Технология производства распределительного вала ЗИЛ-130

При обработке кулачков необходимо обеспечить требуемое угловое положение заготовки относительно копирного вала станка. Для этой цели используется установочное отверстие в переднем торце, обработанное на предыдущих операциях с учетом расположения кулачков.

Один из кулачков служит установочной базой. Шлифование профиля кулачков выполняется на копировально-шлифовальных полуавтоматах, снабженных дисковыми копирами.

Рисунок. 9. Схема станка для шлифования кулачков распределительного вала: 1 - шлифовальный круг; 2 - ось; 3 - ролик; 4 - копир; 5 - шпиндель; 6 - шпинтель; 7 - люлька; 8 - ось

На рисунке 9 показана схема станка для шлифования кулачков распределительного вала. Вал устанавливается в центры бабок, смонтированных на люльке 7, которая может качаться вокруг оси 8. Пружина 6 постоянно стремится повернуть люльку против часовой стрелки. На шпинделе 5 передней бабки, жестко связанным с распределительным валом, неподвижно закрепляется копир 4, упирающийся под действием пружины 6 в ролик 3. Ролик свободно вращается вокруг неподвижной оси 2. При вращении распределительного вала (вместе со шпинделем передней бабки) копир скользит по ролику и в соответствии со своим профилем отводит люльку с бабками и распределительным валом. В результате одновременного воздействия копира 4 и пружины 6 люлька качается вокруг оси 8, приближая и удаляя распределительный вал от шлифовального круга 1. Профили впускного и выпускного кулачков различны, поэтому каждый из них должен обрабатываться по своему копиру.

Шлифование производится широким кругом методом врезания. В массовом производстве для шлифования кулачков применяются специальные многокамневые полуавтоматы типа ХШ-170. Для обеспечения высокой точности обработки перед чистовыми операциями фаски центровых отверстий правятся на центр шлифовальных станках. При обработке валов автомобильных двигателей дополнительно вводятся такие финишные операции, как супер финиширование шеек или полирование шеек и кулачков, обеспечивающих шероховатость поверхности R_a=0,32 мкм.

2.8 Технология упрочняющей термической обработки

Технология поверхностной закалки при поверхностном индукционном нагреве кулачков и шеек распределенных валов, которая в большинстве случаев является основной и наиболее ответственной операцией упрочняющей термической обработки как стальных, так и чугунных валов, определяющей их работоспособность. Закалка - это термическая обработка, заключается в нагреве стали до температуры выше критической или температуры растворения избыточных фаз, выдержке и последующем охлаждении со скоростью, превышающей критическую. Закалка не является окончательной операцией термической обработки. Чтобы уменьшить хрупкость и напряжения, вызванные закалкой, и получить требуемые механические свойства сталь после закалки обязательно подвергают отпуску.

Инструментальную сталь в основном подвергают закалке и отпуску для повышения твердости, износостойкости и прочности, а конструкционную сталь - для повышения прочности, твердости, повышения достаточно высокой пластичности и вязкости, а для ряда сталей и высокой износостойкости.

Доэвтектоидной стали нагревают до температуры на 30-50 С выше точки Ас3. В этом случае сталь с исходной структурой перлит-феррит при нагреве приобретает аустенитную структуру, которая при последующем охлаждении со скоростью выше критической превращается в мартенсит. Закалку от температур соответствующих межкритическому интервалу (Ас1-Ас3), не применяются.

Заэвтектоидные стали под закалку нагревают несколько выше Ас1. При таком нагреве образуется аустенит при сохранении некоторого количества вторичного цементита. После охлаждения структура стали состоит из мартенсита и нерастворимых частиц карбидов, обладающих высокой твердостью. Интервал колебания температур закалки большинства сталей невелик (15-20 С).

Для многих сталей температура нагрева под закалку значительно превышает критические точки Ас1 и Ас3 (150-200 С), что необходимо для перевода в твердый раствор специальных карбидов и получения требуемой легированности аустенита.

