Лекция №1 Вводная

Дисциплина «Технология производства большегрузных транспортных средств» сокращенно БТС, состоит в ряду важнейших, для будущего конструктора, дисциплин.

Проектирование БТС, как и любого другого изделия, невозможно без знаний основ производства. Основное время при изучении дисциплины будет уделено рассмотрению технологических процессов производства деталей и узлов, характерных для БТС, а также их сборка.

Основной задачей курса является подготовка специалистов проектировщиков, ориентирующихся в основных производственных проблемах, возникающих при проектировании и производстве изделий.

Технология производства БТС является специальной частью общего курса «Технология машиностроения». Будут рассматриваться специфические вопросы, касающиеся, главным образом, обработке основных деталей и узлов, сборке, испытанию, и ремонту БТС, технологичности узлов и деталей.

Предполагается, что до слушания курса «Технология производства БТС» студент наряду с общими дисциплинами инженерной подготовки изучил:

- основы взаимозаменяемости, где усвоил теорию допусков и посадок, а также основы технических измерений;

- технология машиностроения, где изучаются методы обработки на станках поверхностей деталей машин;

- технологию металлов, где изучаются методы получения заготовок деталей;

- детали машин, где изучаются основы конструирования деталей и узлов машин.

Дисциплина «Технология производства БТС» читается в объёме 68 часов.

В конце семестра Вам необходимо будет сдать экзамен (зачет).

В процессе изучения курса будут рассмотрены следующие вопросы:

- подготовка производства, основные понятия машиностроительного производства, применительно к технологии изготовления машин.

- основы базирования, выбор баз.

- качество обработанной поверхности.

- технологичность конструкции, технологическая документация, разрабатываемая при изготовлении деталей и сборочных единиц.

- технология изготовления валов.

- технология изготовления втулок.

- технология изготовления дисков.

- технология изготовления деталей класса некруглые стержни.

- технология изготовления зубчатых колёс.

- технология изготовления корпусов.

- технология изготовления рам.

- технология сборки изделий.

- испытание изделий.

- техника безопасности при изготовлении, сборке и испытаниях машин.

В процессе изучения курса каждый студент должен будет сдать несколько лабораторных работ по составлению технологических процессов обработки и сборки деталей и узлов БТС.

Литература:

- «Технология производства гусеничных и колесных машин» Н. М. Капустин,

1978 г.

- «Технология машиностроения» К. С. Колев, 1977 г.

- Проектирование сборочных технологических процессов, Гусев В. И.,

МАДИ, 1980 г.

- Технология машиностроения (специальная часть), Гусев А. А., 1986 г.

- Справочник технолога машиностроителя,

Лекция №2

Основы понятия машиностроительного производства, применительно к технологии изготовления машин.

Производственный процесс – это этапы, которые проходят предметы на пути их превращения в изделия или готовую машину.

Технологический процесс – часть производственного процесса, во время которого происходит изменение качественного состояния объекта, изменение формы и размеров заготовки, свойств металла (материала или полуфабриката).

Рабочее место – часть площади цеха, предназначенная для работы одного рабочего или группы рабочих, на которой размещено технологическое оборудование, инструмент, подъёмно-транспортное устройство, стеллажи для хранения заготовок, деталей и т.д.

Операция – законченная часть технологического процесса, выполненная на рабочем месте.

Переход – часть технологической операции (применительно к обработке резанием: законченный процесс получения новой поверхности при обработке детали без изменения режущего инструмента и режима резания).

Проход – однократное снятие материала с поверхности заготовки.

Рабочая позиция (позиция) – каждое новое положение установленной детали вместе с приспособлением.

Трудоемкость – количество времени, затрачиваемое на выполнение технологического процесса или его части.

Величина серии (серия) – количество деталей или машин, подлежащих изготовлению по неизменяемому чертежу.

Единичное, индивидуальное производство – производство, при котором изделия изготавливаются в единичных экземплярах, разнообразные по конструкции и размерам.

Серийное производство – производство, при котором изготовление изделий, производится партиями или сериями, состоящими из одноименных, однотипных по конструкции и одинаковых по размерам изделий, запускаемых в производство одновременно.

Массовое производство – производство, при котором большое количество одинаковых изделий изготовляется путём непрерывного выполнения на рабочих местах одних и тех же постоянно повторяющихся операций.

Припуск на обработку – слой металла (материала), снимаемый с заготовки для получения готовой детали.

Лекция №3

Подготовка производства.

БТС состоят из десятков механизмов, которые в свою очередь собираются из большого числа деталей. Основными узлами и механизмами являются рама, ходовая часть, кузовные конструкции и вспомогательное оборудование (гидропривод, электрооборудование, система термостатирования и т.д.). Быстрое освоение машин основано на повышении качества технической подготовки производства, включающей конструкторские, технологические и организационные работы. Выполнение технической подготовки производства в минимально короткие сроки в большой степени зависит от решения технологических задачи связанных с ними организационных вопросов. Основным типом машиностроительного производства является единичное. Характерный признак производства такого типа - широкая номенклатура изделий, изготовляемых периодическими штучными партиями. В единичном производстве применяют преимущественно универсальное технологическое оборудование и универсальную оснастку. Современная организация единичного производства связана со стандартизацией, нормализацией и унификацией машин. Это способствует внедрению методов серийного производства в единичное. Опыт машиностроения показывает, что применение стандартизованных решений сокращает на 30-50% трудоемкость проектирования машин и подготовки производства; и в 3-4 раза сроки освоения новых изделий. Наибольший эффект стандартизации в машиностроении заключается в повышении серийности производства и в конечном счете в снижении производственных расходов. С увеличением серийности выпуска машин совершенствуется организация производства, приобретается более производительное и совершенное оборудование, приборы, оснастка и инструменты; рабочие места специализируются. Благодаря этому, снижается трудоемкость изготовления и повышается производительность труда.

Взаимосвязь функциональных, конструктивных и технологических факторов позволяет принимать обобщённые конструктивные и технологические решения, значительно влияющие на сокращение сроков и трудоёмкости освоения новых изделий. В процессе изготовления унифицированных деталей и узлов не требуется освоение нового производства при переходе с одной конструкции на другую. Некоторые ограничения в параметры конструктивных деталей, узлов машин вносит система предпочтительных чисел. Эти ограничения состоят в применении не любых расчетных значений параметров, а лишь тех, которые подчиняются строго определённой закономерности. Конструкция изделия, выбранная за базовую, конструктивно нормализованного ряда, должна обладать свойством обратимости, т.е. допускать переход с базовой на конструкцию любого типоразмера и с одной производной на другую при использовании минимального числа новых деталей.

Опыт отечественной и зарубежной промышленности показал, что в условиях частот смены объектов производства, унификация и агрегатирование или модулирование, как теперь стало модно называть, являются решающими предпосылками не только для сокращения сроков освоения новых изделий, но и для применения наиболее производительных и экономичных методов их изготовления в тех условиях где это ранее исключалось. По мере развития методов конструктивной преемственности, стало экономичным выделять ряд узлов и деталей из замкнутого цикла производства и передавить их для изготовления на специализированном производстве.

В последние годы специализация производства способствовала вытеснению традиционного функционального направления в конструировании машин, когда даже детали общемашиностроительного назначения разрабатывали применительно к каждой машине. Производится большая работа по унификации деталей и узлов (гидроцилиндров, мотор-колёс, механизмов управления колес, маховики, рукоятки, катки, детали гидропривода и т.д.). К настоящему времени разрабатывают стандарты, не только на конструкции машин, узлов и деталей, но и на всю область технологии машиностроения, охватывающую технологические процессы, оснащение и организацию производства (система ЕСТД и ЕСТПП). Такой комплексный подход опирается на современные достижения науки и техники, экономики и передового опыта. Стандартизация оказывает влияние на разработку типовых процессов, технологическое оснащение и организацию производства.

Типизация технологических процессов является основой ускорения технологической подготовки производства и создания легкопереналаживаемых средств механизации и автоматизации.

В основу разработки типовых процессов должна быть положена конструктивно-технологическая классификация, предусматривающая систематизацию деталей и узлов по основным признакам как конструкторского, так и технологического подобия. Классификация деталей является первым этапом по созданию типовой технологии. Согласно этому классификатору предусмотрено два класса деталей: «тела вращения» и «кроме тел вращения». Каждый класс последовательно разделён на 9 подклассов, каждый подкласс - на 9 групп, каждая группа - на 9 видов. В качестве классификационных признаков выбирают геометрическую форму, конструктивную характеристику отдельных элементов, взаимное расположение элементов, параметрический признак, выполняемую функцию.

Основные из них :

- валы машин относятся к подклассам длинных деталей, характеризующихся цилиндрической формой по длине, значительно превышающий основной диаметр: L>2D. Сюда входят валы: ступенчатые и гладкие (коробок передач, торсионные и др.), пустотелые, эксцентриковые, кулачковые, коленчатые. Смещение центров при обработке шатунных шеек коленчатого вала или обработка кулачков или эксцентриков не изменяют основную схему технологического процесса деталей этого подкласса.

- цилиндрические, конические и червячные зубчатые колёса, чашки дифференциалов, ведущие колёса, опорные катки, ступицы колёс, тормозные барабаны, корпуса и детали планетарных коробок, фрикционные диски и др. относятся к подклассам коротких деталей, характерным признаком которых является соотношение высоты и основного диаметра: H<2D. Главными поверхностями обработки деталей этого подкласса являются торцы, цилиндрические наружные и внутренние поверхности, обрабатываемые на различных станках токарной группы. Схемы типовых процессов различаются специфичностью обработки зубьев колёс и фасонных поверхностей.

- цилиндры гидроамортизаторов и тормозной системы, трубы задних мостов, втулки балансиров и цапф и др. относятся к различным подклассам деталей (длинных или коротких) класса тел вращения. Общей характеристикой этих деталей является соотношение между внешним наибольшим диаметром цилиндра и высотой детали.

- рычаги, вилки, шатуны, стойки, кронштейны относятся к подклассам деталей класса «кроме тел вращения», у которых наружная поверхность образована сочетанием элементов различной геометрической формы. Основными базовыми отверстиями рычагов считаются отверстия, расположенные не на плечах и являющиеся главными установочными отверстиями. Обрабатываемыми поверхностям таких деталей являются площадки на концах стержня и отверстия на этих площадках.

- к подклассу корпусных деталей относятся литые или сварные детали коробчатого типа разнообразной формы, которые представляют собой основу для пространственного координирования и кинематической связи деталей и узлов, монтируемых в них. Характерной особенностью корпусов механизмов является наличие у них одного или нескольких базовых (основных) отверстий, которые являются опорными для монтируемых в корпусе деталей и узлов, и определяет их положение относительно друг друга. Особенностью технологии обработки всякой корпусной детали является обработка плоскостей и основных отверстий; сверление мелких отверстий и нарезание в них резьбы.

Основное содержание работ по «типовой подготовке производства», выполняемых на стадии проектирования и изготовления изделий:

- техническое задание;

- техническое предложение;

- эскизный проект;

- технический проект;

- рабочая документация;

- изготовление изделия.

На стадии технического задания разрабатываются требования к разрабатываемому изделию по показателям технологичности, и определяется предприятие изготовитель.

На стадии технического предложения на предприятии изготовителе производится анализ организационно-технического уровня производства.

На стадии эскизного проекта разрабатывается план мероприятий по повышению организационно-технического уровня производства.

На стадии технического проекта определяется потребность в дополнительных средствах технологического оснащения в соответствии с намеченным планом мероприятий. Определяется номенклатура технологических процессов по видам производства, подлежащих разработке. Производится экспертно-исследовательская работа по совершенствованию технологии изготовления. Определяются и размещаются заказы на производство по кооперации заготовок, деталей, сборочных единиц, технологической оснастки.

На стадии рабочей документации осуществляется классификация деталей сборочных единиц изделия и привязка их к действующим типовым технологическим процессам и стандартным средствам технологического оснащения. Разрабатываются прогрессивные технологические процессы изготовления, контроля, испытания деталей, сборочных единиц изделия. Разрабатываются ведомости потребности в средствах технологического оснащения, в том числе стандартных. Разрабатываются технические задания на опытно-конструкторские работы по созданию специальных средств технологического оснащения. Разрабатывается конструкторская документация на специальное технологическое оборудование, оснастку, средства контроля и испытания, механизацию и автоматизацию производственных процессов. Разрабатываются ведомости потребности в сырье, материалах и комплектующих изделий для производства. Производится расчет плановой трудоемкости изготовления изделия.

На стадии изготовления изделия производится изготовление средств технологического оснащения. Производится переналадка технологической оснастки.

Лекция №4

Технологичность конструкции.

Одним из основных показателей качества машин, механизмов и деталей является технологичность конструкции. Технологичность конструкции представляет собой такое понятие, когда обеспечиваются минимальные трудоёмкость изготовления, материалоемкость и себестоимость. Технологичность конструкции изделия оценивают по двум основным показателям: трудоёмкость изготовления, технологическая себестоимость, а так же по ряду дополнительных показателей: удельная металлоёмкость, коэффициент унификации и др.. При оценке технологичности конструкции машины или её узлов и деталей надо учитывать следующие положения:

1. форма деталей должна соответствовать применению прогрессивных методов производства заготовок с наименьшими припусками и минимальным числом обрабатываемых поверхностей;

2. наименьшее число наименований материалов, применяемых в конструкции машины;

3. наименьшая масса деталей и машины в целом;

4. взаимозаменяемость деталей и узлов с оптимальными значениями полей допусков;

5. доступность обрабатываемых поверхностей для режущего инструмента, а также для наблюдения и контроля в процессе обработки;

6. наличие у деталей поверхностей, которые могут служить удобными и надёжными базами для обработки и исключают необходимость использования вспомогательных баз, требующих, как правило, дополнительных операций обработки;

7. целесообразная степень точности и шероховатость обрабатываемых поверхностей, отвечающих требованиям эксплуатации;

8. достаточная жесткость конструкции деталей, обеспечивающая устойчивость при обработке (без вибраций) и позволяющая применять высокие режимы резания;

9. максимальная нормализация и унификация, как деталей, так и отдельных их элементов (диаметров, посадок, резьб, элементов зацепления зубчатых и червячных передач).

Высокая технологичность конструкции может быть обеспечена только взаимодействием конструкторов и технологов на всех стадиях проектирования. На этапе разработки эскизного проекта в процессе выбора принципиальной схемы конструктор совместно с технологами определяет формы изделия; возможность использования агрегатов, деталей и узлов, изготовляемых специализированными производствами; возможность агрегатирования изделия (расчленения на отдельные унифицированные узлы и агрегаты); наиболее простые входящие системы; материал и исходные заготовки для главных деталей. При разработке технического проекта технологичность отрабатывают, главным образом, выбором наиболее хорошо обрабатываемых материалов, рациональных заготовок и методов их получения, технологических баз деталей и узлов в соответствии с конструктивными базами и базами сборки; соблюдением всех требований, предъявляемых к конструкции с точки зрения технологичности при обработке различными методами ( правильный выбор баз, удобство обработки, легкость ввода и вывода инструмента, наличие поверхностей для крепления деталей и т.д.); соблюдением всех требований, предъявляемых к элементам конструкций с точки зрения стандартных норм (соблюдением радиусов и уклонов, фасок, углов, толщин и т.д.); проведением унификации деталей по исходной заготовке, термообработке, классам точности, шероховатости поверхностей, материалам и т.д.

Лекция №5

Технологическая документация.

Исходными данными для проектирования (разработки) технологического процесса являются следующие материалы:

- служебное назначение машины с кратким описанием её работы и техническими требованиями;

- рабочие чертежи машины и её отдельных деталей и узлов;

- количество машин, намечаемых к выпуску, и плановые сроки выпуска машин;

- условия снабжения завода всем необходимым для выпуска машин и возможность кооперирования с другими заводами;

- наличие кадров, перспективы их подготовки, оказывающие влияние на разработку технологических процессов.

При проектировании технологических процессов изготовления деталей машин необходимо учитывать новейшие достижения в области обработки металлов. Основными направлениями современной технологии изготовления деталей машин являются:

- получение наиболее точных заготовок с приближением их по форме и размерам к готовым деталям. Изготовление таких заготовок выгодно не только с точки зрения экономии металла, но и значительного уменьшения трудоёмкости обработки и сокращения расходов на производство готовой продукции;

- применение автоматизированных станков и многолезвийных инструментов, обеспечивающих внедрение наиболее производительных методов обработки;

- внедрение современных механических и термохимических методов упрочняющей технологии, что способствует повышению эскплуатационных свойств деталей машин и значительно увеличивает их надежность и долговечность;

- разработка оптимальных технологических процессов и все более широкое применение новы материалов и пластмасс и пластмасс в машиностроении;

- внедрение единой системы подготовки производства.

