Сучасні технології виробництва зубчастих коліс середніх модулів

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

МІНІСТЕРСТВО ГОСУДАРТСВЕННОЕ ТОВАРИСТВО З ОБМЕЖЕНОЮ ВІДПОВІДАЛЬНІСТЮ "МОСКОВСЬКЕ МАШИНОБУДІВНЕ ВИРОБНИЧЕ ПІДПРИЄМСТВО" САЛЮТ ".
ІНСТИТУТ ЦІЛЬОВОЇ ПІДГОТОВКИ ФАХІВЦІВ.
РЕФЕРАТ
на тему:
"Сучасні технології виробництва
зубчастих коліс середніх модулів "
МОСКВА 2005 рік.

1.Типовий технологічні маршрути виготовлення зубчастих коліс
Багаторічний досвід серійного виробництва і експлуатації зубчастих передач показав великий вплив технологічних факторів на динаміку, віброактивність, ресурс і надійність роботи передач. Технологія виробництва "безшумних" передач підвищеного ресурсу експлуатації повинна забезпечувати:
-Високу точність виготовлення базових поверхонь і всіх елементів зачеплення;
-Висока якість хіміко-термічного зміцнення робочих поверхонь зубчастих коліс;
-Оптимальну модифікацію робочих поверхонь зубів, що забезпечує зниження динамічних навантажень і вібрацій в зачепленні і виключає заїдання зубів у роботі зубчастих пар;
- Низьку шорсткість робочих поверхонь зубів;
- Зниження витрат на виготовлення зубчастих коліс.
Складність поставлених перед технологією виробництва зубчастих коліс завдань вимагає комплексного підходу до їх вирішення, основою якого є розробка базових технологічних процесів механічної та хіміко-термічної обробки, оснащення виробництва високоточним і продуктивним обладнанням, сучасними комплексами обчислювальної техніки та програмними продуктами.
Розробка технологічного процесу виготовлення зубчатих коліс починається і ведеться паралельно з розробкою конструкції зубчастої передачі, при цьому визначається можливість їх виготовлення в умовах конкретного серійного виробництва. Технологічний процес (маршрут), що встановлює послідовність виконання операцій обробки, будується в залежності від багатьох конструктивно - технологічних особливостей зубчастого колеса, визначальною з яких є вибір виду хіміко-термічного зміцнення його робочих поверхонь.
Для зубчастих коліс абсолютно справедливе твердження про те, що рівень їх довговічності і надійності закладений в якості поверхневого шару зубів. Воно повинно бути високим, щоб в умовах дії великих контактних напружень, сил тертя і контактних температур протистояти пошкодження робочих поверхонь зубів і їх втомного руйнування (поломки).
Якість поверхневого шару зубів оцінюють комплексом характеристик: хімічним і фазовим складом, макро-, мікро-, субструктур, розподілом твердості, величиною, знаком і розподілом залишкових напруг і ін Сукупність цих характеристик визначає рівень несучої здатності зубчастої передачі, опір контактної втоми, знакозмінний вигину , зношування і заїдання. Кожен із зазначених критеріїв працездатності залежить від впливу на поверхневий шар зубів комплексу технологічних і металургійних факторів.
У сучасному виробництві зубчастих коліс переважно застосовується технологічний процес з цементацією робочих поверхонь коліс. У цьому випадку технологічний процес виготовлення включає в себе наступні основні операції:
- Отримання заготовки;
- Чорнова обробка заготовки;
- Нормалізація (для зняття внутрішніх напружень у заготівлі і поліпшення структури матеріалу);
-Попередня обробка поверхонь, що обробляються остаточно після хіміко-термічного зміцнення;
- Обробка базових поверхонь під нарізування зубів;
- Нарізування зубів;
- Обробка торцевих і поздовжніх крайок зубів;
- Цементація;
- Обробка не цементованих поверхонь, зняття напусків з поверхонь, що не вимагають хіміко - термічного зміцнення;
- Загартування і відпуск;
- Відновлення баз під остаточну обробку;
- Остаточна обробка посадкових поверхонь;
- Обробка зубів (зубошліфування, зубохонінгованіе, зубопрітірка);
- Остаточний контроль.
Як правило, конструкцією зубчастих коліс передбачається цементація тільки зубчастих вінців і посадочних місць під підшипники, отже, інші поверхні колеса повинні бути захищені від цементації. Захист від цементації виконується або''напуском''(припусками, що перевищують по товщині глибину цементованої шару), або гальванічним меднением. Розглянутий технологічний процес має ряд недоліків, головний з яких - значні і нестабільні деформації та усадки заготовок. Це значно ускладнює, а в окремих випадках унеможливлює розрахунок розмірних ланцюгів із забезпеченням гарантованих припусків для подальшої обробки.