Охлаждение при закалке должно обеспечить получение структуры мартенсита в пределах заданного сечения изделия и не должно вызвать закалочных дефектов: трещин, деформаций, короблений и высоких растягивающих остаточных напряжений в поверхностных слоях. Обычно для закалки используют неклеящие жидкости - воду, водные растворы солей и щелочей, масла.

Существуют различные способы закалки: непрерывной, прерывистой, ступенчатой, закалка с самоотпуском, изотермическая и светлая закалка.

Отпуск:

Отпуск заключается в нагреве закаленной стали до температуры ниже Ас1, выдержке при заданной температуре и последующем охлаждении с определенной скоростью. Отпуск является окончательной операцией термической обработки, в результате которой сталь получает требуемые механические свойства. Кроме того, отпуск полностью или частично устраняет внутренние напряжения, возникающие при закалке. Эти напряжения снимаются тем полнее, чем выше температура отпуска.

Скорость охлаждения после отпуска также оказывает большое влияние на величину остаточных напряжений. Чем медленнее охлаждение, тем меньше остаточное напряжение. Быстрое охлаждение от 600 С создает новые тепловые напряжения. По этой причине изделия сложной формы во избежание их коробления после отпуска при высоких температурах следует охлаждать медленно, а изделия из легированных сталей, склонных к обратимой отпускной хрупкости после отпуска при 500-600 С во всех случаях следует охлаждать быстро.

Различают низкотемпературный, среднетемпературный и высокотемпературный отпуск.

Низкий отпуск проводят с нагревом до 150-200 С, реже до 240-250 С. при этом снижаются внутренние напряжения, мартенсит закалки проводится в отпущенный мартенсит, повышается прочность и немного улучшается вязкость без заметного снижения твердости. Закаленная сталь (0.5-1.3% С) после низкого отпуска сохраняет твердость в пределах HRC 58-63, а следовательно, высокую износостойкость. Однако такое изделие не выдерживает значительных динамических нагрузок.

Низкотемпературному отпуску подвергают поэтому режущий и измерительный инструмент из углеродистых и низколегированных сталей, а также детали, претерпевшие поверхностную закалку, цементацию, цианирование или нитроцементацию. Продолжительность отпуска обычно 1-2.5 часа, а для больших сечений и измерительных инструментов назначают более длительный отпуск.

Среднетемпературный отпуск выполняют при 350-500 С и применяют главным образом для пружин и рессор, а также для штампов. Такой отпуск обеспечивает высокий предел упругости, предел выносливости и реакционную стойкость. Структура стали (0.45-0.8% С) после среднего отпуска - троостит отпуска или троостомартенсит с твердостью HRC 40-50. Температуру отпуска надо выбирать таким образом, чтобы не вызвать необратимой отпускной зрупкости. Охлаждение после отпуска при 400-500 С следует проводить в воде, что способствует образованию на поверхности сжимающих остаточных напряжений, которые увеличивают предел выносливости пружин.

Высокотемпературный отпуск. Его проводят при 500-680 С. структура стали при высокого отпуска - сорбит отпуска. Высокий отпуск создает наилучшее соотношение прочности и вязкости стали. Его проводят с целью:

Снижение внутреннего напряжения;

Снижение твердости для обдирки слитка.

Закалка с высоким отпуском по сравнению с нормализованным или отожженным состоянием одновременно повышает пределя прочности и текучемти, относительное сужение и особенно ударную вязкость. Термическую обработку, состоящую из закалки и высокого отпуска, называют улучшением.

Отпуск при 550-600 С в течение 1-2 часов почти полностью снимает остаточное напряжение, возникшее при закалке. Чаще длительность высокого отпуска составляет 1-6 часов в зависимости от габаритных размеров изделий.

Для конкретной детали (распределительный вал) режимы термической обработки состоят из:

Предварительной термической обработки слитка, которая состоит из высокого отпуска, после чего производится нормализация.

Рисунок 10. Принципиальная схема прибора для контроля профиля кулачка

Далее проводится правка детали, которая устраняет различные искажения размеров. Далее проводят цементацию, которая заключается в процессе насыщения поверхностного слоя стали углеродом. Цементация и последующая термическая обработка одновременно повышают предел выносливости. Поэтому после цементации проводится окончательная термическая обработка, которая заключается в высоком отпуске, закалке и низком отпуске.

2.9 Контроль

При контроле распределительных валов проверяются их основные геометрические размеры, отклонения формы, биение поверхностей, угловое расположение и профиль кулачков. Контроль изготовления кулачков производится по эталонному распределительному валу с помощью компаратора (рис. 10). Проверяемый и эталонный валы вращаются синхронно. При отклонениях углового расположения или профиля кулачков создается разность в перемещениях измерительных стержней, которая фиксируется индикаторной головкой. При одинаковом профиле и совпадении угловых положений проверяемого и эталонного кулачков расстояние Н остается постоянным.

В связи с малой жесткостью распределительные валы подвергаются правке на разных стадиях обработки: перед механической обработкой, перед черновым шлифованием шеек, перед черновым шлифованием кулачков и после термической обработки.



3. Определение типа производства коленчатого вала

Производство распределительного вала будет разбито на производство чугуна, производство стали, слесарно-механическую обработку.

Производственный процесс - совокупность всех действий, людей и орудий производства, в результате взаимодействия которых материал и полуфабрикаты превращаются в готовое изделие. Производственный процесс состоит из нескольких технологических процессов.

Технологический процесс - часть производственного процесса, содержащая действия по изменению и последовательному определению состояния предмета производства. Технологический процесс включает технологические операции.

Технологическая операция - законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем места. Технологическая операция состоит из технологических и вспомогательных переходов.

Технологический переход - часть технологической операции, характеризуемая постоянством инструмента и обрабатываемых поверхностей.

Вспомогательный переход - часть технологической операции, состоящая из действий, несопровождаемых изменением формы и других параметров изделия.

3.1 Процесс доменного производства

Операции:

Подача шихтовых материалов в бункера (подача поступающих шихтовых материалов в роторный вагоопрокидыватель; разгрузка материалов в приемные бункеры; подача материала из приемных бункеров в питатели; подача материала из питателя в укладчик шихты; подача штабелей шихтовых материалов на лопастной питатель; формирование штабелей шихты; подача шихтового материала на бункерную эстакаду).

Подача шихты в колошник доменной печи (отсеивание мелкой фракции грохочением; подача отсеянной фракции к подвижному лотку; Распределение шихтового материала в воронку-весы; подача шихтового материала в колошник печи).

Горячее дутье (транспортировка горячего воздуха и кислорода через кольцевой воздухопровод; подача горячего воздуха и кислорода в печь; транспортировка природного через фурменные отверстия; подача природного газа в печь; транспортировка выделяемого газа через газоотводы). Разливка чугуна (отделение шлака и чугуна в горне печи; транспортировка шлака по желобам на литейный двор; выпуск чугуна через чугунную летку; одноносковая разливка чугуна в ковши чугуновоза; подача жидкого чугуна в ковшах к разливочной машине; получение твердого чугуна в разливочной машине).

1) Операция подачи шихтовых материалов в бункера - 12 человек.

2) Операция подачи шихты в колошник доменной печи- 5 человека.

3) Операция подачи горячего дутья- 4 человека.

4) Операция разливки чугуна - 8.

Всего операций: 17

Всего рабочих мест: 29

КЗО=17/29=0.59 (за выпуск)

Объем готовой продукции примерно 1500

Что соответствует массовому производству.

3.2 Производство стали

Операции:

Шихтовка плавки и организация загрузки (определение расхода на плавку чугуна и лома, шлакообразующих, ферросплавов и других материалов); загрузка лома (доставка к конвертерам рельсовыми тележками; загрузка через отверстие горловины конвектора); заливка чугуна (доставка чугуна к конвертерам из миксерного или переливного отделений; заливка чугуна).

