Разработка маршрутного технологического процесса изготовления червяка

Служебное назначение и конструкция детали «червяк». Выбор и обоснование метода получения исходной заготовки. Разработка маршрута обработки червяка. Выбор режущего инструмента и анализ точности обработки. Конструирование станочных приспособлений.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	дипломная работа
Язык	русский
Дата добавления	12.02.2015
Размер файла	567,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

В данном дипломном проекте спроектирован участок по изготовлению червяков.

В проекте рассмотрен один из возможных технологических процессов обработки детали типа червяк.

При его разработке были учтены: тип производства, свойства и особенности обрабатываемого материала, точность размеров, чистота поверхности, действующие стандарты и нормативы.

Проект состоит из пояснительной записки, чертежей.

Для выполнения графической части курсового проекта использовалась система КОМПАС-3D V8.

В расчетах использована прикладная программа пакета Mathcad Professional.

При оформлении пояснительной записки использовалась программа Microsoft Word.

Графическая часть проекта содержит: чертеж детали, чертеж заготовки, чертежи технологических эскизов с анализом точности, чертежи технологических наладок по трем операциям, чертежи двух приспособлений, чертёж механического участка, чертеж технико-экономических показателей участка.

В данной работе были развиты навыки к самостоятельному решению инженерных задач в области проектирования технологических процессов, в выборе оборудования и режущего инструмента для получения годной детали механической обработкой.

При оформлении графической части проекта учитывались требования ЕСКД и ЕСТД.

Дипломный проект по специальности «Технология машиностроения» является заключительным этапом подготовки инженеров, это последняя ступень в профессиональной подготовке студента к самостоятельной работе в условиях современного производства.

Работа над дипломным проектом является необходимой, важной и ответственной для будущего специалиста, так как, работая над проектом, систематизируются и закрепляются полученные в ходе обучения теоретические знания. При проектировании комплексно используются общенаучные, общеинженерные и специальные дисциплины с точки зрения их практического использования в реальных условиях производства для решения инженерных, технологических и организационных задач.

В данной работе представлена технология изготовления вала червячного. Производство валов червячных актуально в настоящее время, так как вал является деталью, необходимой для сборки червячных редукторов, максимально применяемых в производстве и пользующихся спросом.

Эффективность производства червяков, технологический процесс изготовления, качество выпускаемых изделий во многом зависят от опережающего развития производства, станков, оборудования, оснастки, от внедрения новых более эффективных прогрессивных технологий, методов обработки и методов технико-экономического анализа. Важной целью является изучение структуры производства, повышение качественных характеристик машин и оборудования. В связи с этим необходимым условием является длительный непрерывный режим работ при достаточно высоких режимах резания с учетом возможности автоматической замены инструмента.

Главной задачей при проектировании участка по изготовлению червяков является выпуск изделий заданного качества в необходимом количестве с минимальной себестоимостью и в заданные сроки. От принятой технологии производства во многом зависит долговечность и надежность работы червяков, а соответственно редукторов и, в целом машин и аппаратов, в которых применяются данные детали. Надежность работы машин непосредственно связана с качеством поверхностного слоя детали, который характеризуется физико-механическими параметрами. Довольно актуальна проблема повышения технологичности, обеспечения точности, оценки возможных и выбор оптимальных технологических процессов. Вместе с тем развитие новых прогрессивных технологий способствует конструированию более современных машин. При этом весьма важно следить, чтобы воздействие на окружающую среду и человека было минимальным.

Производство изделия, его сущность и методы оказывают наиболее весомое влияние на технологические, эксплуатационные, эргономические, эстетические и, конечно, функциональные характеристики этой продукции, а следовательно, на её себестоимость, от которой в прямой зависимости находятся цена изделия, спрос на него со стороны пользователей, объемы продаж, прибыль от реализации, то есть, на все экономические показатели, которые и определяют финансовую устойчивость предприятия, его рентабельность и долю на рынке. Таким образом, то, как изготовляется продукция, оказывает влияние на весь жизненный цикл товара.

