Разработка чертежа вала редуктора промежуточного

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Разработать рабочий чертеж детали и разработать технологический процесс приготовления. Деталь - вал редуктора промежуточный. Эскиз вала - рис.1.

На диаметр D₁ установлена шестерня прямозубая, фиксация шестерни на валу осуществляется за счет шпонки и посадки с натягом. На опоры вала (диаметры D₂) с двух сторон установлены подшипники качения, однорядные, шариковые по ГОСТ 8338 - 75. Нагрузки на вал позволяют установить подшипники серии диаметров 3, серии ширин - 0. Вал является промежуточным, поэтому уплотнительные манжеты для подшипника не требуется.

На валу выполнен бурт диаметром D₃ до упора который допресовывается шестерня.

Размеры вала: D₁ = 40мм, D₂ = 30мм, D₃ = 50мм, l₁ = 12мм, l₂ = 44мм, l₃ = 163мм, l₄ = 21мм, l₅ = 211 мм.

Посадка шестеренки на вал с умеренным гарантированным натягом. Нагружение подшипников местное, нагрузочный режим подшипников - легкий.

Материал вала - сталь 50Х. Для этой стали предел текучести равен д_т = 880мПа, временное сопротивление д_б = 1060мПа, пластичность д = 9%. Деталь должна быть подвергнута термообработке - закалке и отпуску. Для этой стали рекомендуется температура нагрева при закалке 830° ??????????, ? ?????. Температура отпуска 520°, охлаждение в воде или масле. Твердость поверхности после обработки 50-52 HRC. Количество деталей, которое нужно изготовить - 2-3 шт. Необходимо разработать рабочий чертеж детали и технологический процесс ее изготовления.



1. Разработка рабочего чертежа детали

1.1 Выбор конструкторских и измерительных баз

Высокая точность валов обеспечивается обработкой центров. Выбираем размеры центровых отверстий. Для вала диаметром D = 30мм центровое отверстие А5, но такие отверстия применять не рекомендуется, поэтому примем центровые отверстия А4. Общая глубина сверления сверлом Ш4мм 8,9мм. Конус с углом 60° выполняется зенковкой на глубину 3,9мм.

Одной из баз будет осевая линия. Эта база будет одновременно конструкторской, технологической, измерительной.

Базы для линейных размеров примем торец бурта, до упора в который будет запрессовываться шестерня.

1.2 Посадка шестерни на вал

В задании 7 указано, что фиксация шестерни на валу осуществляется за счет шпонки и посадки с умеренным гарантированным натягом. Для этого случая в системе отверстия рекомендуются посадки , , . Эти посадки обеспечивают натяги (0,0002 - 0,0006)d. Выбираю посадки , т.е. Ш40 . По таблице 10 определяю допуски на диаметр вала Ш40 s6 (Ш). По таблице 11 определяем предельное отклонение отверстия Ш50 H7 (Ш). Выбранная посадка Ш40 обеспечивает натяги:

· минимальный 18мКм (отв. макс. +25 мкм, вал миним. +43 мкм)

· максимальный 59мКм. (отв. миним. 0, вал макс. +59мкм)

Эти натяги, выраженные как отношение к диаметру, составляют: минимальный , максимальный .

Таким образом, выбранная посадка обеспечивает надежность соединения шестеренки с валом. Шпонка является дополнительной страховкой соединения. Установка шестерни на вал может быть под прессом, но может быть использован нагрев шестерни.

1.3 Посадка подшипников

В задании 9 указано, что на вал установлены подшипники шариковые однорядные по ГОСТ 8338 - 75 серии диаметров 3, серии ширин 0. Класс точности подшипников 0. Характер нагружения подшипников циркуляционный, нагрузочный режим легкий.

По таблице 3 определяем основные размеры подшипников. Для вала с d = 30мм подшипник №306. Наружный диаметр подшипника Ш72 мм, ширина B = 19 мм, радиусы закругления 2,0 мм.

