Библиографические исследования по поиску принципиально новых подходов к проектированию технологических процессов, оснастки, оборудования и средств автоматизации технологических процессов

Проектирование современных типовых технологических процессов изготовления зубчатых колес трансмиссий автомобилей

Современный технологический процесс изготовления цилиндрических и конических зубчатых колес должен стабильно обеспечивать высокую производительность, требуемое качество и быть экономически эффективным.

Для этого, при разработке технологического процесса необходимо применять современные методы обработки, жесткие с резервом мощности, высокопроизводительные автоматизированные станки, прогрессивные конструкции режущего инструмента и быстродействующие, жесткие зажимные приспособления. Также необходимо, использовать современные системы управления процессом, новые методы термической обработки заготовок зубчатых колес, закладывать высокий уровень автоматизации на всех этапах производства. Шире использовать станки с ЧПУ с повышенным уровнем концентрации операций.

Для обеспечения высокого качества изготовления зубчатых колес необходим тщательный и систематический контроль качества на всех этапах производства, начиная с заготовки и кончая финишными операциями и сборкой.

Технологический процесс изготовления как цилиндрических, так и конических зубчатых колес высокого качества должен начинаться с получения хорошей заготовки. Неточная заготовка является первым источником образования большинства погрешностей в зубчатом зацеплении, которые при последующей обработке не всегда можно исправить. Особое внимание необходимо уделить точности обработки и контролю базовых поверхностей, которые применяют на операциях обработки зубьев и контроля, закалке в штампе и шлифовании. Последовательность операций и тип оборудования для производства заготовок зубчатых колес могут изменяться в широких пределах и зависят от размера, количества, качества и формы заготовки. Форма заготовки обычно определяет лучший и экономичный метод обработки.

При обработке цилиндрических колес-валов в единичном производстве заготовку зажимают в патрон револьверного или токарного станка, обрабатывают один конец вала и делают зацентровку в торце. Затем обрабатывают противоположный конец заготовки с последующей зацентровкой торца, от центровых фасок производят окончательную обработку шеек точением или шлифованием. Колеса-диски малых и средних размеров изготавливают также на револьверных или токарных станках, сначала обрабатывают одну сторону и отверстие, затем противоположную сторону и внешний диаметр от отверстия. При массовом производстве в автомобильной промышленности изготовление зубчатых колес высокоспециализировано.

Типовой технологический маршрут изготовления цилиндрического колеса коробки передач (6-8 ст. точности по ГОСТ 1643-81) представлен на рис. 11.1.

В условиях крупносерийного производства подрезка и центрование торцев заготовки колеса-вала осуществляют одновременно специальными головками. Подрезные торцы обрабатывают подрезными резцами, а центровые отверстия в торцах сверлят специальными центровочными сверлами. Дальнейшая токарная обработка осуществляется на специальных станках с ЧПУ.

Обработка колес-дисков наиболее часто выполняется по одному из технологических процессов показанных на рис. 11.1.

Вначале заготовку обрабатывают по контуру за два установа. Сначала - точение с одной стороны. Затем точение с другой стороны.

В варианте с хонингованием отверстия процесс обработки базового отверстия выполняют по схеме - жесткое крепление хонинговальной головки и плавающее крепление детали и приспособления. Это значительно упрощает конструкцию хонинговальной головки и не требует точного центрирования обрабатываемой детали по оси шпинделя станка. Базовые торцы зубчатого венца обрабатывают от базового отверстия на жестких и точных одно-, двухшпиндельных фронтальных токарных станках одновременно двумя резцами, по окончании их обработки протягивают торец ступицы. Такая схема обработки обеспечивает малое отклонение от параллельности торцов, необходимое при зубофрезеровании заготовок пакетом. Приведенный технологический процесс обеспечивает высокую и стабильную точность.

Типовой технологический маршрут изготовления цилиндрического зубчатого колеса коробки передач грузового автомобиля

Рис. 11.1 Типовой технологический маршрут изготовления цилиндрического зубчатого колеса коробки передач грузового автомобиля

По второму технологическому процессу токарную обработку производят на новых специальных повышенной точности двухшпиндельных фронтальных токарных станках с ЧПУ, что позволяет исключить дополнительную обработку базовых поверхностей у заготовки и перед зубообработкой.

При обработке колеса-диска коробки передач легкового автомобиля на первом шпинделе заготовка обрабатывается с одной стороны и отверстие, на втором - с другой стороны. Время обработки детали 42 с. Аналогичная заготовка на 8-шпиндельном автомате обрабатывается за 63 с., наладка состоит из 20 инструментов, вместо 9 инструментов на двухшпиндельном станке с ЧПУ.

Опыт показывает, что для токарной обработки заготовок колес- дисков вместо многошпиндельных прутковых и патронных автоматов, более экономично применять одно-, двухшпиндельные фронтальные автоматы токарной группы. Эти станки имеют большую производительность и точность обработки, легче автоматизируются, более удобны в наладке и смене инструментов. В них лучше осуществляется сход и уборка стружки, меньше количество инструментов, участвующих в наладке. Быстрая и удобная переналадка станка на обработку новой детали. Автоматический контроль качества - определение отклонения размеров и их компенсация (элемент адаптивной оптимизации обработки). Контроль поломки и износа инструмента. Автоматическая смена инструмента при использовании накопителей большой емкости. Станки-автоматы могут работать при ограниченном наблюдении.

Типовым способом нарезания зубчатого венца в настоящее время является зубофрезерование червячными фрезами с использованием жестких и мощных высокопроизводительных станков, работающих на повышенных скоростях резания и подачах.

Для изготовления зубчатых колес с модулем свыше 4 мм прогрессивным методом является обработка за два последовательных рабочих хода. Период стойкости инструмента повышается при работе длинными сборными фрезами с поворотными вставными рейками и инструментом, покрытым нитридом титана (стойкость в этом случае повышается в два и более раз).

Зубозакругление муфт и прямозубых цилиндрических колес более экономично производить на одно- двухшпиндельных станках чашечными фрезами. Метод обработки чашечными фрезами универсален, обеспечивает высокую производительность и качество. Инструмент имеет высокую стойкость, им можно получить остроугольное и сфероидальное закругления и фаски любой формы. Снятие фасок и заусенцев с острых кромок производят различными методами. Рекомендуются фаски в виде запятой для косозубых колес и по всему контуру профиля зуба для прямозубых.

Высокопроизводительным методом чистовой обработки зубьев цилиндрических колес трансмиссий автомобилей является шевингование. При массовом выпуске зубчатых колес до модуля 4 мм наиболее эффективно врезное шевингование, а для колес с модулем свыше 4 мм - черновое и чистовое диагональное. При отсутствии специальных станков экономично применять диагональное шевингование.

Широко распространен технологический процесс, когда у колес- дисков перед зубофрезерованием и после термообработки базовые поверхности -отверстие и торцы с одной стороны заготовки шлифуют за один установ на внутришлифовальных станках. Для уменьшения погрешностей базирования и установки используют кулачковые и мембранные зажимные приспособления с базированием по наружному диаметру и торцу колес-дисков перед зубофрезерованием и по боковым поверхностям зубьев и торцу для колес после термообработки. Противоположные торцы колес шлифуют на плоскошлифовальных станках.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >