Введение
Процесс производства деталей машин, орудий труда и инструмента зависит от материала, из которого изготавливаются детали, технологии их изготовления конструкции деталей и машин. Дисциплина «Проектирование и производства заготовок» предназначена для изучения этих трех основополагающих факторов применительно к деталям машин.
На настоящем этапе развития машиностроения существенно возрастает необходимость использования высокоточных станков, оснащенных системами ЧПУ, что в свою очередь стимулирует рост требований к тонности исходных заготовок.
Современное машиностроительное производство располагает широким разнообразием технологических процессов получения заготовок, которые постоянно совершенствуются, становятся более производительными и экономичными. Все большее распространение получают специальные высокоточные способы литья, новые технологии обработки давлением, методы порошковой металлургии. Способ получения заготовки во многом определяет маршрут обработки поверхностей детали, а значит и важнейшие показатели эффективности производственного процесса. Оптимальная для данных производственных условий технология получения заготовки позволит существенно сократить трудоемкость механической обработки, снизить материалоемкость изделия и разработать экономически целесообразный технологический процесс. Эффективность того или иного способа получения заготовки может быть установлена на основе тщательного анализа технологических, и экономических аспектов производства. В данной РГР рассматривается разработка конструкции и технологии изготовления заготовки зубчатого колеса.
Исходные данные
Для изготовления конструкции заготовки необходима следующая информация:
) Чертёж детали «Колесо зубчатое».
2) Габаритные размеры: высота h = 30 мм;
Максимальный диаметр D = 89 мм.
) Твёрдость: HB 268…280.
4) Неуказанные предельные отклонения: h12, 
.
) Материал детали: сталь 45 ГОСТ 1050 - 88.
) Тип производства: среднесерийное производство.
Описание конструкции детали
Зубчатое колесо представляет собой тело вращения. Исходя из особенностей конфигурации и виде применяемого материала можно сделать вывод, что оно должно быть цельным. Габаритные размеры: диаметр 89мм, высота 30мм.
Рабочим элементом колеса является зубчатый венец. Диаметр венца 89 мм и высота 25 мм. Ступица имеет диаметр 40 мм и длину 5 мм.
На венце нарезано 30 зубьев модулем m= 2,5 мм. Диаметр делительной окружности d= m∙ z= 75. С обоих торцов зубья имеют фаски 1×45º.
Зубчатое колесо имеет центральное отверстие диаметром 25 мм, в котором выполнен шпоночный паз шириной 8 мм. С обоих торцов отверстия снимаются 2 фаски 1,6×45º.
Требования к точности и шероховатости всех функциональных и не функциональных поверхностей указаны на чертеже.
Материалом для изготовления зубчатого колеса служит сталь 45 ГОСТ 1050-88
Химический состав сведём в таблицу 1.1.
Таблица 1.1
| С, % | Si, % | Mn, % | S, % | P, % |
| 0,42.. 0,5 | 0,17.. 0,37 | 0.5.. 0.8 | 0.. 0.04 | 0.. 0.035 |
Механические свойства сведём в таблицу 1.2.
Таблица 1.2
| Предел прочности при растяжении σВ, МПа | Предел прочности при срезе σс, МПа | Твёрдость НВ |
Модуль упругости Е= 200000 МПа;
Плотность ρ= 7810 кг/м3;
Относительное удлинение δ=16%;
Относительное сужение Ψ=40%;
Технологические свойства:
Свариваемость - сваривается плохо;
Данные по массе детали:
Расчет массы детали производился с помощью программы Компас 3D V12, M = 1,15г
. Обоснование выбора вариантов заготовки
Ориентируясь на свойства материала детали, принимаем метод обработки металлов давлением. С учетом того, что производство среднесерийное, целесообразно получить заготовку горячей объемной штамповкой, т.к. она характеризуется более высокой производительностью и меньшей трудоемкостью, чем свободная ковка. Кроме того, горячей объемной штамповкой можно получить поковки более сложной формы.
Как вариант, рассмотрим получение поковки на штамповочных молотах. Применение данного способа целесообразно в условиях серийного и крупносерийного производства. К преимуществам такой штамповки можно отнести высокую производительность, исключение из технологического процесса операции резки исходной заготовки при работе с прутковым материалом, возможность получения заготовок с глубокими полостями и отверстиями, сравнительно низкие значения припусков, напусков и штамповочных уклонов, возможность автоматизации процесса.
Кроме того, для изготовления заготовки детали «Зубчатое колесо» можно применить штамповку на кривошипных горячештамповочных прессах. КГШП применяются в условиях серийного производства для штамповки поковок близких по форме и размерам к готовым деталям. КГШП отличаются высокой производительностью, меньшими значениями припусков на механическую обработку, большей точностью размеров поковок, чем при штамповке на молотах. Деформация заготовки производится за один удар.
зубчатый заготовка конструкция припуск