Разработка технологического процесса изготовления сателлита дифференциала

 

1. Общая часть

1.1 Служебное назначение  детали и условия ее работы 

в сборочной единице

Деталь – сателлит дифференциала, входит в конструкцию обоймы дифференциала раздаточной коробки КамАЗ 6511.

 

Рис. 1.1 Схема расположения

Где: 1 – обойма дифференциала раздаточной коробки; 3 - шестерня привода переднего моста; 5 – сателлит дифференциала.

Обойма дифференциала входит в состав раздаточной коробки КамАЗ.

Раздаточные коробки устанавливаются на полноприводные автомобили КАМАЗ предназначенные для движения по дорогам общего пользования и по бездорожью.

 

 

 

Назначение раздаточной коробки - распределение в определённой пропорции потока мощности от двигателя между ведущими осями автомобиля: к среднему и заднему ведущим мостам, к переднему ведущему мосту.

Раздаточная коробка предусматривает два режима движения автомобиля: по бездорожью, в раздаточной коробке включается низшая передача, и по дорогам общего пользования, в раздаточной коробке включается высшая передача.

При движении по скользким дорогам, для предотвращения буксования колес, в раздаточной коробке предусмотрена блокировка дифференциала приводов переднего и задних ведущих мостов.

Рис. 1.2 Раздаточная коробка КамАЗ

Раздаточная коробка состоит из картера 39 (рис.1.2) и крышки картера 40, имеющих вертикальный разъем, в которых смонтированы: первичный вал 58 в сборе с шестерней и подшипниками; промежуточный вал 24 в сборе с шестернями низшей и высшей передачи и коническими подшипниками; дифференциал 38 раздаточной коробки в сборе с деталями цилиндрического планетарного механизма, ведомыми шестернями высшей и низшей передачи; картер 46 привода переднего моста с деталями привода спидометра, механизмом блокировки дифференциала, валом привода переднего моста; коробка 19 отбора мощности привода лебедки с механизмом управления; механизм 11 (рис. 3-71) включения низшей передачи; механизм 12 включения высшей передачи; механизм блокировки, предотвращающий включение двух передач одновременно.

Картер и крышка картера отлиты из серого чугуна, обработаны совместно и скреплены по периметру болтами. Между ними установлена уплотнительная паронитовая прокладка 9.

Взаимное расположение картера и крышки картера фиксируется двумя штифтами, отверстия под которые получены при совместной обработке.

После обработки картер и крышка картера маркируются одним порядковым номером и применяются совместно. Разукомплектовка их не допускается.

Вверху картера имеется люк, закрытый крышкой 12 с уплотнительной прокладкой 13, в крышку ввернут клапан 10, предотвращающий повышение давления в полости раздаточной коробки. Клапан герметизирует полость картера от внешней среды, что позволяет автомобилю преодолевать водные преграды. На шпильках крепления крышки закреплены две проушины 11 (рис. 3-70) для транспортировки раздаточной коробки.

На верхний люк может быть установлена коробка отбора мощности. Привод отбора от специальной шестерни, приваренной к шестерне первичного вала. Максимально допустимый отбор от верхнего люка - 44кВт (60 л.с.). Отбор мощности возможен как на стоянке, так и при движении автомобиля.

С левой стороны картера выполнено заливное и оно же контрольное отверстие, закрытое пробкой 1 (рис. 1.3). В нижней части крышки картера сливное отверстие закрыто пробкой 41 (рис. 1.2) с магнитом.

Первичный вал 58 (рис. 1.2) раздаточной коробки установлен в верхней расточке картера с крышкой, опирается на два роликовых конических подшипника 8 и 10, воспринимающих радиальные силы от зацепления шестерен и осевое усилие от косозубого зацепления шестерен. Передний подшипник установлен в крышку 1 и в крышку 40 картера. Крышка переднего подшипника с уплотнительными прокладками прикреплена к крышке картера болтами 3. В крышку вставлена манжета 33, она имеет наклонную насечку на рабочей кромке, препятствующую вытеканию смазки. Пакет деталей: подшипник 8, фланец 59 стянуты гайкой 57, момент затяжки 295-345 Н.м (30-35 кгс.м), гайка законтрена кернением пояска в паз первичного вала. Фланец 59 на торцевой поверхности имеет зубья для соединения с аналогичной поверхностью карданного вала.