Технологическая документация, исходные данные по выпуску машин, организация производства и его контроль являются основным свойством регламентации производственного процесса. В Технологическую документацию входит ряд форм, содержащих необходимые данные не только для осуществления технологического процесса, но и для подготовки производства: определения производственных площадей, планировка оборудования; составление расчетов на инструмент и приспособления, определения количества рабочих ИТР и т.п.

В Единой системе технологической документации, кроме общих положений, изложенных в ГОСТ 3.1001-71, 3.1001-70; 3.1004-71 и правил оформления этих документов (ГОСТ 3.1105-71), приводятся различные ГОСТы и правила оформления документации, на технологическую подготовку производства начиная от прочеса изготовления заготовок различными методами и кончая их обработкой. Основными формами технологической документации на изготовление изделий по ГОСТ 3.1102-70 являются: маршрутная карта; операционная карта; карта эскизов и схем; спецификация технологических документов; технологическая инструкция; материальная ведомость; ведомость оснастки; карта технического контроля.

В маршрутной карте содержится описание операции технологического процесса изготовления изделия по всем операциям в технологической последовательности с указанием соответствующих данных по оборудованию, оснастке, материалам, трудовым и другим нормативам.

В операционной карте содержится описание операций технологического процесса изготовления изделий с расчленением операций по переходам и с указанием режимов работы, расчётных норм и трудовых нормативов. В карте эскизов и схем приводится графическая иллюстрация технологического приготовления изделий и отдельных его элементов.

Спецификация технологических документов оформляется специальной картой, в которой содержится перечень всех технологических документов, выпущенных на изделие и на его составные части.

Технологическая инструкция содержит описание специфических приемов работы или описание методики контроля технологического процесса, правил пользования оборудованием и приборами, а также описание физико-химических явлений, происходящих при отдельных операциях технологического процесса.

Материальная ведомость содержит предварительные данные для подготовки производства.

Ведомость оснастки содержит перечень специальных и стандартных приспособлений и инструментов, необходимых для оснащения технологического процесса.

В карте технического контроля приводятся средства контроля и контролируемые размеры для каждого перехода.

Последовательность разработки технологического процесса:

1. Выбор технологических баз.

2. Определение способов обработки, количества операций и переходов.

(определяется общий план обработки заготовок, намечается количество операций технологического процесса, содержание операций, т.е. количество переходов в операции, выбирается тип оборудования).

3. Проводится сопоставление вариантов процессов обработки

(экономичность) и окончательное уточнение технологического процесса.

4. Производится разработка задания на проектирование специального

оборудования, приспособлений, инструмента, транспортных средств, тары.

Последовательность операций в технологическом процессе:

Определение основных и вспомогательных операций.

Основные операции - это те, которые производятся над поверхностями, определяющими надежность и долговечность детали и изделия в целом. Второстепенные операции – это те, которые не оказывают влияния надежность детали (отверстия для крепления крышек, ригеля и других деталей; отверстия и уменьшения веса, придания внешнего вида и т.п.)

Типовая последовательность обработки:

1. обработка базирующих поверхностей.

2. черновая и получистовая обработка основных поверхностей.

3. черновая и чистовая обработка второстепенных поверхностей

4. термическая обработка.

5. обработка базирующих поверхностей

6. окончательная обработка второстепенных поверхностей

7. чистовая и окончательная обработка основных поверхностей.

Лекция №6

Технологическая подготовка производства

Технологическая подготовка производства включает комплекс работ, обеспечивающих наиболее эффективное применение высокопроизводительных технологических процессов с использованием передовых достижений и техники на базе максимальной механизации и автоматизации производства. Технологическая подготовка производства начинается с технологического контроля конструкторской документации. Разработка технологических процессов органически связана с конструированием оснастки и нестандартных средств механизации и автоматизации, являющейся наиболее трудоёмкой частью технологической подготовки производства. Заключительная стадия работ по технологической подготовке производства – окончательная проверка и отработка технологичности конструкции, отладка технологических процессов, конструкции спроектированной оснастки и т.п. Основными направлениями технологической унификации являются: типизация технологических процессов и групповой метод обработки деталей. Оба эти направления совершенно самостоятельны, но позволяют в разных условиях решать одну общую задачу нормализации технических процессов и технологической оснастки и дополняют друг друга. Типовые технологические процессы (маршруты) разрабатываются для определённого типа деталей на всех технологических операциях.

Типовые технологические маршруты разрабатываются:

1. на нормализованные и характерные типы деталей данного производства;

2. на нормализованные, стандартизированные и унифицированные узлы и отдельные изделия;

3. на ведущие, наиболее сложные и точные детали и узлы одного назначения;

4. на отдельные прогрессивные методы обработки;

5. на процессы и сборки отдельных узлов и изделий.

Типовые технологические процессы, характерные для данного завода (отрасли, производства), охватывают детали, имеющие одинаковый технологический маршрут обработки, однотипное оборудование и технологическую оснастку. Они обычно рассматриваются в виде инструктивного материала с подробным описанием маршрутной технологии. К инструкции прилагается в виде слепышей формы технологических карт для соответствующих конкретных деталей.

Групповой метод производства непосредственно связан с унификацией конструкции машин и их элементов. Он связан также с организацией и экономикой производства. Наиболее общие задачи, решаемые групповым методом, сводятся к специализации, технологической концентрации в виде многоинструментальной и многопредметной обработки, к совмещению времени выполнения основных и вспомогательных элементов работы.

Принципиальными основами группового метода производства являются:

- методика группирования (классификации) деталей, видов работ и технологических процессов;

- методика классификации и конструирования групповых приспособлений и инструментальных наладок;

- целевая модернизация и специализация оборудования;

- внедрение групповых поточных линий и автоматических линий.

Групповые переналаживаемые приспособления проектируются для групп деталей, сходных по способам установки и закрепления. Обработка деталей различной конфигурации с помощью одного приспособления обеспечивается благодаря использованию сменных или регулируемых элементов. Повешенная стоимость группового приспособления экономически оправдывается, т.к. затраты раскладываются на все детали, входящие в группу. Создание унифицированных (групповых) процессов изготовления деталей может базироваться на различных методах группировки деталей. Применяется группировка по конструктивным особенностям, по степени унифицированности условий обработки.

В основу построения групповых технологических процессов положена сложная комплексная деталь, состоящая из ряда элементарных поверхностей. Другие детали, объединённые в группу, должны иметь полное или частичное сочетание таких же поверхностей, что и у комплексной детали. После того как проведена классификация деталей и образованы группы, приступают к разработке группового технологического процесса. Должен быть создан такой процесс, который позволил бы обработать любую деталь группы без значительных отклонений от общей технологической схемы. Различие методов типовой и групповой обработки заключается в том, что типизация технологического процесса предусматривает создание детале-процессов, а групповой метод – детале-операций. Типовая технология характеризуется общностью технологического процесса, а групповая – общностью оборудования и оснастки, необходимых для выполнения определённой операции или полного изготовления детали.

Технологическая подготовка производства – совокупность мероприятий обеспечивающих технологическую готовность производства.

Технологическая готовность производства – наличие на предприятии полных комплектов конструкторской и технологической документации средств технологического оснащения, необходимых для осуществления заданного объёма выпуска продукции с установленными технико-экономическими показателями.

Тип производства – классификационная характеристика производства, выделяемая по признакам широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объёма выпуска продукции.

Вид производства – классификационная категория производства, выделяемая по признаку применяемого метода изготовления изделия (литейное, сварочное).

Средства технологического оснащения – совокупность орудий производства, необходимых для осуществления технологического процесса (технологическое оборудование, технологическая оснастка).

Лекция №7

Основы базирования. Выбор баз.

Базами называются исходные поверхности, линии или точки, определяющие положение заготовки в процессе её обработки на станке или готовой детали в собранной машине. Число и расположение базирующих поверхностей должно быть выбрано так, чтобы создать достаточную и надежную установку обрабатываемой детали относительно направления движения режущего инструмента. Этого можно достичь, если связать все шесть степеней свободы обрабатываемой детали (три поступательных и три вращательных движения).

Различают конструкторские, технологические и сборочные базы.

Конструкторскими базами называются поверхности, оси или точки, определяющие положение детали относительно других деталей при её работе

в машине. За конструкторские базы часто принимаются не материальные, а геометрические элементы деталей машин (осевые линии отверстий и валов, оси симметрии и т.п.). Размеры, связывающие рассматриваемую поверхность, линию или точку с её конструкторскими базами, называют конструкционными.

Технологические базы – базы используемые в процессе технологической обработки детали (исходные, установочные, измерительные).

Исходная база – это поверхность, линия или точка, относительно которой на операционном эскизе координируется положение обрабатываемой поверхности. Размер, которым определяется это положение, называется исходным.

Установочными базами называются такие поверхности детали (ТОЛЬКО поверхности, не линии и не точки), которыми деталь устанавливается для обработки в определённом положении относительно станка (или приспособления) и режущего инструмента. Установочной базой следует считать каждую поверхность детали, которой она соприкасается с установочными поверхностями приспособления. Благодаря контакту с установочными поверхностями приспособления деталь получает определенность положения относительно станка и режущего инструмента. На операционном эскизе для каждой установочной базы изображаются применяемые для её установки установочные элементы, обозначаемые соответствующими значками.

Опоры регулируемые самоустанавливающиеся,

подводимые, одиночные

Опоры сблокированные

Опоры призматического типа

Опоры плавающие

Патроны двух-, трех, и четырехкулачковые,

Цанговые, оправки разжимные.

Патроны поводковые

Люнеты подвижные

Центры гладкие

Центры вращающиеся

Зажим гидравлический

Зажим пневматический

Зажим магнитный и электромагнитный

Деталь для обработки может устанавливаться одной, двумя или тремя базами. Чаще всего установка производится группой установочных баз. В качестве установочных баз могут быть выбраны как обработанные, так и необработанные поверхности, то такие базы называют черновыми. Черновые базы должны быть по возможности ровными и гладкими. Пользоваться ими можно лишь на начальных операциях обработки. Рекомендуется за черновую технологическую базу выбирать поверхности, остающиеся у детали черными. Установочные базы различают также на основные и вспомогательные.

Основной установочной базой называют поверхность, которая служит для установки детали при обработке и сопрягается с другой деталью, совместно работающей в собранной машине, или оказывает влияние на действие данной детали в машине.

Вспомогательной установочной базой называют поверхность детали, которая служит только для её установки при обработке.

Измерительная база – это поверхность, линия или точка поверхности, относительно которой изменением проверяют положение обработанной поверхности, т.е. проверяют исходный размер. (Обычно измерительная база совпадает с исходной.).

Сборочными базами являются обработанные поверхности, которыми деталь присоединяется к другим деталям, определяющим её положение в узле или машине.

Сборочные базы подразделяют на опорные или проверочные.

Сборочная база называется опорной, когда составляющие её базирующие поверхности служат для проверки положения детали по отношению к другим деталям собираемого изделия.

Проверочная сборочная база может быть реальной и условной, т.е. она может быть образована из материальных поверхностей и отдельных геометрических элементов (осевые линии, биссектрисы углов и т.п.).

Выбор баз.

Схема простановки размеров при назначении конструкторской базы предопределяет последовательность обработки и выбор установочных баз, тип режущего инструмента, конструкцию приспособления, возможность выполнения операции на станке.

При разработке технологического процесса выбирают исходные, установочные и измерительные базы для каждой операции. Как правило, обработку детали начинают с той поверхности, которая будет служить установочной базой для следующих операций. На первой операции в качестве установочной базы принимают необработанную поверхность – черновую базу. За черновую поверхность детали в качестве черновой базы можно принимать только ту, которая в дальнейшем не подлежит обработке и является достаточно чистой гладкой и ровной. Если нет поверхности, удовлетворяющей указанным требованиям, то у заготовки предусматривают специальные бобышки, которые при первой операции служат установочной базой. Если все операции обработки детали выполняются при одной и той же базе, то используется принцип постоянства базы.

При выборе как установочных, так и исходных баз руководствуются принципом совмещения баз. Этот принцип состоит в том, чтобы в качестве технологических баз(исходной, установочной, измерительной) использовать конструктивную базу. Иногда встречаются два возможных отступления от принципа совмещения баз: - исходная база не совмещена с конструкторской; - установочная база не совмещена с исходной. При несовмещении баз возникает погрешность.

Основные схемы базирования по опорным базам.

Обычно схемами являются базирование призматических тел и деталей вращения.

Схема базирования призматических деталей.

Каждая обрабатываемая заготовка призматической формы или тела вращения в прямоугольной системе координат, может иметь шесть степеней свободы: три поступательных движения вдоль осей и три вращательных движения относительно этих же осей. Положение заготовки определяется шестью координатами. Такой порядок определения положения призматической заготовки или её установки носит название правила шести точек, которое формулируется так: для того чтобы детали придать вполне определённое положение в приспособлении, необходимо и достаточно иметь шесть неподвижных опорных точек, лишающих деталь всех шести степеней свободы. Опорные точки материализуются различными конструкциями установочных элементов. В простейшем случае опорная точка обеспечивается опорой со сферической головкой, контактирующей с деталью одной точкой.

Различают: - главную установочную базу – поверхность заготовки с тремя опорными точками; - направляющую установочную базу – поверхность с двумя опорными точками; - упорную установочную базу – поверхность с одной опорой.

Схема базирования деталей вращения.

Положение цилиндрической детали относительно трех выбранных координатных осей определяется также шестью координатами. Базирование определяется также шестью опорными точками и может быть использовано правило шести точек с корректировкой на цилиндрическую поверхность.

Базирование деталей при механической обработке, сборке и контроле осуществляется при помощи различных приспособлений.

Различают: станочные приспособления, приспособления для установки и закрепления рабочего инструмента, сборочные приспособления, приспособления для захвата, перемещения и перевёртывания(универсальные, специализированные, специальные).

Лекция № 8

Качество обработанной поверхности.

Под качеством обработанной поверхности понимают состояние её поверхностного слоя, как результат действия на него одного или нескольких последовательно применяемых технологических методов. Качество обработанной металлической поверхности характеризуется шероховатостью, наклепом, внутренними или остаточными напряжениями, термическими или химико-термическими свойствами поверхностного слоя металла, получаемыми вследствие закалки, азотирования, цементации, хромирования и точностью обработанных заготовок(макрогеометрией).

После обработки на поверхности детали образуются следы в виде неровностей как в направлении главного рабочего движения, при котором осуществляется резание, так и в направлении подачи. В результате получается шероховатость, характеристика которой зависит от многих факторов: свойства обрабатываемого материала, режимы резания, геометрические показатели режущего инструмента, состояние рабочих кромок.

Согласно ГОСТ 2789-73 шероховатость поверхности определяется одним из следующих параметров: - R_a – среднее арифметическое отклонение профиля;

- R_z – высота неровностей профиля по 10 точкам; - R_max – наибольшая высота неровностей профиля; - S_m – средний шаг неровностей; S - средний шаг неровностей по вершинам; - t_р – относительная опорная длина профиля.

Среднее арифметическое отклонение профиля R_a определяется из абсолютных значений отклонений профиля “Y” от средней линии (m) в пределах базовой длины “L”.

Высота неровностей профиля по десяти точкам R_z – это сумма средних арифметических абсолютных отклонений точек пяти наибольших минимумом и пяти наибольших максимумов профиля в пределах базовой длины.

Установлено восемь значений базовых длин из ряда: 0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,80; 2,5; 8,25 мм.

В таблицах ГОСТа приводятся значения R_a , R_z , S_m , m и t_р.

Среднее арифметическое отклонение профиля изменяется в диапазоне от 100 до 0,008 мкм; высота неровностей профиля по 10 точкам и наибольшая высота неровностей изменяется в пределах от 1600 до 0,025 мкм; средний шаг неровностей по вершинам и средний шаг неровностей изменяются в пределах от 12,5 до 0,002 мм. Относительная опорная длина профиля и числовые значения уровня профиля выбирают из ряда 5-90% от R_max.

Параметры шероховатости различных поверхностей деталей: (R_a), мкм

- свободные (несопряжения) торцы валов, фланцев, отверстия: 25-3,2

- поверхности не являющиеся посадочными,(опорные поверхности

корпусов, шкивов, крышек): 6,3-2,5

- базовые поверхности корпусных и других деталей, места посадки

подшипников качения в отверстия деталей, шпоночных пазов: 2,5-1,25

- посадочные поверхности, точности Н7-Н9, мест посадки

подшипников качения, скольжения, не быстроходных валов,

фрикционных дисков: 1,25-0,63

- ответствующих деталей, работающих при знакопеременных

нагрузках, посадочные места на валах под подшипники качения,

герметичных соединений: 0,63-0,32

- качественных деталей обеспечивающих требования прочности

и долговечности работы без нарушения характера посадки,

плунжеров гидроприводов: 0,32-0,16.

