Изготовление вторичного вала коробки передач автомобиля ГАЗ-53

Изготовление вторичного вала коробки передач автомобиля ГАЗ-53

Министерство образования и науки РФ

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Кафедра

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: «Основы технологии производства»

на тему: «Изготовление вторичного вала коробки передач

автомобиля ГАЗ-53»

Иваново 2008

Министерство образования и науки РФ

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Кафедра

Расчетно - пояснительная записка

к курсовому проекту

По дисциплине «Основы технологии производства»

на тему: «Изготовление вторичного вала коробки передач

автомобиля ГАЗ-53»

Выполнил: …………………..

Проверил: …………………….

Работа защищена с оценкой «_____»

Дата «____»____________2008г.

Иваново 2008

Содержание

Задание

Введение

1 .Описание служебного назначения детали

1.1 Анализ технологических свойств материала детали

1.2 Анализ технических требований, предъявляемых к детали

1.3 Обоснование метода получения первичной заготовки

1.4 Выбор и обоснование технологических баз

1.5 Погрешность базирования

2. Расчет припусков и операционных размеров

2.1 Расчет припусков на размер Ш29,96 -0,021 Ra = 0,63

2.2 Расчет припусков на размер Ш Ra = l,25

З. Расчет режимов резания

3.1 Расчет режимов резания на операцию № 28 - шлицешлифование

Библиографический список

Приложение А

Задание

Целью данного курсового проекта является изготовление вторичного вала коробки передач автомобиля ГАЗ 53

Основное содержание расчётно - пояснительной записки:

Описание служебного назначения и конструкции узла и детали;

Анализ технологических свойств материала детали;

Расчет припусков и операционных размеров.

Структура графической части:

Лист 1 - Коробка передач автомобиля ГАЗ 53 в сборе.

Лист 2 - Вторичный вал коробки передач автомобиля ГАЗ 53.

Лист 3 - Наладка технологическая.

Введение

Современное машиностроение развивается в условиях жесткой конкуренции, и развитие его идет в направлениях: существенное повышение качества продукции; сокращение времени обработки на новых станках за счет технических усовершенствований; повышение интеллектуальной оснащенности машиностроительной отрасли. Каждые 10 лет развития науки и техники характеризуются усложнением технических объектов в 2…3 раза. Учитывая, что период освоения новых технологических процессов в промышленности составляет значительный период (5 и более лет) и эффективность процессов обработки растет также медленно, главным резервом повышения экономических показателей машиностроительного производства остается повышение степени непрерывности рабочего процесса, в первую очередь, за счет сокращения Твсп и Тп-з времени. Эта задача в машиностроении решается главным образом путем автоматизации производственного процесса и совершенствованием управления производственным процессом.

Современная стратегия развития машиностроительного производства в мире предлагает создание принципиально новых материалов, существенное повышение уровня автоматизации производственного процесса и управления с целью обеспечения выпуска продукции требуемого качества в заданный срок при минимальных затратах.

Для достижений целей социально-экономического развития производственных систем необходим комплекс мероприятий в каждом из направлений: совершенствование принципов организации и методов планирования производства; внедрение новых и совершенствование существующих технологических процессов; повышение уровня автоматизации проектирования и изготовления.

При этом необходимо продвижение по всем указанным стратегическим направлениям, так как ни одно из них само по себе не является достаточным.

Автоматизация процессов проектирования и управления в машиностроении приводит к необходимости пересмотра многих традиционных понятий. Так с позиции теории систем производственную систему следует отнести к сложным динамическим объектам, в которой принятие технологических решений при функционировании осуществляется в условиях априорной неопределенности. Это связано со стохастической неопределенностью выходных параметров и недостаточной информацией о возмущающих факторах, влияющих на стабильность и точность функционирования производственной системы. Указанную неопределенность можно уменьшить разработкой математических моделей, представляющих собой зависимости между основными технологическими параметрами (режимы обработки, геометрия деталей и инструмента, физико-механические свойства заготовки и инструмента и др.) и параметрами качества и точности обработки (шероховатостью поверхности, величиной остаточных напряжений и др.).

