Участок по обработке детали типа "шестерня"

 

 

 

Введение

 

Авиационная промышленность является одной из самых передовых отраслей народного хозяйства – она выпускает сложную и ответственную продукцию. Поэтому к авиационной промышленности предъявляются повышенные требования с учетом особенностей конструкции изделия, условий эксплуатации и требований к их надежности.

В настоящее время, в связи с  переходом к жестким рыночным отношениям, требования к конкурентоспособности авиационных двигателей резко повышаются. Соответственно повышается роль технолога и технических служб как при обработке изделий на этапе проектирования, так и при совершенствовании существующих технологических процессов изготовления деталей и разработке новых в процессе производства двигателей.

Интенсификация технологических  процессов на основе применения режущих инструментов из новых инструментальных материалов, расширение области применения оборудования с ЧПУ, создание роботизированных станочных комплексов и гибких производственных систем с управлением на ЭВМ, повышение размерной и геометрической точности, достигаемой при обработке. Именно эти направления учитывались при разработке рассматриваемого технологического процесса.

 

Содержание

 

 

1 Описание объекта производства

 

Объектом производства проектируемого изделия является шестерня привода. Шестерня - одна из главных частей механизма, она  передает вращающий момент непосредственно на зубчатое колесо, и испытывает большие нагрузки потому изготавливается и легированной стали.  Среда работы шестерни привода: воздушно-масляная. При синтетическом масле температурный диапазон от -40° до +120°, при минеральном – от -20° до +110°.

Изготавливается данная шестерня из легированной стали марки 14ХГСН2МА-ш . Данный материал применяется для изготовления цементуемых деталей ответственного назначения, от которых требуется повышенная прочность и вязкость сердцевины, а также высокая поверхностная твердость, работающих под действием ударных нагрузок.

Химический состав сплава приведен в таблице 1.1, основные механические характеристики в таблице 1.2

Таблица 1.1 –Химический  состав сплава 14ХГСН2МА-ш

Углерод	Кремний	Марганец	Хром	Никель	Молибден	Сера	Фосфор
						не более
0,11…0,16	0,45…0,7	0,7…1	1,2…1,6	1,6…2	0,25…0,4	0,25	0,25

 

 

Таблица 1.2 – Основные механические характеристики  сплава   14ХГСН2МА-ш

Временное сопротивление  разрыву   σв, кгс/мм:	100
Предел текучести  σт, кгс/мм2:	80
Относительное удлинение   σу, %:	12
Относительное сужение  Ψ, %:	55
Удельная вязкость, Ан, кгм/см2:	10
Твердость по Бринелю (диаметр  отпечатка), мм:	3…3,55

 

Применяется следующие химические и термические операции:

Термоулучшение стоит перед основными операциями механической обработки для улучшения качества структуры материала детали.

Меднение под нитроцементацию - нанесение медных покрытий гальваническим методом.

Нитроцементация. Отжиг. Нитроцементация — процесс насыщения поверхности стали одновременно углеродом и азотом при 700—950 °C в газовой среде, состоящей из науглероживающего газа и аммиака. Повышает износостойкость, усталостную и контактную прочность металла. Цели отжига — снижение твёрдости для повышения обрабатываемости, улучшение структуры и достижение большей однородности металла, снятие внутренних напряжений.

Нитроцементация. Закалка. Нитроцементация — процесс насыщения поверхности стали одновременно углеродом и азотом при 700—950 °C в газовой среде, состоящей из науглероживающего газа и аммиака. Повышает износостойкость, усталостную и контактную прочность металла. Закалка  заключается в их нагреве и последующем быстром охлаждении с целью фиксации высокотемпературного состояния материала или предотвращения (подавления) нежелательных процессов, происходящих при его медленном охлаждении.

Травление – производиться для выявления прижёгов после механических операций.

Низкий отпуск  —  уменьшение остаточных закалочных напряжений.

2 Контроль рабочего чертежа

2.1  Соответствие требованиям  ЕСКД

 

1. Рабочий чертёж шестерни  привода выполнен в соцветии  с ГОСТ 2.304…..306-88, содержит все  необходимые сведения: проекции и разрезы, что в свою очередь даёт полное представление о конструкции детали.

2. Необходимые размеры  и их допускаемые отклонения  указанны в соответствии со старыми требованиями и ГОСТами. Это вызывает необходимость привести в соответствие согласно ЕСКД допустимые отклонения размеров. Так же следует отметить, что допускаемые отклонения на «свободные» размеры оговорены в технически предъявленным требованиям.

3. Рабочий чертёж содержит  сведения о шероховатости обрабатываемых  и не обрабатываемых поверхностей. Однако, шероховатость проставлена согласно старым требованиям, что требует перевести её значения согласно ГОСТ 2302-73.

4. Рабочий чертёж содержит  название и марку материала  –    14ХГСН2МА-ш а так же предъявлены технические требования к шестерни привода. А именно

Допускается нитроцементация  торцов зубьев не ниже диаметра впадин.

Перед нитроцементацией шероховатость поверхности выкружки впадин зубьев должна соответствовать  эталону

После закалки выкружки впадин зубьев механически не обрабатывать

Группа контроля 3-1Ц- по ОСТ 1 00021-72-78

Прожоги при механической обработке не допускаются.

Неуказанные придельные отклонения размеров по 722АТ

Взаимное угловое расположение зубьев  шестерни шлиц лысок Н,

Л-отверстий Е-безразличное

Притупления острых кромок на торце К шлицы не обязательно  заусенцы снять.