Рис. 1.3 Коробка раздаточная, вид спереди

1 - пробка контрольная; 2 - прокладка; 3 - болт; 4 - гайка;5 - датчик привода спидометра; 6 - штифт; 7 - шпилька; 8 - гайка; 9 - шайба стопорная; 10 - клапан; 11 - механизм включения низшей передачи; 12 - механизм включения высшей передачи.

 

2. Характеристика материала детали

Материал изготавливаемого вала – сталь 20ХГНМТА, который является легированной хромомарганцевоникелевой сталью  с титаном. Легированные стали в соответствии с ГОСТ 4543-71 подразделяются на качественную, высококачественную и особовысококачественную (электрошлакового переплава). Буква «А» в конце названия указывает на то, что сталь является высококачественной.

Назначение стали: шестерни, валы-шестерни, пальцы. Каретки синхронизаторов делителей передач и другие цементируемые особо ответственные высоконагруженные детали, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности, и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок или при отрицательных температурах.

В таблице 1.1 представлен химический состав стали в процентном содержании, а в таблице 1.2 – её механические свойства.

Табл. 1.1 Химический состав стали Ст20ХГНМТА, ГОСТ 4543-71, %

С	Si	Cr	Mn	S	P	Cu	Ni
				не более
3,2-3,7	1,9-2,9	0,15	0,3-0,7	0,02	0,1	-	-

Свойства материала:

Предел прочности σв=50 кгс/мм2

Предел текучести σт=32 кгс/мм2

Относительное удлинение после разрыва 7%

Ударная вязкость 2кгс* м/см2

Твердость НВ=153…245.

Табл. 1.2  Технологические свойства

Термообработка	Для повышения пластичности и вязкости отливки из высокопрочного чугуна подвергают термической обработке: отжигу, нормализации, закалке и отпуску. Одновременно с повышением пластичности при температурной обработке снижаются остаточные напряжения в отливках, что повышает их работоспособность.
Свариваемость	Не применяется для сварных конструкций
Обрабатываемость резанием	Хорошо обрабатывается резанием, имеет высокую изностойкость.
Склонность к отпускной хрупкости	склонна
Флокеночувствительность	чувствительна

 

1.3 Конструкторский  контроль чертежа детали

В результате изучения и анализа рабочего чертежа детали было проверено соответствие выполнения чертежа требованиям действующих стандартов ЕСКД. При этом на рабочем чертеже обнаружено достаточно проекций, разрезов, сечений и видов для полного понимания конфигурации детали, но не все необходимые размеры проставлены, не для всех поверхностей проставлена шероховатость, соответствует требованиям стандартов запись технических требований. Кроме этого рабочий чертеж содержит сведения о марке материала детали (Ст20ХГНМТА),  массу детали (0,36 кг), масштаб (1:1) , её название (Сателлит дифференциала). В процессе анализа рабочего чертежа детали были выявлены отступления от требований ЕСКД, которые показаны в таблице 1.3.

 

 

 

Табл. 1.3 Отступления от требований ЕСКД

Изображено на чертеже	Должно быть по ЕСКД
Шероховатость Ra 1,25 и Ra 2,5 выбраны не из предпочтительного ряда шероховатостей, т.е. занижены.	Ra 1,6 и Ra 3,2

Согласно проведенному анализу чертежа сделаны выводы:

- КД детали соответствует  ЕСКД;

- Все указанные виды, разрезы  и сечения чертежа, технические  требования, указания по массе и марке материала достаточны для проектирования технологического процесса изготовления детали.

 

1.4 Анализ технических требований на изготовление детали

1. Материал-заменитель: сталь 18ХГР  ТУ 14-1-5561-2008; сталь 17ХГР СТО 000186465-18-2008.

