Изготовление вторичного вала коробки передач автомобиля ГАЗ-53 (стр. 2 из 5)

Обрабатываемость учитывается коэффициентом обрабатываемости К_г, который зависит от материала резца. Основными характеристиками стали, являются ее физические характеристики. В частности, предел текучести, временное сопротивление разрыву, относительное удлинение, относительное сужение. Также очень важное значение имеет состав стали. Состав стали, влияет, в частности, на штампуемость материала и, соответственно, должен учитываться при выборе метода получения заготовки.

Содержание углерода, указанное выше, позволяет обеспечить хорошую прочность и пластичность материала детали. Эта сталь 25ХГМ – быстрорежущая с 25% содержанием углерода и добавками до 1,5%, хрома, марганца и молибдена.

Добавление хрома, повышает устойчивость стали против отпуска, т.е. способствует получению однородной мартенситной структуры, способствует получению высокой и равномерной твердости, а также, повышенной износостойкости.

Марганец повышает твердость, предел прочности, текучести, а также, увеличивает прокаливаемость.

Включение молибдена, повышает устойчивость стали против разупрочнения при отпуске, прокаливаемость, теплостойкость и сопротивление ползучести; уменьшает чувствительность к перегреву; устраняет склонность стали к отпускной хрупкости.

1.2 Анализ технических требований, предъявляемых к детали

Каждая поверхность детали имеет свои точностные характеристики, свою высоту микронеровностей, свою точность взаимного расположения.

Самой точной поверхностью является цилиндрическая поверхность, в которую вставляется вал коробки передач (6-ой квалитет точности и шероховатость поверхности Ra=0,32), а также, внутренняя поверхность конуса (Ra= 0,16...0,4; биение 0,1; отклонение от округлости 0,01) Требуемые параметры позволяют получить финишную операцию такую как полирование.

Менее ответственными, а, следовательно, и менее точными являются правый торец ступицы (Ra= 0,8; 8 квалитет; биение 0,025; отклонение от плоскостности 0,016), цилиндрическая поверхность под конус (Ra= 2,5; 9 квалитет; биение 0,04), левый торец ступицы (Ra= 0,8; 9 квалитет; биение 0,025; отклонение от плоскостности 0,016) и плоскость уступа под конус (Ra= 2,5; 9 квалитет; биение 0,03). Получить требуемые параметры позволяют шлифование или чистовое и получистовое точение.

Еще менее точными являются проточка шлицевого венца. (Ra= 20; 11 квалитет по торцу и 12 – по диаметру), левый и правый торцы зубчатого венца (Ra= 20; 11 квалитет). Эти параметры достигаются однократным точением.

Остальные обрабатываемые поверхности соответствуют 13... 14 квалитетам с Ra= 20. Это достигается однократным точением.

Отдельно следует отметить зубчатый и шлицевой венцы. Последний не требует большой точности – допуск по роликам 0,72 мм, который достигается долблением или фрезерованием без последующей обработки.

Необрабатываемые поверхности имеют шероховатость Ra= 40. Все поверхности легко доступны для инструмента.

К данной детали предъявляются, также, следующие технические требования:

► твердость на поверхности зубьев, обеспечивающая хорошую износостойкость: 61...66 HRСэ;

► твёрдость сердцевины, обеспечивающая надежную работу шестерни при динамических нагрузках: 35... 45 НRСэ;

► твердость резьбового конца HRC 25.. .40;

► нитроцементация для повышения твёрдости, для обеспечения более точной и продолжительной работы детали, глубина нитроцементированного слоя 1,0…1,4;

► шлифовальные прижоги не допускаются.

1.3 Обоснование метода получения заготовки

Выбор методов получения исходной заготовки оказывает большое значение на решение задачи экономии металла. Эта проблема стоит очень остро в массовом производстве, и поэтому необходимо снижать непроизводственные потери. При выборе методов получения исходных заготовок следует учитывать потери металла связанные с этими методами. При получении отливок из различных материалов потери составляют 35...54%, и при изготовлении методами поверхностно-пластического деформирования потери изменяются в пределах 5...37%.

Ковка на молотах и прессах, обладает довольно низким коэффициентом использования металла 9...22%. Для детали назначается большой припуск на сторону – 3,5 мм. Этот метод не требует дорогостоящих штампов, однако, от него придется отказаться, в связи с большим расходом металла (метод применяется в единичном и мелкосерийном производстве).

Штамповка на молотах является довольно производительным процессом. Детали (заготовки) получают несколькими ударами. Штампы позволяют назначать меньший припуск на обработку, а значит, процесс более точный, чем свободная ковка, а, следовательно, и более экономичный.

