышки и шатуна, что приводит к несоосности полуцилиндрических поверхностей и потере плотности стыка. Несоосность может привести к постепенному смещению вкладыша относительно шатуна. Данное требование обеспечивается предварительным шлифованием поверхностей шатуна и крышки до сборки и последующим чистовым шлифованием после совместного растачивания отверстия под вкладыш.

Рис. 12

Обеспечить шероховатость посадочной поверхности под вкладыш шатуна ?69,5 не более Ra 0,5 мкм.

Данное требование на шероховатость посадочной поверхности назначено для обеспечения надежности соединения вкладыш-шатун в сборе. Шероховатость, превышающая допустимую, не позволит создать необходимую площадь контакта шатуна с вкладышем для обеспечения нужного натяга соединения. Выполнение данного требования достигается растачиванием ?69,5 с последующим хонингованием в два прохода. Контроль шероховатости осуществляется профилографом.

Допуск симметричности осей отверстий под шатунные болты относительно оси шатуна не более 0.15 мм.

Рис. 13

Требование на симметричность назначено для получения уравновешенной конструкции шатуна в сборе. Превышение заданного допуска приведет к смещению центра масс шатуна относительно оси соединяющей центры головок, что вызовет дисбаланс в процессе эксплуатации двигателя. В крупносерийном производстве обработка отверстий осуществляется одновременно. В мелкосерийном производстве последовательно на станках с программным управлением, где расстояние между осями отверстий и их симметричность относительно оси шатуна обеспечивается точностью позиционирования инструмента относительно заготовки. Кондукторные втулки обеспечивают правильное направление зенкеров и разверток. В приспособлении шатуны с крышкой базируются по торцам кривошипной и поршневой головок. К опорной плите приспособления шатуны прижимаются гидравлическим прихватом. Правильное расположение осей отверстий под болты относительно оси, соединяющей центры обеих головок, обеспечивается базированием на цилиндрический палец большой головки шатуна и крышки, а также на ромбический палец малой головки шатуна, обработанных с высокой точностью.

шатун сборка крупносерийный производство

2.2 Сравнительный анализ технологичности конструкции детали для двух типов производства (крупносерийное и мелкосерийное)

Обеспечено максимальное упрощение геометрической формы детали.

Конфигурация детали представляет собой сочетание простых геометрических поверхностей (плоскости, цилиндрические и конические поверхности), что предполагает возможность применения высокопроизводительных методов производства. Конфигурация детали предусматривает удобное и надежное базирование в процессе обработки. В качестве базовых поверхностей используются торцевые поверхности головок, позволяющие просто и устойчиво устанавливать заготовку на плоские поверхности приспособлений и столов станков, и отверстия в головках шатуна.

Все заданные требования точности обоснованы служебным назначением детали.

Использованы стандартные и унифицированные элементы детали.

В конструкции детали имеет место стандартизация и унификация (большинство размеров из ряда нормальных линейных размеров; используются стандартные элементы: фаски). Это позволяет при обработке использовать стандартное оборудование и инструмент, что очень важно в условиях серийного производства. Имеющиеся в детали нестандартные размеры обусловлены особенностями конструкции. Унифицировать их без изменения конструкции двигателя не представляется возможным.

Предусмотрена механическая обработка всех поверхностей детали.

Сократить количество операций механической обработки не представляется возможным в связи с назначением повышенных технических требований, предъявляемых к детали, входящей в состав ответственного узла такой прецизионной сборочной единицы, как кривошипно-шатунный механизм ДВС. Сначала с высокой точностью обрабатываются технологические базы, а затем остальные поверхности детали.

Жесткость конструкции детали при обработке не достаточна.

Несмотря на то, что стержень шатуна имеет двутавровое сечение, заготовку нельзя считать достаточно жесткой при продольном изгибе. Недостаточная жесткость заготовок шатунов является причиной появления деформаций, возникающих под влиянием усилия, с которым зажимают заготовки в приспособлениях, и сил резания, возникающих при обработке на станках (закрутка, потери параллельности осей головок и др.) Исходя из этого, необходимо уделять значительное внимание выбору опорных поверхностей, конструкции установочно-зажимных приспособлений.

Обеспечено удобство подвода инструмента при обработке.

Конструкция детали обеспечивает удобный и беспрепятственный подвод инструмента в процессе обработки (в том числе жесткого высокопроизводительного инструмента). Однако, при сверлении отверстий под шатунные болты, как в крупносерийном, так и в мелкосерийном производстве длина вылета сверла из шпинделя довольно велика, что уменьшает жесткость инструмента. Применение кондукторных втулок на этой операции решает проблему вибраций инструмента.