Для указанных в задании условий работы, рекомендуется (таблица 5) посадка внутреннего кольца на вал , а посадка наружного кольца подшипника в корпус редуктора . Посадка внутреннего кольца на вал Ш30. Предельное отклонение вала Ш30 f6 (Ш) (таблица 12). Предельное отклонение внутреннего кольца подшипника Ш30 L0 (Ш) (таблица 4).

· минимальный натяг - 33мКм (вал миним. -33, отв. макс. 0)

· максимальный натяг - 8 мКм (вал макс. -20, отв миним. -12мкм)

Посадка наружного кольца подшипника в расточку редуктора Ш72 . Предельное отклонение вала (наружного кольца подшипника)Ш72 l0(Ш). Предельное отклонение диаметра расточки Ш72 G7 (Ш) -.

1.4 Шпоночный паз

Шпонка призматическая исполнение 1 (с закругленными концами), ГОСТ 23360 - 78. По таблице 6 для вала Ш40мм определяем основные размеры шпонки и шпоночного паза. Шпонка 12х8, т.е. ширина 14мм, высота 8 мм. При номинальном соединении допуск на ширину паза на валу мм, глубина паза мм. Длину шпоночного паза принимаем примерно равной величине диаметра вала. Допуск на длину 12 квалитет, т.е. +1,0мм.

1.5 Обозначение на чертеже предельных отклонений, шероховатости поверхности

Диаметры D₁ и D₂ на чертеже указываем с допуском Ш40 s6 (), Ш30 f6 () мм. Так же с допусками указываем ширину шпоночного паза 12 () мм. и глубину 5 () мм. Указываем с допусками два линейных размера от торца бурта, который принят за базу, до буртов, в упор которых устанавливаются подшипники 15 - 0,1 и 131 - 0,2мм. Эти размеры обеспечивают собираемость изделия при установке вала с шестерней и подшипниками в сборе в корпус редуктора..

Учитывая, что на поверхности D₁ установлена шестерня, на чертеже указываем допустимое биение поверхности D₁ относительно поверхности D₂.

	0,01	АБ

где А и Б - поверхности D₂ вала с двух сторон вала.

Все остальные размеры указываем без допусков, но на чертеже делаем запись: Общие допуски по ГОСТ 30893.2 - mH. Это означает, что все остальные линейные размеры выполнены по среднему классу точности (m), а размеры, формы и биения поверхностей выполнены по высокому классу точности (H).

Шероховатости поверхности D₁ и D₂ указывали R_a = 0,8мКм. Такая шероховатость обеспечивается чистовым шлифованием. Все остальные поверхности получаются после получистового или чистового точения и шероховатость их составляет около R_a = 3,2мКм. Наружный диаметр поверхности d₃ не требует обработки, поэтому шероховатость обозначается знаком V. В правом верхнем углу чертежа ставим значок .Это означает что все остальные поверхности, кроме указанных на чертеже имеют, шероховатость R_a = 3,2мКм.



2. Технологический процесс изготовления деталей

2.1 Заготовка

Принимаем, что к заготовке нарезаются из горячекатаной стали, выпускаемой в виде прутка без термообработки. Диаметр прутка D₃ = 60мм. Обозначение стали калиброванной, Ш = 50мм, класса точности 4, высококачественной марки 50Х, поставляемой без термообработки с контролем механических свойств M качества поверхности Б по ГОСТ 1051 - 73, Круг , длинна заготовки l₅ + 4мм = 211+4=215 мм.

2.2 Металлорежущие станки, приспособление, режущий и мерительный инструменты

Станки, на которых будет вестись обработка:

· токарный станок - для обработки наружных поверхностей;

· центровальный - для выполнения центровых отверстий;

· вертикально - фрезерный - для фрезерования шпоночного паза;

· кругло - шлифовальный - для шлифования поверхностей D₁ и D₂.