Загрузки сыпучих шлакообразуюших материалов

1) Операция шихтовой плавки и организации загрузки - 1 человек.

2) Операция загрузки лома - 3 человека.

3) Операция заливки чугуна - 3 человека.

4) Операция загрузки сыпучих шлакообразующих материалов - 2.

Всего операций: 8.

Всего рабочих мест: 11.

КЗО=8/11=0.72 (за выпуск)

Что соответствует массовому производству.

3.3 Сифонная разливка стали

Операции:

Выпуск плавленой стали в ковш, разливка стали, затвердевание стали.

1) Операция разливки стали

Всего операции: 3

Всего рабочих мест: 4

КЗО = 3/4 = 0.75 (за выпуск)

Что соответствует массовому производству

3.4 Горячая обработка металла давлением

Операции:

Нагрев слитков, первичная прокатка заготовки, вторичная прокатка заготовки.

1) Нагрев слитков

2) Прокатка заготовки

Всего операции: 3

Всего рабочих мест: 4

КЗО = 3/4 = 0,75 (за выпуск)

Что соответствует массовому производству.

3.5 Горячая объемная штамповка

Операции:

Разрезание заготовки, первичное прессование (нагревание) заготовки, вторичное прессование заготовки, конечное образование заготовки, правка.

1) Разрезание заготовки

2) Прессование заготовки (одновременно нагрев)

3) Правка

Всего операции: 4

Всего рабочих мест: 6

КЗО = 4/6= 0,66 (за выпуск)

Что соответствует массовому производству.

3.6 Слесарно-механическая обработка и термическая обработка

Операции:

Слесарно-механическая обработка. (Фрезерование торцов, фрезерование центровых отверстий; обтачивание коренных шеек, подрезание торцов; шлифование коренных шеек, токарная обработка кулачков; шлифование профиля кулачков.

Термическая обработка (нормализация; закалка)

1) Операции СМО - 5 человек.

2) Операции ТО- 4 человека.

Всего операций: 9

КЗО=13/13=1 (за выпуск)

Что соответствует крупносерийному производству

3.7 Вывод

В данном разделе на основе полученных данных были рассчитаны коэффициенты закрепления операций на производстве. Значения коэффициентов закрепления операций доменного процесса, процесса выплавки и разливки стали, обработки металла давлением, штамповки, слесарно-механической обработки соответствуют крупносерийному производству. Соответственно, производство распределительного вала относится к крупносерийному производству.



4. Разработка требований к технологичности конструкции изделия

4.1 Требования технологичности для доменного процесса

Использование кокса с высокой механической прочностью в горячем состоянии, вследствие нахождения кокса в нижней части шихты, который воспринимает большие нагрузки от столба шихты.

Отсутствие содержания мелких и больших фракций в коксе. Большие куски поражены трещинами и легко разрушаются в печи с образованием мелких фракций. Мелкие фракции в свою очередь ухудшают газопроницаемость шихты. Снижение мелких кусков обеспечивает более равномерный ход газов в шахте печи. Доменный кокс должен иметь размеры кусков не менее 25--40 мм и не более 80 мм. Уменьшение содержания мелочи в агломерате на 10 % приводит к увеличению производительности доменной печи на 10 %.

Использование кокса с высокой пористостью, чем выше пористость, тем интенсивнее происходит горение кокса. Пористость колеблется в пределах 35-50 % от объема всего куска.

Низкое содержание золы и летучих веществ в коксе, снижающих содержание углерода, что в свою очередь приводит к снижению теплоты сгорания. Кроме того, снижается количество шлака, расход тепла на его расплавление и механическая прочность кокса. Нормальным содержанием летучих веществ в коксе составляет 0,8-1,2 %. Зольность доменного кокса должна быть не выше 9--10,5%.

Низкое содержание серы и фосфора, снижающих качество чугуна. Содержание серы не должно превышать 2%, а фосфора 0,02%.