Количественные критерии оценки технологичности конструкции детали.

Коэффициент использования материала.

Коэффициент использования материала (КИМ) характеризует общий расход материала на изготовление данной детали. Большее значение КИМ соответствует более совершенной (менее материалоемкой) заготовке.

При выборе заготовки из поковки определяем КИМ:

Полученное значение для поковки является довольно высоким. Однако, согласно современным требованиям ресурсосбережения КИМ должен находится в диапазоне .

Коэффициент точности обработки.

Коэффициент точности обработки характеризует степень сложности получения поверхностей детали заданной точности. Большее значение соответствует менее точным поверхностям, а следовательно, меньшему количеству операций механической обработки.

Идеальным вариантом является случай, когда все поверхности обрабатываются по IT14. Это соответствует квалитету, принятому по умолчанию для общего машиностроения. Тогда средний квалитет и коэффициент точности равны соответственно и . Это значение является предельным максимальным. для данной детали, являясь сопоставимым с максимальным, принимается удовлетворительным показателем технологичности детали.

Коэффициент шероховатости.

Коэффициент шероховатости характеризует степень сложности достижения заданного качества поверхностей детали. Большее значение соответствует более грубым поверхностям, не требующих операций отделочной обработки.

Идеальным вариантом является случай, когда все поверхности обрабатываются по 4 классу шероховатости, что соответствует Rz40. Это соответствует шероховатости, принятому по умолчанию для общего машиностроения. Тогда средний класс и коэффициент шероховатости равны соответственно и . Это значение является предельным максимальным. для данной детали, являясь сопоставимым с максимальным, принимается удовлетворительным показателем технологичности детали.

Коэффициент унификации конструктивных элементов детали.

Коэффициент унификации характеризует степень использования стандартизованных конструктивных элементов детали. В случае, если все элементы унифицированы значение этого коэффициента принимает максимальное значение равное 1.

Остальные показатели технологичности надо сравнивать с показателями базового варианта выполнения детали.

Вывод: на основании изложенного считаем, что конструкция детали шатун является технологичной для условий как крупносерийного, так и мелкосерийного производства.

2.3 Выбор маршрута обработки основных поверхностей, их сравнительное обоснование для двух типов производства

Внутренняя цилиндрическая поверхность большой головки шатуна ?мм, Ra0.5мкм

Крупносерийное производство:

Заготовка IT14 Rz320мкм

Раздельная обработка поверхностей шатуна и крышки:

Протягивание IT10 Rz40мкм

Совместная обработка поверхности после предварительной сборки шатуна:

Зенкерование IT9Rz20мкм

РазвертываниеIT8 Ra2.5 мкм

Совместная обработка поверхности после окончательной сборки шатуна:

Растачивание IT7 Ra1.25мкм

Хонингование IT6 Ra0.5мкм

Мелкосерийное производство:

Заготовка IT14 Rz320мкм

Раздельная обработка поверхностей шатуна и крышки:

Фрезерование предварительное IT12 Rz80мкм

Фрезерование чистовое IT10 Rz40мкм

Совместная обработка поверхности после сборки шатуна:

Зенкерование IT9Rz20мкм

Развертывание черновое IT8 Ra2.5 мкм

Совместная обработка поверхности после окончательной сборки шатуна:

Растачивание IT7 Ra1.25мкм

Хонингование IT6 Ra0.5мкм

Внутренняя цилиндрическая поверхность малой головки шатуна ? мм, Ra2.5мкм

Крупносерийное производство:

Сверление IT12 Rz80мкм

Зенкерование IT10Rz20мкм

Развертывание черновое IT9 Ra2.5 мкм

Мелкосерийное производство:

Сверление IT11 Rz40мкм

Зенкерование IT10Rz20мкм

Развертывание IT9 Ra2.5 мкм

Торцевые поверхности кривошипной головки шатуна мм (IT9), Ra1.25мкм

Крупносерийное производство:

Заготовка IT14 Rz320мкм

Шлифование предварительноеIT12 Rz40мкм

Шлифование IT10 Ra2.5 мкм

Совместная обработка торцев после сборки шатуна:

Шлифование IT9 Ra1.25 мкм

Мелкосерийное производство:

Заготовка IT14 Rz320 мкм

Фрезерование предварительное IT12 Rz 40 мкм

Фрезерование чистовое IT10Ra 2.5 мкм

Совместная обработка торцев после сборки шатуна:

Шлифование IT9 Ra1.25 мкм

Плоскость стыка шатуна с крышкой 185±0.1 мм (IT10), Ra2.5мкм

Крупносерийное производство:

Заготовка IT14 Rz320мкм

Протягивание IT11 Rz20мкм

Шлифование IT10 Ra2.5 мкм

Мелкосерийное производство:

