Спроектировать технологический процесс и конструкторско-технологическое обеспечение для изготовления детали

На ВАЗе 70% всего шлифовального и хонинговального оборудования оснащено такими устройствами.17. За счет конструктивных особенностей оборудования, высокой надежности гидравлических, электрических, пневматических его систем, особенно систем контроля, должны быть обеспечены коэффициенты использования оборудования не ниже, чем на западных фирмах:для АЛ - 0,92;зубошевинговальных и шлифовальных станков - 0,94; остального металлорежущего оборудования - 0,95-0,96.18.С целью повышения надежности при высоких эксплуатационных режимах целесообразно вертикальные токарные полуавтоматы типа «Буллард» заменить автоматическими линиями или лоботокарнынистанками.3.2 Описание конструкции контрольного приспособленияКонтрольное приспособление, применяемое для контроля параметров зубчатого венца шестерниВ производстве зубчатых колес комплексная двухпрофильная проверка является самой распространенной, ее применяют после отдельных операциях технологического процесса - зубофрезерования, зубодолблениязубошевингования, а также после окончательной обработки зубчатого колеса дл>. того, чтобы на сборку не попадали дефектные зубчатые колеса. При комплексном двухпрофильном контроле проверяемое зубчатое колесо (рис. 3.1, а) находится в плотном двухпрофильном зацеплении с измерительным колесом 3 под действием пружины 2. При взаимной обкатке вследствие погрешностей проверяемого зубчатого колеса происходит перемещение подвижной каретки 4. Смещение фиксируется и анализируется в электронном приборе 5, затем результаты измерения указываются на экране дисплея б и могут быть записаны на ленте. При этом виде контроля проверяют: колебание измерительного межосевого расстояния за оборот колеса рисунок и на одном зубе.а - схема прибора; б — колебание измерительного межосевого расстояния за оборот колеса и на одном зубе; в — радиальное биение; S — отклонение шагаРисунок 3.1. Комплексный двухпрофильный контрольОтклонение межосевого расстояния, припуск под шевингование, наличие забоин на зубьях. На современных приборах кроме контроля в двухпрофильном зацеплении путем добавления к прибору измерительных устройств, которые устанавливают на ось подвижной каретки 4, можно контролировать радиальное биение F,. (рис. 3.1, б) и отклонение шага fp (рис.-3.1, г). Эти приборы -универсального типа, с их помощью можно контролировать зубчатые колеса с "прямыми и косыми зубьями, внешнего и внутреннего зацепления, конические и червячные передачиРисунок 3.2 Схема автомата для комплексного двухпрофильного контроля зубчатых колес.Повышение производительности при комплексном двухпрофильном контроле можно достигнуть путем применения автоматов. Преимуществом автоматических измерительных приборов являются их высокая производительность и точность измерения. Автоматические измерительные приборы особенно эффективны, когда требуется сплошной контроль, например, после окончательной обработки зубчатых колес. У приборов с автоматическим циклом измерения загрузка и разгрузка производятся автоматически с разделением на группы по точности и выявлением брака. Продолжительность цикла проверки составляет 3,6-6 с для каждого колеса.На рис. 3.2 приведена схема автомата с пультом 15 управления для комплексного двухпрофильного контроля. Заготовки 14 катятся по наклонному подводящему лотку, а отсекатель 7 по одной заготовке выдает их в зону измерения, где зубчатое колесо 2 обкатывается в плотном зацеплении с измерительным колесом 3 под давлением пневмоцилиндра 16. После измерения шток цилиндра 16 опускается, проверенное зубчатое колесо по наклонному отводящему лотку направляется в сортировочное устройство /. Фактические размеры измерения указываются на экране 5, а допуск на размер — на экране 6. Если фактические размеры не укладываются в допуск, то зажигаются лампы 4. Общее число проверенных зубчатых колес указывается на экране 8, а бракованных — на экране 9. Эти данные необходимы для анализа производственного процесса.Погрешности проверяемого зубчатого колеса во время обкатки с измерительным колесом регистрируются, усиливаются и передаются в два фильтра. Фильтр низких частот регистрирует отклонения за оборот колеса (по этим данным судят о точности колеса), а фильтр высоких частот — погрешности зацепления на каждом зубе, забоины, заусенцы и т. д.Результаты измерения сравниваются с допустимыми значениями. О годных и бракованных зубчатых колесах дается сигнал в сортировочное устройство. Годные зубчатые колеса направляются по лотку 22, по другим лоткам перемещаются колеса с дефектами:21 — на доработку; 20 — с забоинами; 19 — с повышенным биением; 17, 18'— с отклонением межосевых расстояний. Когда на зубьях имеются небольшие заусенцы, целесообразно перед контролем эти зубчатые колеса обкатывать в специальном обкаточном устройстве 12. Обкатываемое колесо 13 устанавливают между тремя обкаточными колесами 10, которые вращаются под давлением и удаляют забоины и заусенцы. В зону обкатки зубчатые колеса подаются по одному через отсекатель 11, после обкатки они по лотку поступают в автомат на измерение.