Обеспечение минимального колебания влажности в коксе, для обеспечения заданного теплового режима печи, при загрузке кокса по массе. Содержание влаги в коксе при сухом тушении не превышает 1%.

Использование железной руды с высоким содержанием железа (50-60%), для повышения производительности и экономичности работы печи.

Использование флюсов, для понижения температуры плавления пустой породы, ошлакования золы кокса и получения жидкоподвижного шлака с высокой серопоглатительной способностью. В качестве флюсов используют доломит, известняк и известь в соотношении 1,0:(3,5-3,6):(0,5-0,6).

Применение высоконагретого дутья для снижения расхода кокса. При повышении температуры дутья от 1000 до 1200 °С, расход кокса снижается на 4,5 %.

Использование природного газа совместно с нагретым дутьем для снижения расходы кокса, и увеличение содержания восстановителей в доменном газе. Вдувание природного газа позволяет снизить расход кокса на 10 - 15%, увеличить производительность печей на 2 - 3% за счет повышения восстановительной способности газов.

Повышение давления газа на колошнике до 0,18 МН*м, для улучшения условий восстановления железа, снижения расхода кокса и уменьшения выноса колошниковой пыли.

4.2 Требование технологичности распределительного вала из Стали 45

Емкость современных конвекторов должна быть равна 60-100 т., а давление воздушного дутья 0,3-1,35 Мн/м. Количество воздуха необходимого для переработки 1 т чугуна, составляет 350 кубометров.

Чтобы получить сталь с заранее заданным количеством углерода (например,0,4-0,7% С), продувку металла прекращают в тот момент, когда из него углерод еще не выгорел, или можно допустить полное выгорание углерода, а затем добавить определенное количество чугуна или содержащих углерод определённое количество ферросплавов.

Механизм поворота должен обеспечивает вращение конвертера вокруг оси цапф на 360° со скоростью от 0,1 до 1 м/мин.

Расход огнеупоров должен составляет 2--5 кг/т стали.

Давление кислорода перед фурмой должно составлять 1,0-1,6 МПа.

Скорость подъема и опускания фурмы должно изменяется в пределах 0,1-1 м/с.

Оптимальной величиной содержания марганца в чугуне считается 0,7-1,1%. Стремление конвертерщиков применять чугуны со столь высоким содержанием марганца вызвано тем, что при более низком его содержании существенно замедляется шлакообразование, поскольку в первичных шлаках будет содержаться мало оксида МnО, ускоряющего растворение извести. Однако большая часть марганца при конвертерной плавке окисляется и безвозвратно теряется со шлаком в виде МnО. С учетом этого, а также того, что выплавка чугуна с повышенным (0,5-0,7 % и более) содержанием марганца требует добавки в шихту доменных печей дефицитной марганцевой руды, в последние годы выплавляют мало марганцовистые чугуны (0,5--0,1 % Мn). При их переработке в кислородных конвертерах применяют ряд мер по ускорению шлакообразования.

Оптимальной величиной содержания кремния в чугуне считается 0,6-0,9%. Положительной стороной повышенного содержания кремния является то, что возрастает количество тепла от его окисления; это позволяет увеличить расход лома.

Содержание фосфора в жидком чугуне не должно превышать 0,2--0,3%, поскольку при большем его содержании необходим промежуточный слив шлака во время продувки и наведение нового, что снижает производительность конвертера.

Содержание серы в чугунах, предназначенных для выплавки качественных сталей, не должно превышать 0,035%, а рядовых сталей- 0,05%. Такое ограничение объясняется тем, что из-за высокого содержания оксидов железа в конвертерных шлаках удаление в них серы при плавке происходит слабо; степень десульфурации не превышает 30%. На многих заводах организована внедоменная десульфурация чугуна. Температура жидкого чугуна обычно составляет 1300--1450 °С. Применять чугун с более низкой температурой нежелательно, так как это ведет к холодному началу продувки и замедлению шлакообразования.

