Технологический процесс изготовления детали «Шестерня»

Анализ рабочего чертежа детали и технических требований к ней

Заданная шестерня представляет собой одну из конструкций зубчатого колеса. Деталь небольшая, ее габариты Ш 192*83, масса 10,7 кг. Это позволяет вести обработку на небольших и значит более дешевых станках.

Шестерня проходит термообработку, что имеет большое значение в отношении короблений, возможных при нагревании и охлаждении детали. В этом смысле перемычка, связывающая тело зубчатого венца и ступицу, расположена неудачно, т.к. при термообработке возникнут односторонние искажения. Зубчатый венец уменьшится в размерах, и вызовет сжатие ступицы с левого торца. Отверстие приобретет коническую форму, что скажется на характере искажения зубчатого венца. Перемычку между венцом и ступицей следовало бы сместить, или наклонить, однако в данном случае это, по-видимому, не возможно, т.к. на шестерни имеется обработка внутренней поверхности венца до самой перемычки.

Круглая форма детали говорит о ее технологичности при получении заготовки, обработке, контроле. За исключением зубьев, обработку можно вести на очень распространенных станках токарной и шлифовальной групп.

В тоже время с точки зрения механической обработки ЗК не технологичны, т.к. операция получения зубьев со снятием стружки производится в основном малопроизводительными методами.

Большинство элементов шестерни технологичны, и позволяют вести обработку стандартным покупным инструментом.

Нетехнологичен шпоночный паз. Для его получения потребуется малопроизводительный долбежный или протяжной станок, или дорогостоящие протяжки. Технологичны фаски с центральным отверстием. Они не позволяют при протягивании отверстия или шпоночного паза образовываться заусенцам на торцах ступицы.

Самый точный и ответственный элемент детали — центральное отверстие Ш47 Н7 с шероховатостью Ra 1,25 мкм. Шероховатость на зубьях Ra 2,5.

Остальные поверхности выполнены менее точно, их шероховатость более грубая.

Деталь имеет хорошие базы, при обработке — отверстие Ш47 Н7 и точный торец. Эти же поверхности являются базами и при контроле.

На детали правильная простановка размеров и тех.требований.

Учитывая вышесказанное, деталь заслуживает качественной оценки технологичности конструкции детали- хорошо.

Выводы из анализа рабочего чертежа

Анализируя рабочий чертеж детали, можно сделать следующие выводы:

• чертеж в достаточной мере информативен, имеет необходимые проекции, разрезы и сечения;
• на чертеже указаны все необходимые размеры с допусками, требования к точности формы и взаимного расположения, а также требования к качеству поверхности, обеспечивающие разработку технологического процесса, проектирование и изготовление детали;
• указаны требования к материалу, физико-механическому состоянию детали;
• допуски формы, взаимного расположения поверхностей, параметры шероховатости соответствуют стандартным значениям (ГОСТ 2.308-79, ГОСТ 2.309.77).
  33 стр., 16218 слов

  Технологический процесс изготовления детали «Зубчатое колесо»

  ... отверстие с углом 120О, которое служит для защиты от повреждений рабочей поверхности с углом 60О. Наличие зубчатого венца с эвольвентным профилем обеспечивает зацепление вала-шестерни с зубчатым колесом. Степень точности зубчатого венца ... технологических требований на изготовление детали Технологические требования по чертежу: Твердость поверхности ... курсовой проект актуален и необходим, так как деталь ...

Конструктивно деталь считаем технологичной.

2. Характеристика материала детали

Характеристика материала детали.

Даная деталь относится к классу тел вращения типа «зубчатое колесо», образована наружными и внутренними поверхностями тел вращения, имеет зубчатый венец, соединённый со ступицей рёбрами жёсткости. Деталь испытывает нагрузки кручения, изгиба, износ зубьев, поэтому подвергается нитроцементации с последующей заколкой на твёрдость 25-30 HRC.

Марка : 40Х (заменители 45Х, 38ХА, 40ХН, 40ХС, 40ХФ, 40ХР)

Класс : Сталь конструкционная легированная

Применение, Расшифровка марки стали 40Х

Преимущества термообработки изделий из стали 40Х в кипящем слое по сравнению с традиционными способами : был исследован нагрев под закалку высокопрочных болтов из сталей 40Х и 38ХС. Из опытов следует, что при горизонтальном положении болта М24 в кипящем слое частиц корунда диаметром 0,32 мм, отапливаемом природным газом, медленнее всего температура повышается на оси болта в месте стыка его тела и головки. Скорость нагрева в этой точке почти вдвое меньше, чем на поверхности в середине болта, так что во избежание перегрева температура кипящего слоя не должна заметно превышать конечную температуру нагрева. В слое с температурой 900° С болт прогревается до 860° С примерно за 3 мин (термопара зачеканена на оси под головкой), в то время как в применяемых в настоящее время электропечах К-160 нагрев до 860° С длится, по нашим экспериментальным данным, 40 мин. За это время в электропечах образуется значительный слой отслаивающейся окалины, в то время как при нагреве в кипящем слое с двухступенчатым сжиганием поверхность получается чистой. Эксперименты показали, что для аустенизации достаточна выдержка болтов из обеих сталей при температуре слоя 860-870° С в течение 10-15 мин. Поскольку скорость охлаждения этих изделий в кипящем слое оказалась недостаточной, закалку осуществляли в масле. Отпущенные после закалки (410° С, 80 мин) болты отличались высокими показателями прочности при достаточной пластичности:

Сталь 40Х: ув=147-150 кгс/мм2, ан=3,84-3,27 кгс*м/см2, HB 345-360

Сталь 38ХС: ув=165-173,5 кгс/мм2, ан=3,18-4,41 кгс*м/см2, HB 400-430 (ударную вязкость ан определяли на образцах, предел прочности ув на целых болтах).

Параллельно болты М24 из стали 38ХС после выдержки в кипящем слое с температурой 910° С (15 мин) охлаждали в соляной ванне при 360° С (20 мин) с целью получения структуры нижнего бейнита. При достаточно высокой прочности (ув = 163 кгс/мм2) была получена значительно большая ударная вязкость (8,65- 10,6 кгс-м/см2).

Наконец, часть болтов из стали 38ХС после такого же нагрева выдерживали в масле в течение 42 с, а затем переносили в кипящий слой температурой 360° С. Такой режим позволил повысить предел прочности до 171,5-173 кгс/мм2, но несколько снизил ударную вязкость (ан = 6,25-6,72 кгс.м/см2).

Как показали исследования, нагрев в течение 8-10 мин в слое температурой 910° С обеспечивает превращение исходной ферритокарбидной смеси в аустенит и получение достаточно однородных свойств.

Химический состав в % стали 40Х

В основу входит: сталь.

Механические свойства материала сталь 40Х