Техпроцесс механической обработки вала сошки

3.1 Отработка конструкции изделий и детали на технологичность

Технологичность конструкции детали или изделия является главнейшим фактором организации массового производства. Обычно технологический процесс механической обработки детали определяется в зависимости от конструкции, конфигурации, размеров, веса детали, метода получения заготовки и предъявляемых к детали требований точности, чистоты обработки, термообработки.

Вал сошки рулевого управления имеет оригинальную геометрическую форму, сочетающую в себе все элементы вала и зубчатого колеса.

Деталь имеет достаточную жесткость, что позволяет, вести многоинструментальную обработку. Не возникает трудностей в непосредственном измерении заданных размеров, в получении размеров в пределах заданных допусков, а также в получении требуемой чистоты поверхности. Это не относится к поверхности зубчатого сектора, так как при изготовлении ее по базовой технологии - нарезание червячными фрезами, получается характерный профиль впадины с радиусом закругления в нижней его части, что увеличивает погрешность при измерении. Так же этот метод малопроизводителен и трудоемок.

Не смотря на это, конструкция детали, благодаря малому весу и характерной форме, позволяет применение высокопроизводительного и более точного оборудования.

Можно сказать, что конструкция детали вала сошки отвечает требованиям технологичности с точки зрения массового производства, учитывая технологические особенности ее изготовления.

Принцип технологичности конструкции состоит в том, что при разработке узла в целом и его деталей в равной степени, учитываются эксплуатационные требования и требования рационального экономического изготовления.

Основными критериями оценки технологичности конструкции детали являются трудоемкость и себестоимость ее изготовления.

Наиболее рациональным способом получения заготовки детали является метод штамповки из проката повышенной точности.

При механической обработке всех обрабатываемых поверхностей, конструкция обеспечивает удобную установку в рабочие приспособления.

Точность и чистота обработки поверхностей обусловлены техническими требованиями и назначением детали.

На основании выше сказанного, определены главные черты технологического процесса механообработки детали, обеспечивающие достижение требуемого качества отдельно детали и всего изделия.

При механической обработке в качестве технологических баз используются, в основном, центровые отверстия вала сошки. Обработку поверхностей со стороны торцов вала сошки предусмотрено производить с одной установки на горизонтально-сверлильном станке, чтобы исключить погрешности базирования. Обработка отверстия и канавки в торце детали производится без снятия ее на трехпозиционном вертикально-сверлильном полуавтомате. Нарезание зубьев с переменным профилем производится методом кругового протягивания на специальном станке для кругового протягивания, что сможет обеспечить высокую производительность при высокой точности обработки. Требуемая чистота поверхностей шеек вала сошки достигается за счет одновременной шлифовки их на специальном 2-х круговом шлифовальном станке до, и после термообработки.

Применение средств статического и активного контроля обеспечивает стабильность качества обрабатываемой детали.

Расчет коэффициентов технологичности

1. Коэффициент унификации

(3.1.1)

- количество унифицированных элементов;

- общее количество элементов детали.

1. Коэффициент использования материала

где (3.1.2)

- масса детали;

- масса заготовки.

1. Коэффициент точности обработки

, где (3.1.3)

(3.1.4)

1. Коэффициент шероховатости

(3.1.5)

3.2 Анализ технических условий на деталь

Вал сошки может быть отнесен к классу деталей типа «круглые стержни».

Специфичным требованием к конструкции вала сошки является выдерживание точного угла наклона исходного контура на зубчатом секторе с переменным профилем зубьев, равного 7°30'.

Зубчатый сектор является одной из наиболее ответственных поверхностей детали, поэтому все следующие параметры (по среднему сечению, перпендикулярному к оси вращения сектора) должны обеспечиваться технологией:

- высота головки зуба 6,12;

- полная высота зуба 14,9;

- толщина зуба по дуге делительной окружности 13,8;

- толщина зуба по хорде делительной окружности 13,77;

- высота головки зуба до хорды при номинальном наружном радиусе 6,45.

Также, смещение исходного контура рассматривается, как переменное и

учитывается ряд следующих отклонений:

- при зацеплении без зазора с мерительной рейкой, имеющей толщину зуба по делительной окружности линии в сечении, сопрягающемся с сечением сектора, указанного выше, равную 11,33 и высоту головки зуба 5,4, отклонение расстояния между центром вала и рейкой по отношению к номиналу в среднем положении сектора ±0,15.

- отклонение межцентрового расстояния при повороте на 72° не более 0,08;

- профильный угол исходного контура 22°30';

- диаметр делительной окружности 120;

- чистота рабочей поверхности зуба Ra=2,5.

Требования по точности размеров: наиболее точные размеры наружных диаметров вала сошки Ø , .

Линейный размер на длину вала сошки 235,7-236,3. угол наклона шлицевой поверхности 1:16; угол наклона фаски между шейками 75°.

Погрешности взаимного расположения шеек Ø ограничены допуском радиального биения (0,035). Погрешности взаимного расположения канавки Ø и торцевого отверстия Ø ограничены допуском радиального биения (0,2). Ось среднего зуба сектора и вершины впадины шлица должны быть в диаметральной плоскости с точностью 30'.

Качество поверхностного слоя регламентировано твердостью НКС_э=56-62 на длине 181, твердостью шлицевой и резьбовой поверхности НКС_э =25-35 на длине 33. Шероховатость по среднему арифметическому отклонению профиля в диапазоне от Rz=80 до Ra=l,0. Твердость сердцевины зуба НКС_э =35-45; твердость сердцевины вала сошки НКС_э =30-45. Участок длиной 38±6 от торца со стороны длинной шейки предохранять от цементации.

Неуказанные штамповочные радиусы R=3 мм.

Исходя из назначения детали и технических требований к ней, можно заключить, что наиболее ответственными являются поверхность зубчатого сектора, шлицевая поверхность, наружная поверхность Ø и размер Ø от донышка этого отверстия до канавки Ø шириной 1,7мм.

Важно выдержать полное радиальное биение шеек Ø не более 0,035. При этом несовпадение торца на длине 28 от торца детали со стороны длинной шейки и конусного калибра не должно превышать 0,4мм.