Тема: Совершенствование технологического процесса и конструкции картера сцепления коробки передач

Одним из основных направлений развития машиностроения является повышение конкурентоспособности продукции на международном рынке. Машиностроение занимает особое место в экономике, поскольку оно играет ведущую роль в индустриализации страны. Ключевой вопрос в обеспечении конкурентоспособности продукции машиностроительных производств - качество изделий и эксплуатационные характеристики. Автомобилестроение, является одной из ведущих отраслей машиностроения, постоянно находится в процессе развития. достижения максимальных скоростей, комфорта высокого уровня и обеспечения передовыми технологиями производимых транспортов.
Силовой агрегат - один из основных узлов автомобиля, являющийся источником энергии, который должен обладать всеми характеристиками, соответствующими ожиданиям потребителей. Работая в широком диапазоне нагрузочных и скоростных режимов, компоненты силового агрегата должны быть обеспечены постоянством точности и расположения относительно других узлов с помощью корпусных деталей. Качество изготовления этих деталей, в свою очередь, напрямую влияют на эксплуатационные характеристики.
Корпусные детали занимают существенную часть (до 75%) от общей массы узла или механизма. Следовательно, они являются материалоемкими. Помимо этого, эти детали, зачастую, имеют сложную геометрию, со множеством плоскостей разной точности. Также, к корпусным деталям применяются жесткие требования, которые должны быть соблюдены на всех этапах разработки и производства.
Дефекты корпусных деталей, как правило являются упущениями при проектировании и изготовлении, и должны исключаться на стадиях производства. Одним из путей решения проблемы, является обеспечение требуемых характеристик деталей, к которым относятся правильно подобранные материалы, конструкцию, и геометрические показатели, а также важен контроль качества полученных заготовок на всех этапах, от разработки до эксплуатации. Несоответствия деталей конструкторским требованиям приводят к значительному уменьшению ресурса узла в целом, что может повлечь за собой аварийные ситуации. А это значит, что анализ возникающих дефектов на всех этапах жизни детали и введение контрольных операций после механической обработки значительно предупредят их возникновение во время эксплуатации.
В качестве исследуемой детали, в данной работе, рассмотрен картер сцепления коробки передач, это связанно с тем, что в настоящее время модернизированные силовые агрегаты внедряются на существующие платформы автомобилей с оригинальными картерами сцепления для адаптации к разным семействам двигателей. В связи с этим картера сцепления, считаются одними из наиболее сложно проектируемых деталей. Дефекты картера сцепления могут повести за собой несоосность внутренних компонентов, деформации и разрушения, которые существенно влияют на ресурс силового агрегата в целом.
Исходя из этого, требуется усовершенствовать технологический процесс, чтобы снизить дефектность до минимума, а также снизить затраты на производства картеров, путем уменьшения количества браков.
На основе вышесказанного, целью данной работы является повышение качества и оптимизации прочностных характеристик картера сцепления коробки передач на основе существующих средств и методик, выведенных при анализе процесса создания детали. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- провести обзор возможных дефектов корпусных деталей;
- провести сравнительный анализ расчета на прочность двух сплавов;
- провести анализ этапов технологического процесса;
- сформулировать технологические рекомендации по улучшению качества детали.

Купить

Результатом проведенной работы стало повышение качества и оптимизации прочностных характеристик картера сцепления коробки передач на основе существующих средств и методик, выведенных при анализе процесса создания детали.
Одним из путей решения проблемы, является обеспечение требуемых характеристик деталей, к которым относятся правильно подобранные материалы, конструкцию и геометрические показатели, а также важен контроль качества полученных заготовок на всех этапах, от разработки до эксплуатации, что описывается в первом разделе.
В разделе два были проанализированы дефекты корпусных деталей, которые значительно понижают технические характеристики и влияют на работоспособность узла в целом, а также методы их контроля.
Сравнительный анализ характеристик сплавов в разделе три заключает, что алюминиевый сплав, в состав которого добавили 3% меди, показал лучшие результаты. При переходе от АК12М2 к AlSi9Cu3, мы получаем существенный прирост предела прочности Rm, который составил приблизительно 25%. Можно сделать вывод что, рассматриваемая деталь (картер сцепления), будет лучше сопротивляться нагрузкам, возникающим при работе в составе автомобиля. Помимо этого, минимальное значение предела текучести увеличилось со 137 МПа до 156 Мпа. Немаловажный показатель как твердость, возрос до 104 единиц по Бринеллю, а это прирост в 11%. На ряду с более высокими физико- механическими свойствами, материал AlSi9Cu3 имеет более высокую стойкость к коррозии. Следующим этапом после анализа характеристик материала необходимо произвести расчет конструкции на прочность. На данном этапе будет проводиться оценка напряженно-деформированного состояния. Для созданной 3D модели картера сцепления необходимо задать параметры и характеристики предложенного сплава AlSi9Cu3 и сравнить показатели внутренних напряжений и зон, наиболее подверженных деформации. вследствие чего появится возможность определить наиболее качественный сплав. Из сравнения полученных показателей напряжений для двух материалов наблюдаем, что зон с показателями нагрузок, превышающих предел прочности, больше в детали из сплава АК12М2. Из этого следует, что доработка конструкции для картера из сплава АК12М2 потребует увеличения толщины стенок детали и добавления дополнительных ребер жесткости, что повлечет за собой большую материалоемкость.
В разделе четыре были проанализированы факторы появления дефектов корпусных деталей, рассмотрен вопрос об изготовлении пресс формы и проанализированы возможные мероприятия по улучшению их качества. Литье под давлением в первую очередь зависит от качества пресс- формы, а также ее ресурса, это связанно с тем, что она является главным ценовым фактором. Методы, применяемые для сокращения концентрации напряжения на поверхности пресс-формы, включают отпуск термического напряжения и дробеструйную обработку. Отпуск напряжения пресс-формы сократит уровень остаточного напряжения на растяжение и, следовательно, увеличит срок службы формы, что в свою очередь сократит появление дефектов отливки.
Сжимающее напряжение сдавливает границы зерен поверхности и это отложит появление усталостных трещин. Поскольку рост трещин замедлен в компрессионном слое, повышение глубины этого слоя повышает сопротивление образованию трещин. Дробеструйная обработка является очень экономичным и практичным методом обеспечения того, чтобы поверхность пресс-формы обладала остаточным сжимающим напряжением. Заключающим этапом проверки качества детали является проверка на герметичность. Испытания на герметичность проводится с целью выявления дефекта литья - пористости, который является причиной утечки трансмиссионного масла из коробки передач во время эксплуатации.
Предлагаемые методы по совершенствованию процесса создания картера сцепления и его конструкции универсальны и способствуют выявлению наиболее часто встречаемых дефектов и методов их устранения.

Купить