Так как, полученная в результате расчета, погрешность установки детали на оправке меньше допуска на выполняемый размер, следовательно, схема базирования выбрана верно и точность обработки обеспечивается.
Прочностной расчет приспособления заключался в расчете на прочность резьбового соединения на конце штока пневмоцилиндра (показать резьбовой конец штока пневмоцилиндра на плакате № 4). Расчетные напряжения в опасном сечении оказались меньше, чем допустимые. Таким образом, условие прочности конструкции выполняется.
На плакатах № 5, 6 показано зубодолбежное приспособление, которое состоит из корпуса поз. 1, на который устанавливается центровик поз. 5 и опора поз. 6. Центровик поз. 5 имеет сквозное отверстие диаметром 45 мм, внутри которого расположен болт поз. 9, соединенный с тягой поз. 10, которая в свою очередь сопрягается со штоком пневмоцилиндра. На столе станка приспособление крепится при помощи плиты поз. 2, которая имеет шесть специальных пазов. Деталь отверстием диаметром 62 мм насаживается на центровик поз. 5. С целью предотвращения смещения детали вверх на нее одевается быстросъемная шайба поз. 8. При движении штока пневмоцилиндра вниз болт поз. 9 также перемещается вниз и при помощи системы, состоящей из коромысла поз. 11, двух тяг поз. 4, двух болтов поз. 7 и шайбы поз. 8, прижимает деталь к опоре поз. 6, что обеспечивает надежное закрепление при обработке (все перечисляемые элементы приспособления показать на плакатах № 5 и 6).
Приспособление для контроля отклонений расположения шести отверстий М12´1,25 и четырех отверстий М8´1 показано на плакате № 7. Приспособление имеет центровик поз. 4, который соединен с плитой поз. 2 четырьмя винтами поз. 6. При контроле центровик входит в отверстие диаметром 62 мм детали «Картер», установленной на столе, до соприкосновения плиты поз. 2 с торцем детали. Плита поз. 2 имеет пять втулок поз. 8 и одну удлиненную втулку поз. 9 – для контроля отклонения расположения шести отверстий М12´1,25 и четыре втулки поз. 10 – для контроля отклонения расположения четырех отверстий М8´1. После соприкосновения плиты поз. 2 с торцем детали через втулку поз. 9 пропускается штырь поз. 1 (для фиксации плиты). Затем сквозь остальные втулки опускают штыри поз. 5 (при контроле отклонения расположения отверстий М12´1,25) или штыри поз. 3 (при контроле отклонения расположения отверстий М8´1). Отклонение расположения отверстий контролируется в два перехода: сначала деталь устанавливается на стол торцем диаметром 185 мм (для контроля отверстий М12´1,25), затем деталь переворачивается и ставится на стол торцем диаметром 128 мм (для контроля отверстий М8´1). Возможно изменение последовательности выполнения переходов. Для удобства установки и снятия приспособления с детали плита поз. 2 имеет две ручки поз. 11 (все перечисляемые элементы приспособления для контроля показать на плакате № 7).
Þ от допуска на изготовление диаметра измерительного базового элемента (центровика поз. 4) и составляет 0,008 мм;
Þ от допуска на изготовление втулок (поз. 8, 9, 10) и составляет 0,009 мм;
Þ от допуска на изготовление штырей (поз. 1, 3, 5) и составляет 0,008 мм;
Þ от погрешности установки втулок (поз. 8, 9, 10) и составляет 0,016 мм.
Суммарная погрешность измерения имеет значение 0,041 мм, что существенно меньше допуска на расположение отверстий, которое составляет 0,75 мм.
Приспособление для контроля колебания межосевого расстояния показано на плакатах № 8 и 9. На центровик поз. 2, соединеный с основанием поз. 1, крепится втулка поз. 16, на которую насаживается измеряемая деталь. Посредством пальца поз. 4, пружины поз. 40, угольника поз. 5 и винтов поз. 31 к основанию поз. 1 крепится каретка поз. 6. На каретке поз. 6 закреплена державка поз. 14 с упором поз. 13, имеющим контакт с индикатором поз. 37. Также на каретке поз. 6 крепится центровик поз. 15, на который насаживается измерительная шестерня, которая имеет внутреннее зацепление с зубчатым венцом детали. При вращении детали «Картер» вокруг своей оси подпружиненная каретка поз. 6 совершает возвратно-поступательное движение; упор поз. 13, прижимаясь к пальцу индикатора поз. 37, перемещает его стрелку. Таким образом, определяется колебание межосевого расстояния (все перечисляемые элементы приспособления для контроля межосевого расстояния показать на плакатах № 8 и 9).