Необходимыми приспособлениями являются станочные приспособления, обеспечивающие обработку вала в центрах, и призмы для установки детали на вертикально - фрезерный станок для фрезерования шпоночного паза, поэтому необходимые приспособления:

· центр упорной по ГОСТ 18259 - 72

· центр вращающейся по ГОСТ 8742 - 75

· поводковая планшайба

· призмы зажимные

Перечень режущего инструмента необходимого для обработки вала:

· резец подрезной

· резец проходной

· резец канавочный

· резец фасочный

· центровка

· фреза шпоночная

· абразивные круги

Если диаметр обрабатываемой детали лежит от 20мм до 100мм, то справочник технолога рекомендует державки резцов с пластинами из твердого сплава и быстрорежущих сталей 16Ч25мм, 25Ч25мм, 25Ч40мм. Для чернового точения при непрерывном резании, для отрезки и точения канавок рекомендуются пластины из твердого сплава Т15К6. Для точного точения при непрерывном резании углеродной и легированной стали рекомендуется материал твердого сплава Т30К4. подшипник шестерня вал

Для фрезерования шпоночного паза выбираем шпоночную фрезу (таблица 9) с цилиндрическим хвостовиком по ГОСТ 9140 - 78 с диаметром режущей части d = 12 мм и длинной режущей части 16мм.

Форму и размеры абразивного круга определяем по паспортным данным выбранного шлифовального станка. Для предварительного и окончательного шлифования закаленных стальных поверхностей (R_a = 2,5-0,63 мкм) рекомендуются круги с зернистостью 32 и 25. Для круглого наружного шлифования в центрах используют абразивные круги 15А, 23А32. Для получения требуемой шероховатости равной (Ra = 0,8мкм) рекомендуется скорость вращения круга 30-45 м/с, а скорость вращения детали 25-35 м/мин.

Поскольку изготовление вала относится к единичному производству, то для измерений целесообразно использовать универсальные измерительные приборы. При выполнении предварительных операций по обработке вала размеры диаметров можно контролировать микрометром. Линейные размеры вала можно измерять штангенциркулем. Ширину шпоночного паза можно контролировать пазовым калибром.

Диаметры D₁ и D₂ должны быть обработаны с высокой точностью. Поэтому на стадии чистового шлифования этих поверхностей целесообразно использовать специальную скобу с активным контролем т.е. одна из пяток скобы подвижная и ее перемещение фиксирует индикатор часового типа с ценой деления шкалы 0,002мм. Номинальный размер вала между пятками скобы устанавливают используя плоскопараллельные концевые меры длинны.

Шероховатость поверхностей можно оценивать сравнением с образцами шероховатостей цилиндрических поверхностей, которые выпускают по ГОСТ 9378 - 93.

2.3 Определение припусков и размеров при выполнении промежуточных операций

Для получения высокой точности размеров диаметров D₁ и D₂ необходимо строго придерживаться рекомендации по технологии изготовления. Операции для этих поверхностей должны включать:

· черновое точение

· чистовое точение

· термообработку

· предварительное шлифование

· чистовое шлифование

До разработки техпроцесса изготовления вала необходимо для этих поверхностей определять припуски и размеры при промежуточных операциях.

Примем общий припуск на шлифование 0,6 - 0,8мм. Разобьем этот припуск на две части примерно в отношении 1:3 т.е. на чистовое шлифование припуск 0,15 - 0,2мм, а на предварительное 0,4 - 0,6мм. Припуск на чистовое точение примем 0,6 - 0,8мм.

В таблице приведены припуски для этих плоскостей:

	Поверхность	D1	D2
1.	Чертежный размер, мм	Ш	Ш
2.	Припуск на чистовое шлифование, мм	0,15-0,20	0,15 - 0,20
3.	Припуск перед чистовых шлифованием, мм	Ш 40,2 - 0,05	Ш 30,2 - 0,05
4.	Припуск на предварительное шлифование, мм	0,4 - 0,6	0,4 - 0,6
5.	Размер перед предварительным шлифованием, мм	Ш 40,8 - 0.2	Ш 30,8 - 0,2
6.	Припуск на чистовое точение, мм	0,6 - 0,8	0,6 - 0,8
7.	Размер перед чистовым точением, мм	Ш 41,6 - 0,2	Ш 31,6 - 0,2
8.	Припуск на черновое точение, мм	50 - 41,6 = 8,4	50 - 31,6 = 18,4

Чтобы избежать деформации детали при обработке глубину резанья ограничим t = 2мм.