Высокой точности обработки всегда соответствует малая шероховатость поверхности. Связь между точностью размеров и параметрами шероховатости при обработке конструкционных сталей:

Метод обработки степень точности (R_a), мкм

Точение:

предварительное 12 12,5;

чистовое 9 2,5-1,25;

тонкое 7 0,63-0,32;

Фрезерование:

предварительное 12 12,5; чистовое 9 2,5-1,25;

тонкое 7 0,63-0,32;

Сверление: 12 12,5-6,3;

Чистовое зенкование: 11 6,3-2,5;

Развертывание:

предварительное 9 2,5; чистовое 7 1,25-0,63;

тонкое 6 0,32;

Шлифование:

чистовое 8 0,63-0,32;

тонкое 6 0,32-0,08;

Притирка: 6 0,16-0,04.

Влияние условий обработки на шероховатость поверхности.

А) Скорость резания. В зоне малых скоростей (до 5 м/мин), когда нарост не образуется, размеры неровностей не значительны. При скорости 20-40 м/мин размеры неровностей имеют максимальные значения. Наименьшие шероховатости поверхности получают при обработке на скорости 75 м/мин и выше.

Б) Подача. Наименьшая шероховатость при подаче 0,05-0,12 мм/об. При изменении в большую или меньшую сторону происходит увеличение шероховатости.

В) Глубина резания. Глубина резания мало влияет на высоту неровностей.

Г) Смазочно-охлаждающие жидкости. Смазочно-охлаждающие жидкости оказывают положительное влияние на чистоту обработанной поверхности. На чистоту поверхности значительное влияние оказывают геометрические данные инструмента (при затуплении, на режущем лезвии образуются неровности и зазубрины, увеличивающие шероховатость поверхности). Качество поверхностного слоя может бать повышено в результате, как обычных методов при определённых режимах, так и специальных (упрочняющих) методов обработки. Поверхностные слои деталей формируются в основном на окончательных операциях механической обработки. Поверхности деталей упрочняют различными методами обработки без снятия стружки. В результате применения этих методов твердость поверхностного слоя повышается, в нем возникает наклёп и сжимающие остаточные напряжения.

Используются следующие методы упрочняющей обработки, основанные на поверхностно-пластическом деформировании материала детали:

дробеструйное наклепывание (повышение предела выносливости, упрочнение сварных швов); обкатывание роликами и шариками (раскатывание отверстий) и др.

Также используются методы термической и химико-термической обработки:

закалка и отпуск; отжиг; старение; обработка холодом; цементация; азотирование; нитроцементация; борорование.

Назначение технологического процесса отжига – приближение металлов и сплавов к равновесному состоянию.

Назначение технологического процесса закалки – получение заданной структуры и свойств металлов и сплавов. Механические свойства металлов и сплавов определяют при испытании стандартных образцов. Определённое сочетание механических свойств: предел текучести, временное сопротивление, относительное удлинение, ударная вязкость – приводит к оптимальным результатам в производстве и эксплуатации изделий. Химико-термическая обработка заключается в диффузионном насыщении поверхностного слоя детали различными элементами: цементация – углеродом; азотирование – азотом; нитроцементация – одновременно азотом и углеродом; диффузионное хромирование – хромом; борирование – бором.

Лекция № 9

Безопасность производственных процессов при изготовлении машин.

Производственный процесс изготовления изделий представляет собой

совокупность средств технологического оснащения и технологического процесса. Приступая к созданию нового изделия, разработке нового технологического процесса конструктор и технолог обязаны предусмотреть удобство и безопасность работы обслуживающего персонала. Оборудование должно выбираться такое, обслуживание которого требовало бы минимальной затраты человеческой энергии. Чем меньше энергии будет затрачивать рабочий на выполнение операций, тем меньше он будет утомляться, а значит меньше, будет нарушаться координация его движения, при этом снижается вероятность травмирования, как самого рабочего, так и тех, кто его окружает.

А) Опасность, возникающая при обслуживании механического оборудования.

При работе на станках несчастные случаи происходят от контакта человека с движущимися частями оборудования (инструментом, вращающимися частями станка, детали, оснастки, а также от попадания отлетающей стружки).

Б) Опасность работы на механическом оборудовании – профессиональные заболевания, которые возникают от действия шума и вибрации.

Вибрации, которые передаются на руки работающего могут вызвать вибрационную болезнь, которая может привести к расстройству нервной системы. Негативное влияние усиливается при температурах ниже 10 ˚С. Заболевание можно предотвратить, если чередовать работу с виброинструментом и без него. Период чередование 2-3 месяца.

Шум на производстве действует в основном на нервную систему человека, вызывая неврит слуховых нервов. Шумы бывают низкочастотные (до 300 Гц), среднечастотные (от 300 до 800 Гц) и высокочастотные (свыше 800 Гц). Опасность заболевания увеличивается с увеличением частоты колебаний. К шумовому оборудованию относятся: очистные барабаны, вентиляционные установки большой мощности, пневмоинструмент, кузнечные молоты и др. можно уменьшить шум, применяя различные способы шумоглушения: путём изоляции шумящего оборудования строительными перегородками, облицовкой, установкой глушителей различной конструкции (наушники, беруши).

В) Опасность изменения атмосферного давления.

Организм человека приспособлен к атмосферному давлению 760 мм. рт. ст.

При работе в среде с повышенным давлением происходит насыщение тканей организма азотом. При быстром снижении давления азот не успевает диффундировать через легкие наружу, это приводит к образованию газовых пробок, которые разрывают кровеносные сосуды, создавая угрозу жизни человека. Предотвратить заболевание можно путем постепенного перехода человека в помещение с более низким давлением.

Г) Опасность поражения электрическим током.

Электрический ток, действуя на организм, может вызывать нарушение сердечной деятельности. Степень поражения человека электрическим током зависит от электрического сопротивления тела человека, силы тока, напряжения, времени протекания тока через организм, частоты тока. Принято считать, что минимальное сопротивление человеческого тела 1000 Ом. Безопасным следует считать ток, при котором человек может самостоятельно отпустить токоведущий предмет (ток до 10 мА – переменный, до 50 мА - постоянный). Используют пониженные напряжения: 12 В – в помещениях с особо опасными условиями поражения, 36 В – в помещениях с повышенной опасностью, в остальных – 127-220 В. Наиболее опасным путем прохождения тока через человека является путь от ладони руки к ногам, от ладони к ладони. Фактор времени протекания тока через тело человека имеет важное значение. Действие на организм импульса продолжительностью 0,2 с при напряжении 220 В не вызывает смертельного исхода. Наиболее опасной частотой, вызывающей нарушение сердечной деятельности, является частота 50 Гц, при частоте 200 Гц наступает остановка дыхания. Предупредить поражение электрическим током можно применяющие изолирующие средства (перчатки, боты, галоши, коврики, инструмент с изолирующими ручками).

Д) Опасность при работе на высоте.

Наиболее характерным несчастным случаем при работе на высоте является падение. Условно считают опасной высоту, начиная с 1,1 м от уровня основания и особо опасной высоту свыше 5 м. Падение может произойти из-за отсутствия ограждений мест работы, предохранительных поясов, вследствие непрочности лесов, настилов, люлек, лестниц. Кроме того, падение может быть обусловлено индивидуальными особенностями человека.

Е) Опасность при подъеме тяжестей.

Подъём тяжестей сверх установленной нормы может привести к появлению грыж, повреждению позвоночника, нарушение сердечной деятельности. При систематическом подъеме и опускании груза во время обслуживания оборудования установлена норма не более 16 кг для мужчин и 10 кг для женщин.

Уменьшение нагрузки на организм при подъёме и опускании и перемещении тяжестей может быть достигнуто применениям средств механизации и грузоподъемных средств.

Ж) Опасность, обусловленная падением конструкции.

Обрушение или опрокидывание происходит в основном из-за увеличения свыше положенной нормы нагрузки.

З) опасность взрыва, пожара.

Взрыв может произойти на открытом воздухе или в помещении. При взрыве на воздухе взрывная волна (не считая осколков) может отбросить человека, не причинив серьезной травмы. Взрыв, происходящий в помещении, может значительно повысить давление и привести к разрушению конструкции помещения. Очень часто взрывы сопровождаются пожарами, возможно также воспламенение горючих веществ, паров пыли, если концентрация таких веществ в воздухе не достигла взрывоопасной. Уменьшить давление взрыва или пожара можно посредством установки, эффективно действующей приточно-вытяжной вентиляции во взрыво- и пожароопасном помещении.

И) Опасность от светового, электромагнитного, и радиоактивного излучений.

Различные тела, нагретые до высокой температуры, а также газосветные (ртутные) лампы, испускают ультрафиолетовые и инфракрасные лучи. Облучение приводит к покраснению или воспалению кожного покрова при действии на него лучей. Для защиты от действия ультрафиолетовых лучей применяют экраны. Различные виды радиации имеют общую основу воздействия – ионизацию. Ионизирующей способностью обладают α-, β- и γ- лучи. Наибольшей проникающей способностью обладают γ – лучи. Проникающее действие γ – лучей или рентгеновских лучей зависит от площади и от массы облучаемого тела. Однократное облучение в больших дозах может привести к лучевой болезни. Средства защиты от радиации: экраны и ограждения, не пропускающие радио активных лучей, защиту расстоянием. Допустимая доза излучения радиоактивными или рентгеновскими лучами составляет не более 0,1 Р в неделю.

Электромагнитные поля различных частот образуются при работе высокочастотных установок. К ним относятся установки для поверхностной закалки изделий. Электромагнитные поля с частотой выше установленной нормы вызывают общее расстройство нервной системы. Для отражения или поглощения электромагнитных волн применяются специальные экраны.

К) Вредное воздействие на организм газов, паров и пыли.

Большинство вредных веществ (бензол, тулуол, уайтспирит, эпоксидная смола, хром, марганец, свинец, ртуть), попадая в организм, вызывает расстройство нервной системы, головную боль, а также острые отравления. Санитарными нормами строго регламентировано наличие в воздухе вредных веществ. Если концентрация больше установленной нормы, то работу надо проводить с использованием средств индивидуальной защиты (респиратор, противогаз, резиновые перчатки, специальные костюмы, сапоги резиновые). Необходимо также соблюдать санитарно-гигиенические условия перед приёмом пищи.

Л) Утомляемость организма.

Утомляемость человека в условиях производства вызывается действием многих факторов: загрязнение окружающей среды, повышенной или пониженной температурой, шумом и вибрацией, подъёмом и перемещением тяжестей, световым, электромагнитным и радиоактивным излучением, повышенной влажностью, изменением атмосферного давления. Необходимо стремиться к улучшению условий труда, уменьшая совокупность действия перечисленных факторов на организм человека.

Лекция №10

Технология изготовления зубчатых колёс.

В транспортных средствах широко применяются различные зубчатые колёса – отличающиеся формой, размерами. Зубчатые колёса служат для передачи вращательного движения между валами с параллельными и перекрещивающимися осями.

По технологическим признакам применяются следующие зубчатые зацепления: 1. Одновенцовые (цилиндрические и конические) с прямыми и спиральными зубьями, а также червячные – со ступицей и фланцевого типа (одновенцовые: со ступицей L/D Ι, без ступицы L/D Ι).

2. Многовенцовые цилиндрические зубчатые колёса (типа блок шестерён), (без выточки и с выточкой).

3. Одновенцовые и многовенцовые вал-шестерни. (Венцы: гладкие без выемок и с выемками).

4. Реечные передачи для преобразования вращательного движения в поступательное, и наоборот.

Технические требования к зубчатым колесам.

Точность изготовления зубчатых колес определяет долговечность и бесшумность работы механизмов. Нормы точности элементов зубьев устанавливают исходя из назначения, окружных скоростей, размеров и других факторов. Показатели точности изготовления зубчатых колес и передач определяются нормами точности, которые характеризуют кинематическую точность, плавность работы колеса, пятно контакта зубьев, боковой зазор. Установлено 12 степеней точности в порядке убывания от 1 (грубая) до 12 (точная).

К комплексным показателям норм точности и бокового зазора относятся:

1. Кинематическая погрешность (показатель кинематической точности): возникает из-за неточности зуборезного станка.

2. Циклическая погрешность (показатель плавности работы): возникает из-за неточности зуборезного станка.

3. Длина и высота пятна контакта на боковой поверхности зуба (показатель контакта зуба).

4. Смещение исходного контура (комплексный показатель бокового зазора).

Материал, применяемый для изготовления зубчатых колес.

Материал для зубчатых колес берут в зависимости от условий работы. Для силовых зубчатых передач применяют главным образом хромистые (15Х, 20ХА, 40Х), хромоникелевые и хромомолибденовые (12ХН3, 40ХН, 35ХМА, 18ХГТ) и другие цементируемые стали. Глубина слоя цементации находится в пределах 0,7-1,2 мм. Зубчатые колёса для тихоходных малонагруженных передач изготавливают преимущественно из серых и модифицированных марок чугуна. Для обеспечения бесшумной работы при малых нагрузках зубчатые колеса изготавливают из неметаллических материалов (текстолита, нейлона). Для изготовления червячных зубчатых колёс применяют бронзы, биметаллические отливки (бронза, залитая на металлическую отливку), антифрикционный чугун.

Червяки изготавливают из стали 15, 12ХН2.

Требования к материалам: материал должен обладать однородной структурой, которая способствует стабильности, размеров после термической обработки, особенно размеров отверстия и шагов колёс.

Заготовки для зубчатых колёс.

В качестве заготовок для цилиндрических и конических зубчатых колес диаметром до 50 мм применяют калиброванную прутковую сталь, диаметром более – 50 мм – штамповки. Заготовки для червячных колёс получают литьём. Червяки изготавливают из штамповки и проката.(Могут изготавливать свободной ковкой).

Технологичность зубчатых колёс.

Все зубчатые колёса относятся к телам вращения и имеют характерную схему построения технологического процесса механической обработки. Обрабатываемыми поверхностями являются наружные и внутренние цилиндрические поверхности, торцы. Такие поверхности обрабатывают на станках токарной группы. Отверстия для крепления – на станках сверлильной группы. Небольшие посадочные внутренние поверхности – на протяжных станках. Зубья колес обрабатывают на зубофрезных, зубодолбежных, зубошлифовальных или шевинговальных станках.

В качестве базовых поверхностей в рассматриваемых деталях при выполнении черновых операций принимают один из необработанных торцов и наружную или внутреннюю поверхность; при выполнении последующих операций – торец и внутреннюю или наружную обработанные поверхности.

Цилиндрические зубчатые колеса.

Виды: зубчатая рейка, прямозубые зубчатые колёса, косозубые зубчатые колёса с винтовым зубом, шевронное (со сплошным венцом, с разделёнными полушевронами), цилиндрические с криволинейными зубьями.

Основные способы обработки цилиндрических зубчатых колёс.

- нарезка зубьев червячными фрезами на зубофрезерном станке (деталь вращается вокруг оси, фреза вращается вокруг оси и совершает поступательное вертикальное движение), метод – высокопроизводительный, универсальный, позволяет обрабатывать колёса с модулем до 40, обеспечивает 6-7 степень точности.

- нарезка зубьев модульной фрезой на зубофрезерном станке (деталь вращается вокруг оси, причем после прорезания впадины поворачивается на угол, зависящий от числа зубьёв, фреза вращается вокруг оси и совершает поступательное вертикальное движение).

- нарезка зубьев пальцевой модульной фрезой на зубофрезерном станке (деталь вращается вокруг оси, причем после прорезания впадины поворачивается на угол, зависящий от числа зубьёв, фреза вращается вокруг оси и совершает поступательное горизонтальное движение), метод дает невысокую степень точности (2-3), используется при нарезании небольшого числа зубьев в мелкосерийном и единичном производствах.

- нарезка зубьев цилиндрическим долбяком на зубодолбежном станке (деталь вращается вокруг оси, фреза вращается вокруг оси и совершает возвратно-поступательное движение), метод используется в крупносерийном и массовом производствах при модуле до 8, при обработке колёс с закрытым венцом модуль до 2,5, нарезка внутренних зубьев, чистовая обработка зубчатых колес с модулем до 6.

- нарезка зубьев многорезцовой головкой на зубодолбежном станке (деталь совершает поступательное горизонтальное движение).

- нарезка зубьев гребенкой на зубострогальном станке (деталь вращается вокруг оси, гребенка совершает возвратно-поступательные горизонтальные и вертикальные движения и поступательное горизонтальное движение).

