Технологический маршрут обработки детали вал-шестерня

Основным достоинством штамповки в открытом штампе является то, что не предъявляется особых требований к точности объема исходной заготовки. Однако при штамповке в открытом штампе по периметру поковки получается облой (заусенец), который при дальнейшей обработке подлежит удалению. При это отход металла составляет в среднем 10-20 % от массы поковки.

 

 

 

Технологический процесс  получения поковок горячей объемной штамповкой состоит из следующих  операций:

1. разрезки исходного металла на заготовки мерной длины;
2. нагрева исходной заготовки;
3. штамповки;
4. отделки поковок, которая может включать обрезку заусенца, прошивку перемычки; правку, калибровку, термическую обработку, очистку от окалины.

 

Чертеж поковки составляют по чертежу готовой детали в следующей  последовательности:

 

1. Выбирают поверхность разъема штампа.
2. Назначают напуски для упрощения конфигурации поковки с целью облегчения ее изготовления.
3. Назначают припуски на механическую обработку. Припуск – поверхностный слой металла поковки, подлежащий удалению                механической обработкой для получения требуемых размеров и качества поверхности готовой детали.
4. Назначают допуски на размеры поковки, учитывающие возможные отклонения размеров на поковке из-за износа штампов, сдвига их и др. Допуск – допустимое отклонение от номинального размера поковки, проставленного на ее чертеже, т.е. разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами.
5. Предусматривают на вертикальных стенках поковки штамповочные уклоны для облегчения заполнения штампа металлом и извлечения из него поковки.
6. Скругляют острые углы и кромки на поковках для облегчения заполнения штампа металлом, уменьшения его износа и предохранения от поломок.

Увеличив все размеры  спроектированной поковки на величину усадки металла, получают чертеж горячей  поковки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В технических требованиях  на изготовление детали указано, что поковку полученную после штамповки необходимо нормализовать, до обработки на металлорежущем оборудовании.

Нормализацией называют отжиг с охлаждением детали на свободном воздухе.

Отжиг — вид термической обработки металлов и сплавов, главным образом сталей и чугунов, заключающийся в нагреве до определённой температуры, выдержке и последующем, обычно медленном, охлаждении.

Условия охлаждения при нормализации позволяют получить более мелкое зерно, по сравнению с обычным отжигом. Уменьшение размера зерна вызывает увеличение прочности и твердости, при некотором снижении пластичности. Особенно это заметно на деталях, содержащих 0,3-0,6%С. Прочность и твердость таких сталей при нормализации имеет промежуточное значение между твердостью, полученной после отжига и твердостью, полученной при закалке, поэтому нормализация таких сталей является основным видом термообработки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава IV. Описание маршрута (последовательности) обработки детали на металлорежущем оборудовании

 

Технологический процесс  – это часть производительного  процесса, содержащая действие по изменению  состояния предмета труда, иначе  это совокупность  различных операций, при выполнении которых изменяются размеры, форма, качество поверхности и свойства.

Операция – это  законченная часть технологического процесса, выполненная на одном рабочем  месте.

Металлоре́жущий стано́к — станок, предназначенный для размерной обработки металлических заготовок путем снятия материала.

Первыми операциями являются операции по получению технологических баз для последующей обработки заготовки. Такими технологическими базами для валов являются подрезка торцов и зацентровка. В серийном, крупносерийном и массовом производствах зацентровку валов обычно проводят на фрезерно-центровальных полуавтоматах. Станок имеет две позиции, на которых последовательно производится фрезерование торцевыми фрезами и центрование центровочными сверлами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

После предварительной  обработке заготовки валов поступают  в механические цеха, где проводится обработка их наружных поверхностей вращения, шпоночных пазов, отверстий, нарезание резьб, правка центровочных отверстий.

Точение наружной поверхности  вала выполняют обтачиванием на различных  станках токарной группы, в частности, на токарных станках с гидрокопировальным суппортом. Их производительность по сравнению с обычными токарными станками выше в 2 раза и более. Инструмент – резец проходной.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для обработки шпоночного паза в серийном массовом производстве используют шпоночно-фрезерные станки с «маятниковой» подачей, работающие концевыми двузубыми фрезами с лобовыми режущими кромками. Этот метод получения шпоночных пазов дает точную канавку, обеспечивающую взаимозаменяемость в шпоночном соединении.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изготовление зубчатых поверхностей на валах-шестернях выполняют высокопроизводительным методом  обкатки на зубофрезерных станках червячными фрезами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дальнейшую обработку  поверхности вала производим с помощью  абразивного инструмента. Шлифованием  обрабатываем торцевые поверхности, наружную часть зубчатой поверхности. Обработку проводим на круглошлифовальных станках с помощью шлифовальных кругов. Шлифование обеспечивает получение высокой чистоты обработанной поверхности и высокой точности размеров обрабатываемых деталей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

После всех операций обработки на металлорежущем оборудовании, выполняем термическую обработку. Термическую обработку стальных деталей проводят в тех случаях, когда необходимо либо повысить прочность, твердость, износоустойчивость или упругость детали или инструмента, либо наоборот, сделать металл более мягким, легче поддающимся механической обработке.

Различают следующие виды термической обработки:

- закалку;

- отпуск;

- отжиг;

- нормализацию;

- холодом;

- химико-термическую обработку.

Для данной детали вал-шестерня необходимо провести следующие вид химико-термической обработки (после обработки на металлорежущем оборудовании): нитроцементацию зубьев. Данная операция выполняется для повышения износоустойчивости, а также усталостной прочности.

Нитроцементация сталей — процесс насыщения поверхности стали одновременно углеродом и азотом при 700—950 °C в газовой среде, состоящей из науглероживающего газа и аммиака. Наиболее часто нитроцементация проводится при 850—870 °С. После нитроцементации следует закалка в масло с повторного нагрева или непосредственно из нитроцементационной печи с температуры насыщения или небольшого подстуживания. Для уменьшения деформации рекомендуется применять ступенчатую закалку с выдержкой в горячем масле 180—200 °С.

По сравнению с цементацией нитроцементация имеет ряд существенных преимуществ. При легировании аустенита азотом снижается температура α ↔ γ-превращения, что позволяет вести процесс насыщения при более низких температурах.

Понижение температуры  насыщения, без увеличения длительности процесса, позволяет снизить деформацию обрабатываемых деталей, повысить стойкость печного оборудования и уменьшить время на подстуживание перед закалкой.

Процесс нитроцементации получил широкое распространение в машиностроении для деталей, по условиям работы которых достаточна толщина упрочненного слоя 0,2—1,0 мм. Например, нитроцементация широко применяется для упрочнения зубчатых колёс, валов-шестерен для обработки зубьев, шестерен.

Для газовой  нитроцементации  применяют— шахтные, камерные или проходные печи.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

При выполнении данной работы я разработала технологический процесс изготовление детали вал-шестерня, закрепила курс МиОКМ, приобрела практические навыки в разработке технологии изготовления данной детали, научилась расшифровывать требования к детали заданные на чертеже.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1. Глухов В.П. Методические указания: «Исследование процесса объемной штамповки», -  Ижевск, ИжГТУ, 1991 г.
2. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. и др. «Курсовое проектирование по технологии машиностроения», - Минск, Высшая школа, 1983 г.
3. Суслов А.Г. «Технология машиностроения», - Москва, Машиностроение, 2007 г.
4. Тимофеев В.Л. «Технология конструкционных материалов», - Ижевск, ИжГТУ, 2009 г.