Б_ср =

Б_ср = 5.2 мкм

На основании выше изложенного можно сделать вывод, что деталь «колесо зубчатое» в условиях среднесерийного производства технологична, за исключением зубчатого венца; допускает применение высокопроизводительных режимов обработки; имеет достаточные по размерам и форме базовые поверхности для выполнения всех операций; поверхности вращения могут быть обработаны на станках с программным управлением.

2.3. Обоснование выбора материала детали: критерии выбора, условия эксплуатации, возможные варианты материала.

В процессе работы зубчатое колесо подвергается действию переменных изгибающих и крутящих сил, возникающих в зацеплении, поэтому одним из критериев выбора материала для данной детали является сопротивление усталостным разрушениям.

Возможны следующие варианты:

Материал	Предел прочности σв, МПа	Предел текучести при растяжении-сжатии σт, МПа	Предел текучести при кручении τт, МПа	Предел выносливости при изгибе σ-1, МПа	Предел выносливости при кручении τ-1, МПа
Сталь 45	900	650	390	410	230
Сталь 40Х	980	780	450	410	240
Сталь 12ХН3А	930	685	490	430	240
Сталь 18ХГТ	1180	930	660	500	280

Редуктор двухступенчатый цилиндрический соосный не предназначен для работы в ответственных машинах, выход из строя которых может привести к человеческим жертвам или нанести значительный материальный ущерб, поэтому использование для его составных частей легированных дорогостоящих сталей нецелесообразно. Кроме этого при изготовлении колеса зубчатого из сталей 12ХН3А и 18ХГТ для получения заданной твердости необходимо провести её цементацию перед закалкой, так как данные стали содержат малое количество углерода. Проведение дополнительной операции значительно усложняет процесс изготовления детали и делает его более трудоёмким.

Сравнивая стали 45 и 40Х, отдадим предпочтение стали 45, поскольку стоимость ее ниже.

Таким образом, для изготовления колеса зубчатого используем сталь 45.

2.4. Выбор и обоснование метода получения заготовки: критерии выбора, схематическое изображение (эскиз) заготовки с припусками.

Тип производства: серийное (годовая программа выпуска N_г = 3000 шт).

Масса детали m_д = 15.5 кг.

Отливку как возможный вариант заготовки для колеса зубчатого исключим из рассмотрения, так как материал детали – сталь 45 обладает низкими литейными свойствами. Также откажемся от способа получения заготовки методом порошковой металлургии, потому что он экономически оправдан при значительно большем объёме выпуска изделий. Применение комбинированной заготовки нецелесообразно, так как деталь имеет простую форму.

Сталь 45 обладает хорошей пластичностью, поэтому остановимся на следующих методах получения заготовки:

1. штамповка в открытом штампе на кривошипном горячештамповочном прессе;

2. штамповка радиальным обжатием на вертикальной радиально-ковочной машине;

3. прокат круглого сечения (сталь горячекатаная круглая ГОСТ 2590-71).

Сравним данные способы получения заготовки. Для этого выполним упрощённые эскизы заготовок(рис.), руководствуясь следующими рекомендациями [8]:

Штамповка на КГШП:

Рис.9

m_з=17.8 кг

Штамповка на ГКМ:

Рис.10

m_з=19.1 кг

Пруток: ГОСТ 2590-88 (d=260)

Рис.11

m_з=23.0 кг

На основе расчета массы заготовок и КИМ можно сделать вывод о том, что с точки зрения материалоёмкости третий вариант самый худший, а различие между первым и вторым вариантами незначительны. При получении заготовки из прутка также необходимы значительные затраты на последующую механическую обработку, однако, не требуется специального инструмента (штампа) и оборудования (вертикальной радиально-ковочной машины).

Выбираем штамповку на КГШП для получения детали «колесо зубчатое», так как коэффициент использования металла достаточно высок.

Назначение допусков и припусков на заготовку по ГОСТ 7505-89

2.5. Маршруты обработки основных поверхностей детали, их обоснование.

Обработка отверстия Ø70Н8

Вариант 1

Рассверливание: IT12, Ra20 черновое точение: IT10, Ra6.3 чистовое точение: IT9, Ra3.2 тонкое точение: IT8, Ra1.6

Вариант 2

черновое точение: IT10, Ra6.3 чистовое точение: IT9, Ra3.2 шлифование: IT8, Ra1.6

С точки зрения рациональности и меньшего количества этапов обработки лучше второй вариант обработки заготовки.