- нарезка зубьев обкаточными резцами (зуботочение) на зубофрезерных или специальных станках, метод позволяет проводить нарезку прямых и косых зубьев, имеет большую производительность, используется простой и дешёвый инструмент.

Основные способы отделки зубчатых колес.

- шевингование зубьев цилиндрическим шевером на зубошевинговальном станке (деталь вращается вокруг оси, шевер вращается вокруг своей оси), метод используется при обработке зубчатых колёс диаметром от 6 до 1200 мм при модуле от 0,4 до 12 мм. Шевингование – срезание тонких слоёв металла (0,001-0,005) бреющими кромками. Припуск на шевингование составляет 0,1-0,25, метод даёт возможность получать колёса 6-7 степени точности, производительность метода (на специальных станках) 60 деталей в час, требует интенсивного охлаждения маслом.

- хонингование хоном на зубохонинговальном станке (деталь вращается вокруг оси, хон вращается вокруг оси и совершает возвратно-поступательное горизонтальное движение)

- шлифование червячным кругом на зубошлифовальном станке (деталь вращается вокруг оси, червячный круг вращается вокруг оси и совершает возвратно-поступательное вертикальное движение), метод позволяет обрабатывать прямозубые и косозубые колёса, обладает большой производительностью, позволяет получить 4-6 степень точности, припуск на обработку после термической обработки 0,18-0,75 на толщину зуба.

- шлифование коническим кругом на зубошлифовальном станке (деталь вращается вокруг оси, конический круг вращается вокруг оси и совершает возвратно-поступательное вертикальное движение), метод требует использования сложного оборудования, малопроизводителен, применяется для точных и ответственных деталей. Производительность – 3 минуты на 1 зуб.

- шлифование плоским кругом на зубошлифовальном станке (деталь вращается вокруг оси и совершает возвратно-поступательное горизонтальное движение, плоский круг совершает вращательное движение вокруг оси)

- шлифование двумя тарельчатыми кругами (деталь совершает возвратно-поступательное горизонтальное движение, круги вращаются вокруг оси)

- шлифование профильным кругом (деталь совершает поступательное движение, круг вращается вокруг оси).

Различают два основных способа обработки зубьёв: метод копирования и метод обкатки (огибание).

Метод копирования: фрезерование дисковой и модульной фрезами, пальцевой, одновременное долбление всех зубьев, протягивание осевыми (круговыми) протяжками, шлифование профильным кругом. Этот метод имеет существенный недостаток – малая точность профиля.

Метод обкатки: (более точный и производительный) фрезерование червячными фрезами, долбление, строгание зубчатой рейкой, фрезерование кольцевой гребенчатой рейкой, точение обкаточными резцами, шлифование (2-мя тарельчатыми кругами, конусным кругом, плоским кругом, абразивным червячным кругом), хонингованием зубчатыми хонами, обкаткой, притиркой.

Технология изготовления цилиндрического зубчатого колеса.

1. 3аготовительная: штамповка,

2. Токарная: сверление осевого отверстия, подрезание торца, обтачивание наружного диаметра, подрезания второго торца, обтачивание ступицы

3. Термообработка: (размеры под термообработку - номинал плюс 2-З мм на сторону)

4. Токарная: обтачивание наружного диаметра, подрезка торца, обработка отверстия (растачивание, зенкование, снятие фасок), подрезка второго торца, обработка ступицы, подрезка торца на венце, снятие фасок.

5. Протяжная: протяжка шпоночного паза или шлицевого отверстия.

6. Зубофрезерная: предварительное фрезерование зубьев

7. Зубодолбёжная: чистовое нарезание зубьев (зубофрезерная)

8. Зубофрезерная: закругление зубьев

9. шевингование: шевингование зубьев

10. Шлифовальная: шлифование зубьев

11. Контроль ОТК.

Типовые технологии изготовления зубчатых колес.

1. Одновенцовое зубчатое колесо с центральным (посадочным) отверстием.

Заготовка: калиброванный пруток; 1. Сверление отверстия, подрезание торца, растачивание отверстия, обтачивание наружных поверхностей, отрезка; 2. Протягивание шлицев; З Чистовое обтачивание и подрезка торцов; 4. Чистовое подрезание или шлифование торцов; 5.Нарезание зуба; 6.Закругление зуба; 7.Шевингование зуба; 8.Термическая обработка; 9.Шлифование отверстия (выступов шлицев); 10. Притирка зуба; 11. Испытания на шум; 12. Контроль ОТК

2. Многовенцовое зубчатое колесо с центральным (посадочным) отверстием.

Заготовка: штамповка; 1. Сверление отверстия, зенкерование; 2. Протягивание шлицев; 3. Черновое обтачивание венцов и торцов; 4. Чистовое обтачивание и подрезание торцов; 5. Предварительное нарезание зуба; 6. Чистовое нарезание зуба; 7. Закругление зуба. 8. Шевингование зубьев; 9. Термическая обработка; 10. Шлифование отверстия (выступов шлицев); 11. Притирка зуба; 12.Приработка зубьев парных колес; 13. Испытания на шум; 11. Контроль ОТК.

3. Одновенцовые со ступицей, многовенцовые блочные колеса.

Заготовка: штамповка; 1. Сверление отверстия, растачивание, подрезание торца; 2.Растачивание выемки и подрезание второго торца; 3. Протягивание шлицев; 4. Черновое обтачивание венцов и подрезание торцов; 5. Чистовой обтачивание и подрезание торцов; 6. Предварительное нарезание зубьев; 7.Чистовое нарезание зубьев; 8. Закругление зубьев; 9. Шевингование зубьев; 10. Термическая обработка; 12. Шлифование отверстия (выступов шлицев); 12. Притирка зуба; 13. Испытание на шум; 14. Контроль ОТК.

4. Одновенцовые со ступицей, одновенцовые со ступенчатой выточкой и отверстиями под болты, зубчатые колёса с внутренними и наружными зубьями.

Заготовка: штамповка; 1. Черновое обтачивание торца, растачивание отверстия, обтачивание по наружному диаметру; 2. Черновое обтачивание, протачивание второго торца, растачивание отверстия; 3. Чистовое обтачивание наружного диаметра и торца, растачивание отверстия; 4. Чистовое обтачивание и растачивание другой стороны; 5. Протягивание шпоночных пазов; 6. Предварительное нарезание зуба; 7. Чистовое нарезание зуба; 8. Закругление зуба; 9. Шевингование зубьев; 10. Термическая обработка; 11. Шлифование отверстия; 12. Притирка зуба; 13. Обкатка; 14. Контроль ОТК.

5. Вал-шестерни.

Заготовка: штамповка; 1. Подрезание торцов и центрирование; 2. Черновое обтачивание с одной стороны; 3. Черновое обтачивание с другой стороны; 4. Чистовое обтачивание одной стороны; 5. Чистовое обтачивание второй стороны; 6. Шлифование базирующих поверхностей шеек; 7. Фрезерование шлицев или шпоночных пазов; 8. Сверление отверстия; 9. Нарезание резьбы на концах; 10. Нарезание зуба; 11. Шевингование зуба; 12. Термическая обработка; 13. Шлифование цилиндрических поверхностей; 14. Шлифование шлицев; 15. Шлифование зуба; 16. Контроль ОТК.

Конические зубчатые колёса.

Конические зубчатые колёса предназначены для передачи вращательного движения между валами с перекрещивающимися осями.

Виды: по виду зуба: - с прямыми зубьями; - с тангенциальными зубьями; - с круговыми зубьями; - с эвольвентными зубьями.

по осевой форме зуба: пропорционально понижающаяся форма зуба; понижающаяся форма зуба; равновысокая форма зуба.

по конструкции: со ступицей L/D; - венцового типа; - вал-шестерня.

(L – длина посадочного отверстия, D – его диаметр).

Основные способы обработки конических зубчатых колёс.

- строгание 2-мя резцами с прямолинейными режущими кромками на зубострогальном станке (деталь совершает вращательное движение, резцы совершают возвратно-поступательное движение).

- строгание по копиру 1 или 2 резцами на зубострогальном станке.

- круговое протягивание дисковой протяжкой на зубофрезерном станке (деталь поворачивается на один зуб, после его нарезания; протяжка вращается вокруг оси и совершает возвратно-поступательное движение к ножке зуба).

- фрезерование зубьев спаренными резцовыми головками с прямолинейными кромками на зубофрезерном станке.

- фрезерование зубьев дисковой модульной фрезой на зубофрезерном станке (деталь поворачивается на один зуб, фреза совершает вращательное движение), (метод используется как черновая обработка перед строганием зубьев).

- нарезание торцевой резьбовой головкой на зубофрезерном станке.

- нарезание при помощи кругового протягивания торцевой головкой.

- нарезание конической червячной фрезой.

- нарезание торцевой резьбовой головкой на зуборезном станке по методу копирования.

Основные способы отделки конических зубчатых колёс.

- шлифование зубьев одним конусным кругом на зубошлифовальном станке (деталь совершает вращательное движение – поворот на один зуб, шлифовальный круг совершает вращательное движение и возвратно-поступательное);

- шлифование двумя дисковыми кругами с конусной поверхностью на зубошлифовальном станке (аналогично первому способу);

- шлифование чашечно-цилиндрическим кругом;

- шлифование чашечно-коническим кругом;

- притирка зубьев на зубопритирочном станке.

Технология изготовления конического зубчатого колеса.

1. Заготовительная: штамповка.

2. Токарная: сверление осевого отверстия, подрезание торца, черновое обтачивание наружного диаметра, растачивание внутреннего отверстия, подрезание второго торца, обтачивание ступицы.

3. Термообработка: (размеры: номинал плюс 2-3 мм на строну).

4. Токарная: обтачивание наружного диаметра, подрезка торца, обработка отверстия (растачивание, зенкование, снятие фасок), подрезка второго торца, обработка ступицы, обработка заднего конуса зуба, обработка переднего конуса зуба.

5. Протяжная: протяжка шпоночного паза или шлицевого отверстия.

6. Зубофрезерная: предварительное фрезерование зубьев.

7. Зубодолбёжная: чистовое нарезание зубьев.

8. Зубофрезерная: закругление зубьев.

9. Шевингование: шевингование зубьев.

10. Шлифовальная: шлифование зубьев.

11. Контроль ОТК.

Червячные передачи.

Червячные передачи в соответствии с ГОСТ 3675-56 делятся на две группы:

- кинематические, позволяющие регулировать положение червяка и колеса по межосевому расстоянию и положению средней плоскости колес.

- силовые, без регулировки положения червяка и колеса по межосевому расстоянию и положению средней плоскости колес.

Червячные передачи по виду червяка делятся на две группы:

- с цилиндрическим червяком;

- с глобоидным червяком.

Червячные передачи с цилиндрическим червяком делятся на две группы:

- по форме винтовой поверхности;

- архимедова червячная передача (профиль боковой поверхности витка в поперечном сечении – архимедова спираль);

- эвольвентная – конволютная (удлиненная эвольвента).

- нелинейные (во всех сечениях имеют криволинейный профиль)

Для уменьшения трения и износа, а также предотвращения заедания червячной пары, рабочие поверхности должны иметь высокую твердость и малую шероховатость, а материал обладать высокими антифрикционными свойствами.

Основные способы отделки червячных зубчатых колес.

Технологический процесс изготовления червячных колес незначительно отличается от обработки цилиндрических. Для колёс из ступицы и венца окончательную обработку и нарезание зубьев производят в сборе.

Нарезание зубьев червячных колёс осуществляется червячными фрезами на зубофрезерных станках тремя методами: - методом радиальной подачи; методом тангенциальной подачи; - комбинированным методом. Форма червячных фрез должна точно соответствовать форме червяков, которые будут находиться в зацеплении с нарезаемыми червячными колёсами.

При нарезании с червячной подачей червячная фреза помимо вращательного движения (резание) совершает поступательное движение подачи (радиальная подача) к центру нарезаемого колеса, пока расстояние от оси червячной фрезы до нарезаемого колеса не станет равным расстоянию от оси червяка до оси нарезаемого колеса, предусмотренному сборочным чертежом. Этот способ высокопроизводительный, но необеспечивает достаточной точности и чаще всего применяется для предварительного нарезания.

Нарезание зубьев червячных колёс с тангенциальной подачей производятся червячной фрезой с приемным конусом (со срезанными вершинами режущих зубьев). (В этом случае расстояние между осями фрезы и нарезаемого колеса постоянно и равно расстоянию от оси червяка до оси нарезаемого колеса по сборочному чертежу.) Таким образом, фреза установлена на полную глубину резания. В процессе обработки фреза вращается (резание) и перемещается в осевом направлении (тангенциальная подача), постепенно врезаясь в заготовку за счет приёмного конуса. Этот способ менее производительный, чем способ радиальной подачи, но позволяет получить достаточно высокую точность обработки.

При комбинированном способе нарезания зубьев червячная фреза имеет одновременно радиальную и тангенциальную подачу. Обработка осуществляется за один проход, инструмент, в этом случае должен обладать большой стойкостью.

Отделочная обработка зубьев червячных колес осуществляется приработкой и шевингованием. Шевингование зубьёв червячных колёс осуществляется червячным шевером после фрезерования, на специальных станках или, на обычных фрезерных, со специальными приспособлениями.

Технология изготовления червячного зубчатого колеса.

1. Заготовка: отливка.

2. Токарная: подрезать торец, сверлить и расточить отверстие, обточить наружный диаметр, снять фаску (универсальный токарно-винтовой станок 1К62, при установке по наружной необработанной поверхности и необработанному торцу в специальном самоцентрирующемся патроне).

3. Токарная: подрезать второй торец, обточить наружный диаметр, снять фаску (установка - по наружной обработанной поверхности и торцу).

4. Токарная: подрезание торца, растачивание отверстия под шлицы, растачивание выточки отверстия, снятие фасок, острых кромок (установка – по наружной цилиндрической поверхности и торцу).

5. Протяжная: протягивание отверстия и шлицев (на горизонтально-протяжном станке, установка – на плунжерной оправке по отверстию и торцу).

6. Токарная: подрезание торца, обтачивание наружной поверхности, снятие фасок (при установке на плунжерной оправке по отверстию и торцу).

7. Токарная: обтачивание радиусной поверхности венца (в специальном приспособлении на токарном станке).

8. Фрезерная: фрезерование лыски (на горизонтально-фрезерном станке 6Н82, при установке – по внутреннему отверстию (поверхности) и торцу в жесткой оправке).

9. Зубофрезерная: предварительная нарезка зубьев.

10. Зубофрезерная: окончательная нарезка зубьев.

11. Шевинговальная: шевингование зубьев.

12. Контроль ОТК.

Основные способы изготовления червяков.

1. Нарезание резом на токарно-винтовом станке:

- червяка с архимедовой спиралью – резец устанавливается так, что его прямолинейная режущая кромка лежит в осевой плоскости червяка. При этом винтовая поверхность образуется вращением заготовки и движением режущей кромки, проходящей через ось червяка.

- эвольвентного червяка - резец устанавливается так, что одна его прямолинейная режущая кромка располагается выше, а вторая ниже осевой плоскости червяка на величину радиуса R₀ основного цилиндра винтовой эвольвентной плоскости. Образование винтовой поверхности происходит при вращении заготовки и движении режущей кромки резца касательно к образующему цилиндру диаметра 2R₀.

- конволютного червяка – резцы устанавливают так, что их режущие кромки находятся в плоскости, нормальной к винтовой поверхности. Образование винтовой поверхности конволютного червяка происходит при движении прямолинейной режущей кромки резцов, когда она остаётся касательной к образующему цилиндру.

2. Фрезерование дисковыми фрезами на специальных резьбонарезных станках.

Фреза имеет профиль впадины в нормальном сечении и усиливается под уклоном наклона винтовой линии. Фрезеруется сразу полная глубина винта. За один оборот изделия фреза перемещается на величину одного шага.

3. Фрезерование червячными фрезами на обычных зубофрезерных станках.

Станок настраивается как на нарезание цилиндрического зубчатого колеса с винтовыми зубьями, число которых принимается равным числу заходов червяка. 4. Нарезание червяка долбяком.

Долбяк, установленный относительно осевой плоскости нарезаемого червяка имеет движение подачи вдоль оси червяка. Кроме того, долбяку и червяку сообщается вращательное движение обкатки за счет настройки кинематической цепи станка. В результате сочетания этих движений нарезаются все витки червяка.

5. Нарезание червяка резцовыми головками: (глобоидные червяки)

Многорезцовые головки совершают вращательное движение в плоскости, проходящей через ось червяка.

После нарезания витков, червяк подвергают термообработке: цементируют, закаливают и отпускают до заданной твёрдости.

