Обеспечение технологичности проектируемых конструкций
Конструкторские разработки дипломных проектов проектируются, как правило, для единичного или мелкосерийного изготовления в условиях ремонтно-технических предприятий, мастерских небольших организаций. В этой связи следует максимально использовать стандартные узлы и детали (шкивы, шестерни, корпуса, крышки и т.п.).
В случае разработки новых деталей надо учитывать реальные возможности применяемого оборудования, инструментов, технологических процессов. В качестве заготовок предпочтительны прокат (круглый, листовой, шестигранник и т.п.) или небольшие заготовки, получаемые свободной ковкой. Крупногабаритные, сложные детали (барабаны, рычаги, кронштейны) следует проектировать сварными из материалов хорошей и удовлетворительной свариваемости.
Допускаемые отклонения размеров готовых деталей и параметры шероховатости должны назначаться с учетом возможности их обработки на имеющемся в наличии оборудовании (таблица 6.1, приложение Л).
Таблица 6.1 Шероховатость поверхности и квалитеты точности при различных видах обработки деталей резанием
| Вид обработки | Шероховатость Ra | Квалитеты | ||
| Экономичное | Достижимое | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| Отрезка на станках | механич. пилой резцом, фрез. | 25...100 | 15...17 | - |
| 25...50 | 14...17 | - | ||
| Подрезание торцов | резцом | 3,2...12,5 | 11...13 | |
| Строгание | черновое | 12,5...25 | 12...14 | - |
| чистовое | 3,2...6,3 | 11...13 | ||
| Долбление | черновое | 25...50 | 14,15 | - |
| чистовое | 3,2...12,5 | 12,13 | ||
| Фрезерование | черновое | 25...50 | 12...14 | |
| цилиндрическое | чистовое | 3,2...6,3 | ||
| Фрезерование | черновое | 6,3...12,5 | 12...14 | |
| торцевое | чистовое | 3,2...6,3 | ||
| Обтачивание продольной подачей | черновое | 12,5...25 | 12...14 | - |
| чистовое | 1,6...3,2 | 8,9 | ||
| Обтачивание поперечной подачей | черновое | 12,5...25 | 14,15 | - |
| чистовое | 3,2 | 11...13 | ||
| Растачивание | черновое | 12,5...25 | 12...14 | - |
| чистовое | 1,6...3,2 | 8,9 | ||
| Сверление | до 15 мм | 6,3...25 | 12...14 | 10...11 |
| св. 15 мм | 12,5...25 | 12...14 | - | |
| Зенкерование | черновое | 12,5...25 | 12...14 | - |
| чистовое | 3,2...6,3 | 10...11 | ||
| Развертывание | получистовое | 6,3...12,5 | 9,10 | |
| чистовое | 1,6...3,2 | 7,8 | - | |
| Протягивание | получистовое | 6,3 | 8,9 | - |
| чистовое | 1,25...3,2 | 7,8 | - | |
| Шлифование круглое | получистовое | 3,2...6,3 | 8...11 | - |
| чистовое | 0,8...1,6 | 6...8 | - | |
| Шлифование плоское | получистовое | 3,2 | 8...1 | - |
| чистовое | 0,8...1,6 | 6...8 | - |
Продолжение таблицы 6.1
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Притирка | чистовая | 0,4...3,2 | 6...7 | - |
| тонкая | 0,1...1,6 | - | ||
| Полирование | обычное | 0,2...1,6 | - | |
| тонкое | 0,05...0,1 | - | ||
| Хонингование | цилиндрическое | 0,05...0,2 | ||
| Суперфиниширование | цилиндрическое | 0,1...0,4 | - | |
| Шабрение | грубое | 1,6...6,3 | - | |
| тонкое | 0,4...0,8 | 8,9 | 6,7 |
Выбор материала детали
Для неответственных деталей, не требующих термической обработки (распорные втулки, упорные фланцы), следует использовать углеродистую сталь обыкновенного качества Ст 2, Ст 3 или автоматную сталь А12. Автоматная сталь хорошо обрабатывается, но склонна к красноломкости.
Марганцевые стали (15Г-70Г) в состоянии проката или после нормализации имеют повышенную прочность и упругость, они относительно дешевы и пригодны для изготовления деталей, которые должны иметь повышенную прочность, вязкость и сопротивляемость износу (пружины, диски трения, торсионные валы).
Ответственные детали, подвергаемые термической обработке, изготовляют в основном из сталей марок: 40Х, 45, 50. 65Г, У7, У8, 20, 18ХГТ. Закалке могут подвергаться также отливки из стали марки 45Л. Для деталей, закаливаемых в воде, следует применять стали марок не ниже 40-45. Сталь 35 закаливается слабо.
Следует учитывать, что легированные термически обработанные стали обладают более высоким комплексом механических свойств, чем углеродистые. При закалке эти стали охлаждаются в масле, что значительно уменьшает опасность образования закалочных трещин и коробления детали. Поэтому детали сложной конфигурации (двойные и блочные шестерни, шестерни с длинными ступицами, валы с фланцами, шлицевые валы и пр.) следует изготовлять из стали марок 65Г и 40Х.
Для получения шестерен и валов с мягкой сердцевиной применяют малоуглеродистые стали марок 20,20Х, 18ХГТ с последующей цементацией и закалкой. Стали 20 применяют только для неответственных деталей, допускающих закалку в воде. Детали из стали марки 18ХГТ после цементации и закалки в масле имеют более прочную и твердую сердцевину, чем из стали марок 20 и 20Х. Эту сталь применяют для тяжело нагруженных шестерен и других деталей.
В сварочных конструкциях следует применять углеродистые стали марок Ст 0, Ст 3, Ст 5, Ст 6, 15, 35, 45, 50Г. Сварка легированных сталей несколько затруднена из-за склонности к закалке околошовной зоны и образования в ней хрупких структур.