Ограничивают максимальный размер кусков стального лома, поскольку слишком большие куски могут не успевать раствориться в металле за время продувки конвертерной плавки, а во время загрузки могут повредить футеровку конвертера. Толщина кусков лома не должна превышать 0,25--0,35 м, длина -- 0,8 м; размер пакетов не должен быть более 0,7x1x2 м.

Известь должна быть свежеобожженной и содержать > 92 % СаО, менее 2 % SiO2 и 0,05-0,08 % S. При содержании серы в извести > 0,1 % возможен переход серы из шлака в металл во время плавки. Куски извести должны иметь размеры от 10 до 50 мм. Применение более мелких кусков извести не допускается, так как они будут вынесены из конвертера отходящими газами.

Сталь, выпускаемая из конвертера, должна быть нагрета до температуры 1600--1660 °С, в то время как заливаемый в кислородный конвертер чугун обычно имеет температуру 1300-1450 °С. Источником тепла для нагрева стали, шлака, отходящих газов, а также для компенсации тепло потерь при плавке является тепло, выделяющееся при окислении примесей чугуна.

4.3 Требование технологичности для разливки стали

Для прокатки отливают слитки массой 0,2-25 т. Для поковок изготавливают слитки массой до 300 т и более. Обычно углеродистые спокойные и кипящие стали разливают в слитки массой до 25 т. Легированные и высококачественные стали - в слитки массой 0,5-7 т, а некоторые сорта высоколегированных сталей - в слитки массой в несколько килограммов.

С целью предупреждения брака по усадочным раковинам необходимо по возможности обеспечивать направление затвердевания отливки в направлении к местам расположения наиболее массивных ее частей.

С целью предупреждения брака по песочным раковинам и другим порокам необходимо основные обрабатываемые поверхности, а также развитые поверхности отливки располагать преимущественно снизу по заливке, а при отсутствии такой возможности вертикально или наклонно.

С целью снижения брака по недоливам более тонкие стенки отливки должны располагаться в нижних по заливке частях формы и по возможности в вертикальном или наклонном положении.

Для устранения возможности образования усадочных раковин в узлах и массивных частях отливки, при проектировании и изготовлении формы предусматривается установка прибылей, которые служат также сборниками всплывающих неметаллических включений или возможных других выделений.

Вес прибыли для стальных деталей составляет 30 - 50 % веса отливки.

4.4 Требование технологичности для горячей объемной штамповки

При составных матрицах и при безотходной штамповке пересекающиеся элементы контура не сопрягают.

Минимальные размеры отверстий, пробиваемые в штампах нормальной конструкции: круглых d=(1-1.5) для сталей в зависимости от прочности ( бв = 50-70 кгс/мм2)

Для пробивки отверстий диаметром до 1/3S , применяют специальные штампы.

Минимальные расстояния между раздельно пробиваемыми отверстиями круглой и прямоугольной формы a1>(1-1,2)S

Минимальное расстояние между пробиваемым отверстием и ранее полученным контуром детали a2>(0,7-0,9)S

Минимальное расстояние между одновременно пробиваемыми отверстиями равно двум-трем толщинам металла.

Точность размеров определяется в зависимости от толщины штампуемого металла и конфигурации детали, для круглых контуров она находится в пределах 11-14 квалитета.

Шероховатость поверхности среза по толщине неоднородна: в зоне среза Rа = 2,5-0,32 мкм, в зоне скола - Rz=80-20 мкм.

В качестве заготовок для горячей штамповки применяют прокат круглого профиля, т.к. деталь имеет приблизительную форму.

Штамповка происходит в закрытых штампах т.к. уменьшение расхода металла из-за отсутствия облоя.

Зазор между подвижной и неподвижной частями штампа постоянный и небольшой, образование в нем облоя не предусмотрено, зазор служит для того, чтобы обеспечить вытекание части металла.

При штамповке в закрытых штампах необходимо строго соблюдать равенство объемов заготовки и поковки, иначе при недостатке металла не заполняются углы полости штампа, а при избытке размер поковки по высоте будет больше требуемого.