Процесс получения заготовки существенно облегчается и тем, что для заготовки назначают штамповочные уклоны, позволяющие легко извлекать заготовку из штампа. Но этот метод требует дорогостоящих штампов. Кроме этого, высота поковок может изменяться в довольно широком диапазоне, так как нет ограничения хода бабы молота по высоте. Припуск на обработку в плоскости разъёма обычно назначается на 15...25% больше, чем по высоте. Это делается с целью компенсации возможных неточностей движения бабы молота в направляющих. Также, допуски по высоте обозначаются несимметричными с положительными значениями, которые на 30...50% больше отрицательных, чтобы избежать дефектов по недоштамповке.

Все эти факторы не способствуют уменьшению количества металла, в заготовке.

Штамповка, на прессах (кривошипных горячештамповочных прессах) относится к числу наиболее прогрессивных производственных процессов, применяемых в современных кузнечных цехах. Заполнение ручья штампа, при штамповке на прессах, происходит за один нажим ползуна, а не за несколько ударов, как на молоте, поэтому штамповка на прессах производительнее штамповки на молотах в 1,5...2,5 раза. Благодаря постоянству хода ползуна в вертикальном направлении, точности движения ползуна в направляющих, жестокости конструкции пресса в целом и применению штампов с направляющими колонками, точность штамповки на прессах много выше точности на молотах. Штампы для штамповки на прессах обычно состоят из комплекта ручьевых вставок, объединённых в один пакет. Изготовление комплекта вставок обходится дешевле, изготовления соответствующего молотового штампа. Вставки служат дольше, так как работа совершается без ударов. Припуски на механическую обработку назначаются не более 2 мм, что меньше, чем на молотах. Кроме того, припуск постоянен по всей поверхности заготовки. При штамповке на прессах возможно применение выталкивателей, то есть отпадает необходимость назначать штамповочные уклоны. Без выталкивателя уклоны такие же, как при штамповке на молотах.

Из трёх рассмотренных методов обработки металлов давлением наиболее дорогим является штамповка на молотах, наиболее металлоемким – свободная ковка. Штамповка в прессах является наиболее точным, экономичным и производительным, а также, самым безопасным методом.

В данном проекте используем при изготовлении заготовки вторичного вала КП метод ковки.

1.4 Выбор и обоснование технологических баз

Наиболее часто используемыми чистовыми технологическими базами для деталей типа вал являются центровые отверстия, т.к. основным размером на вал является, как правило, его диаметр. Установка по центровым отверстиям позволяет «поймать» ось детали и при этом погрешность базирования на диаметр будет нулевой.

Заготовка, приходящая на производство не имеет центровых отверстий. Ввиду этого на первой операции деталь заживается в призмы, фрезеруются торцы и после этого засверливаются центровые отверстия, которые и используются почти на всех операциях, т.к. позволяют легко, быстро и надежно закрепить деталь и при этом не мешают обработке. На операции резьбонарезания центровые отверстия мешают обработке, и поэтому на данной операции деталь зажимается в призмы. При фрезеровании прорези на валу центра использовать центровые отверстия за базу нельзя ввиду недоступности обрабатываемой поверхности и деталь устанавливается в специальном приспособлении, используя в качестве технологических баз поверхности под подшипники, т.к. они являются наиболее точными.

1.5 Погрешность базирования

№ опер	Описание схемы установки и теоретическая схема базирования	Погрешность базирования
1.2	Автоматно-линейная Классификация баз:1,2,3,4 – двойная направляющая база,5 – опорная база,6-я степень свободы не отнята для вращения детали.	∆б (L1) = 0∆б (L2) = 0∆б (L3) = 0∆б (L4) = 0∆б (L5) = 0∆б (L6) = 0∆б (D1) = 0∆б (D2) = 0∆б (D3) = 0∆б (D4) = 0∆б (D5) = 0∆б (D6) = 0т.к. технологическая база совпадает с измерительной.
1.2	Автоматно-линейнаяСхема установки Деталь устанавливается в центра, при этом с левой стороны центр плавающий и деталь упирается в опору.Вращение детали осуществляется от поводкового патрона.

№ опер	Описание схемы установки и теоретическая схема базирования		Погрешность базирования
28	Шлицешлифование		∆б (L1) = 0∆б (L2) = 0∆б (L3) = 0т.к. они не зависят от базирования, т.к. обработка идёт напроход.∆б (L) = 0∆б (D) = 0∆б (h) = 0т.к. технологическая база совпадает с измерительной.
	Классификация баз:1,2,3,4 – двойная направляющая база,5 – опорная скрытая база,6 – опорная база.	А-А
28	Шлицешлифование.Схема установки: Деталь устанавливается в центра, причём задний центр вращающийся.Вращение детали осуществляется от поводкового патрона.

2. Расчет припусков и операционных размеров