Это техническое требование указывает на то, что для изготовления детали предусматривается использование заменителя материала.

2. Величина зерна №5...8 ГОСТ 5639-82. Наличие остатков литой структуры  не допускается.

Это требование введено из соображений сохранения однородной структуры материала детали. Структура металла содержит 5…8 номеров зерен, что позволяет сохранить однородную структуру.

3. ГР. II 156...207 HB ГОСТ 8479-70. Поковку подвергнуть  изотермическому отжигу.

Гр II - это техническое требование указывает на то, что поковка выполнена из стали одной марки, партия поковок совместно прошли термическую обработку перед механической обработкой. Основной сдаточной характеристикой их является твердость. В данном случае она должна находиться в пределах 156...207 HB.

4. Остальные ТТ к поковке по ГОСТ 7505-89. Данное техническое требование регламентирует нормы формы поковки, ее массу, номинальные линейные и угловые размеры поковки, а также допуски на изготовление заготовки.

6. Нитроцементировать на  поверхностях А, Б, В, Г не менее h 0,4 мм, на остальных поверхностях h 0,6...0,8 мм, 61...66 HRC, твердость сердцевины 30...45 HRC. Это техническое требование заявляет номинальную твердость сердцевины и поверхности зуба с целью достижения оптимального соотношения между вязкой сердцевиной и твердой и износостойкой поверхностью – зуб прослужит дольше и не износится.

7.  Параметры Fi, fi, Eas, Eai проверяются  при беззазорном зацеплении с  измерительным зубчатым колесом, число зубьев которого z=20, нормальная толщина зуба по дуге делительной окружности Snm=5,574мм. Номинальное межосевое расстояние при этом а=56,544мм.8. На поверхностях Е, Ж допускается уступ не более 0,1 мм. С радиусом перехода не менее 1 мм.

9. Шлифовать. Шлифовочные  прижоги и микротрещины не допускаются. Проверять на магнитном дефектоскопе с последующим размагничиванием. Это техническое требование введено с целью контроля качества поверхности зуба и предотвращения его преждевременного износа в процессе эксплуатации и производственного брака.

10. *Размер для справок.

Это техническое требование относится к информационным, т.е. этот размер выдерживать и контролировать не нужно, он получается автоматически после выполнения всех необходимых размеров, которые влияют на характеристики детали в узле.

11. Неуказанные предельные  отклонения размеров по ОСТ 37.001.246-82. Указанный отраслевой стандарт  регламентирует значения неуказанных  отклонений размеров.

 

1.5  Анализ технологичности  конструкции детали

Одной из основных задач, решаемых в процессе проектирования технологических процессов сборочных работ и подготовки производства, является оценка и обеспечение технологичности изделия.

Сателлит дифференциала автомобиля КамАЗ является не сложным, но ответственным узлом автомобиля. От качества его сборки и дальнейшей работы зависит безопасность движения на дороге.

Изделие состоит из небольшого количества узлов, деталей.

С целью обеспечения возможности параллельной сборки изделие разбиваем на отдельные детали.

Конструкция и технологичность изделия требует осуществлять сборку деталей и узлов методом полной взаимозаменяемости, без дополнительной механической пригонки. При этом исключены промежуточные сборки и разборки. Конструкция не имеет многозвенных размерных цепей. В конструкции узлов отсутствуют детали малой прочности и жестокости и детали из легкодеформирующихся материалов, что исключает возможность их деформации в процессе сборки.

Конструкция узла обеспечивает свободный доступ инструментов, средств контроля и рабочих органов технических устройств к местам сборки.

Базовой деталью в узле является вал промежуточный. Установка остальных узлов и деталей осуществляется при одном постоянном положении вал в приспособлении – спутнику конвейера. Все детали и сборочные единицы подобраны с нужными характеристиками износа, обеспечивающими заданный ресурс работы промежуточного вала, а соответственно и всей коробки передач.

Сборочные единицы, входящие в узел, кинематически замкнуты, то есть при транспортировке с позиции на позицию не распадаются на составные части.