4.5 Требования технологичности для слесарно-механической обработки

Вследствие малой жесткости распределительных валов и возможности их прогиба от сил резания обработка шеек и кулачков производится с применением люнетов.

Кулачки имеют сложный фасонный профиль, и их обработка требует применения копировальных станков.

Для получения требуемого профиля кулачка при его обтачивании резец, установленный в резцедержателе, должен соответствующим образом смещаться относительно оси вращения вала в поперечном направлении.

Для обеспечения высокой точности обработки перед чистовыми операциями фаски центровых отверстий правятся на центр шлифовальных станках.

4.6 Требование технологичности для термической обработки

Штампованные заготовки подвергают нормализации для снятия внутренних напряжений. Режим нормализации: загрузка в печь при 450 °С; нагрев в течение 8 ч до 950 С; выдержка в печи в течение 3 ч при температуре 950 °С; охлаждение с печью в тече­ние 3 ч до 640 °С; охлаждение на воздухе.

Кулачки и коренные шейки испытывают во время работы трение и потому для повышения износостойкости их подвергают поверхностной закалке на глубину 3 ± 0,5 мм до твердости HRC 52--62, пара­метр шероховатости поверхности шатунной шейки Ra 0,32 мкм.

Термическую обработку следует проводить после токарной обработки шатунных шеек и после сверления в них масляных каналов. В противном случае выполнение этих операций станет невозможным из-за высокой твердости закаленного слоя.

4.7 Вывод

В данной разделе были сформулированы основные требования технологичности к трем процессам производства распределительного вала ЗИЛ-130 из серого специального чугуна, а именно требования к доменному процессу, требования к производству стали, требование к ОМД, СМО, ТО.



5. Новейшие технологии на производстве при литье

В данном разделе рассматривается новая технология изготовления распределительного вала.

В прошлой технологии для производства коленчатого вала мы использовали оборудование в 12 станков. Так как не все станки автоматизированы, рабочих мест было много. Из-за этого производство было крупносерийным. Нашей целью будет разработка нового производства путем применения современного токарно-фрезерно-сверлильного станка с числовым программным управление WFL M60.

Заготовка для новой технологии представляет собой цилиндрический слиток из стали.

Такая технология позволяет изготавливать деталь на одном оборудовании, исключая из технической цепочки ряд оборудования. При этом снижение трудоемкости состовляет 4-6 раз.

Технология внедрена на станках WFL на ОАО «Пермский Моторный завод».

Операции, выполняемые на новом оборудовании:

Фрезерование торцов вала

Обработка центровых отверстий

Предварительное обтачивание всех коренных шеек, шейки под сальник, шейки под шкив и под шестерню, Окончательное обтачивание тех же поверхностей

Протачивание маслосгонной канавки

Подрезка щеки и противовесов, прилегающих к шатунным шейкам, предварительное протачивание шатунных шеек, Окончательное протачивание шатунных шеек под шлифование

Промывка вала водным раствором

Обтачивание шести противовесов

Сверление смазочных каналов, отверстия под пробки и нарезание резьбы

Фрезерование шпоночного паза на хвостовике вала

Снятие фаски на выходе смазочных каналов, зачистка заусенцев в грязесборниках

Сверление отверстий во фланце, Сверление отверстий с другой стороны под храповик

Зенкерование отверстия во фланце, Сверление в 2 перехода отверстия со стороны фланца по оси коренных шеек

Нарезание резьбы под храповик

Цекование отверстия со стороны фланца с формированием фасок

Цекование отверстия под храповик с формированием фаски

Растачивание отверстия под подшипник со стороны фланца и базирующих фасок с двух сторон вала

Рисунок 11. Оси обработки станка

Основные преимущества станков с ЧПУ:

1) производительность станка повышается в 1,5-5 раз по сравнению с аналогичными станками с ручным управлением;

