Разработка технологического процесса механической обработки детали (стр. 3 из 17)
2.1. Назначение и условия работы детали
Коробка перемены передач предназначена для изменения передаточных чисел трансмиссии и обеспечения реверса и, тем самым, получения различных скоростей движения трактора МТЗ-50 передним и задним ходом.
Кроме того, конструкция коробки передач обеспечивает привод переднего моста, синхронного заднего и бокового валов отбора мощности, а также предусматривает возможность получения пониженных скоростей при установке ходоуменьшителя.
Рассматриваемая деталь 1 – ведомая шестерня 50-1701216 расположена на шлицах полого, промежуточного вала 2 и закреплена на нём неподвижно, само колесо в процессе работы входит в зацепление с ведущей шестерней 4, сидящей на шлицах ведущего вала 5.
Эскиз сборочной единице представлен на рисунке 2.1.
Шестерня ведомая изготавливается из стали 25ХГТ ГОСТ 4543-71, химический состав и механические свойства которой представлены в табл.1.1. Данная деталь является цилиндрическим прямозубым зубчатым колесом и предназначена для передачи вращательного движения между валами с параллельными осями вращения. Зубчатая передача, в состав которой входит рассматриваемая деталь является силовой, т.е., служит для передачи крутящего момента с изменением частоты вращения валов.
Таблица 2.1. – Химический состав и механические свойства стали 25ХГТ ГОСТ 4543-71
| Химический состав | |||||||||
| С, % | Сr, % | Mn, % | Ti, % | Si, % | S, % | P, % | |||
| 0,22-0,28 | 1,00-1,30 | 0,80-1,10 | 0,06-0,12 | 0,17-0,37 | <0,040 | <0,040 | |||
| Механические свойства | |||||||||
| Gв, МПа | Gт, МПа | δ, % | Ψ, % | ||||||
| 600-620 | 360-380 | 25-28 | 28-30 | ||||||
Gв – предел прочности;
Gт – предел текучести;
δ ,Ψ – относительное удлинение и относительное сужение соответственно.
Основными причинами, вызывающими выход из строя шестерни являются: износ поверхностей зубьев, усталостные разрушения, связанные с явлением питтинга контактирующих поверхностей.
Рисунок 2.1. – Эскиз сборочной единицы (КПП трактора МТЗ-50).
2.2. Анализ технологичности конструкции детали
2.2.1.Качественная оценка технологичности конструкции
Шестерня ведомая изготовлена из стали 25ХГТ и проходит термическую обработку, которая приводит к короблению детали при нагреве и охлаждении. В этом отношении перемычка, связывающая тело зубчатого венца и ступицу, расположена неудачно, так как при термической обработке возникнут односторонние искажения. Зубчатый венец уменьшится в размерах и вызовет сжатие ступицы с левого торца. Таким образом отверстие приобретёт коническую форму, что скажется на характере искажения зубчатого венца. Это в свою очередь приводит к обязательной калибровки шлицевого отверстия после термической обработки.
С точки зрения механической обработки зубчатые колёса вообще нетехнологичны, так как операции нарезания зубьев со снятием стружки производится в основном малопроизводительными методами. Применение пластического формообразование затруднено из-за недостаточной жёсткости обрабатываемой шестерни.
Наличие выступа относительно зубчатого венца на левом торце неизбежно приведёт к тому, что при одновременной обработке двух деталей зубофрезерованием между ними придётся установить прокладку в виде кольца, что соответственно увеличит длину резания и, следовательно, приведёт к снижению производительности процесса. Кроме того это приведёт к тому, что на нижнем торце верхней детали при зубофрезеровании образуются заусенцы, которые нужно будет снять.
Положительным следует считать наличие двух фасок в шлицевом отверстии, наружный диаметр которых больше наружного диаметра шлицевого отверстия. Это позволяет протягивать шлицевые отверстия после изготовления фасок, а торцы обрабатывать на многорезцовом станке. В этом случае резцы для подрезки торцов не будут доходить до шлицевого отверстия, что обеспечит хорошие условия резания (не на прерывистой поверхности) и, следовательно, высокую точность.
В целом применительно для деталей данного класса обрабатываемую шестерню можно считать достаточно технологичной, так как обеспечивается свободный доступ режущего и мерительного инструмента, хорошие условия отвода стружки и СОЖ, отсутствуют скрытые полости и высокоточные поверхности.
2.2.2. Количественная оценка технологичности конструкции
При количественной оценки технологичности детали, согласно методике изложенной в [ ], определяют значения следующих показателей:
1. Коэффициент унификации конструктивных элементов:
Ку.э. = Qу.э./Qэ = 9/13 = 0,69; (2.1)
где Qу. э и Qэ – соответственно число унифицированных конструктивных элементов детали и общее, шт.;
2. Коэффициент применяемости стандартизованных обрабатываемых поверхностей:
Кп.ст. = Dо.с./Dм.о. = 7/10 = 0,7; (2.2)
где Dо.с. и Dм.о. – соответственно число поверхностей детали обрабатываемых стандартным режущим инструментом, и всех, подвергаемых механической обработке поверхностей;
3. Коэффициент обработки поверхностей:
Кп.о. = Dм.о./Qэ = 10/13 = 0,77; (2.3)
4. Коэффициент использования материала:
Ки.м. = q/Q = 3,045/5 = 0,61; (2.4)
где q и Q – соответственно масса детали и заготовки, кг;
5. Коэффициент применения типовых технологических процессов:
Кт.п. = Qт.п. / Qи = 3 / 4 = 0,75; (2.5)
где Qт.п. и Qи – соответственно число типовых технологических процессов для изготовления детали и общее;
6. Масса детали – 3,045,кг;
7. Максимальное значение квалитета обработки - 9;
8. Минимальное значение параметра шероховатости обрабатываемых поверхностей Ra – 0,63.
Из полученных результатов видно, что значения коэффициентов использования материала и обработки поверхностей не высоки, что требует в отношении первого пересмотра способа получения заготовки. В пользу технологичности свидетельствуют достаточно высокие значения коэффициентов применяемости стандартизованных обрабатываемых поверхностей, коэффициента унификации, применения типовых технологических процессов и обработки поверхностей.
2.3. Определение типа производства
Тип производства по ГОСТ 3.1119-83 характеризуется коэффициентом закрепления операций. В соответствии с методическими указаниями РД 50-174-80, коэффициент закрепления операций для всех разновидностей серийного производства определяется:
Кзо = ∑Поi / ∑Рi , (2.6)
где ∑Поi - суммарное число различных операций за месяц по участку из расчета на одного сменного мастера;
∑Рi - явочное число рабочих участка, выполняющих различные операции при работе в одну смену.