2. Заготівлі
2.1 Роль технологічних факторів у підвищенні експлуатаційних властивостей зубчастих передач
Технологічний процес виготовлення зубчастих коліс є багатоопераційним. Операції гарячої пластичної деформації і механічної обробки поєднуються з операціями термічної обробки заготовок і хіміко-термічної обробки деталей.
Працездатність зубчастих коліс в значній мірі залежить від правильного вибору геометрії зачеплення (форми і величини модифікації робочих поверхонь зубів), точності виготовлення і якості поверхневого шару зубів. Експлуатаційні властивості залежать від впливу на поверхневий шар зубів комплексу технологічних і металургійних факторів, які тісно взаємодіють між собою.
Для вдосконалення виробництва зубчастих коліс потрібна розробка єдиної системи управління процесом виготовлення деталей, що ускладнює прояв негативних факторів технологічної системи обробки (технологічної спадковості). Основу цієї системи має складати управління якістю обробки на послідовно виконуваних технологічних операціях механічної, хіміко-термічної та фінішної обробки.
Радикальним засобом поліпшення якості зубчастих коліс і підвищення їх експлуатаційних характеристик є застосування технологій високого рівня практично у всьому технологічному ланцюгу виготовлення деталей. До таких технологій в першу чергу слід віднести:
- Іонну хіміко-термічну обробку, що включає процеси іонної цементації, нітроцементації і азотування;
- Високопродуктивну механічну обробку лезовий інструментом, включаючи обробку поверхонь з твердістю HRC ~ 60;
- Високоефективні методи глибинного шліфування, включаючи шліфування зубів з цілої заготовки;
- Високопродуктивний метод фінішної обробки зубів - зубохонінгованіе, що забезпечує після мало деформаційної вакуумної (іонної) хіміко-термічної обробки відновлення точності та високу якість зміцненої поверхні зубів коліс.
2.2 Хіміко-термічна обробка
Головною ланкою технологічного процесу, найбільшим чином визначає якість виготовлення зубчастих коліс, є хіміко-термічна обробка. Вона визначає рівень і якість зміцнення деталей, а також ступінь їх деформації, що, у свою чергу, визначає трудомісткість подальшої фінішної обробки. Цементації належить центральне місце серед способів хіміко-термічного зміцнення зубчастих коліс. Її головне достоїнство-можливість формування дифузійних шарів високої несучої здатності. Найбільш ефективним процесом цементації є іонна цементація, що обумовлено перевагами іонізованої атмосфери і досконалістю застосовуваного технологічного устаткування. До технологічних переваг вакуумної (іонної) цементації слід віднести високу рівномірність науглероживания, відсутність зовнішнього і внутрішнього окислення, зменшення викривлення деталей. Найбільш досконалим устаткуванням для реалізації зазначеного процесу є повністю автоматизовані установки, вироблені фірмою IPSEN (Німеччина). Їм властива екологічна чистота через відсутність нагріву навколишнього середовища і мізерно малого викиду відпрацьованих газів.

2.3 Механічна обробка заготовок
Сучасні досягнення в області комплексної механічної обробки заготовок зубчастих коліс демонструє фірма BOEHRINGER, створила нову гаму токарних верстатів серії NG. призначених для крупно-і дрібносерійного виробництва. Модульна конструкція верстатів дозволяє користувачеві вибирати конфігурацію верстата в залежності від розв'язуваних завдань. Висока жорсткість верстатів у поєднанні з високою точністю обробки дозволяє здійснювати поряд з традиційною обробкою обробку загартованих в тому числі і перериваних поверхонь деталей. Така обробка, природно, вимагає застосування спеціального інструменту.
Нарізування зубчастих вінців. Фрезерування зубів зубчастих коліс зовнішнього зачеплення є найбільш распростравненной операцією попередніми формування поверхонь зубів під наступні операції шевінгування, хіміко-термічного зміцнення, шліфування зубів.
Сучасні верстати для фрезерування зубчастих коліс відрізняються високою точністю і твердість конструкції, що дозволяє забезпечувати високошвидкісну обробку зубчатих вінців з іспользваніем Інструмети з швидкорізальних сталей і твердих сплавів. Найбільш досконалі верстати на світовому ринку представляє фірма PFAUTER (Німеччина). Оригінальна конструкція станин верстатів цієї фірми в поєднанні з системою циркуляції охолоджуючої рідини, забезпечує внутрішню термостабілізації деталей і вузлів верстатів і дозволяє забезпечувати високу точність обробки без термоконстатірованія цехів.
