Технологический процесс сборки деталей. Винтовые передачи. Технологический расчет втулки КТС 02 (стр. 2 из 4)
Рис. 3
Коэффициент полезного действия шариковой винтовой пары много выше, чем обычной, вследствие резкого снижения трения в резьбе.
Для полного устранения зазоров в шариковой паре «винт — гайка» на винте устанавливают одновременно две шариковые гайки 2 (рис. 3, II), между которыми помещают стальную пружину 5. Пружина, создавая предварительный натяг между винтом 3, шариками и гайками, устраняет все зазоры в передаче.
Рабочие поверхности такой передачи закаливают до твердости Н RC60 и выше. Винты изготавливают из сталей ХВГ, 7ХГ2ВМ с объемной закалкой. Материал гаек — стали 9ХС, ШХ15, ХВГ с объемной закалкой и др.
3. Назначение, разновидность винтовых передач и требования, предъявляемые к ним
Назначение винтовых передач - преобразование вращательного движения в поступательное и наоборот.
Для этой цели их применяют в домкратах, прессах, металлорежущих станках, прокатных станах, грузоподъемных механизмах, роботах, испытательных стендах и в других устройствах.
Все винтовые механизмы, в зависимости от предъявляемых к ним требований, условно делят на кинематические, используемые в малонагруженных приводах, и силовые, работающие при значительных нагрузках на ходовой винт.
Винтовые передачи имеют две основные разновидности: винтовые передачи с трением скольжения и винтовые передачи с трением качения.
Несмотря на широкое распространение винтовых передач качения и ряд недостатков присущих передачам скольжения, таких как низкий кпд, повышенный износ резьбовых поверхностей, малые допустимые скорости скольжения, в настоящее время передачи скольжения находят применение в механизмах, требующих передачи значительных усилий, таких как тяжелые станки, прессы ит.д.
Основное эксплуатационное свойство, определяющее долговечность винтовой передачи скольжения – износостойкость резьбовых поверхностей ее элементов, то есть винта и гайки.
Ходовой винт обычно изготавливается из углеродистой или легированной стали и подвергается закалке до твердости 55..60HRC.
Гайка изготавливается из более мягких материалов: оловянных или безоловянных бронз, серого и антифрикционного чугуна, цинковых сплавов и неметаллических материалов.
Поэтому витки ходовой гайки будут изнашиваться быстрее витков ходового винта.
Следовательно, долговечность винтовой передачи скольжения будет в основном определяться износостойкостью витков резьбы ходовой гайки
4. Нарезание прямозубых конических колес двумя зубострогальными резцами по методу обката при последовательном делении
Зубострогальные резцы получили наибольшее применение для нарезания прямозубых конических колес. Они применяются на чистовых операциях и работают по методу обката, а также на черновых операциях - по методу копирования. В последнем случае используются те же станки, что и при методе обкаточного огибания, но работающие при выключенном движении обката.
Строгание каждого зуба колеса производится двумя резцами на станках-полуавтоматах моделей 5С276П, 5А26 и др., а также фирмы "Глисон" (США) по схеме, представленной на рис.4, а. Здесь резцы 1 и 2, установленные в суппорте на люльке станка, представляют собой впадину зуба воображаемого производящего колеса 3, с которым в процессе зубонарезания находится в зацеплении обрабатываемое колесо 4.
Рис. 4. Нарезание прямозубых конических колес
а - схема резания; б - кинематическая схема зуборезного станка.
Как видно из кинематической схемы зубострогального станка (рис.4, б), в процессе обката заготовка колеса 3, установленная в бабке 4, при вращении вокруг своей оси кинематически связана с вращением люльки 2. На схеме также показаны: 5 - гитара деления; 6 - механизм деления; 7 - электропривод; 8 - гитара обкатки.
В процессе обработки резцы l получают возвратно-поступательное движение от кулачков (на схеме не показаны) и работают попеременно. При движении к точке О пересечения образующих начальных конусов производящего и нарезаемого колес одну боковую поверхность зуба колеса обрабатывает (при прямом ходе) первый резец, а другую боковую поверхность (при обратном ходе) - второй резец. Движение обката осуществляется за счет поворота заготовки и люльки вокруг своих осей.
При черновом нарезании движение обката выключается и оба резца совершают только возвратно-поступательное движение и нарезают зубья с прямолинейным профилем по методу копирования. Таким способом нарезают колеса модулем m = 2,5... 16 мм и диаметром до 800 мм. При этом из целой заготовки за одну операцию нарезают зубья модулем m < 4 мм, а свыше - за две операции: черновую и чистовую (за несколько ходов в зависимости от модуля и требуемой точности).
Колеса диаметром 800...3000 мм обрабатывают строганием по шаблону на специальных станках, например модели 5Е283 и др.