Шлифование витков производится на зуборезном станке специальной шлифовальной головкой, поворачивающей ось шлифовального круга на соответствующий угол подъёма каждой точки витка. Отделку глобоидных червяков осуществляют притиркой или обкаткой закалённым полированным роликом на специальном станке.

Методы контроля зубчатых колёс и червяков.

Контроль зубчатых колёс подразделяется на операционный (технологический) и окончательный. Операционный контроль предназначен для проверки точности нарезания зубьев на данной операции своевременного воздействия на технологическую систему в случае отклонения размеров. Этот контроль проводят, как правило, по элементам. Контролируют параметры зубьев, точность которых зависит от качества наладки станка на выполняемой операции. За измерительную базу в данном случае принимают установочную. Такой контроль часто выполняют без снятия зубчатого колеса со станка. Окончательный контроль предназначен для определения соответствия параметров зубьев обработанных зубчатых колёс техническим требованиям чертежа. При этом контроле устанавливают эксплуатационные показатели: кинематическую точность; плавность работы; контакт боковых поверхностей зубьев; шумовую характеристику. При окончательном контроле зубчатых колёс за измерительные базы принимают основные и контролируют обычно показатели точности, так как погрешности отдельных показателей взаимодействующих между собой зубьев могут компенсировать друг друга.

При контроле проверяют следующие основные параметры зубчатых и червячных передач:

- биение базового торца определяют индикатором на специальном приспособлении:

- неточность основного шага проверяют шагомером по разности действительного и нормального расстояния между параллельными касательными к двум соседним одноименным профилям зубьев.

- кинематическую погрешность зубчатых колёс контролируют на специальных приборах, на которых обкатывают контролируемое колесо с измерительным колесом в однопрофильном зацеплении. Приборы работают по принципу непрерывного сравнения передаточного числа двух связанных механизмов: эталонного и содержащего измерительное колесо (прибор БВ-608К).

- накопленную погрешность осевого шага: измеряют шагомером, шаг на одной окружности зубчатого колеса по всем зубьям.

- толщину зуба по начальной окружности измеряют штангозубомером.

- радиальное биение зубчатого венца проверяют специальным прибором, который определяет максимальную разность положения измерительного наконечника во впадинах между зубьями контролируемого колеса за один оборот.

- погрешность длины общей нормали контролируют специальными зубомерами, индикаторными скобами (нормалеметрами).

- погрешность межосевого расстояния за оборот зубчатого колеса оценивают на специальных приборах. Колебание межосевого расстояния измеряют при обкатке контролируемого колеса, находящегося в беззазорном зацеплении с эталонным колесом.

- смещение исходного контура находят тангенциальным зубомером, как радиальное положение исходного контура относительно окружности выступов.

- плавность работы оценивают измерением циклической погрешности, погрешности профиля зуба и окружного шага, определением отклонений основного шага.

Циклическую погрешность оценивают по диаграмме кинематической погрешности зубчатого колеса как среднюю величину неточностей, непрерывно повторяющихся при повороте колеса.

Погрешность эвольвентного профиля замеряют на специальных приборах – эвольвентомерах, позволяющих сравнивать теоретическую эвольвенту, воспроизводимую прибором, с профилем эвольвенты контролируемого колеса.

- пятно контакта зубьев определяют при взаимной обкатке контролируемого колеса с эталонным. На боковые поверхности эталонного колеса наносят тонкий слой краски. Контроль осуществляется на контрольно-обкатных станках или на специальных стендах. Одно из колес притормаживают. По отпечатку краски на боковых поверхностях зубьев контролируемых колес определяют качество контактной линии.

- контроль зубчатых колес на шум осуществляется на универсальных контрольно-обкатных или специальных станках (5725М). При проверке ведомое колесо притормаживают. Шум определяют на слух или с помощью звуковых приборов (фонометров, звуковых индикаторов). Чем полнее сопрягают поверхности зубьев, тем меньше шум они издают в процессе работы.

Лекция №11.

Валы. (Технология изготовления валов).

Конструктивные и технологические особенности валов.

Валы машин относят к подклассам длинных деталей, характеризующихся цилиндрической формой, и длинной значительно превышающей основной диаметр (длина больше 2-х диаметров). Валы бывают: гладкие(бесступенчатые), ступенчатые, с фланцами и буртами, сплошные и полые, валы-шестерни и комбинированные валы. По форме геометрической оси валы бывают: прямыми, коленчатыми, кривошипными и кулачковыми или эксцентриковыми. Шейки валов могут иметь шпоночные пазы или резьбу. При переходе от одной ступени к другой, в ступенчатых валах делают канавки или галтели. Торцы вала целесообразно изготавливать с фасками. Показателями, характеризующими технологичность конструкции валов, являются высокая жесткость, рациональность выбора материала, простота геометрических форм, возможность выбора оптимальных баз для обработки, правильное нанесение размеров, обоснованные требования по точности и качеству поверхностного слоя.

Жесткость – важнейший показатель технологичности конструкции вала. Валы, длина которых не превышает двенадцатикратной величины D, считают жесткими, при длине более 12-ти диаметров валы относят к нежестким деталям и обработка их производится с люнетом.

Материал валов. Заготовки. Валы обычно изготавливают из конструкционных углеродистых и легированных сталей, удовлетворяющих требованиям высокой прочности, малой чувствительности в концентрации напряжений, хорошей обрабатываемостью при выполнении заготовок, механической и термической обработке. Валы гусеничных и колёсных машин изготавливают из сталей 20, 35, 45, 20Х, 35Х, 40Х и др. Шлицевые валы с целью повышения долговечности выполняют из высоколегированных сталей 18ХГТ, 20ХН3А с последующей термической обработкой до твёрдости 56-62 HRC. Для повышения обрабатываемости исходные заготовки валов подвергают нормализации или термическую обработку проводят после черновой обработки. Коленчатые и распределительные валы изготавливают из специальных высокопрочных чугунов с глобулярным графитом, из ковких перлитных чугунов.

Трудоёмкость, себестоимость и производительность процесса изготовления валов и их качество во многом зависит от вида заготовки. Заготовки из горячекатаного или холоднотянутого проката применяют для изготовления гладких валов, ступенчатых валов с небольшим числом ступеней и малыми перепадами диаметров (до 5 мм) или ступенчатых валов диаметром до 125 мм и длинной до 320 мм в единичном и мелкосерийном производстве. Заготовки валов сложной конфигурации с большой разницей между диаметрами ступеней в единичном производстве получают свободной ковкой на ковочных гидравлических прессах. В серийном и массовом производстве – штамповкой на прессах, молотах, горизонтально-ковочных машинах, ротационным обжатием на специальных машинах, пеперечно-винтовой прокаткой на многовалковых станах. Заготовки коленчатых, распределительных и некоторых других специальных валов получают отливкой в оболочковые и песчаные формы. Метод получения заготовки вала выбирают, сравнивая суммарные трудоёмкости и себестоимости процессов изготовления заготовок и черновой механической обработки по сопоставимым вариантам. Геометрическая форма детали часто определяет возможность применения соответствующих методов обработки. Гладкий вал постоянного сечения наиболее технологичен: при массовом производстве обработку таких деталей выполняют наиболее производительным методом – шлифованием с продольной подачей на бесцентрово-шлифовальных станках. Валы с небольшими перепадами возрастающих диаметров ступеней, длины которых равны или кратны, удобно обрабатывать на многорезцовых станках.

Эффективность механической обработки зависит:

- от степени точности заготовки: кривизна заготовок валов достигает 5 мм на 1 мм длины; уменьшая кривизну (введение операции правка, применение специальных мер) обработку можно выполнить за меньшее число проходов, более экономично использовать материал. Однако, остаточные напряжения в детали возникающие при правке, могут привести к короблению детали при эксплуатации, поэтому при изготовлении ответственных деталей или не применяют операцию правки, или после операции правки производят термическую обработку.

- от выбранных способов установки деталей; наибольшая точность обеспечивается при обработке ответственных поверхностей с одного установа и использования в качестве баз точно обработанных поверхностей. Наиболее часто валы устанавливают в центрах, используя при этом центровые отверстия, фаски или обратные центры. При выполнении ряда операций в качестве баз используют наружные цилиндрические поверхности и торцы вала или торцовые поверхности ступеней вала.

Технология обработки валов, как и выбор оборудования зависит в основном от

Конфигурации, размеров и жесткости деталей, а также от их заданного выпуска.

Технология изготовления гладких валов 3-го и 4-го класса точности (из калиброванной стали):

1. Отрезка заготовки по длине, зацентровка и снятие фасок по концам на многошпиндельных или одношпиндельных станках в зависимости от программы; 2. Предварительная обработка заготовок на бесцентрово-шлифовальном или токарном станках; 3. Фрезерование закрытых шпоночных пазов на шпоночно-фрезерных станках: открытых шпоночных пазов на горизонтально-фрезерных станках с применением специальных устройств; 4. Сверление поперечных отверстий, если они предусмотрены конструкцией, на многошпиндельных или одношпиндельных сверлильных станках в зависимости от числа отверстий и заданной программы; 5. Термическая или химико-термическая обработка; 6. Чистовое шлифование после термообработки на шлифовальных станках.

Типовой технологический маршрут изготовления валов с центральными отверстиями (фасками):

1. Получение штучной заготовки путем резки прутка (дисковыми, ленточными пилами; отрезными резцами, абразивными кругами, рубкой), штамповкой, литьем; 2. Термическая обработка – нормализация, проводимая для улучшения обрабатываемости и стабилизации механических свойств заготовок; 3. Обработка технологических баз: фрезерование или подрезка торцов и сверление центровых отверстий; одновременно можно обрабатывать крайние шейки и центральное отверстие; 4. Черновая токарная обработка шеек, торцов и, проточка канавок; 5. Термическая обработка – улучшение, такое же назначение, что и нормализация; 6. Чистовая токарная обработка шеек, торцов, галтелей; 7. Предварительное шлифование шеек, операцию проводят только у валов с головкой, фланцем: обрабатывают шейки и прилегающие торцы, используемые в качестве технологической базы при установке вала в патроне для обработки поверхностей головки; 8. Токарная обработка поверхностей головки или фланцев; 9. Сверление осевых и радиальных отверстий; 10. Фрезерование шпоночных пазов и обработка шлицев; 11. Фрезерование, долбление зубьев (если предусмотрены конструкцией); 12. Снятие фасок на торцах зубьев: 13. Обкатывание зубьев; 14. Обработка наружных и внутренних резьбовых поверхностей; 15. Цементация (применяется при последующей закалке поверхностей с нагревом ТВЧ); 16. Шевингование зубьев; 17. Термическая обработка – закалка; 18. Шлифование посадочных поверхностей и торцов; 19. Шлифование шлицев, зубьев; 20. Калибрование резьбы и зачистка заусенцев; 21. Мойка; 22. Контроль ОТК.

Технологический маршрут обработки ступенчатого вала, на примере изготовления вторичного вала коробки передач.

1. Обработка технологических баз; 2. Обработка наружной и внутренней поверхности; 3. Обработка зубьев и поперечных отверстий; 4. Цементация; 5. Обработка незакаливаемых поверхностей; 6. Закалка; 7. Зачистка центровых фасок и шлифование поверхностей; 8. Контроль ОТК.

Типовой технологический маршрут обработки штампованных коленчатых валов.

1. Фрезерование торцов; 2. Сверление торцевых отверстий; 3. Обтачивание коренных шеек и концов вала; 4. Предварительное шлифование коренных шеек; 5. Обтачивание противовесов и шеек; 6. Обтачивание шатунных шеек; 7. Обработка смазочных каналов и шпоночных пазов; 8. Обработка отверстий во фланце и в концах вала; 9. Закалка коренных и шатунных шеек; 10. Окончательное шлифование концов вала, коренных и шатунных шеек и фланца; 11. Отделочная операция поверхности коренных и шатунных шеек.

Технологичность деталей типа «вал».

Валы, изготовленные из конструкционных, углеродистых и легированных сталей удовлетворяют требованиям высокой прочности, малой чувствительности к концентраторам напряжений, хорошей обрабатываемости. Базой валов является их геометрическая ось.

Требования предъявляемые к валам:

- прямолинейность геометрической оси; - концентричность наружных ( внутренних) поверхностей, относительно геометрических осей; - точное расположение шпоночных гнезд, резьбы относительно осей и поперечного сечения деталей; Для обеспечения качества изготовления вала при проектировании надо соблюдать требования: 1. Точные валы обрабатывать в центрах и оставлять центровые отверстия; 2. Следует избегать применения ступенчатых валов; 3. Гладкие валы изготавливать из чистого калиброванного проката; 4. Ступенчатые валы должны иметь небольшие перепады диаметров, ступени по длине приблизительно одинаковые; 5. На поверхности валов следует избегать гребней и шпонок, изготовленных за одно с валом; 6. При наличии пазов следует отдавать предпочтение в изготовлении дисковой пилой; 7. При наличии шлицев обеспечивать выход инструмента; 8. При проектировании валов проходящих закалку, необходимо избегать отверстий, пересекающих рабочую зону закалки для избежания оплавления; 9. При закалке ТВЧ ступенчатых валов необходима oговаривать незакалённые пояски около торцов, уступов.

Особенности изготовления шлицевых поверхностей на валах.

Нарезание шлиц производится фрезерованием, строганием, протягиванием, холодным накатыванием. Шлицы, закаливаемых валов и шлицы, центрируемые по наружной поверхности, обрабатывают в такой последовательности:

1. Фрезерование шлицев с припуском под шлифование боковых поверхностей.

2. Чистовое шлифование боковых поверхностей шлицев после термообработки и

чистового наружного шлифования.

Обработку шлицев центрируемых по наружной поверхности, но не закаливаемых производят только чистовым фрезерованием поле чистового шлифования наружной поверхности.

Шлицы валов, центрируемых на поверхности внутреннего диаметра, обрабатывают в такой последовательности:

1. Фрезерование шлиц с припуском на шлифование, 2. Фрезерование канавок для выхода круга при шлифовании центрирующей поверхности внутреннего диаметра, 3. Чистовое шлифование боковых поверхностей и центрирующей поверхности внутреннего диаметра после термообработки.

Особенности изготовления резьбовых поверхностей на валах:

В конструкциях валов нередко предусматривают наружные и внутренние крепежные резьбы. Внутреннюю резьбу на валах обычно нарезают машинными метчиками на

резьбонарезных, сверлильных, токарных, револьверных станках; наружные остроугольные резьбы на валах нарезают плашками, резьбонарезными головками, гребенками, резьбовыми фрезами и резцами.

Профиль резьбы на валах по ГОСТ 9150-81, Размеры резьбы на валах по ГОСТ 24705-81.

Особенности изготовления ступенчатого вала:

Обрабатывают диаметр D1 на длину L3”, обрабатывают

диаметр D2 на длину L2” в размер L3,обрабатывают

диаметр D3 на длину L1 в размер L3 и в размер L2.

Контроль валов.

Предусматривает проверку диаметров шеек, длин ступеней, размеров отверстий шлицов, шпоночных канавок, резьб, проверку точности форм и взаимного расположения поверхностей. При контроле используют предельные калибры, универсальные приборы, многомерные контрольные приспособления.

Пример контроля (методы и средства) вала с прямобочными шлицами.

Внутренний диаметр, нецилиндричность, некруглость посадочной поверхности контролируют микрометром или индикаторной скобой в двух взаимно перпендикулярных направлениях и в трех сечениях по длине. Отклонения расположения проверяют с помощью индикатора. Вал устанавливают в центрах или призмах. При контроле непрямолинейности или непараллельности шлицев индикатор смещают вдоль вала. Накопленную погрешность шага определяют также с помощью индикатора. Вал крепят в делительной головке. Индикатор устанавливают по первому шлицу, затем поворачивают вал на шаг и определяют отклонения. Торсионные валы

Торсионные валы относятся к упругим элементам независимой подвески гусеничных и колесных машин. При работе они нагружены переменным крутящим моментом поэтому основным требованием, предъявляемым к данным деталям, является наличие высоких и стабильных механических свойств. Торсионный вал имеет простую форму: центр -

цилиндрическая часть диаметром D является рабочей. На наружной поверхности головок с расположенных с 2-х сторон выполняются шлицы треугольного профиля.

Торсионные валы - детали малой жесткости, поэтому, несмотря на невысокие требования точности, выполнять их достаточно сложно. Залогом спешной обработки является строгое выполнение технологических рекомендаций. В машинах большинства конструкций торсионные валы изготавливают из высоколегированной стали. В качестве исходной заготовки применяют сортовой прокат. Головки получают горячей высадкой на горизонтально - ковочных машинах с разъемом штампов вдоль оси вала. У наиболее ответственных торсионных валов для обеспечения равномерного нагружения по длине шлицев внутри головок делают коническую расточку.