Зубофрезерні верстати фірми PFAUTER випускаються в двох компонуваннях: горизонтальні і вертикальні. Технічні характеристики верстатів дані в таблиці 1.
Зубодолбленіе знайшло виключне застосування при нарізуванні зубчастих коліс і шліц внутрішнього зачеплення, а також при обробці блокових коліс і "закритих" вінців, тобто вінців при обробці яких не забезпечується вільний вихід інструменту із зони обробки. Сучасні конструкції зубодовбальний верстатів включають в себе велику кількість (до 8-ми) керованих від ЧПУ осей для забезпечення продуктивної роботи, скорочення часу на переналагодження та вирішення різних технологічних завдань зубообробки, наприклад, нарізування двох і більше взаємно орієнтованих вінців. Найбільш досконалі зубодовбальні верстати випускаються фірмами PFAUTER і LORENZ (Німеччина). Технічні характеристики станкав наведені в таблиці 2.
Таблиця 1.
Вертикальні зубофрезерні верстати
модель
діаметр обробки,
мм.
максимальний модуль, мм
довжина фрезерування,
мм
Р120
90/120
3,0
250/400
Р200
200
3,0 / 5,0
250/400
Горизонтальні зубофрезерні верстати
Р100
90
3,0
100
Р210
210/250
3,0
100
Таблиця 2.
Зубодовбальні верстати фірми PFAUTER
модель
діаметр обробки,
мм.
максимальний модуль, мм
Ширина вінця,
мм
РSA-150
150
4.0
100
РSA-300
300
6.0
130
Зубодовбальні верстати фірми LORENZ
LFS 182
180
6.0
87
LFS 282
280
6.0
87
Шліфування зубів циліндричних зубчастих коліс. Зубошліфування є в більшості випадків операцією фінішної зубообробки, на якій формується остаточна геометрія і точність бічних поверхонь зубів. Як правило, зубошліфування виконується після зміцнюючої хіміко-термічної обробки, що пред'являє високі вимоги до якості поверхневого шару. На сьогодні найбільш ефективним методом шліфування зубчастих коліс є профільне шліфування з використанням високопористих шліфувальних кіл. Найбільш досконалі верстати для профільного зубошліфування правлячими шліфувальними кругами випускають фірми PFAUTER і OERLIKON. Моделі верстатів і короткі технічні характеристики верстатів наведені в таблиці 3.
Таблиця 3.
Зубошліфувальні верстати фірми PFAUTER
модель
діаметр обробки,
мм.
максимальний модуль, мм
Ширина вінця,
мм
Р 400 G
400
12.0
400
Р 600 G
600
20.0
600
Зубошліфувальні верстати фірми OERLIKON
OPAL 50
520
16.0
630
OPAL 80
1000
16.0
630
2.4 Хонінгування зубів
Технологічний процес зубохонінгованія знайшов широке застосування у виробництві зубчастих коліс. Наприклад, в авіаційній промисловості він використовується як Суперфінішна процес обробки після операції зубошліфування. В автомобільній промисловості цей процес використовується як фінішний після хіміко-термічної обробки, для усунення термічних поводок деталей. Однак у цьому випадку, процесу ХТО передує операція зубошевінгованія.
Фірмою HURTH (Німеччина) розроблений процес сферичного зубохонінгованія, реалізований у верстаті моделі ZH 250 CNC, який дозволяє виправляти значні похибки зубонарізна і ХТО. В даний час цей процес успішно використовується рядом західних фірм у серійному виробництві зубчастих коліс автомобільних коробок передач в якості фінішного процесу обробки, якому передують операції зубонарізна і ХТО.
2.5 Нарізання конічних зубчастих коліс
Конічні зубчасті колеса з круговою формою зубів є найбільш складним видом зубчастого зачеплення, Нарізування 345ари коліс найчастіше проводиться спеціальними зуборізних головками за схемою: колесо-двостороннім методом, шестерня - одностороннім. Поява верстатів з ЧПК (зокрема 6-ти координатні верстати фірми GLEASON серії PHOENIX) дозволяє забезпечувати обробку пари коліс двостороннім методом. Відмінною особливістю даних верстатів є високоякісне програмне забезпечення, що дозволяє здійснювати швидку наладку і переналагодження верстатів. Найбільш відомий з цієї серії є верстат моделі PHOENIX 175 HC, забезпечує обробку деталей з діаметром до 216мм. і модулем до 12.7 мм .