2) сочетается гибкость универсального оборудования с точностью и производительностью станка-автомата, что и позволяет решать вопрос комплексной автоматизации единичного и серийного производства;

3) качественно перевооружается машиностроение на базе современной электроники и вычислительной техники;

4) снижается потребность в квалифицированных рабочих-станочниках, а подготовка производства переносится в сферу инженерного труда;

5) сокращается время пригоночных работ в процессе сборки, так как детали, изготовленные по одной программе, являются взаимозаменяемыми;

6) сокращаются сроки подготовки и перехода на изготовление новых деталей благодаря централизованной записи программ и более простой и универсальной технологической оснастке;

7) снижается продолжительность цикла изготовления деталей и уменьшается запас незавершенного производства.

Операции:

1) Обтачивание коренных шеек: Станок настраивается на трехкратное изменение частоты вращения:

n1 =31, n2 =48 и n3=31 об/мин; скорость резания: v1 =17,5, v2=19,4 и v3=9,45 м/мин; трехкратное автоматическое изменение подачи суппортов: s1=1,2, s2=0,8 и s3=0,15 мм/об.

Рисунок 12. Обтачивание коренных шеек



2) Шлифование коренных шеек: Шлифовальный круг ПП 600X20X305 марки Э46--60 СМ1--СМ2К

Вращение шлифовального круга, окружная скорость, v = 30-35 м/мин; частота вращения n = 955 об/мин

3) Промывка вала водным раствором: 3% щелочённый моечный раствор; температура - 70 °С; продолжительность мойки 15 минут.

4) Нарезание резьбы и фрезерование шпоночного отверстия на хвостовике вала. Снятие фаски на коренной шейки: Ширина фрезерованной шпоночной канавки 5,990-5,945 мм, а её смещение относительно оси вала 0,2 мм. Нарезание резьбы в переднем конце вала М27х1,5 мм выполняется по 3-му классу точности.

5) Обтачивание кулачков распределительного вала: станок на частоту вращения: 796 об/мин; скорость резания: 25--30м/мин;

Рисунок 13. Точение кулачков распределительного вала

6) Шлифование кулачков распределительного вала: Шлифовальный круг ПП 600X20X305 марки Э46--60 СМ1--СМ2К

Вращение шлифовального круга, окружная скорость, v = 25--30м/мин; частота вращения n = 796 об/мин

7) Промывка вала водным раствором (триполифосфат - 5%, поташ - 35%, вода - 60%) при температуре 80?С

8) Шлифование торца вала: частоты вращения заготовки n = 500 об/мин; скорость шлифовального круга _V = 25 м/мин

9) Шлифование шеек распределительного вала: Шлифовальный круг ПП 600X20X305 марки Э46--60 СМ1--СМ2К

Вращение шлифовального круга, окружная скорость, v = 25--30м/мин; частота вращения n = 796 об/мин

10) Полирование шеек и кулачков распределительного вала: шлифования шейки и кулачки распределительного вала полируются полировальной лентой ЭБ220 или пастой ГОИ № 10.

11) Промывка вала водным раствором (триполифосфат - 5%, поташ - 35%, вода - 60%) при температуре 80?С.



Заключение

В данной курсовой работе была рассмотрена технология изготовления, распределительного вала для двигателя ЗИЛ-130, основанная на 4 этапах производства.

1. Доменное производство

2. Производство стали

3. Получение заготовки

4. Слесарно-механическая и термическая обработка

Так же мы определили тип производства каждого этапа. В итоге производство распределительных валов у нас крупносерийное производство. В этом курсовом мы разработали технологические требования к каждому из этапов: доменное производство, производство стали, получение заготовки, термическая обработка и слесарно-механическая обработка.

В данной курсовой работе так же было рассмотрено производственное оборудование на каждом из этапов производства детали, его механизмы и особенности, поэтапные процессы изготовления коленчатого вала и способы обработки уже готовой детали. А так же был проанализировано новое оборудование для слесарно-механической обработки.

Размещено на Allbest.ru

...