Заготовка IT14 Rz320мкм

Фрезерование предварительное IT12 Rz40 мкм

Фрезерование чистовое IT11 Rz20 мкм

Шлифование IT10Ra2.5 мкм

2.4 Выбор схем установки (базирования и закрепления) заготовки

Крупносерийное производство

Механическая обработка заготовок шатунов начинается с обработки торцов обеих головок на карусельных плоскошлифовальных станках непрерывного действия. Обработка торцов головок ведется одновременно за два установка с переворачиванием. Заготовки устанавливают в приспособление, базируя их по опорным плоскостям головок и ориентируя их по телу шатуна. Магнитное приспособление на карусели станков учитывает разные толщины головок.

На следующей операции первоначально протягивают грани весовой бобышки, затем технологические лыски. Эти поверхности в дальнейшем будет служить установочными базами. Обработка производится на вертикальных протяжных станках.

Подготовленные установочные базы используют уже в следующей операции протягивания отверстия в кривошипной головке. Обработка ведется на том же оборудовании. По ходу операции заготовка базируется с соблюдением принципа совпадения установочной и измерительной баз.

Далее производится обработка отверстия в поршневой головке шатуна на агрегатном станке. В качестве баз используют торцы головок, с подкладыванием мерных плиток под кривошипную часть, для горизонтальности оси симметрии шатуна. Заготовку в приспособлении ориентируют по цилиндрической поверхности поршневой головки с использованием призмы.

Обработанное отверстие поршневой головки служит базой для последующих операций протягивания плоскости разъема и площадок под шатунные болты на вертикально протяжных станках. Заготовка также устанавливают на торцы, ориентируя по пальцу в малой и лыске на большой головке.

На следующей операции производят обработку ступенчатого отверстия под установку шатунных болтов. Заготовка базируется на плоскость разъема, которая была протянута на предыдущей операции. Ось шатуна ориентирована вертикально. В малую головку устанавливают палец. Заготовка прижимается торцами к установочной плите пневматическим зажимным устройством.

Обработка маслоподводящего канала производится на агрегатно-сверлильном станке. Шатун базируют в приспособлении по отверстию в поршневой головке, лыске и торцу кривошипной головки.

Фрезерование канавок в кривошипной головке под замки вкладыша осуществляют на вертикально-фрезерном станке. Шатун базируют на плоскость площадок под головки шатунных болтов. Боковой лыской на кривошипной головке прижимают к неподвижным упорам.

Перед окончательной обработкой отверстий и сборкой необходимо шлифовать плоскость разъема. Здесь опорными базами служат отверстия в головках шатуна.

Совместное зенкерование отверстий шатуна и крышки осуществляют на вертикально-сверлильном станке после шлифования стыковочных поверхностей. В приспособлении шатуны с крышкой базируются по торцам поршневой и кривошипной головок. Соосность отверстий под боты обеспечивается также вспомогательными базами по бокам обеих головок, обработанных с высокой точностью. Для этого базовые бобышки кривошипных головок прижимаются выдвижными штырями к неподвижным упорам. Вертикальность оси симметрии обеспечивается базированием поршневой головки на ромбический палец. К опорным плиткам приспособления шатуны прижимаются гидравлическим прихватом.

После операции сборки просверливают сквозное отверстие в поршневой головке, подводящее масло к поршневому пальцу. Операцию осуществляют на агрегатно-сверлильных станках с базированием на торцы и установкой шатуна в сборе в приспособлении на цилиндрический и ромбический палец в отверстия головок. В ромбическом пальце предусмотрено отверстие для беспрепятственного сверления канала.

Торцы собранной кривошипной головки необходимо совместно шлифовать. Для этого заготовки устанавливают в приспособление, базируют их на магнитный слот по установочным площадкам и ориентируют по отверстиям в поршневой и кривошипной головке.

Для подгонки шатунов по массе их устанавливают на вертикально-фрезерных станках в приспособление на пальцы и базируют на торцы головок.

Для обеспечения параллельности осей отверстий головок шатуна производят их параллельное растачивание на вертикальных отделочно-расточных станках с базированием на торцы.

Отделочная обработка втулки под поршневой палец производится на специальной установке для дорнования. Шатун ориентируют по пальцам, причем поршневой палец убирается после закрепления. Заготовку базируют на торцы в горизонтальном положении.

Базирование шатуна на последней операции хонингования аналогично предыдущему.

Мелкосерийное производство

В мелкосерийном производстве обработка шатунов также начинается с подготовки технологических баз - торцов головок. Обработка ведется на плоскошлифовальном станке в два установа с переворачиванием на обработанный торец.