Шліфування конічних зубчастих коліс із круговими зубами. Шліфування зубів конічних зубчастих коліс з круговою формою зубів є найбільш складною і відповідальною операцією, що вимагає високої кваліфікації оператора. Тому розвиток зубошліфувальних верстатів йшов у напрямку досягнення повної автоматизації циклу обробки, забезпечення швидкого налагодження і переналагодження верстатів. Вищим рівнем автоматизації процесу шліфування є створення локальної мережі, що включає в себе розрахункову станцію, верстат і координатно-вимірювальну машину. Це дозволяє проводити автоматичний підналагодження верстатів за результатами контролю поверхонь зубів. Зубошліфувальні верстати випускаються фірмами GLEASON і KLINGELNBERG. Короткі технічні характеристики наведені в таблиці 4.
Таблиця 4.
Зубошліфувальні верстати фірми GLEASON
модель
діаметр обробки,
мм.
максимальний модуль, мм
Ширина вінця,
мм
200 G
215.9
10.0
40
450 G
450
16.0
66
Зубошліфувальні верстати фірми KLINGELNBERG
G 20
200
8.0
-
G 30
300
8.0
-
Слід відзначити важливу конструктивну особливість верстата моделі G 30: наявність двох незалежно керованих шліфувальних шпінделів і механізмів осціллірованія шліфувальних шпинделів у двох площинах.
Перша відмінність створює переваги при використанні верстата в умовах дрібносерійного чи одиничного виробництва. Друге - забезпечує високу продуктивність обробки зубів з цілого матеріалу методом глибинного шліфування.
2.6 Притирання зубів конічних коліс
Процес притирання зубів конічних коліс після ХТО є досить поширеним в автомобільній промисловості. Правильно здійснюваний процес притирання може забезпечити високу якість конічних пар у забезпеченні експлуатаційних (у тому числі і шумових) характеристик передачі. Однак, передумовами до цього повинно бути забезпечення високої якості на операціях попередньої обробки (зубонарізна і СТВ). Найбільш досконалим процесом притирання зубчастих пар є процес "турбо-притирання". Розроблений фірмою GLEASON і реалізовується на верстаті моделі PHOENIX 600HTL CNC.
2.7 Контроль зубчастих коліс
Складність геометричної форми поверхонь зубів і вимога високої точності її забезпечення у виробництві визначає складність методів вимірювання параметрів зубчастих коліс. Вузькоспеціалізовані прилади поступилися місцем високоточним багатокоординатних вимірювальним машинам (спеціалізованим іуніверсальним). З спеціалізованих вимірювальних машин слід в першу чергу відзначити вимірювальні центри фірми KLINGELNBERG. За допомогою таких вимірювальних центрів, використовуючи відповідне програмне забезпечення, можна контролювати: циліндричні зубчасті колеса зовнішнього і внутрішнього зачеплення з прямими і косими зубами; конічні зубчасті колеса з прямою та кругової формою зубів; черв'ячні фрези, Шевера та зуборізні долбяки; черв'яки й черв'ячні колеса;
Крім зазначених спеціалізованих вимірювальних центрів слід відзначити нещодавно з'явилася на світовому ринку вимірювальну машину PRIMAR MX4 фірми Mahr, яка поєднує в собі кордінотно-вимірювальну машину, кругломірі і зубоізмерітельний центр. Технічні характеристики вказаних вимірювальних машин наведені в таблиці 5.
Таблиця 5.
Вимірювальні центри фірми KLINGELNBERG
модель
Макс. діаметр, мм.
максимальний модуль, мм
Ширина вінця, мм
P 26
260
12.0
400
P 40
400
15.0
400
Вимірювальний центр фірми Marh
PRIMAR MX4
600
16.0
300
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Реферат
67.3кб. | скачати


Схожі роботи:
Взаємозамінність зубчастих коліс і передач
Сучасні технології будівельного виробництва
Сучасні технології ремонту обладнання виробництва на базі аутсорсингу
Сучасні технології в забезпеченні безпечної експлуатації виробництва техніки безпеки і
Сучасні технології виробництва будівельних матеріалів Проблеми митного контролю
Сучасні моделі зачісок і сучасні технології в перукарській справі
Сучасні технології програмування
Сучасні компютерні технології
Сучасні технології опитування
© Усі права захищені
написати до нас