ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Анализ технологичности детали

В соответствии с ГОСТ 14.205-83 технологичность конструкции изделия рас­сматривается как совокупность свойств изделия, определяющих его приспособ­ленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте. Следовательно, конструкция детали должна обеспечивать применение наиболее рациональных и экономичных методов изготовления и ремонта [9]. Конфигурация детали должна представлять собой сочетание простых геометриче­ских форм, обеспечивающих надежное базирование заготовки в процессе обра­ботки и дающих возможность применения высокопроизводительных методов из­готовления.

Технологичность конструкции детали зависит от рационального выбора мате­риала. Выбор материала определяют многочисленные факторы: эксплуатацион­ные требования, способ получения заготовки, обрабатываемость материала на операциях механической обработки, требования экономичности (использование дешевого и недефицитного материала).

Эксплуатационные требования определяют такие свойства материала, как ме­ханическая прочность, износостойкость, коррозионная стойкость, усталостная прочность, необходимость термообработки.

На выбор материала влияет способ получения заготовки. Свойства материала определяют возможность применения литья, пластической деформации, сварки. Низкая жидкотекучесть и высокая склонность материала к усадке исключают применение литья в кокиль или литья под давлением. Сплавы, склонные к ликва­ции, ограничивают применение центробежного литья или литья под давлением. Для материалов, подлежащих обработке давлением, важной характеристикой яв­ляется пластичность.

Обрабатываемость материала, и, в частности, обрабатываемость резанием оп­ределяется коэффициентом обрабатываемости данного материала быстрорежу­щим или твердосплавным резцом по отношению к эталонному материалу по фор­муле [10]

К = v60 уэт 60

Где v60 - скорость резания при 60-минутной стойкости и определенных условиях резания рассматриваемого материала; vm 6< - скорость резания при 60-минутной стойкости резцов из эталонного материала.

В приложении 5 приведены коэффициенты обрабатываемости резанием раз­личных конструкционных материалов. За эталонную принята сталь 45, имеющая <е = 650 МПа, 179 НВ. Эталонная скорость резания при получистовом точении этой стали твердосплавными резцами составляет 135 м/мин при 60-минутной стойкости, эталонная скорость резания при точении резцами из быстрорежущей стали Р18 - 75 м/мин при 60-минутной стойкости.

Абсолютное значение скорости резания при 60-минутной стойкости любой стали, отличной от эталонной, равно vx 60 = v3m • kv. Например, для стали, обраба­тываемой твердосплавным резцом и имеющей коэффициент обрабатываемости kv тс = 0,8, vx 60 = 135 • 0,8 = 108 м/мин; для стали, обрабатываемой резцом из бы­строрежущей стали и имеющей коэффициент обрабатываемости kv бр = 0,1, vx 60 = 72 • 0,1 = 7,2 м/мин. Коэффициент обрабатываемости при точении можно

Применить для выбора скорости резания и при других видах обработки. В прило­жении 5 приведены укрупненные значения коэффициентов обрабатываемости без учета особенностей эксплуатации в условиях каждой подотрасли, без разделения материалов на группы обрабатываемости.

При описании материала необходимо расшифровать его маркировку и указать процентный состав элементов. При наличии легирующих элементов или примесей необходимо привести их процентный состав и указать, как влияет каждый эле­мент на свойства материала.

Втулку промежуточную изготавливают из стали 35. Это конструкционная уг­леродистая качественная сталь, предназначенная для изготовления деталей невы­сокой прочности, испытывающих небольшие напряжения [11].

Химический состав стали 35 приведен в табл. 2.1. Углерод находится в стали, главным образом, в связанном состоянии в виде цементита [12]. С увеличением содержания углерода возрастает твердость, прочность и уменьшается пластич­ность. Кремний, растворяясь в феррите, повышает предел текучести и повышает предел хладноломкости. Марганец образует твердый раствор с железом и немного повышает твердость и прочность. Остальные элементы в указанной концентрации не оказывают существенного влияния на свойства стали. Среди этих элементов сера и фосфор являются вредными примесями, ухудшающими пластические свой­ства. Сера вызывает явление красноломкости, а фосфор - явление хладноломко­сти.

Технологические свойства стали 35: температура ковки - 1200-750оС, свари­ваемость - ограниченная, склонность к отпускной хрупкости - не склонна, обра-

Батываемость резанием (в горячекатаном состоянии при HB 187) характеризуется коэффициентами обрабатываемости kv бр = 1,0 и kv тс = 1,0 (см. приложение 5).

Вид поставки - сортовой прокат, в том числе калиброванный прокат, кованые и штампованные заготовки, трубы горячекатаные, и холоднодеформируемые. Ме­ханические свойства зависят от состояния поставки. В качестве заготовки для втулки промежуточной целесообразно использовать трубу горячекатаную, имею­щую ав - не менее 510 МПа, твердость по Бринелю НВ - не более 187.

Таким образом, выбранный материал для изготовления втулки отвечает требо­ваниям технологичности, то есть обеспечивает ее эксплуатационные свойства, по­зволяет использовать рациональную заготовку в виде горячекатаной трубы, обла­дает хорошей обрабатываемостью на операциях механической обработки, являет­ся недорогим и недефицитным материалом.

Форма втулки промежуточной простая, все поверхности доступны для меха­нической обработки, отверстия в торце не глубокие, предусмотрена зарезьбовая канавка для выхода резьбового резца при нарезке резьбы М64х2-6ё. Точность размеров, формы и расположения поверхностей, а также требования шероховато­сти могут быть обеспечены обычными методами обработки. Таким образом, кон­струкцию втулки промежуточной следует признать технологичной.