Овальность и конусообразность поверхности А не более 0,004 мм.

Овальность и конусообразность поверхности Б не более 0,007 мм.

Состояние поверхностей профилей зубьев после зубохонингования по

 этолану.

Боковые кромки зубьев зачистить  плавной кривой или фаской и заполировать.

Величина скругления кромок 0,2...0,6. Контроль по контурному образцу.

Допускается наличие уступов не выше начала активной части профиля в

месте перехода профиля  зуба.

2.2 Анализ технологичности конструкции  детали

 

Анализ технологичности  конструкции шестерни производим на основании изучения чертежа детали, технологических требований её работы в узле.

Заготовка шестерня привода  представляет собой отливку. Деталь изготавливается из Стали 14ХГСН2МА, которая обладает не очень высокой обрабатываемостью при резании. Изменение в проекте метода получения заготовки даёт возможность уменьшить величину припусков, что ведёт к экономии металла, сокращению количества проходов при механической обработке.

Конструкция детали обладает достаточной жёсткостью для её надёжного  закрепления на станках и обработке  на режимах резания, обеспечивающих высокую производительность. При механической обработке у детали имеются удобные поверхности для её установки в приспособлениях соблюдая правило единства и постоянства баз при выполнении основных наиболее точных размеров. Имеется свободный доступ к обрабатываемым поверхностям и выход режущего и измерительного инструмента.

Упрощение конструкции  детали не целесообразно, так как  деталь не сможет выполнять своё назначение в узле машины. Квалитеты точности, шероховатость поверхностей, допуски на форму и расположение поверхностей соответствует их назначению. Учитывая результаты проведённого анализа, признаем, что конструкция детали в целом  технологична. Отклонения от технологичности составляют шлицы, а также зубья.

Проведем анализ технологичности  в программе ОКДНТ разработанной специально для анализа деталей. 

Отработка конструкции  детали на технологичность механической обработки

Анализ конструкции  детали

           1.1  С целью сокращения механической  обработки возможно уменьшить  протяженность обрабатываемых поверхностей?

                Ответ: Возможно

           1.2  Рекомендуется назначать допуски  только на поверхности сопряжения.

                Ответ: Допуски назначены только  на поверхности сопряжения.

           1.3  Имеется ли возможность  удобно и надежно закрепить заготовку на станке?

                Ответ: Да

           1.4  Имеются удобные и  надежные  базирующие поверхности для установки заготовок в процессе их обработки?

  Ответ: Нет

           1.5  Рекомендуется повышать жесткость  заготовки, что уменьшает её деформации от сил резания и закрепления, позволяет увеличивать режимы резания и одновременно применить несколько режущих инструментов путём сокращения переходов обработки. Оцените жесткость заготовки.

                Ответ: Средней жесткости

           1.6  Имеется ли возможность удобного подвода режущего инструмента к обрабатываемой поверхности?

                Ответ: Да

           1.7  С целью уменьшения вспомогательного  времени рекомендуется сокращать путь врезания инструментов путем выбора конструкции,

допускающей возможность  одновременной установки нескольких заготовок для обработки.

                Ответ: Обработка нескольких заготовок  невозможна.

           1.8  Для  обработки на проход  необходимо предусматривать выход  режущего инструмента.

                Ответ: Обеспечивается выход инструмента при обработке менее половины всех поверхностей.

             1.9  Простановка размеров на  чертеже детали должна обеспечивать  возможность её обработки при соблюдении принципов совмещения и постоянства баз.

                Ответ: Названные принципы не обеспечиваются на одной – двух операциях.

              1.10 Простановка размеров на чертеже  детали должна обеспечивать возможность  её обработки при соблюдении  принципов совмещения и постоянства баз.

               Ответ: Названные принципы обеспечиваются на всех операциях.

            1.11 Простановка размеров обеспечивает  удобства измерений.

         

   Ответ: Простановка  размеров обеспечивает удобства  измерений для большинства размеров детали.

           1.12 Конструкция детали обеспечивает возможность применения простых контрольно – измерительных инструментов и приспособлений.

                Ответ: Конструкция детали обеспечивает возможность применения простых контрольно – измерительных инструментов и приспособлений для контроля всех размеров.

           1.13 Возможно ли проведение контроля  одновременно нескольких поверхностей у детали при одной её установке.

                Ответ: Возможно проведение контроля одновременно нескольких поверхностей у детали при одной её установке.

             1.14 Простановка размеров на чертеже  детали должна быть увязана  с последовательностью обработки.  Обеспечивается ли выполнение  этого принципа?

                Ответ: Да

           1.15 Не рекомендуется координировать  несколько необработанных поверхностей относительно обрабатываемой. Необработанные поверхности нужно координировать между собой и задавать только один размер от необработанной поверхности до обрабатываемой. Обеспечивается ли выполнение данных рекомендаций?

                Ответ: Да

           1.16 Не рекомендуется проставлять  размеры от линий построения , осей, острых кромок и поверхностей, от которых измерение детали  затруднено. Обеспечивается ли выполнение  данных рекомендаций?

                Ответ: Да

           1.17    В некоторых случаях выгоднее использование сборных конструкций деталей, в некоторых – наоборот. Как Вы считаете, конструкция Вашей детали оптимальная?

                Ответ: Нет

    1.18 Конструктивные  элементы детали должны быть  унифицированы по каждому из применяемых видов  (резьбы, пазы, конуса, галтели, фаски, отверстия и др.). Выполняются ли данные рекомендации?

                Ответ: Да