Также при проектировании необходимо учитывать то обстоятельство, что производство валов червячных может иметь большое количество конкурентов. Поэтому особо важно оценить все аспекты производства, распространения и потребления изделия еще на стадии его разработки, чтобы избежать неэффективного использования ресурсов предприятия. Но уделяя большое внимание организации производства, нельзя не упомянуть среди прочего и тот факт, что производство должно быть безопасным для жизни и здоровья человека. Необходимо создание безопасных условий труда производственных рабочих, наладчиков, обслуживающего персонала на данном участке. Опасности и вредности производственной среды- то, что окружает человека на рабочем месте. Задача проектирования- принять все меры, которые сведут к минимуму неблагоприятное воздействие этой среды. А также надо не забывать об окружающей среде. Поэтому при проектировании необходимо оценить степень воздействия проекта на окружающую среду, а также сформулировать мероприятия по защите окружающей среды, а при реализации проекта запустить в работу.

1. Технико-экономическое обоснование проекта

Источник

Технология изготовления червяков и червячных колес

Технические требования на изготовление червячных передач

Предусмотрено 12 степеней точности на червячные передачи с обозначением степеней в порядке убывания точности. Силовые червячные передачи соответствуют 5-9-й степени точности, кинематические передачи – 3-6-й. Для соответствующей степени точности установлены нормы точности на червяки, червячные колеса и сборку передачи.

Выбор степени точности силовых червячных передач можно производить в зависимости от окружной скорости червяка:

— окружная скорость червяка, м/с 3-7,5 1,5-3 До 1,5

— степень точности 7 8 9

Для каждой степени точности соответствуют нормы кинематической точности, плавности работы и контакта зубьев и витков.

Степень точности передачи или пары определяют по одному из элементов – червяку, колесу или корпусу, у которого наиболее низкие показатели точности. Возможно комбинированное сочетание разных степеней на нормы кинематической точности, плавности работы и контакта зубьев и витков.

Согласно ГОСТ 3675-81 установлено шесть видов сопряжения червяка с червячным колесом А, В, С, D, E, H и восемь видов допуска T_jn на боковой зазор x, y, z, a, b, c, d, h. Эти обозначения приведены в порядке убывания бокового зазора и допуска на него. Так, для сопряжения вида Н гарантированный боковой зазор j_{n min} = 0, а для сопряжения А имеет место расширенный боковой зазор. Между видами сопряжения червяка с червячным колесом и степенью точности передач по нормам плавности работы имеет следующее рекомендуемое соответствие:

— вид сопряжения A B C D E H

— степень точности по

— работы 5-12 5-12 3-9 3-8 2-6 2-6

Червячная передача с различной степенью точности по всем трем нормам имеет следующее условное обозначение: 8-7-6 Ва ГОСТ 3675-81, где 8 – степень по норме кинематической точности; 7 – степень по норме плавности; 6 – степень по норме контактов зубьев; В – вид сопряжения; а – вид допуска на боковой зазор.

Технологическими базами червячных колес являются отверстия и торцы. Точность обработки базового отверстия зависит от степени точности червячного колеса. Так для изготовления червячных колес 7-й степени точности базовое (центральное) отверстие изготавливается с полем допуска Н7 или Н8 (по 7-му или 8-му квалитетам). Шероховатость поверхности Rа = 0,8-0,4 мкм. Посадочные шейки червяка выполняют с полем допуска k6, h6 и шероховатостью поверхности Rа = 0,4-0,2 мкм. Остальные размеры червячных передач задаются по h8-h12 и шероховатостью поверхности Rа = 25- 12,5 мкм. Допуск торцового биения ступиц относительно оси отверстия не более 0,03 мм.