Þ допуск радиального биения втулки (поз. 16) – 0,005 мм;
Þ погрешность индикатора (поз. 37), которая принимается равной половине цены деления шкалы измерительного прибора и составляет для индикатора ИЧ-10 (ГОСТ 577-68) 0,005 мм.
Суммарная погрешность измерения имеет величину 0,01 мм, что меньше допуска на межосевое расстояние – 0,1 мм.
Для нарезания зубчатого венца на операции 130 Зубодолбёжная был спроектирован долбяк (показать чертеж долбяка на плакате № 10).
Долбяк предназначен для нарезания зубьев цилиндрических колес методом огибания. По конструктивной форме долбяк является чашечным. Чашечные долбяки применяются для нарезания наружных блочных колес «в упор» и для изготовления внутренних колес средних модулей, что имеет место в нашем случае (показать зубчатый венец на плакате № 1). Базой для крепления чашечных долбяков является отверстие, а также наружная и внутренняя опорные плоскости (показать поверхности на долбяке на плакате № 10). Посредством отверстия долбяк устанавливается точно по центру оси шпинделя зубодолбежного станка, а опорные плоскости обеспечивают перпендикулярное к оси шпинделя положение режущих кромок и совпадение направлений осей долбяка и шпинделя.
По способу крепления на станке чашечный долбяк относится к классу насадных инструментов, по направлению зубьев долбяк является прямозубым, по конструкции – цельным из быстрорежущей стали Р6М5 (ГОСТ 19265-73). Твердость долбяка составляет HRC 63…65.
Зуб долбяка имеет три режущие кромки: вершинную, очерченную по дуге окружности, и две боковые, очерченные по эвольвенте (показать поверхности на долбяке на плакате № 10). При проектировании долбяка передний и задний углы задаются по вершине зуба. Наличие положительных переднего и заднего углов на вершине зуба ведет к появлению погрешностей нарезаемого венца. Размеры этих погрешностей зависят от принятых величин переднего и заднего углов (чем больше эти углы, тем больше погрешности). Поэтому углы долбяка в соответствии с рекомендациями выбираем: передний угол для чистовых долбяков принимаем равным 5°; для угла главного профиля зуба α = 20° рекомендуется задний угол на вершине долбяка принять α = 6°.
При изготовлении зубья долбяка шлифуются на зубошлифовальных станках. При проектировании долбяка число его зубьев необходимо выбирать таким, чтобы оно было равно или кратно числу зубьев одного из делительных дисков, которые в виде набора прилагаются к зубошлифовальным станкам. Принимаем число зубьев долбяка z = 17,
m = 3 мм, делительный диаметр d = 51 мм. В числе стандартных дисков имеется диск с числом зубьев z = 51.
Заточку долбяков производят или на универсальном круглошлифовальном станке, или на плоскошлифовальном станке с круглым патроном и горизонтальной осью вращения патрона.
После шлифования и заточки долбяк должен быть проверен по всем элементам. Профиль зубьев долбяка проверяют тангенциальным зубомером.
С целью повышения износостойкости инструмента используется финишное плазменное упрочнение (ФПУ) с нанесением тонкопленочного аморфного покрытия. Технологический процесс ФПУ проводится при атмосферном давлении и состоит из операции обезжиривания долбяка (путем погружения его в моющий раствор при температуре 75…80 °С и выдержкой в течении 2 с) и непосредственно упрочнения инструмента путем взаимного перемещения изделия и плазмотрона. Параметры шероховатости поверхности после ФПУ не изменяются. В качестве плазмообразующего газа используется аргон, исходным материалом для прохождения плазмохимических реакций и образования покрытия является специальный жидкий препарат сетол. В результате процесса ФПУ обеспечивается повышение износостойкости инструмента в 4…5 раз. Это происходит за счет изменения физико-механических свойств поверхностного слоя: увеличения микротвердости, уменьшения коэффициента трения, создания сжимающих напряжений, залечивания микродефектов, образования на поверхности диэлектрического и коррозионностойкого пленочного покрытия с низким коэффициентом теплопроводности, химической инертностью и специфической топографией поверхности.
В приложении Б представлен расчет зуборезного долбяка с использованием системы автоматического проектирования, разработанный в НТИ (ф) УГТУ-УПИ.