2.4 Операционная технология изготовления вала

Заготовка - пруток Ш50 мм, l = 215 мм.

0.05 - токарная. Станок токарный

1.Установить, снять деталь

2.Подрезать торец 1 выдержав размер l = 213 ± 2мм

0.10 - токарная. Станок токарный

1.Установить, снять деталь

2.Подрезать торец 2 выдержав размер l = 211 ± 2мм

0.15 - центровальная. Станок центровальный

1.Установить, снять деталь

2.Выполнить центровые отверстия А4 ГОСТ 14034 - 71 с двух сторон

0.20 - токарная. Станок токарный

1. Закрепить на детали хомутик.

Установить, снять деталь

2.Точить поверхность 1 предварительно, обеспечив размер Ш41,6 - 0,2мм. и l₁ = 176,5мм.

3.Точить поверхность 2 предварительно, обеспечив размер Ш35 - 0,1мм. и l₂ = 134 мм.

4.Точить поверхность 3 предварительно, обеспечив размер Ш31,6 - 0,1мм. и l₃ = 23 мм.

5.Подрезать торец 4 чисто, обеспечил размер l₄ = 35 - 0,1 мм

6.Подрезать торец 5 чисто, обеспечив размер l₂ = 132 мм

7.Подрезать торец 6 чисто, обеспечив размер l₃ = 23 - 0,1 мм

8.Точить поверхность 1 чисто, обеспечив размер Ш40,8 - 0,2 мм

9.Точить поверхность 3 чисто, обеспечив размер Ш30,8 - 0,2 мм

10.Точить канавку 7 Ш38 мм h = 2 мм

11.Точить канавку 8 Ш28 мм h = 2мм

12.Точить фаску 9 1,5Ч45°

13.Точить фаску 10 1,5Ч45°

14.Точить фаску 11 1,5Ч45°

0.25 - токарная. Станок токарный

1. Закрепить на детали хомутик

Установить, снять деталь

2.Точить поверхность 1 обеспечив размер Ш38 - 0,2мм и l₁ = 8мм.

3.Точить поверхность 2 предварительно, обеспечив размер Ш41,6 - 0,2мм и l₂ = 21 мм.

4.Подрезать торец 3 обеспечив размер l₁ =9 - 0,1мм.

5.Подрезать торец 4 обеспечив размер l₂ = 12 - 0,1мм.

6.Точить канавку 5 Ш28 мм и h = 2мм.

7.Точить фаску 6 1,5Ч45°

8.Точить фаску 7 1,5Ч45°

0.30 - фрезерная. Станок фрезерный

1. Установить деталь на призму, снять деталь

2. Фрезеровать на поверхности 1 шпоночный паз, обеспечив размеры:

· Глубина паза 5 мм

· Ширина паза 12 - 0,043мм

· Длинна паза 40 - 0,1мм

· Расстояние об бурта - 2 мм

0.35 - термическая

1. Закалить деталь. Температура в печи 830°. Охлаждение в масле2. Отпустить, температура нагрева 520°, охлаждение в воде или масле

0.40 - шлифовальная. Станок кругло шлифовальный

1. Закрепить на детали хомутик

Установить, снять деталь

2. Шлифовать поверхность 1 предварительно, обеспечив размер Ш40,2 - 0,05мм

3. Шлифовать поверхность 2 предварительно, обеспечив размер Ш30,2 - 0,05мм

4. Шлифовать поверхность 1 окончательно, обеспечив размер Ш и шероховатость R_a = 0,85мКм

5. Шлифовать поверхность 2 окончательно, обеспечив размер Ш

0.45 - шлифовальный. Станок кругло шлифовальный

1. Закрепить на детали хомутик

Установить, снять деталь

2. Шлифовать поверхность 1 предварительно, обеспечив размер Ш30,2 - 0,05мм

3. Шлифовать поверхность 1 окончательно, обеспечив размер Шмм и шероховатость R_a = 0,8 мКм.

0.50 - слесарная.

Зачистить заусенки, притупить острые кромки

0.55 - контрольная.

Размещено на Allbest.ru

...