Станция для контроля межосевого расстояния.Данное приспособление состоит из корпуса 1, управляющей системы 2, каретки 3. К корпусу 1 прикреплен фланец 4, внутри которого размещен вал 5, обеспечивающий перемещение каретки 3. К каретке крепится кронштейн 6 с упором 7. На оправке 8 установлен датчик 9, который обеспечивает контроль межосевого расстояния. Управляющая система 2 состоит из блока шестерен 11, 12 и 13, обеспечивающего перемещение контрольного диска 10. При включении двигателя вал 5, установленный во фланце 4, начинает перемещать каретку 3 установленную в корпусе 1. Для осуществления контроля датчик 9, закрепленный в оправке 8, обеспечивает контакт с упором 7, установленном на кронштейне 6. Для измерения соответствующих параметров зубчатого колеса используется диск 10, установленный на оправке. Перемещение диска осуществляется за счет системы блока шестерен 11, 12, 13.Погрешность измерения должна удовлетворять условию ∆<0,03Погрешность измерения определяется по формуле ∆и=,где ∆уст = 0,002 мм– погрешность установки;∆напр = 0,001 мм – погрешность направляющих устройства при перемещении элементов прибора;∆констр=0,005 мм – погрешность конструкции элементов прибора;∆пр=0,0001 мм – погрешность самого измерительного прибора;∆п= 0,005 мм – погрешность подвижных элементов, связанных с показывающим прибором. ∆и==0,0124 мм < 0,03Следовательно данное устройство обеспечит требуемую точность измерения.3.3 Описание конструкции рабочего приспособления.В мембранных патронах (рис.3.3) центрование и зажим зубчатого колеса осуществляются шестью кулачками 2 мембраны 1, к которым привертываются сменные кулачки 3 с зажимными поверхностями Е. В процессе съема и установки колеса шток 8 прогибает мембрану 1 вправо, и кулачки расходятся. Зубчатое колесо устанавливают в патрон вместе с надетой на него обоймой с шестью роликами 15. Дополнительное базирование по торцу колеса обеспечивается тремя сменными опорами 13. Во избежание биения сменных кулачков 3 их шлифуют на месте, для чего в кулачках 2 предусмотрены выточки Г под установочное кольцо 14. Винт 4служит для регулировки сменных кулачков 3 перед их шлифованием.Рисунок 3.3 Мембранный патронШток 8 предназначен для соединения патрона с механизированным приводом, расположенным на заднем конце шпинделя станка. Предохранительное кольцо 7ограничивает ход штока вперед (при разжиме). В направляющей втулке 6 смонтирована втулка 12, служащая для направления калибра активного контроля в процессе шлифования. Патрон базируется по поверхностям Ж и И. Опорная поверхность М служит для установки сменных кулачков 3. Установочное кольцо 14базируется по поверхностям кулачков Л и П'. Для измерения перемещения кулачка под действием осевого усилия штока предусмотрена поверхность С. Для обеспечения безопасности при работе патрон защищен кожухом 11, который крепится винтами 10 к корпусу 9. Уравновешивание патрона осуществляется за счет установки шести противовесов 5.Измерение в процессе шлифования на внутришлифовальных станках осуществляется автоматически. Для этого необходимы средства активного контроля, управляющие циклом и обеспечивающие заданный размер. По мере приближения к заданному размеру механизм активного контроля даёт команду исполнительным органам станка на уменьшение поперечной подачи круга, чистовую правку, выхаживание и отвод круга. Активный контроль осуществляют мерительными автокалибрами, рычажноследящими устройствами и пневмодатчиками.Использование автокалибров покажем на примере. После установки детали в патроне оператор вручную подводит шлифовальный круг до начала шлифования и включает самоход. Далее процессом управляет механизм активного контроля. Шток с закреплённым на нём измерительным калибром-2 (рис. 3.4.) при возвратнопоступательном движении в полом шпинделе передней бабки подводит калибр до упора к шлифуемому отверстию с нерабочей стороны. Калибр выполнен ступенчатым. Когда диаметр отверстия достигает размера d 1 , калибр входит в отверстие передней частью и через рычаг 3, и шток 4 размыкаета - мембранный патрон; 6 - схема установки зубчатого колеса на роликах; в - схема измерения обрабатываемого отверстия автокалибромРисунок 3.4. Схемы наладки для шлифования отверстия и торца зубчатого колесаКогда диаметр отверстия достигает размера d 1 , калибр входит в отверстие передней частью и через рычаг 3, и шток 4 размыкает контакт 5 в электроконтактной головке, сообщая при этом команду на правку круга. После правки шлифование продолжается. При достижении d 2 калибр полностью входит в отверстие, размыкает контакт 6, и шлифовальный круг отходит в исходное положение. Для повышения точности работы применяют плавающие калибры. Плавание калибра обеспечивается с помощью зазора 0,5 мм между штоком-1 и направляющей втулкой-7, а также зазора 0,05 мм при прокладке калибра-2 на болте-8.3.3 Подборка материалов по инструментальному обеспечению технологического процессаНоменклатура применяемогоинструментаНа токарных операциях применяются резцы с неперетачиваемымипластинами:TI5K6-для чистовой обработки:T14К8 - для получистовой обработки;Т5К10 - для черновой обработки.