С функциональной точки зрения производственная система реализует исходный технологический процесс в виде процедур взаимодействия материального, информационного и энергетического потоков. Определяющим фактором повышения эффективности процесса функционирования производственной системы является наличие мобильной и оптимальной по структуре системы управления реального времени, адекватно отображающей протекающие в системе процессы. Следовательно, при разработке современных технологических, производственных, информационных и других систем возникают проблемы, меньше связанные с рассмотрением свойств и законов функционирования элементов, а больше - с выбором наилучшей структуры, оптимальной организации взаимодействия элементов системы, определения оптимальных режимов функционирования, учетом влияния внешней среды и т.д. Речь идет о том, что успешное осуществление программы автоматизации предъявляет новые требования к исследованию проблем развития производственных систем:

повышение уровня системного мышления;

повышение уровня строгости описания; использование новых методов исследования.

Главный тезис - утверждение первостепенной важности проблемы выработки целостной концепции производственной системы нового типа, охватывающей все основные аспекты: организацию, технологию, проектирование и изготовление. Только на базе подобной концепции можно корректно ставить и решать задачу комплексной автоматизации производственного процесса.

Развитие хозяйства во многом определяется техническим прогрессом в машиностроении. Разработка и внедрение в производство новейших конструкций машин, механизмов и приспособлений, соответствующих современному уровню развития науки и техники, возможны при наличии высокопроизводительного станочного оборудования. Повышение эффективности производства обеспечивает автоматизация. Автоматизация производства неизменно связана с созданием различных систем управления, которые выполняют функции контроля и регулирования производственных процессов, заменяя человека.

Главное направление автоматизации мелко - и среднесерийного производства -развитие и применение станков с ЧПУ, промышленных роботов (ПР), гибких производственных систем (ГПС).

Автоматизация - совокупность технологических процессов, когда автоматизированы связанные между собой технологические операции (процессы) или несколько единиц оборудования (автоматические линии, многоцелевые станки, транспортно-загрузочные роботы и др.).

1 Описание служебного назначения и конструкции узла и детали

Коробка передач служит для изменения тягового усилия на колесах автомобиля, а также для получения заднего хода и отъединения двигателя от ведущих колес. Коробка передач основана на изменении передаточных чисел путем введения в зацепление шестерен с различным числом зубьев.

Через коробку передач автомобиля ГАЗ 53 проходит мощность до 150 л.с. Ведомый вал установлен в коробке соосно с ведущим валом, передним концом в выточке первичного вала на роликоподшипнике 2 и застопорен кольцом 1, а задним - в стенке картера на шарикоподшипнике. Этот подшипник предохраняет вал от осевых смещений стопорным кольцом, установленным в выточке наружной обоймы подшипника и крышке подшипника. На заднем шлицевом конце вала закрепляется червячная шестерня привода спидометра (с помощью стяжной гайки) и фланец крепления карданного вала. На шлицах ведомого вала установлены каретки 3 и 9 синхронизаторов четвертой и пятой передач, а также второй и третьей передач и зубчатая муфта 12 включения первой передачи и заднего хода. Шестерни второй, третьей, четвертой и пятой передач находятся в постоянном зацеплении с соответствующими шестернями промежуточного вала и установлены на специальных роликовых подшипниках. От осевого сдвига эти шестерни запираются упорными шайбами 4 и 15, причем шайба 4 запирается замковой шпонкой 21, а шайба 15 - гайкой крепления фланца карданной передачи. Внутри ведомого вала имеются каналы для подвода масла к подшипникам шестерен. Масло поступает от маслонагнетающего устройства делителя через канал в ведущем валу.

1.1 Анализ технологических свойств материала детали

Вал вторичный коробки передач воспринимает динамические нагрузки, таким образом, его тело должно иметь хорошую пластичность. При этом зубчатые и шлицевые венцы испытывают большие контактные нагрузки, поэтому они должны иметь достаточно высокую твердость. Предъявленным требованиям отвечает сталь хромомарганцевая с молибденом - 25ХГМ, подвергнутая после изготовления заготовки вала закалке с последующим отпуском, а также нитроцементации. Основным технологическим свойством стали, является ее большая износостойкость.

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

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

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

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

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

1.2 Анализ технических требований, предъявляемых к детали

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

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

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

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

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

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

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

К данной детали предъявляются, также, следующие технические требования:

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

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

> твердость резьбового конца HRC 25.. .40;

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

> шлифовальные прижоги не допускаются.

1.3 Обоснование метода получения заготовки

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

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

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

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

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

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

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

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

1.4 Выбор и обоснование технологических баз

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

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

1.5 Погрешность базирования

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

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

Страницы: 1, 2, 3