2.6. Выбор баз и анализ схем базирования для нескольких операций.

Т.к. деталь изначально не имеет чистовых баз, то для получения чистовой посадочной поверхности детали, мы сначала на операции 015 обрабатываем черновые поверхности – торец и наружную цилиндрическую поверхность, по которым закрепляя на операции 020, начисто обрабатываем внутреннюю цилиндрическую поверхность и торцы. Далее мы базируем деталь для операции 025 по уже полученной чистовой посадочной поверхности.

Операция 020

Операция 015

Операция 020

Операция 025

2.7. Разработка маршрута изготовления детали для заданного типа производства с выбором технологического оборудования, ин­струментов, средств контроля.

Учитывая не специфичность обрабатываемых поверхностей, в качестве оборудования выбираем универсальный станок GHB-1340A.

Качество токарно-винторезного станка GHB-1340А гарантируется немецким стандартом DIN 8606. Станина изготовлена из прочного серого чугуна, а поверхность направляющих идеально отшлифована. Элементы привода шпинделя надежно защищены от износа благодаря постоянному смазыванию маслом из масляной ванны. Механизмы передней бабки, а также коробки передач обладают повышенной прочностью, так как закаливаются в процессе изготовления, а также подвергаются шлифовке. Станок имеет механизм автоматической подачи суппортов. Заднюю бабку можно регулировать поперечно для осуществления процесса обточки конусов. Работа шпинделя происходит в толчковом режиме, а вращение может быть как в правую сторону, так и в левую.

Маршрутная технология представлена в Маршрутной карте в приложении, эскизы маршрутного технологического процесса показаны в графическом материале диплома.

2.8. Разработка технологических наладок для операций с выбором режущих инструментов, обоснованием и расчетом режимов обработки и припусков.

Расчет будем вести по расчетно-аналитическому методу определения припусков на обработку (РАМОП), разработанному проф. В.М. Кованом, что позволит сократить в среднем отход металла в стружку и будет способствовать повышению технологической культуры производства по сравнению с табличными методами расчета [3, глава 4].

Определение припуска на диаметральный размер Ø70H8.

Карта расчетов припусков на обработку цилиндрической поверхности размером Ø70H8 составлена по технологическим переходам

На каждом переходе механической обработки с обрабатываемой поверхности в виде стружки снимается слой материала. Назначенный припуск может быть признан оптимальным, если он обеспечивает:

• удаление с установленных в рабочей зоне всех отклонений геометрических параметров обрабатываемой поверхности;

• получение заданных геометрических параметров без следов от предшествующей обработки;

• минимально необходимый снимаемый слой материала.

Маршрут обработки поверхности Ø10Н9	Элементы припуска, мкм					Расчетный припуск 2zmin, мкм		Допуск на изготовление Td, мкм		Принятые размеры, мм			Принятые припуски, мкм
	Rz	h	∆∑	ε	dmin					dmax	2zmin		2zmax
Штамповка	200	250	0.05	-			460		-		-	-
Черновое точение	6.3	40	0.003	80	1060		120		68.8		68.95	1500		2170
Чистовое точение	3.2	20	-	80	252.6		74		69.87		69.95	1000		1324
Шлифование	1.6	10	-	50	146.4		46		70		70.046	100		130

В качестве заготовки был выбрана штамповка. Качество поверхности штамповки определяем по [8,стр.186,табл.12] Rz=200мкм, h=250мкм

Обработка внутренней посадочной цилиндрической поверхности Ø70Н8 Ra1.6.

Минимальный двусторонний припуск при обработке внутренних поверхностей:

2z_{i min} = 2 ∙ (Rz_i-1 + h_i-1 + ).

Rz_i-1 – высота неровностей профиля на предшествующем переходе;

h_i-1 – глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе;

Δ_{Σ i-1} – суммарное отклонение расположения поверхности;

ε _i– погрешность установки заготовки на выполняемом переходе.

Отклонение расположения Δ_Σ необходимо учитывать: у заготовок под первый технологический переход:

Δ_Σ = , где

Δ_к - отклонение оси детали от прямолинейности, мкм на 1 мм;

Δ_к=0.8 мкм на 1 мм – для штамповки [,стр.186,табл.16]