Технология изготовления ступицы шестерни

 

Принятая к выполнению технологической части дипломного проекта деталь – ступица. Ступица – это центральная часть вращающейся детали (маховика, шкива, зубчатого колеса и т. д.), имеющая отверстие для посадки на вал или ось. Отверстие ступицы обычно имеет шпоночный паз или шлицевый профиль для передачи крутящего момента. Если же деталь свободно вращается на оси, то в отверстие ступицы запрессовывают втулки или устанавливают подшипники качения. Для обеспечения прочности наружный диаметр ступицы принимают равным 1,5-1,8 диаметра отверстия, для предотвращения перекоса детали на валу длина ступицы должна быть не менее диаметра отверстия.

Для изготовления ступицы применяют легированную конструкционную сталь 40Х. Химические свойства стали, приведены в таблице 3.8.

 

Таблица 3.8 – Химический состав стали 40Х

С, %	Mn, %	Cr, %	Si, %
0,36-0,44	0,50-0,80	0,80-1,10	0,17-0,37

 

Механические свойства стали, приведены в таблице 3.9.

Таблица 3.9 –Механические свойства стали 40Х

s Т, МПа.	s в, МПа.	d, %.	y, %.	KCU, Дж/см^2	НВ
Не более.
785	980	10	45	59	217

 

Технологичность детали – это совокупность свойств конструкции изделия, определяющих её приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте для заданных качеств, объёма выпуска и условий выполнения работ.

Оценка технологичности конструкции может быть двух видов: качественной и количественной. Качественная оценка характеризует технологичность конструкции обобщенно на основании опыта исполнителя и допускается на всех стадиях проектирования как предварительная. Количественная оценка технологичности изделия выражается числовыми показателями и оправдана в том случае, если они существенно влияют на технологичность рассматриваемой конструкции.

Обрабатываемые поверхности с точки зрения обеспечения точности и шероховатости не представляют технологических трудностей.

С точки зрения технологичности механической обработки, конструкция детали не позволяет вести обработку детали в один установке. Однако, конструкция и материал детали позволяют использовать высокопроизводительные методы обработки.

В процессе окончательной обработки логично заметить, что базирующие поверхности сохраняются на протяжении всей обработки детали, кроме того, совмещены технологические и измерительные базы, что уменьшает погрешность обработки и упрощает дальнейший контроль.

Данная деталь – ступица, изготавливается из проката стали 40Х круглого калиброванного, поэтому конфигурация наружного контура не вызывает значительных трудностей при получении заготовки.

Прокат круглый калиброванный даёт значительную экономию материала и обеспечивает низкую себестоимость изделий.

Обрабатываемые поверхности с точки зрения обеспечения точности и шероховатости не представляют технологических трудностей.

Анализ допусков на размеры и шероховатости поверхностей показывает, что они приняты в соответствии с эксплутационными требованиями и не требуют применения специального оборудования повышенной точности.

Рациональный выбор способов изготовления заготовки применительно к производственным условиям определяет степень механизации и автоматизации производства. Метод выполнения заготовки определяется назначением и конструкцией детали, материалом, техническими требованиями, масштабом и серийностью выпуска, а также экономичностью производства.

Заготовка, предназначенная для дальнейшей механической обработки, изготавливается с припуском на размеры готовой детали. Необходимо стремиться к назначению оптимальных припусков, обеспечивающих выполнение механической обработки с удовлетворением требований к точности и чистоте обрабатываемых поверхностей при наименьшей себестоимости детали; при оптимальных припусках уменьшатся расход металла, затраты времени на обработку и увеличивается производительность труда.

Величины припусков на обработку и допуски на размер зависят от ряда факторов:

- материал заготовки;

- конфигурация и размеры заготовки;

- вид заготовки и способ её изготовления;

- требования к механической обработке;

- технические условия в отношении качества и класса шероховатости поверхности и точности размеров.

Заготовкой для ступицы является поковка. Поковка – это заготовка или готовое изделие из углеродистой и легированной стали, получаемое при ковке или горячей объемной штамповкой. Поковка в штамах получается в результате деформации металла в стенках штамка, которые ограничивают тягучий, расплавленный металл со всех сторон. Свободная ковка характеризуется свободным положением металла, процесс завершается непосредственно воздействием на металл при помощи кувалды и молотка. Формовку проводят в уникальном для каждого металла температурном диапазоне или с применением индивидуального метода термообработки.

Этот метод получения заготовки является наиболее целесообразным с технологической точки зрения, так как на обработку заготовок такого типа требуются минимальные затраты, существенно уменьшается число операций по сравнению с другими способами получения заготовки. Поковка является рациональной также с экономической точки зрения, так как отходы при изготовлении деталей, заготовкой для которых является поковка, минимальны. Этот способ получения заготовки предпочтителен и потому, что он обеспечивает малое время изготовления заготовки, что в условиях крупносерийного производства является немаловажным фактором, определяющим выбор метода получения заготовки.