Анализ технологической конструкции

Вид поставки – прокат(круг).

Материал детали «Вал-эксцентрик» – сталь 45(ГОСТ 1050–74). Сталь 45 относится к группе углеродистых качественных сталей. Эти стали характеризуются более низким, чем у сталей обыкновенного качества, содержанием вредных примесей и неметаллических включений. В соответствии с ГОСТ 1050–74 качественные стали производят и поставляют без термической обработки (горячекатаными, коваными), термически обработанными и нагартованными. Механические свойства гарантируются после нормализации, а так же по требованию потребителя после закалки и отпуска, нагартовки или термической обработки, устраняющей нагартовку – отжига или высокого отпуска.

Сталь 45 относится к среднеуглеродистым сталям, которые отличаются большей прочностью, но меньшей пластичностью и применяют после улучшения, нормализации и поверхностной закалки.

Химический состав стали представлен в табл.1

Табл.1

Химический состав Сталь 45 ГОСТ 1050–74

C	Si	Mn	Cr	S	P	Cu	Ni	As
Не более
0,42–0,50	0,17–0,37	0,50–0,80	0,25	0,04	0,035	0,25	0,25	0,08

Для деталей, работающих на растяжение, сжатие (например, шатуны), необходима однородность свойств металла по всему сечению, и, как следствие, сквозная прокаливаемость. Размер поперечного сечения таких нагруженных деталей ограничивается 12 мм. Для деталей (валы, оси и т.п.), испытывающих главным образом напряжения изгиба и кручения, которые максимальны на поверхности, толщина упрочнённого при закалке слоя должна быть не менее половины радиуса детали. Возможный размер поперечного сечения таких деталей – 30 мм.

Для изготовления более крупных деталей, работающих при невысоких циклических и контактных нагрузках, используют стали 40, 45, 50. Их применяют после нормализации и поверхностной индукционной закалки с нагревом ТВЧ тех мест, которые должны иметь высокую твёрдость поверхности (HRC 40–58) и сопротивление износу (шейки коленчатых валов, кулачки распределительных валиков, зубья шестерён и т.п.).

Индукционной закалкой с нагревом ТВЧ упрочняют также поверхность длинных валов, ходовых винтов станков и других деталей, для которых важно ограничить деформации при термической обработке.

Технологические свойства Стали 45 ГОСТ 1050–74:

– температура ковки, °С: сначала – 1250, конца – 700. Сечение до 400 мм охлаждается на воздухе;

– свариваемость – трудносвариваемая. Способы сварки: РДС и КТС. Необходим подогрев и последующая термообработка;

– обрабатываемость резанием – в горячекатаном состоянии при НВ 170–179 и s_В=640 МПа

к_{u тв. спл.}=1

к_{u б. ст.}=1;

– флокеночувствительность – малочувствительна;

– склонность к отпускной хрупкости – не склонна.

Механические свойства представлены в табл.2

Табл.2

Механические свойства Стали 45 ГОСТ 1050–74

Марка стали	Механические свойства, не менее
Предел текучести σт Н/мм2 (кгс/мм2)	Временное сопротивление разрыву σв Н/мм2 (кгс/мм2)	Относительное удлинение δ	Относительное сужение ψ	Ударная вязкость Дж/см2 (кгс.м/см2), не менее
%
	355(36)	600(61)			49(5)

Каждая деталь должна изготавливаться с минимальными трудностями и материальными затратами. Эти затраты можно в значительной степени сократить от правильного выбора варианта технологического процесса, его оснащения, механизации, автоматизации, применение оптимальных режимов обработки и правильной подготовки производства. На изготовление детали оказывает большое влияние её конструкция и технические требования. Деталь «Вал-эксцентрик», имеющая форму тела вращения, удовлетворяет следующим основным требованиям, предъявляемым к детали данного вида:

1. Деталь – тело вращения, её можно обрабатывать на токарных станках.

2. Конструкция детали такова, что её масса уравновешена относительно оси вращения.

3. Диаметры и длины элементов выбраны из нормального ряда длин и диаметров. В связи с этим можно использовать стандартный режущий инструмент.

4. Необходимо избегать нежёстких валов. Жёсткость вала определяется соотношением L/d_ср≤12. Определяем жёсткость детали:

d_ср=45 мм

L=55 мм

L/d_ср=55/45=1,2

Таким образом, условие жёсткости выполняется: 1,2≤12.

5. Используемый режущий инструмент имеет свободный вход и выход.

На основе проведённого анализа можно сделать вывод о том, что данная деталь является технологичной с точки зрения её изготовления.

Анализ точности технологического процесса позволяет для каждой технологической операции выявить причины возникновения производственных погрешностей, обосновать границы технологического допуска, правильно настроить технологический процесс и выбрать экономический метод достижения требуемой точности.