Заготовками для червяков служат круглый прокат в единичном производстве или штамповки – в крупносерийном и массовом производстве.

В качестве заготовок червячных колес используют отливки и прокат. При крупносерийном производстве применяют более точные методы получения отливок – литье под давлением, литье в кокиль, отливки по выплавляемым моделям. Литьем получают обычно также бронзовые венцы червячных колес.

Червячная пара состоит из червяка и червячного колеса. Как червяк, так и червячное колесо могут иметь различное конструктивное оформление. Червяк может быть насадным на вал, но может быть выполнен и сплошным в виде вала.

Червячные колеса обычно изготовляется сборным из двух деталей: венца и ступицы; только в передачах малых размеров встречаются червячные колеса, выполненные в виде одной детали. Такая конструкция колес объясняется тем, что в червячных передачах имеет место скольжение поверхностей витков червяка и зубьев колеса с высокими скоростями, вследствие чего в качестве материала для червячного колеса используется антифрикционный чугун или бронза, обладающие невысокими коэффициентами трения.

Указанные конструктивные особенности червяков и червячных колес определяют выбор технологического процесса их изготовления. Обработка червяков на первом этапе принципиально не отличается от изготовления цилиндрических зубчатых колес. Схема обработки на первом и втором этапах червячных колес аналогична обработке цилиндрических колес в осевой установке червячного колеса, а в глобоидных передачах – и червяка при токарной и зубообрабатывающей операциях. Второй этап технологического процесса изготовления червяков и червячных колес имеет свои специфические особенности, не свойственные другим видам передач и в значительной мере зависящие от выбранной геометрии зацепления пары.

Обработка заготовок червяков и червячных колес производится на универсальных токарных, карусельных, зубофрезерных и других станках, а также и специальных. Для обработки заготовок глобоидных червячных пар целесообразно использовать гидрокопировальные устройств или специальные поворотные суппорты.

Червячные колеса нарезают на зубофрезерных и специальных станках тремя методами (рис. 2):

1) методом радиальной подачи;

2) методом тангенциальной подачи;

3) комбинированным методом.

Рис. 2. Фрезерование зубьев червячного колеса:

а – методом радиальной подачи; б – методом тангенциальной подачи

Метод радиальной подачи (рис. 2, а) применяется главным образом для нарезания червячных зубчатых колес однозаходных и реже — двухзаходных. Он может быть применим только при изготовлении колес, работающих в паре с червяками, имеющими угол подъема l о . В противном случае происходит подрезание зубьев колеса.

При этом способе фреза устанавливается горизонтально, симметрично оси колеса, в положение оси сопрягаемого червяка. В процессе нарезания фреза 1 и нарезаемое зубчатое колесо 2 вращаются; скорости вращения их рассчитываются так, чтобы за один оборот фрезы зубчатое колесо повернулось на число зубьев, равное числу заходов червяка. Кроме того, фреза подается радиально на глубину зуба. Длина фрезы должна перекрывать поле зацепления.

Метод с радиальной подачей обладает высокой производительностью и прост в наладке, его применяют для обработки червячных колес невысокого качества.

Метод тангенциальной подачи (рис. 2, б) применяется главным образом для нарезания червячных зубчатых колес к многозаходным червякам; он выполняется при помощи специального суппорта, позволяющего осуществлять тангенциальную (т.е. по касательной линии к зубчатому колесу) подачу фрезы. В качестве режущего инструмента применяют червячные фрезы с заборным конусом или фрезу-летучку. Заборная часть фрезы предназначена для черновой обработки зубьев колеса, а также равномерного распределения износа и уменьшения нагрузки на зубья фрезы. Цилиндрическая часть производит чистовую обработку зубьев.