На операции зубофрезерования обработка осуществляется трехзаходной червячной фрезой с m=3,5, материал фрезы - сталь P18.На шлифовальных операциях: ПП 37x37x10 23А25СМ2К5 45 м/с; (плоский прямого профиля, наружный диаметр 37 мм, высота 37 мм, диаметр отверстия 10 мм, 23А - марка абразивного материала (электрокорунд белый, 99% Аl2O3), 25-номер зернистости, твердостью СМ2 на керамической связке К с номером структуры 5, рабочая скорость круга не должна превышать 45 м/сек.)ПВ 38x25x10 23A16CM28K5 60 м/с; (плоский с выточкой, наружный диаметр 38 мм, высота 25 мм, диаметр отверстия 10 мм, 23А - марка абразивного материала (электрокорунд белый, 99% Аl2O3), 16-номер зернистости, твердостью СМ2 на керамической связке К с номером структуры 8, рабочая скорость круга не должна превышать 60 м/сек.)ЧЦ 85x30x20 23A16CM28K5 45 м/с. (чашечный цилиндрический, наружный диаметр 85 мм, высота 30 мм, диаметр отверстия 20 мм, 23А - марка абразивного материала (электрокорунд белый, 99% Аl2O3), 16-номер зернистости, твердостью СМ2 на керамической связке К с номером структуры 5, рабочая скорость круга не должна превышать 45 м/сек.)На шевинговальной операции обработка осуществляется шевером облегающим левым с нормальным модулем m=3,5, материал - сталь Р18 (Сталь инструментальная быстрорежущая)Режущие и вспомогательные инструменты (державки, алмазные, карандаши, хонинговальная головка и др.) хранятся на складе и периодически помере их износа, в комплектах поступают на линию из передвижных накопителей «Унифлекс» с помощью транспортной системы «Робокар».Так как на токарных операциях применяются резцы с неперетачиваемымн режущими поворотными пластинами треугольной или ромбической формы, то после износа одной кромки пластины, она поворачивается и послеэтого ведется дальнейшая обработка до тех пор, пока все кромки пластины не потеряют свою режущую способность.Правка шлифовальных кругов производится по мере их «засаливания» алмазными карандашами. Другие используемые инструменты подвергают заточке вне линии.Смена инструмента происходит по графику, что предупреждает его затупление и поломку, обеспечивая тем самым качественную обработку деталей.Настройка инструментов для токарных операций проводится перед каждой операцией вне станка с помощью прибора фирмы «Питтлер».ВыводыИзучение технологического процесса изготовления шестерни третьей передачи промежуточного вала КПП автомобиля Зил-130 показало, что процесс изготовления находится на достаточно высоком технологическом уровне, деталь технологична.Но независимо от этого можно провести отдельные усовершенствования технологического процесса:При изготовлении косозубых цилиндрических колес применить метод фрезерования по способу «Тронта», при котором имеет место непрерывное смещение зацепления червячной фрезы и снижение tM за счет уменьшения времени врезания и выхода фрезы по сравнению с обычным фрезерованием.Повысить производительность обработки за счет широкого использования в крупносерийном производстве принципа концентрации операций и совмещения неоднородных по технологическому признаку автоматических линий и агрегатов в единую систему.На токарных операциях широко использовать останов шпинделей и дополнительные устройства, обеспечивающие такие операции, как фрезерование шестигранника, сверление поперечных отверстий, нарезание зуба, накатки и т.д.Список литературыТиповые технологические процессы механической обработки деталей автомобилей. Каталоги. Руководящие материалы. НИИТавтопром. М. 1969.Калашников А.С. Современные технологические процессы изготовления зубчатых колес в автотракторной промышленности. Конспект лекций по курсу «Технология автоматизированного производства». МАМИ. 1997.Производство зубчатых колес. Под. ред. Б.А. Тайца. «Машиностроение», М., 1975.Калашников С.Н., Калашников А.С Зубчатые колеса и их изготовление. - М. «Машиностроение» 1983.Калашников С.Н., Калашников А.С Изготовление зубчатых колес. М. Высшая школа, 1980.Мерганский Д.П. Зуборезное дело. «Машиностроение», 1969.Справочник. Производство зубчатых колес. Под. ред. Б.А. Тайца.-М. «Машиностроение», 1990.А.С. Калашников, СИ. Калашников. Комплексная автоматизация производства зубчатых колес. М. «Машиностроение», 1991.Сильвестров Б. Н. Зубошлифовальныеработы . М. Высш. школа, 1985.10. Ю.Марков А.Л. Измерение зубчатых колес, допуски, методы и средства контроля. Ленинград, «Машиностроение», 1997.М. У. к лаб. Работе № 12В. «Нормирование точности цилиндрических зубчатых колес и передач» по курсу «Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения». М. МАМИ, 1986.Харалампиев И.С. Обкатывающее протягивание зубьев зубчатых колес. М. «Машиностроение», 1981.