Укрупненный маршрут обработки торсионных валов из штампованных заготовок:

1. Обработка технологических баз: фрезерование торцов, сверление, зенкование отверстий и нарезание резьбы; 2. Обтачивание головок, галтелей и cтержня обычно в два прохода, правка ( в некоторых случаях); 3. Фрезерование или накатывание шлицев; перед накатыванием наружную поверхность головок можно шлифовать; 4.Промежуточный контроль; 5. Термическая обработка: закалка, отпуск, правка, отпуск, очистка шлицев от окалины; 6. Накатывание впадин шлицев на головках; 7. Шлифование стержня и галтелей (обычно на разных станках); 8. Полирование стержня; 9. Контроль детали на отсутствие трещин, волосовин, рисок, забоин и других дефектов; устранение дефектов производится полированием детали войлочным кругом с мелким абразивом; 10. 3аневоливание (закручивание); 11. Окончательный контроль; 12.Фосфотирование всех поверхностей вала; 13. Грунтовка и окраска стержня и галтелей.

Для повышения усталостной прочности торсионные валы подвергаются обработке поверхностным пластическим деформированием: дробеструйным наклёпом или обкатка роликами. Второй метод более эффективный. Обкатка стержня и галтелей позволяет улучшить шероховатость поверхности (R_a = 0,63 мм). Глубина наклёпа равна 2-2,5 мм. Обкатку проводят после термической обработки и шлифования с помощью специальных трехроликовых гидравлических приспособлений. Шлицы на головках обрабатывают методом накатывания или фрезерования червячной фрезой. Шлицы контролируют калибрами, проверяют также размеры и качество поверхности. Правке валы подвергаются только в тех случаях, когда их изогнутость больше допускаемой, например больше 0,5 мм на всей длине. Валы правят на прессах, с предварительным нагревом до 200 ˚С. После правки валы отпускают при температуре около 220 ˚С и охлаждают на воздухе.

Контроль торсионных валов включает проверку размеров, отклонения взаимного расположения поверхностей и шероховатости поверхности. Очень важной операцией технологического процесса является контроль на отсутствие трещин, проводимый методом магнитной дефектоскопии.

Технология обработки штока гидроцилиндра.

1. Заготовительная: прокат; 2. Токарная: черновая обработка под термообработку (при условии необходимости выполнения термообработки в требованиях чертежа); 3. Дробеструйная обработка; 4. Токарная: черновая обработка наружных и внутренних цилиндрических поверхностей; 5. Токарная: чистовая обработка наружных и внутренних цилиндрических поверхностей; 6. Сверлильная: сверление отверстий и нарезание резьбы (если отверстия и резьбы предусмотрены конструкцией); 7. Шлифовальная: шлифование цилиндрических наружных поверхностей; 8. Полировка, суперфиниширование; 9. Гальваническая: хромирование наружных цилиндрических поверхностей; 10. Полировка хромируемых поверхностей; 11. Контроль ОТК.

Технология изготовления кулака шарнира.

Кулаки шарниров – ступенчатые валы с головкой, применяют в передних ведущих мостах гусеничных и колёсных машин. Кулаки изготавливают из стали твердостью НВ 241…285. Заготовку получают штамповкой.

Маршрут обработки (при серийном производстве).

1. Обработка технологической базы (фрезерование центров и зацентровка); 2. Черновая токарная обработка хвостовика и головки; 3. Токарно-револьверная обработка поверхностей в головке; 4. Чистовая токарная обработка шеек, шлифование шеек; 5. Фрезерование в две операции беговых дорожек; фрезерование шлицев; 6. Контроль ОТК; 7. Термическая обработка с очисткой от окалины и зачистка центров; 8. Шлифование шеек, торца головки; 9. Шлифование шлицев, полирование шейки; 10 Окончательный контроль.

Технология изготовления балансира, кривошипа.

Балансир является деталью независимой подвески гусеничных машин. Он состоит из тела (щеки) и двух хвостовиков.

Кривошип является деталью механизма натяжения гусениц. Он также как и балансир имеет два хвостовика, соединенные шейкой – является валом с непрямой осью.

Материал: легированные стали. Заготовка: штамповка.

Маршрут механической обработки.

1. Обработка технологических баз (фрезерование торцов, зацентровка); 2. Черновая обработка хвостовиков; 3. Чистовая обработка хвостовиков; 4. Шлифование посадочных шеек на хвостовиках; 5. Нарезание и фрезерование резьбы; 6. Фрезерование (протягивание шлицев); 7. Сверление отверстий в хвостовиках; 8. Сверление неосновных отверстий; 9. Калибрование и зачистка заусенцев; 10. Мойка; 11. Контроль ОТК.

Лекция № 12 Технология изготовления втулок.

Втулки относятся к деталям класса: «тела вращения», характеризующиеся концентричным расположением внутренних и наружных цилиндрических поверхностей. Наиболее распространены втулки с соотношением длины и наибольшего диаметра L/D меньше «2».

В машиностроении широкое применение получили следующие разновидности втулок: гладкие, с буртами или фланцами, разрезные, конические с антифрикционным сплавом, свёрнутые тонкостенные с открытым швом.

Разностенность втулок должна быть в пределах 0,03-0,15 мм, а неперпендикулярность оперных торцовых поверхностей относительно оси отверстия при значительных осевых нагрузках не более 0,05 мм. Шероховатость внутренних сопрягаемых поверхностей R_a – 2,5-0,32 мкм, наружных R_a – 2,5-1,25 мкм, торцовых - R_z – 40мкм.

Материалом для изготовления втулок служат сталь, бронза, латунь, чугун, специальные сплавы, металлокерамика, пластмасса.

Методы получения заготовок для втулок определяются конструктивными особенностями втулок, применяемым материалом, типом производства.

В качестве заготовок для втулок до 30 мм служат калиброванные и горячекатаные прутки, а также отливок в виде сплошных болванок; для втулок с диаметром отверстия более 30 мм применяют цельнотянутые трубы или литые заготовки с отверстиями; для свернутых тонкостенных втулок применяют латунный или бронзовый полосовой материал или биметаллическую ленту. Заготовки для втулок из специальной керамики и пластмасс получают прессованием или спеканием. Заготовки втулок из чугуна и цветных металлов получают литьём.

Технологические задачи при обработке втулок определяются техническими условиями на изготовление и сводятся в основном к обеспечению высокой точности и качества внутренних и наружных поверхностей вращения за счет много переходной обработки лезвийным и абразивным инструментом.

Концентричность указанных поверхностей, а также их перпендикулярность торцовым поверхностям обеспечивается рациональным выбором схемы базирования при последовательной обработке или обработке с одного установа.

Установочными черновыми базами являются торец детали и наружная или внутренняя цилиндрическая поверхность заготовки. Для деталей, имеющих сложную поверхность, иногда базой служит эта поверхность. Далее для установки используют внутреннюю или наружную поверхность вращения и торец, а для угловой ориентации – отверстие на фланце, шпоночный паз в отверстии или элементы фасонной поверхности детали.

При конструировании деталей типа «втулка» рекомендуется соблюдать следующие основные технологические требования:

- для обеспечения соосности внутренних поверхностей втулки, конструкция её должна допускать обработку всех внутренних поверхностей с одной стороны, при одной установке. Следует избегать в конструкциях втулок глухих отверстий с дых сторон детали.

- в конструкциях втулок, имеющих фланцы, желательно последний делать круглой формы.

- в конструкциях втулок следует избегать внутренних выточек, особенно если они должны быть сделаны с высокой точностью; целесообразно втулки конструировать открытыми с обеих сторон.

- размеры точных поверхностей целесообразно сокращать, вводя перерывы.

- если втулки крепят в гнезде корпуса, то её, следует центрировать по гладким пояскам, расположенным возможно дальше один от другого, конструкция втулки должна допускать выполнение обточки центрирующих поясков и нарезки крепежных резьб при одной установке на станке.

- образование шлицев в глухих отверстиях затруднено, желательно отверстия со шлицами предусматривать открытыми, это позволяет применять протягивание, шлицевые отверстия не должны иметь перерывов, т.к. это вызывает удары по режущему инструменту.

- канавки на внутренних поверхностях втулок рекомендуется располагать по винтовой линии в один или несколько заходов, а не по образующей отверстия втулки.

- в деталях, подвергающихся термообработке, следует избегать острых углов, заменяя их галтелями.

- технология изготовления конструктивно сложных деталей может быть упрощена применением сварных конструкций.

- толщину стенок втулок рекомендуется изготавливать одинаковой по всей длине.

Типовой маршрут обработки втулок при использовании в качестве заготовки прутка.

1. Подрезка торца у прутка, подача прутка до упора, зацентровка под сверление, сверление отверстия и обтачивание наружной поверхности со снятием фасок на свободном торце, развертывание и обрезка. 2. Подрезка второго торца и снятие фасок. 3. Сверление смазочного отверстия. 4. Нарезание смазочных канавок. 5. Шлифование наружной поверхности. 6. Контроль ОТК.

При обработке втулок из трубы сверление отверстия заменяется его растачиванием или зенкерованием, в остальном маршрут обработки совпадает с предыдущим.

Типовой маршрут обработки втулок при использовании в качестве заготовки отливки или штамповки.

1. Сверление, зенкерование или растачивание отверстия и снятие фаски в отверстии с одной стороны, 2. Протягивание или прошивание отверстия, 3. Черновое обтачивание наружной поверхности, подрезание торцов и снятие фасок наружных и внутренних, 4. Чистовое обтачивание наружной поверхности и снятие фасок, 5. Нарезание смазочных канавок, 6. Сверление смазочного отверстия, 7. Шлифование наружной поверхности, 8. Контроль ОТК.

Технология обработки гильзы гидроцилиндра.(гидроцилиндра)

1. Заготовительная.

2. Токарная (фрезерная). Черновая обработка технологических баз.

3. Термическая.

4. Токарная. Получистовая обработка наружных и внутренних поверхностей (обработка поверхностей под шлифование).

5. Токарная. Чистовая обработка наружной поверхности.

6. Сверлильная (фрезерная).Обработка отверстий на торцевых и образующих поверхностях гидроцилиндра.

7. Шлифовальная. Шлифовать внутреннюю цилиндрическую поверхность.

8. Токарная. Полировать внутреннюю цилиндрическую поверхность.

9. Гальваническая. Хромировать внутреннюю цилиндрическую поверхность.

10. Контроль ОТК.

Лекция № 13.

Технология изготовления деталей – «некруглые стержни».

(Технология изготовления рычагов и вилок).

К классу деталей «некруглые стержни» относятся: рычаги разной формы, тяги, серьги, вилки и др. Все детали данного класса имеют обрабатываемые поверхности, площадки, отверстия, располагаемые по концам стержня. Поперечное сечение стержня обычно некруглое. Оси основных отверстий параллельны или располагаются под различными углами. Таких взаимосвязанных отверстий в рычагах два или более. В вилках обычно одно отверстие, имеющее достаточную длину для восприятия вилкой момента от сил, действующих при переключении, и надежного направления при перемещении по оси. В деталях данного класса помимо основных отверстий обработке подвергают шпоночные или шлицевые канавки, прорези в бобышках, опорные площадки, крепёжные отверстия и другие поверхности.

К деталям типа рычаг относятся рычаги, коромысла, собачки, прихваты и другие подобные детали, являющиеся кинематическими звеньями механизмов машин, приборов, технологической оснастки. Рычаги, совершая качательное и вращательное движение передают необходимые силы и обеспечивают законы движения сопряженных сними деталей. Для достижения определённого положения рычага при повороте, его базирование в механизме осуществляется по двойной направляющей базе – цилиндрическому или коническому посадочному отверстию, иногда шлицевому. Другие цилиндрические, резьбовые отверстия оси, которые параллельны или перпендикулярны оси основного отверстия, служат вспомогательными базами и обеспечивают базирование присоединенных деталей механизма.

Различают вилки двух видов: вилки переключений и шарнирных соединений. Вилки переключения предназначены для изменения кинематических и динамических связей машин путём осевого возвратно-поступательного передвижения элементов машин (муфт, зубчатых колёс). Вилки шарнирных соединений служат для соединения подвижных элементов посредством соединительных шарнирных осей.

Технические требования к рычагам и вилкам.

1. Обеспечение точности размеров и формы основных отверстий: - диаметры основных отверстий вилок выполняют по 2-2а классу, рычагов по 2-3 классу точности;

2. Обеспечение точности межосевого расстояния основных отверстий: допускаемые отклонения не более ± 0,3 мм;

3. Обеспечение взаимного расположения поверхностей: непараллельность осей основных отверстий – 0,05-0,25 мм, неперпендикулярность торцовых поверхностей бобышек к осям основных отверстий – 0,05-0,3 мм, неперпендикулярность торцовых поверхностей лапок вилок относительно оси основных отверстий – 0,1-0,3 мм, непараллельность торцовых поверхностей бобышек и лапок между собой – 0,05-0,25 мм;

4. Шероховатость поверхности основных отверстий R_a = 2,5-0,32 мкм, торцовых поверхностей - R_a = 1,25 мкм.

Рычаги и вилки колёсных и гусеничных машин изготавливают из конструкционных и легированных сталей 20, 35, 40, 45, 35Х, 40Х, а также из серого и ковкого чугуна. В зависимости от применяемого материала, серийного производства заготовки получают свободной ковкой, штамповкой, литьём. Заготовки сложной формы экономичнее отливать. Чугунные заготовки обычно отливают в опоки и разовые песчаные формы. Заготовки из ковкого чугуна после отливки отжигают и правят для снижения остаточных напряжений и деформации.

Обработка рычагов и вилок.

Построение технологического процесса, применяемая оснастка и оборудование во многом определяется типом производства, конструктивными и технологическими особенностями деталей. В условиях мелкосерийного производства рычаги обрабатывают на универсальных станках с применением универсальных или универсально-сборных приспособлений. В массовом производстве обработку производят на агрегатных станках в специальных приспособлениях.

Технологический процесс обработки рычагов и вилок.

1. Последовательная или одновременная обработка торцовых поверхностей, основных отверстий, 2. Обработка основных отверстий, 3. Обработка шпоночных и шлицевых канавок в основных отверстиях, 4. Обработка поверхностей стержня рычага, прорезей, пазов, фасонных исполнительных поверхностей рычагов и вилок, 5. Обработка вспомогательных отверстий и нарезание резьб, 6. Термическая обработка отдельных поверхностей, 7. Шлифование ответственных поверхностей.

На разных этапах технологического процесса используют различные технологические базы. При обработке торцовых поверхностей основных отверстий базирующими поверхностями являются необработанные наружные поверхности бобышек и стержня рычага. При обработке основных отверстий в качестве установочных баз принимают обработанные торцы и наружные необработанные поверхности головок. Для обработки шпоночных и шлицевых канавок рычаги базируют по обработанным поверхностям основных отверстий и торцов.

Для обеспечения минимальной трудоемкости изготовления рычагов следует соблюдать следующие технологические требования:

- рычаги должны обладать хорошо развитыми опорными технологическими базами, чтобы было обеспечено надежное, жесткое крепление их во время механической обработки с высокими режимами резания. Следует избегать ступенчатого расположения обрабатываемых поверхностей рычага.

- штампованные, литые и сварные рычаги должны иметь минимальный объём механической обработки, нерабочие поверхности не обрабатывают. Следует стремиться к упрощению конструктивных форм рычагов.

- проушины в рычагах должны допускать обработку плоскостей и пазов в проход.

- для повышения технологичности сложных рычагов их конструкции могут быть разбиты на ряд простых, соединенных в резьбе, сваркой или другими методами.

Лекция № 14

Технология изготовления деталей класса «корпуса».

Корпусные детали (корпуса, рамы, плиты, коробки и т.д.) весьма разнообразны и сложны по конструкции, трудоёмки по изготовлению, ответственны по назначению. Они являются базовыми деталями узла или изделия и служат для точной взаимной координации положения деталей, узлов и механизмов. Для корпусных деталей характерно наличие систем точно обработанных основных отверстий, координированных между собой и относительно плоскостей, систем крепёжных и других мелких отверстий. Корпусные детали должны обладать следующими качествами: прочностью, жесткостью, виброустойчивостью, точностью расположения поверхностей, базирующих взаимное расположение деталей и узлов монтируемых внутри корпуса или на нем.(должны быть обеспечены в требуемых пределах: параллельность и перпендикулярность осей основных отверстий друг другу и плоским поверхностям, соосность отверстий для опор валов, заданные межосевые расстояния, точность диаметральных размеров и правильность геометрической формы отверстий, перпендикулярность торцовых поверхностей осям отверстий, прямолинейность плоских поверхностей.), простотой конструктивных форм, а также минимальным количеством и возможно меньшей протяженностью обрабатываемых поверхностей. При конструкции деталей этого типа рекомендуется соблюдать следующие технологические требования:

- в литых, штампованных, сварных корпусах - свободные нерабочие поверхности всюду, где возможно, оставлять без механической обработки;

- поверхности большой протяженности, требующие обработки, следует прерывать нерабочими участками;

- чтобы исключить деформацию корпуса при закреплении на станке и под действием сил резания, необходимо в сварных и литых деталях предусматривать ребра жесткости;

- обрабатываемые поверхности с одной стороны целесообразно располагать в одной плоскости, что позволяет обрабатывать на проход.