Рис. 5-Зубострогалный резец
Зубострогание из-за прерывистости процесса и низких скоростей резания (12...15 м / мин ) является малопроизводительным способом. Однако этот способ универсален, инструменты дешевы, просты по конструкции и обеспечивают высокую точность обработки (6...8-я степень). Поэтому зубострогание получило широкое применение как в мелкосерийном, так и в крупносерийном производстве.
Зубострогальный резец для чистовой обработки (рис. 5) представляет собой фасонный призматический инструмент с двумя взаимозаменяемыми рабочими частями на концах, имеющими прямолинейные боковую 1 и вершинную 2 режущие кромки. Зубострогальные резцы стандартизированы и выпускаются серийно.
ГОСТ 5392-80 устанавливает четыре типа таких резцов, отличающихся размерами (H, L и др.) в зависимости от диапазона модулей нарезаемых колес. Например, резцы типа I предназначены для нарезания колес модулем m = 0,3...3,25 мм, а типа IV - для нарезания колес модулем m = 13...20 мм. Профиль режущих кромок черновых резцов не регламентируется и может быть ступенчатым или криволинейным, обеспечивающим равномерный припуск под чистовую обработку. Зажимная часть зубострогального резца выполнена в виде клина с углом 73°, что обеспечивает его плотное прилегание к плоскостям державки. Резец крепится в державке винтами, число которых (2...5) зависит от его типоразмера. Передняя грань резцов плоская, заточенная у стандартных резцов под углом в нормальном сечении γn = 20°. В зависимости от свойств обрабатываемых материалов резцы затачивают также и под другими углами ( γn = 10….25°). Задний угол на вершинной кромке в статическом положении резца αB = 0°. В рабочем положении за счет поворота резца относительно дна впадины нарезаемого колеса задний угол при вершине αB = 12° (рис. 6). На боковой режущей кромке задний угол α б < α В.
Рис. 6. Углы профиля зубострогального резца в рабочем положении
В случае нарезания колес с небольшим числом зубьев, имеющих криволинейный (эвольвентный) профиль с малым радиусом кривизны, резцы должны были бы иметь такую же форму режущих кромок. При нарезании таких зубьев методом обката резцами с прямолинейным профилем имеет место подрез ножки и срез головки, т.е. нарезанный зуб становится более выпуклым. Однако эти отклонения профиля нарезанного зуба составляют несколько микрометров и, в целом, только улучшают условия зацепления колес в передаче, исключая вероятность их заклинивания.
5. Практическая часть
сборка винтовая передача зубострогальный резец втулка
Исходными данными являются, рабочий чертёж детали КТС 02, указанной в задании, технические условия на деталь.
Годовой объём выпуска детали составляет N = 300000 шт. в условиях массового производства с обработкой поверхности Б.
Анализ технологичности конструкции детали.
Втулка является цилиндрической деталью, заготовка которой из бронзы может быть получена как из проката, так и литьем, при этом форма и размеры заготовки будут максимально приближены к форме и размерам детали (это является более рациональным с точки зрения экономии основного материала и уменьшения припуска под последующую обработку, что впоследствии сокращает трудоемкость изготовление детали, а значит и ее себестоимость).
Точность поверхностей детали является вполне достижимой (порядка 6-14квалитета) и может быть получена широко применимыми методами токарной обработки, сверления, зенкерования и развертывания.
Конструкция детали:
-имеет хорошие базовые поверхности для первоначальных операций и довольно простая. Позволяет обеспечить принцип совмещения баз;
-недостаточно жесткая и требует вести обработку на заниженных относительно нормативных режимов резания;
− позволяет вести обработку проходными резцами;
-имеет простой формы центральные и другие отверстии.
Обработка заготовки может проводиться с применением универсального режущего инструмента. Для контроля получаемых размеров могут использоваться универсальный мерительный инструмент.
Таблица 1.1 - Химический состав Бронзы Бр. ОЦС 6-6-3 ГОСТ 613-79
| A1 | Bi | Fe | Si | Cu | Sb | Pb | P | P | Zn | Прочие |
| 0-0,05 | 0-0,02 | 0-0,4 | 0-0,02 | 79,66 | 5-7 | 0-0,5 | 2-4 | 0-0,05 | 5-7 | 0-1,3 |
Таблица 1.2 — Механические свойства Бронзы Бр. ОЦС 6-6-3 ГОСТ 613-79
| gt, МПа ов, МПа | НВ (не более) |
| не менее | 65 |
| 80 200 |
Определение такта выпуска деталей.
te=(F∙60)/N
где F-годовой фонд времени работы оборудования,F=4016 ч;
N-годовой объем выпуска деталей,шт.
te =(4016-60)/300 000 = 0.8 мин.