На следующей операции производится последовательно фрезерование дополнительных базовых поверхностей - лысок по краям шатунной головки и поверхностей на весовой бобышке.

Для обработки весовой бобышки заготовку устанавливают на вертикально-фрезерном станке, базируя на плоскость разъема шатуна с крышкой и на торцы головок. Для обработки лысок, отверстия кривошипной головки и плоскости разъема заготовку устанавливают горизонтально. На каждом последующем переходе заготовку базируют по «чистым» поверхностям, полученным на предыдущем. Для обработки отверстия используют глобусный стол. Для обработки площадок под шатунные болты заготовку устанавливают вертикально, базируя по плоскости разъема и торцу кривошипной головки.

На операции обработки отверстия поршневой головки заготовку базируют по торцевой плоскости, плоскости разъема и внешней поверхности поршневой головки. Обработку производят на вертикально-сверлильном станке.

Фрезерование канавок в кривошипной головке под замки вкладыша осуществляют на горизонтально-фрезерном станке. Шатун базируют на плоскость площадок под головки шатунных болтов. Боковой лыской на кривошипной головке прижимают к неподвижным упорам.

Далее, установив шатун на плоскость разъема и палец в малой головке, производят обработку отверстий под шатунные болты на радиально-сверлильном станке.

Обработка маслоподводящего канала ведется на том же станке. Шатун базируют в приспособлении по отверстию в поршневой головке, лыске и торцу кривошипной головки.

Перед окончательной обработкой отверстий и сборкой необходимо шлифовать плоскость разъема. Здесь опорными базами служат отверстия в головках шатуна.

После чистовой обработки плоскости разъема можно проводить совместное зенкерование отверстий под болты. Сам шатун базируют на площадки под болты и палец в отверстие малой головки. Плоскости разъема крышки и шатуна совмещают. Соосности отверстий добиваются базированием боковыми площадками на установочные плиты.

Торцы собранной кривошипной головки необходимо совместно шлифовать. Для этого заготовки устанавливают в приспособление, базируют их на магнитный стол по установочным площадкам и ориентируют по отверстиям в поршневой и кривошипной головке. Горизонтальности оси шатуна достигают подкладывание плиток из магнитных материалов под большую головку шатуна.

При чистовой обработке отверстий головок шатуна на вертикально-сверлильном станке собранный шатун базируют на отшлифованные торцы головок. На этом же станке производят перебазирование шатуна с целью сверления отверстия подводящего масло к поршневому пальцу. Шатун базируют на отверстия в головках по цилиндрическому и ромбическому пальцам. В ромбическом пальце предусмотрено отверстие для сверла. Закрепляют по торцам тисками.

Отделочная обработка отверстия под поршневой палец производится на вертикально-сверлильном станке с установкой в шпинделе раскатной головки.

Тонкое развертывание отверстия кривошипной головки осуществляют на вертикально-сверлильном станке. Шатун базируют по торцам, отверстию в малой головке и боковой лыске на большой.

2.5 Разработка технологических маршрутов изготовления детали для двух типов производства: оформление эскизов операций с условными обозначениями элементов базирования и закрепления заготовок: выбор оборудования, инструмента, средств контроля

Крупносерийное производство

Рис. 14



Рис. 15

Рис. 16



Рис. 17

Рис. 18

Рис. 19

Рис. 20



Рис. 21

Мелкосерийное производство

Рис. 22

Рис. 23

Рис. 24



Рис. 25

Рис. 26



Рис. 27

Рис. 28

Используемая литература

1. Р.В. Боярская, Б.Д.Максимович, А.Г. Холодкова “Проектирование технологических процессов сборки”, Методические указания по курсовому и дипломному проектированию. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана. 2006г.-56 с.

2. Сборка и монтаж изделий машиностроения: Справочник. В 2-х т./Ред. совет: В.С. Корсаков и др.- Машиностроение, 1983. - Т1. Сборка изделий машиностроения / Под ред. В.С. Корсакова, В.К. Замятина, 1983. - 480 с.

3. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 1. Под ред. А.М. Дальского, А.Г. Косиловой и др.- 5-е изд., перераб. и доп.- М., Машиностроение, 2001, 912 с.

4. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2. Под ред. А.М. Дальского и А.Г. Суслова - 5-е изд., перераб. и доп. - М., Машиностроение, 2001, 944 с.

5. М.А. Ансеров, Зажимные приспособления для токарных и круглошлифовальных станков. Машиностроение, 1948, 181 с.

6. Технология автотракторостроения / В.В. Сасов, В.И. Дементьев, М.П. Новиков, С.И. Абрамсон Машиностроение, 1967. 446 с.

Размещено на Allbest.ru