В начале резания фреза устанавливается таким образом, чтобы ее заборная часть слегка касалась окружности выступов обрабатываемого колеса. Затем фреза перемещается вдоль своей оси тангенциально (касательно) к делительной окружности колеса до тех пор, пока ее первый калибрующий зуб с полным профилем не выйдет из зацепления с профилем зуба колеса. Тангенциальная подача требует дополнительного вращения детали посредством дифференциала. Осевая подача должна быть противоположна направлению вращения детали.

Производительность способа фрезерования с тангенциальной подачей ниже, чем с радиальной подачей, а точность выше.

Метод фрезерования с радиально-тангенциальной подачей состоит в том, что за один установ заготовки производится черновое нарезание зубьев с радиальной подачей. Для обеспечения припуска под чистовую обработку радиальная подача выключается несколько раньше, чем будет достигнута полная высота зуба, затем станок автоматически переключается на тангенциальную подачу для чистового нарезания зубьев. При радиально-тангенциальном способе можно применять фрезы с заборным конусом и цилиндрические фрезы той же длины, как при фрезеровании с радиальной подачей.

Способ с радиально-тангенциальной подачей включает в себя более высокую производительность метода с радиальной подачей и лучшее формообразование профиля зуба, характерное для способа с тангенциальной подачей. Тангенциальный путь фрезы при этом способе короче, чем при способе с тангенциальной подачей.

В единичном производстве при отсутствии дорогостоящих червячных фрез применяют фрезу-летучку. В этом случае черновое нарезание зубьев колеса осуществляется с радиальной подачей на 0,2 мм глубже полной высоты зуба, а чистовое нарезание – одним резцом с тангенциальной подачей, припуск снимается только с боковых сторон зуба.

Червяки червячной передачи обычно подвергают термической обработке. До термической обработки витки червяка обрабатывают на токарном станке резцами или на специальных станках фрезеруют дисковыми или пальцевыми фрезами. После термической обработки профиль витка червяка шлифуют, а для высоконагруженных и быстроходных передач витки червяка дополнительно полируют для уменьшения шероховатости поверхности на профилях зубьев.

Выбор схемы технологического процесса изготовления червяков и червячных колес производится с учетом:

а) конструкции детали; геометрии боковых поверхностей витков червяка; материала червяка; вида термообработки; степени точности;

б) объема производства и его специализации.

Наиболее распространенными являются следующие схемы технологических процессов механической обработки червячной передачи.

Цельные червяки в виде вала обрабатываются в такой последовательности:

1) подрезание и центрование заготовки (прокат, штамповка);

2) черновая и чистовая токарные обработки;

3) черновое и чистовое нарезание винтовой поверхности;

4) термическая обработка;

5) шлифование или полирование центровых гнезд;

6) шлифование опорных шеек и торцовых поверхностей;

7) шлифование винтовых поверхностей (для особо точных);

8) полирование винтовых поверхностей.

Полые червяки (насадные в виде втулки) обрабатываются в такой последовательности:

1) сверление и растачивание отверстия и подрезание одного торца;

2) протягивание отверстия и шпоночного паза;

3) черновая и чистовая токарные обработки;

4) черновое и чистовое нарезание винтовой поверхности;

5) термическая обработка;

6) шлифование отверстия и торца;

7) шлифование винтовой поверхности;

8) шлифование винтовой поверхности.

Обработка червячного колеса производится в следующем порядке:

1) токарная обработка отверстия и торцов (черновая и чистовая);

2) сверление крепежных отверстий;

3) черновое и чистовое нарезание зубьев;

4) финишная обработка зубьев.

В табл. 1 и 2 приводятся технологические схемы изготовления червяков и червячных колес.

Технологическая схема изготовления червяка

Примечание. Отсутствующие в таблице номера операций означают: 5, 11 –слесарная обработка; 6 – термообработка: 7 – дефектоскопия; 12 – контроль

Технологическая схема изготовления червячного колеса

Примечание. Отсутствующие в таблице номера операций означают:

1 – напрессовка венца на ступицу; 4, 7 – слесарная обработка; 8 — контроль

Источник