Следует избегать расположения обрабатываемых поверхностей наклонно относительно основных осей детали, т.к. это усложняет обработку, - на чертеже детали надо четко разграничивать обрабатываемые поверхности от необрабатываемых. Превышение одной поверхности над другой должно быть достаточным, при этом надо учитывать величины припусков и допусков. Корпусные детали должны иметь хорошо развитые поверхности, выбираемые в качестве технологических баз, чтобы обеспечивать надежную ориентировку и жесткое крепление детали. В процессе закрепления деталь не должна деформироваться. В случае отсутствия баз в конструкции детали следует предусматривать специальные для этой цели бобышки, которые желательно не удалять с готовой детали, если это допустимо по условиям эксплуатации. Базировать деталь при обработке желательно как минимум на три точки. В конструкции корпусов следует избегать глубоких отверстий (длина больше 8 диаметров), особенно в том случае если, обрабатываемой детали нельзя сообщить вращение. Вращение детали относительно оси сверления способствует повышению прямолинейности оси вращения. Особо точные отверстия должны быть сквозными, гладкими, допускать обработку на проход. Соосные отверстия должны быть убывающими по диаметрам в одном направлении, это облегчает получение максимальной соосности. Резьбовые отверстия под крепление крышек в корпусах должны быть стандартными по диаметрам резьб, их количеству и диаметру расположения. Номенклатура их должна быть максимально ограничена. Расположение отверстий должно допускать многошпиндельную обработку. Расстояние между осями отверстий должно быть не менее 30 мм. Подрезка внутренних торцовых поверхностей может быть облегчена и сделана более точно, если конструкция будет обеспечивать свободный доступ режущего инструмента к месту обработки. Трудоёмка и требует сложного инструмента расточка канавок в отверстиях стенок корпуса. Технологические конструкции корпусов с запрессованными втулками, имеющими требуемый профиль. Технологичность конструкции корпусов может быть повышена заменой цельнолитых конструкций штампо-сварными, сварно-литыми, сварно-коваными. Внешняя форма корпусов должна допускать одновременную обработку нескольких наружных поверхностей, а также одновременную расточку нескольких отверстий.

Заготовки корпусных деталей отливают из серого или модифицированного чугуна, углеродистой стали и алюминиевых сплавов или выполняют сварными из стали. В отливках корпусных деталей в результате неравномерного охлаждения и усадки возникают остаточные напряжения, вызывающие коробление. Для устранения этих напряжений предусматривают специальные операции термической обработки. Одним из важных моментом проектирования технологического процесса изготовления корпусных деталей является его базирование. Способы базирования: - наиболее надежный способ – установка по плоскости и двум отверстиям; - по двум отверстиям с параллельными осями и перпендикулярной им плоскости; - по внутренним или наружным поверхностям (по трем точкам).

Технологический процесс обработки корпусной детали.

1. обработка базовой плоскости или плоскостей; 2. обработка базовых отверстий;

3. черновая и чистовая обработка других плоскостей; 4. черновая и чистовая обработка основных отверстий; 5. отделочная обработка основных баз и основных плоскостей и отверстий.

Технологический процесс обработки корпусной детали, имеющей плоскость разъёма.

1. обработка плоскости разъёма корпуса; 2. обработка базовых плоскостей; 3. сверление и нарезание резьбы в крепёжных отверстиях по плоскости разъёма корпуса; 4. соединение корпуса с крышкой с последующей фиксацией контрольными штифтами; 5. совместная обработка основных плоскостей и отверстий.

Особенности обработки плоскостей, основных отверстий и крепёжных отверстий.

При обработке наружных плоскостей корпусных деталей применяют строгание, точение, фрезерование, протягивание и шлифование.

Основные отверстия в корпусных деталях обрабатывают на универсальных горизонтально-расточных станках и на станках с ЧПУ фрезерно-сверлильно-расточной группы. Основные отверстия растачивают по различным схемам: на двух позициях с поворотным столом, на двух позициях с дополнительным поворотным столом, с помощью борштанги на одной позиции. Точность отверстий при растачивании корпусных деталей зависит от принятой схемы обработки: без кондуктора или в кондукторе, при помощи консольной оправки или скалки (борштанги) с опорой в задней стойке, с подачей стола или шпинделя. Для достижения соосности в двух стенках, отверстие обрабатывают с одной стороны сквозным проходом, черновое растачивание можно выполнять на каждой стенке отдельно. Отделочными операциями основных отверстий является: тонкое растачивание алмазными резцами, шлифование, притирка и хонингование. Различают три основных вида внутреннего шлифования: при вращающейся детали, при неподвижной детали на станках с планетарным движением шпинделя и при бесцентровом шлифовании. Хонингование или притирочное шлифование применяют для окончательной шлифовки отверстий. В процессе работы, притирочная головка (хон), оснащенная шестью или более абразивными раздвижными брусками, совершает вращательное и возвратно-поступательное движение вдоль оси отверстия. Наивысшую чистоту поверхности можно получить суперфинишированием, т.е. отделочным шлифованием с помощью колеблющихся брусков. Притирка или доводка отверстий представляет собой один из методов чистовой обработки металлов. Для притирки применяют различные металлические притиры, поверхность которых насыщается абразивными зернами мелкой зернистости. Процесс ведется на универсальных и специальных доводочных станках. В последние годы применяется обработка без снятия стружки: проглаживание шариками и дорнами. Используются новые методы: электроэрозионный, электрохимический, ультразвуковой, электроннолучевой, обработка световым лучом и плазменной горелкой.

Крепёжные отверстия – это отверстия расположенные группами, и которые должны соответствовать требованиям координации внутри группы (шаг, окружность расположения), координации группы относительно осей симметрии заготовки, базовых поверхностей и других групп отверстий. Заданное расположение отверстий обеспечивают обработкой по кондуктору. В мелкосерийном производстве иногда обработку выполняют по разметке. Отверстия для крепежных болтов и шпилек обрабатывают спиральными свёрлами, зенкерами и развертками, если необходимо нарезать резьбу, то это осуществляется посредством машинных метчиков.

Технический контроль корпусных деталей.

Технический контроль корпусных деталей заключается в проверке прямолинейности и взаимного положения плоских поверхностей, образующих сборочные базы корпуса и в проверке правильности геометрических форм основных отверстий и их соосности, взаимной параллельности осей основных отверстий и расстояний между ними, перпендикулярности торцовых поверхностей к осям отверстий.

Для измерения диаметров отверстий применяют как универсальные измерительные средства, так и различные калибры-пробки. Универсальными измерительными средствами являются индикаторные нутромеры, микрометрические штихмасы, специализированные штангенциркули. Для измерения длин отверстий штангенглубомеры, шаблоны, калибры. Соосность отверстий проверяют контрольными оправками или индикаторными приспособлениями. Проверку параллельности или не параллельности осей производят с помощью линейки, уровня или специального приспособления. Перпендикулярность торцовых поверхностей к осям отверстий проводят посредством индикаторного приспособления на поворотной оправке.

Технологический процесс обработки заднего моста.

1. Фрезерование двух площадок под рессоры и боковых плоскостей кронштейнов; 2. Сверление двух отверстий на проход, зенкование фасок, развёртывание двух отверстий; 3. Черновое фрезерование двух площадок под кронштейны и площадки под опору; 4. Чистовое фрезерование двух площадок под кронштейны и площадки под опору; 5. Черновое растачивание на проход в рукавах с обеих сторон и зенкование отверстий (выточек); 6. Окончательное развёртывание отверстий с двух сторон на проход; 7. Протачивание торцов фланца и обтачивание фланцев; 8. Чистовое растачивание отверстия в средней части картера и протачивание торца; 9. Сверление и зенкерование отверстий в горловине и на рукавах; 10. Нарезание резьбы в отверстиях средней части картера; 11. Сверление отверстий во фланцах на проход и глухих отверстий на площадках под кронштейны разжимного кулака; 12. Нарезание резьбы в отверстиях во фланцах на проход и глухих отверстий на площадках под кронштейны разжимного кулака; 13. Сверление отверстия под заливную и сливную пробки, развертывание конусного отверстия, зенкерование фасок, нарезание резьбы; 14. Черновое и чистовое зенкерование двух конусных отверстий на кронштейнах; 15. Нарезание резьбы в отверстиях на корпусе картера; 16.Рассверливание двух отверстий и сверление одного отверстия в корпусе картера; 17. Нарезание резьбы в отверстии; 18. Контроль ОТК.

Технологический процесс обработки корпуса редуктора, имеющего плоскость разъёма.

1. Фрезеровать плоскость разъёма корпуса; 2. Фрезеровать плоскость разъёма крышки (второй части корпуса редуктора); 3. Сверлить отверстия по плоскости разъёма в корпусе и в крышке, включая два отверстия под установочные штифты; 4. Собрать корпус с крышкой, установив два направляющих штифта, скрепив болтами с гайками; 5. Расточить основные отверстия; 6. Обработать торцовые поверхности корпуса и крышки; 7. Сверлить отверстия, снять фаски, нарезать резьбу во фланцах и в бобышках корпуса и крышки; 8. Контроль ОТК; 9. Промывка; 10. Окраска внутренней поверхности; 11. Консервация и упаковка.

Лекция № 15

Технология изготовления кузовных конструкций.

Кузова колёсных и гусеничных машин по характеру воспринимаемых нагрузок можно разделить на несущие, полунесущие и ненесущие. Несущие кузова нашли применение в легковых машинах, автобусах и машинах специального назначения. Элементы кузова этих машин воспринимают нагрузки, присущие рамам. Кузовные конструкции в большинстве случаев изготавливают из тонких листовых материалов – стали, алюминиевых сплавов, пластмассы. Необходимая жесткость этих конструкций обеспечивается применением штампованных элементов, различных накладок, усилителей, косынок, соединяемых сваркой. Основным элементом кузова является корпус, к которому крепят двери, люки, крылья, капоты, облицовки, подножки и др. Одна из важнейших задач при создании кузова – повышение технологичности конструкции. Анализ технологичности начинают с этапа создания модели кузова. На этом этапе конструкторы и технологи определяют разъемы листовых деталей, выделяют сборочные единицы, стремясь к применению укрупнённых панелей, определяют возможность сборки этих панелей из предварительно собираемых групп, выясняют доступность мест сварки, клёпки или винтового соединения и возможность применения средств механизации и т.п. При определении границ панелей учитывают также условия штамповки: допустимую глубину вытяжки, возможность образования гофров, максимальное использование материала , условия межоперационной транспортировки. В дальнейшем при проектировании технологического процесса и его производственной обработке уточняют размеры панелей, межоперационные допуски, деление на сборочные единицы, последовательность сборки и другие вопросы. Тонкостенные кузовные детали по назначению можно разделить на три вида: - облицовочные (крылья, двери, капот, крыша); - внутренние (пол, перегородки, брызговики) и каркасные (стойки, усилители, поперечины). Кузовные конструкции колесных и гусеничных машин изготавливают холодной штамповкой из листового проката с последующей сборкой отштампованных деталей с помощью сварки, клепки и других технологических методов. Материалы, используемые при изготовлении кузовов: Ст08кп, 10кп, 15кп, 20кп, алюминиевые сплавы, титан. Данные материалы имеют хорошие пластические свойства: относительное удлинение, поперечное сужение, предел прочности, предел текучести, отношение предела текучести к пределу прочности, твердость. Так же используют стеклопластики – композиционный материал из стекло-волокнистого армирующего наполнителя в виде стекложгута, стеклоткани или рублёного стекловолокна, пропитанного синтетическими смолами.

Технологический процесс изготовления тонколистовой детали:

- получение заготовки (отрезка на гильотинных ножницах, вырубка в штампах или отрезка на дисковых ножницах – листового проката);

- правка заготовки (листоправильные вальцы);

- формирование детали (вытяжка, формовка и гибка);

- обрезка по контуру с операциями пробивки отверстий и отбортовки;

- контроль готовой детали.

Сварка (контактная, точечная и роликовая) является основным методом выполнения соединений при сборке кузова. Стеклопластиковые детали кузова соединяют путём склеивания (эпоксидный клей). Крепление пластмассовых деталей кузова к металлическим элементам каркаса осуществляется с помощью резьбовых или заклепочных соединений.

Лекция № 16 Технология изготовления рамных конструкций

Рамы транспортных средств предназначены для соединения и размещения на них различных механизмов и агрегатов для выполнения ими различных функций. В зависимости от назначения рамы бывают: плоскостные, корпусные и комбинированные. Конструкции рам представляют собой сварную конструкцию. Основное требование сварной конструкции (рамы) минимально возможные остаточные напряжения после сварки. При проектировании рам широко применяются: - листовой прокат; - профили: уголок, швеллер, двутавр, тавр; - трубы: круглые, квадратные, прямоугольные; - гнутые профили: уголок, швеллер и другие прогрессивные профили.

Плоскостная рама имеет прямоугольную плоскую форму; состоит из продольных балок; – лонжеронов и поперечных балок; - траверс, распорных и усилительных элементов, увеличивающих жесткость рамы, соединённых между собой сваркой. Корпусная рама является разновидностью сварного корпуса. Комбинированная рама представляет собой пространственную конструкцию содержащая элементы балок и корпуса. В раму могут входить узлы различных комбинаций: штампо-сварные, прокатно-сварные, ковано-сварные.

Технологический процесс изготовления рамы включает в себя изготовление продольных балок – лонжеронов, поперечин и их сборку. Лонжероны изготавливают из проката, штампуют в гибочных штампах или листогибочных машинах и прессах. Из проката целесообразно изготавливать прямые лонжероны без изгиба в продольном сечении. В поперечном сечении эти лонжероны могут иметь форму швеллера постоянной высоты, прямоугольную или коробчатую, образованные сваркой различного проката. Заготовки лонжеронов вырезают из листа гильотинными ножницами, газовой резкой. Листовой прокат до резки, а также вырезанные заготовки подвергают правке. Механическая обработка лонжеронов включает фрезерование полок и скалывание фасок под сварку. Поперечины, кронштейны и другие детали рамы изготавливают из профильного проката листового материала, путем гибки и последующей сварки. Основную конструкцию рамы собирают методом клепки. Для сборки лонжеронов с поперечинами используют сборочные стенды. После сборки (сварки) проводят контроль основных размеров рамы и её геометрической формы, а также обработку отдельных поверхностей и отверстий для присоединения агрегатов и узлов изделия при общей сборке. После проводится грунтовка рамы и консервация отдельных поверхностей.

Лекция № 17

Технология сборки

Сборка является завершающей и ответственной стадией машиностроительного производства, качество сборочных работ влияет на работоспособность машины, её надежность и долговечность.

Основные требования технологии сборки к конструкции машины: - разделение машины на независимые сборочные единицы (узлы); - ограниченность длины кинематических цепей, наличие сборочных баз; - удобство сборки и разборки машины, отсутствие пригоночных работ или обработки «по месту»; - наличие в деталях технологических элементов, облегчающих установку сборочных и контрольных приспособлений; - наличие специальных устройств для подъема и транспортировки тяжелых деталей, узлов и агрегатов.

Технические требования, предъявляемые к сборке: - предельно допустимые посадки в соединениях, допуски на расстояния между отверстиями или валами, на непараллельность осей отверстий в различных плоскостях, на неточность отверстий; - допустимое радиальное и осевое биение соединяемых между собой узлов; - требуемую плотность или герметичность соединения; - условия контроля собранны узлов и агрегатов.

Виды сборки: различают узловую и общую сборки. Под узловой понимают последовательную сборку подгрупп и групп, а под общей – сборку готовых изделий.

Технологический процесс сборки состоит из ряда отдельных операций, среди которых основными являются операции соединения сопрягаемых элементов изделия. При сборке различают два вида соединений: подвижные и неподвижные. Неподвижные не разбираемые соединения выполняются сваркой, клёпкой, пайкой, склеиванием, а также горячей и прессовой посадками. Неподвижные неразборные соединения получают в виде посадок: глухих, тугих, плотных, напряженных, резьбовых, шплинтовых и соединений со специальными пружинищими деталями. Подвижные соединения обеспечиваются посадками движения (скользящей, ходовой, легкоходовой), посадками на шпонку и шлицы. Методы сборки: - сборка по методу полной или частичной взаимозаменяемости; - метод пригонки детали по месту с неподвижным компенсатором; - метод регулировки с подвижным компенсатором. Формы сборки: различают две организационные сборки: стационарную и подвижную. Стационарная сборка характеризуется выполнением сборочных операций на постоянном рабочем месте, к которому подаются все детали и узлы собираемой машины. Стационарная сборка может производиться по принципу концентрации или дифференциации операций. По принципу концентрации операций машина собирается из отдельных деталей на одном сборочном месте. По принципу дифференциации операций машина собирается параллельно на нескольких рабочих местах. Поточная подвижная сборка бывает с периодическим и непериодическим принудительным движением конвейера.

Технологический процесс сборки.

Исходными данными при разработке технологических процессов сборки являются: - количество машин, подлежащих изготовлению; - сборочные чертежи узлов и машины в целом; - спецификация деталей входящих в узлы; - технические требования приемки узла и машины.

Проектирование технологического процесса сборки включает: - выбор метода сборки и последовательности операций сборки; - составление схем сборки узлов и машины в целом; - разработку операционной технологии и нормирования процессов сборки; - распределение сборочных работ для каждого рабочего места в соответствии с темпом выпуска; - определение количества контрольных и испытательных станций; - составление карт технического контроля сборки; - проектирование специальной оснастки приспособлений, инструмента, подъёмно-транспортных средств, для каждого рабочего места; - разработку технологической планировки участков сборочного цеха. Сборку каждой единицы начинают со сборки базовой детали (узла или группы).

Технологический процесс сборки гусеничной машины:

-подготовка корпуса, сборка ходовой части; - монтаж планетарного механизма поворота и бортовой передачи и их центрирование; - монтаж приводов управления электрооборудования пневмосистемы; - установка и центрирование привода лебедки; -установка коробки передач и двигателя и их центрирование; - монтаж систем смазки, подогрева, подачи топлива и охлаждения; - оборудование кабины; - установка специального оборудования; - подготовка к стационарным испытаниям и проведение их; - подготовка к заводским испытаниям; - надевание гусеничных цепей и заводские испытания; - подготовка машины под покраску; - окраска и сдача в цех дополнительной укомплектовки.

Сборка узлов с подшипниками качения и скольжения.

В гусеничных и колесных машинах в основном применяют однорядные шариковые и роликовые подшипники (качения) с наружным диаметром 25-250 мм. Кроме этого, в коробках передач и различных планетарных механизмах применяют роликовые подшипник без наружных колец , а также игольчатые.

Сопряжение подшипника с валом и корпусом осуществляется по неподвижным посадкам, что вызывает изменение диаметров беговых дорожек в результате деформации колец после напрессовки и уменьшения начального радиального зазора и даже замещение тел качения.

Сборка подшипниковых узлов состоит из следующих операций: расконсервация подшипников, контроль подшипников, посадка подшипников на вал и в корпус, контроль узла, установка узла в агрегат.

Монтаж подшипников осуществляется методами силового или теплового воздействия. При посадке подшипников в узел усилие следует прикладывать к кольцу, которое устанавливают с натягом. Запрессовку осуществляют на прессах при помощи переносных приспособлений или ударами молотка. Если запрессовываются оба кольца, то усилие прикладывают одновременно к торцам обоих колец с использованием специальной оправки. Монтаж подшипников облегчается при использовании метода теплового воздействия. Подшипник нагревают в течении 25-20минут в масляной ванне электрическим подогревом до температуры 80-90градусов Цельсия и в горячем виде устанавливают на вал. Если при нагреве подшипника натяг не компенсируется, дополнительно охлаждают вал. Метод охлаждения особенно целесообразен при прессовке подшипника в корпус, так как наружное кольцо имеет меньшую жесткость, при значительных натягах возможен его перекос. Охлаждают детали перед сборкой до температуры минус 75 градусов Цельсия в термостатах с сухим льдом.

Конические роликоподшипники, служащие опорами для длинных валов или валов, подверженных значительному нагреву, а также воспринимающих осевые нагрузки, монтаж конических роликоподшипников выполняет раздельно: внутреннее кольцо с ти5ннннами и сепаратором напрессовывают на вал, а наружное кольцо устанавливают в корпус.

Процесс сборки подшипников скольжения состоит из их установки, пригонки, укладки вала и регулирования опор. Порядок сборки узлов с подшипниками скольжения зависит, прежде всего, от конструкции последних. Основные типы подшипников скольжения: цилиндрические, с внутренней цилиндрической и наружной конической поверхностями, с внутренней конической и наружной цилиндрической поверхностями.

Подшипники скольжения могут быть цельными (втулки) и разумными в диаметральной плоскости (вкладыши). Процесс установки цельной втулки в корпусе включает ее запрессовку, закрепление от проворачивания и подгонку отверстия. При запрессовке втулок их внутренний диаметр уменьшается .Это требует обработки отверстия развертыванием, которое целесообразно производить по кондуктору.

Тонкостенные вкладыши имеют толщину стенок 3-5мм и более и слой баббитовой заливки 0,7-3 мм, они устанавливаются в корпусе и крышке с небольшим натягом (0,02-0,06 мм) или со скользящей посадкой и фиксируют от смещения заплечикам и установочными штифтами. Далее производится их пригонка.

При сборке узлов с подшипниками скольжения перед окончательной укладкой вала все масляные каналы корпуса прочищаются ершом смоченным в керосине, и продувают воздухом.

Сборки гидро- и пневмоприводов.

Порядок сборки гидравлических и пневматических узлов определяется конструкцией этих устройств. Обычно, сборку ведут в следующем порядке: сборка силового устройства (цилиндра, насоса, гидро-пневмокомпрессора), сборка аппаратуры управления, монтаж трубопроводов, испытание системы на герметичность. Сборка рабочих цилиндров включает установку и крепление поршней на штоке, монтаж уплотнений, сборка цилиндров, установку в них поршневой группы, установку крышек. На поршень устанавливают кожаные или резиновые манжеты или кольца. Резиновые кольца вводят в канавки посредством монтажных конусов. Сборка цилиндров включает пригонку крышек, проверку резьбы, установку уплотнений, затяжку болтов и винтов. Если у цилиндра обе крышки объемные, то вначале гильзу цилиндра и одну из крышек, имеющую отверстие для штока, соединяют между собой на резьбе. После этого вводят поршень с уплотнениями и завинчивают резьбу до упора. Во избежание повреждения манжет или колец при установке поршня в цилиндр применяют монтажные гильзы. При монтаже цилиндра на машине необходимо соблюдать параллельность оси цилиндра направляющим движениям рабочего органа машины. Для устранения возможного нарушения равномерного движения рабочего органа, вследствие попадания воздуха в цилиндр, следует совершить 2-3 полных движения поршня (или цилиндра) из одного крайнего положения в другое на холостом ходу.

Сборка резьбовых соединений.

Резьбовые соединения осуществляются с помощью болтов, гаек и шпилек. Качество сборки резьбовых соединений зависит от точности и чистоты изготовления резьбы, от правильной затяжки болтов, гаек, качества их материала, от правильности резьбового соединения и, главное, перпендикулярности болта торцовым поверхностям соединяемых деталей. Сборка резьбовых и болтовых соединений осуществляется гаечными ключами вручную или специальными гайковертами. При многоболтовых соединениях рекомендуется сначала произвести затяжку гаек, расположенных посередине, а затем по концам детали. Если гайки расположены по окружности, их следует затягивать крест-накрест.

Ряд способов затяжки гаек: затяжка с замером удлинения болта (шпильки), затяжка с замером угла поворота гайки, затяжка тарированными ключами на величину заданного крутящего момента. Во время работы машины, резьбовые соединения могут самопроизвольно ослабляться. Для предохранения гаек от самоотвинчивания их стопорят относительно болта или скрепляемой детали с помощью контргайки, шплинта, пружиной или замочной шайбы. При сборке деталей с помощью шпилек необходимо обеспечить плотную посадку резьбового соединения и перпендикулярность оси шпильки плоскости, в которую она ввинчивается. Завинчивание шпилек в деталь производится с помощью двух гаек, наворачиваемых на свободный конец шпильки, или специальным ключом, обеспечивающих нужный натяг

Сборка зубчатых (червячных) и цепных передач.

Процесс сборки зубчатых и цепных передач заключается в установке и закреплении их на валу, установке валов с зубчатыми звездочками в корпусе, проверке и регулировке этих передач. Зубчатые колёса насаживаются на посадочные шейки вала с небольшим зазором или натягом вручную при помощи пресса и специальных приспособлений. Напрессовка может быть осуществлена нагревом шестерни или охлаждением вала. После установки в корпусе все зубчатые колеса проверяют по зазору, зацеплению и контакту. Качество передачи коническими зубчатыми колёсами определяется правильностью пересечения осей валов передачи, точностью углов между осями колес и величинами бокового и радиального зазора. Правильность зацепления зубьев контролируют по краске, которую наносят тонким, слоем на профиль зубьев одного из колес передачи. Порядок сборки, червячных передач:

сначала собирают червячные колеса, если они составные, затем устанавливают их на вал, после этого в корпусе собирают червяк и червячное колесо. Червячное и колесо собирают запрессовкой венца на ступицу с помощью пресса и приспособлений в холодном или нагретом состоянии до упора в бурт, затем сверлят отверстия и нарезают в, них резьбу для стопоров, ввертывают стопоры и раскернивают их. Правильность взаимного расположения червяка и червячного колеса определяют по характеру отпечатка. Сборка цепных передач: установка звездочек на валах и закрепление их при помощи шпонок или шлицев. Чтобы цепь правильно набегала на зубья, оси звездочек должны быть строго параллельны, а торцы звездочек лежать в одной плоскости. Получение бесконечной цепи достигается соединением ее концов при помощи переходных звеньев. При сборке цепных передач необходимо оставлять некоторое провисание цепи, которое позволяет правильно укладывать их зубьях звездочек, что способствует снижению износа цепи. Натяжение контролируется при помощи динамометров или пружинных весов.

Лекция №18.

Испытания изделий.

Заключительным этапом производственного процесса являются испытания изделий. При испытаниях проверяют правильность сборки, правильность функционирования различных элементов управления и блокировки, соответствие техническим требованиям, а в ряде случаев определяют необходимые характеристики. По существу испытание готового изделия — агрегата уже не относится к сборочному процессу, так как целью проведения испытаний является не только проверка качества сборки, но и общая проверка качества достигнутого в результате всего производственного процесса.

Испытания каждого агрегата проводятся в соответствии с техническими условиями на агрегат и заводской инструкцией по испытанию, согласованной с конструктором и заказчиком. Существуют производственные испытания различных видов, которые могут быть сведены к следующим: приемочные, контрольные и специальные. Приемочные испытания выполняют для определения фактических эксплуатационных характеристик агрегата. Во время этих испытаний, например, определяют КПД передачи, температуру нагрева масла, правильность работы механизмов, герметичность и тд. Поступающие на испытания агрегаты должны иметь сопроводительные паспорта или карты, в которые контролер заносит все замечания, возникающие в процессе испытаний. Изделия, у которых выявлены дефекты, вместе с картой испытаний передают на доработку. Изделия, которые должны отвечать особо высоким требованиям надежности после испытаний частично или полностью разбирают, проверяют состояние деталей, а затем вновь собирают. Контрольным испытаниям подвергают только те узлы и агрегаты, у которых во время проведения приемочных испытаний были обнаружены те или иные дефекты, а также те изделия, которые разбирались в целях проверки состояния деталей после испытаний. Контрольные испытания проводят по тем же техническим условиям, то и приемочные. Специальные испытания проводят, когда необходимо изучить какое-нибудь явление в новой машине или узле. Для этих испытаний разрабатывают специальные технические условия. Для получения более полных данных о качестве продукции собранные агрегаты проверяют во время заводских испытаний, пробеговых испытаний, приемо-сдаточных испытаний. Для испытания узлов и агрегатов машин используют испытательные стенды состоящие, как правило, из станины, двигателя и редуктора или сило-возбудителя. На станину устанавливают испытуемый узел, который соединяют с механизмами стенда при помощи быстродействующих соединительных муфт. Испытательные стенды должны обеспечить максимальное приближение условий испытаний к действительным условиям работы-агрегата в машине; простое и удобное нагружение испытуемого агрегата, простоту и легкость установки его на стенде, минимальные затраты времени на подключение к приводу и надежное закрепление на стенде, выполнение требований техники безопасности.

Лекция №19.

Окраска изделий.

В процессе узловой и общей сборки изделия включаются операции предохранения изделий от коррозии и окраска. Например, при сборке кузова наносят на стыки, швы, под головки крепежных деталей герметизирующие пасты и грунтовку. Грунтовку наносят в несколько этапов с промежуточными сушками. Лакокрасочные покрытия предназначены для защиты изделий от коррозии, а также для придания красивого внешнего вида. Кузов легкового автомобиля сушат и подвергают термической обработке для придания поверхности зеркального блеск. В зависимости от условий эксплуатации и требований, предъявляемых к изделию, на поверхность металла могут быть нанесены один или несколько слоев грунта, краски, эмали. Имеются утвержденные марки грунтов, красок, эмалей, лаков, растворителей к ним, а также типовые схемы технологического процесса окраски. Технологический процесс окраски включает три основных этапа: подготовку поверхностей детали и узлов под покрытие, нанесение покрытий и сушку окрашенных поверхностей. При нанесении нескольких слоев грунта и краски процессы окраски и сушки чередуют. Кроме того, при высоких требованиях к качеству окрашенных поверхностей после грунтовки, а иногда и после первого слоя краски (эмали) поверхность выравнивают шпатлеванием с последующим шлифованием, Подготовка под окраску преследует цель выровнять поверхность и обеспечить прочное сцепление (адгезию) слоев грунта и краски с основным металлом.

Для нанесения лакокрасочных покрытий применяют механические и химические методы подготовки поверхности. Механические методы применяют для удаления с поверхности металла окалины и коррозии, литейных и технологических остатков(формовочного песка, смеси). Для очистки применяются проволочные вращающиеся щетки, гидропескоструйную и гидрообразивную очистку. При химическом методе подготовки поверхность деталей обезжиривают, очищают от ржавчины травлением и подвергают оксидированию или фосфотированию. Эти операции выполняют в специальных ваннах до окончательной сборки изделия. Операции оксидирования и фосфотирования применяют для создания на поверхности деталей и сварных узлов окисных пленок металла или пленок, состоящих из нерастворимых фосфорных солей марганца. Пленки, предохраняя металл от коррозии, обеспечивают лучшую адгезию лакокрасочных материалов к металлу. После фосфотирования на поверхности фосфатной пленки остаются поры, в которых металл находится в активном состоянии, поэтому фосфотированные поверхности деталей и узлов дополнительно подвергают пассивации раствором (хромового ангидрида CrO₃) - хроматирование. После подготовки на поверхность наносят слой грунта толщиной 0,3-0,4 мм, который должен защищать деталь от коррозии и обеспечивать хорошие сцепление с металлом к последующим декоративным слоям краски (эмали). После высыхания грунта поверхности кузовов шпатлюют для выравнивания мелких неровностей. Толщина слоя шпатлевки должна быть не более 0,5 мм, т.к. с увеличением

толщины уменьшается прочность покрытия. Для окраски применяют разнообразные синтетические, нитроцеллюлозные эпоксидные эмали. В настоящее время при окраске кузовов все шире используют синтетические и эпоксидные эмали. Это объясняется тем, что поверхности, окрашенные этими эмалями, обладают лучшими защитными и декоративными свойствами и не требуют полировки. Кроме того, сокращается число слоёв эмали 5-6 до2-3. Недостатком этих эмалей по сравнению с нитроэмалями является высокая температура сушки (120-140˚С). Однако дополнительные затраты на создание сушильногo оборудования окупаются за, счет уменьшения. трудоемкости окраски и повышения качества изделий. Лакокрасочные покрытия поверхности изделий накосят следующими методами: кистью, воздушным распылением, безвоздушным распылением в электростатическом поле, электроосаждением и окунанием. Каждый из этих методов имеет свои особенности и оборудование. Окраска кистью - универсальный, но трудоемкий метод, который в производственных условиях применяют для подкраски труднодоступных мест.

Детали, окрашенные различными способами, подвергают искусственной или естественной сушке. Многие лакокрасочные материалы способны образовывать качественное покрытие только при нагреве, поэтому для сушки применяют сушильные камеры. В зависимости от типа способа передачи теплоты различают конвекционную, терморадиационную и индукционную сушку.

53