Материал детали и его свойства

Материал детали Сталь 50ХН. Из нее изготавливаются валки для горячей прокатки, валы-шестерни, зубчатые колеса, бандажи, коленчатые валы, шатуны, болты, выпускные клапаны и другие крупные ответственные детали.

Этот материал относиться к конструкционным легированным сталям. Часто ее называют хромоникелевой, это обусловлено легирующими элементами входящими в состав данного материала.

Химический состав стали Сталь 50ХН ГОСТ 4543-71.

Химический элемент	%
Кремний (Si)	0.17-0.37
Медь (Cu), не более	0.30
Марганец (Mn)	0.50-0.80
Никель (Ni)	1.00-1.40
Фосфор (P), не более	0.035
Хром (Cr)	0.45-0.75
Сера (S), не более	0.035

Гильза из данного материала будет подвергаться закалке. Подобного рода стали не обязательно подвергать цементации. Из-за высокого содержания углерода и наличия хрома и никеля, легирующие элементы, которые положительно влияют на прочностных характеристиках материала. Рекомендуется проводить закалку при 810-830°С с охлаждением в масло и последующим отпуском при температуре 180-220°С.

Технологические свойства

Свариваемость:	не применяется для сварных конструкций.
Флокеночувствительность:	чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости:	склонна.

Физико-механические характеристики материала Сталь 50ХН

ГОСТ 4543-71

Предел прочности: s_В=1080 МПа;

Предел текучести: s_т=885 МПа;

Температура закалки: 810-830°С;

Охлаждающая среда: масло;

Температура отпуска: 180-220°С;

Удлинение: d=9%;

Поперечное сужение: y=40%;

Обрабатываемость резанием: быстро режущим: К_{υ б.ст}=0,7;

твердосплавным: К_{υ тв. спл}=0,8.

4. Выбор вида исходной заготовки и метода её получения

При выборе заготовок для заданной детали назначают метод её получения, определяют её конфигурацию, размеры, допуски, припуски на обработку и формируют технические условия на изготовление.

Главным при выборе заготовки является обеспечение заданного качества готовой детали при её минимальной себестоимости.

Технологические процессы получения заготовок определяются технологическими свойствами материала, конструктивными формами и размерами детали и программой выпуска.

Штамповка в закрытых штампах на кривошипных горячештамповочных прессах (КГШП) в неразъёмных матрицах достигается применением более точных заготовок, более точной дозировкой металла, применением обычной заготовки и компенсирующего устройства в штампах для размещения излишка металла (5-10% объёма заготовки). Точная дозировка металла для штамповки связана с дополнительными затратами из-за более сложного инструмента и меньшей производительности при отрезке.

Горячей штамповкой выдавливанием обычно на КГШП получают заготовки типа стержня с утолщением; стержни постоянного и переменного сечения; сложной формы, с центральным и эксцентричным расположением головки относительно оси и т.д.

В нашем случае наиболее выгодным способом получения заготовки является штамповка исходя из условий работы детали. В результате обработки заготовки штамповкой получается радиальное расположение волокон. При этом создаются благоприятные условия для нарезания зубьев, шлицов и т.д. С учетом всех факторов влияющих на выбор метода получения заготовок, применяем штамповку на КГШП. Заготовка характеризуется следующими показателями точности: ≈IT16 и шероховатости: Rz160.

5. Проектирование планов обработки основных поверхностей детали

При определении необходимого и достаточного количества ступеней обработки отдельных поверхностей для обеспечения заданных характеристик точности формообразующих размеров, формы и качества поверхности с достаточной для практических целей точностью, воспользуемся зависимостями:

а) число переходов, необходимое для обеспечения заданной точности размера

,

где:Т_заг – допуск размера заготовки;

Т_дет – допуск размера готовой детали.

б) число переходов, необходимое для обеспечения заданной шероховатости поверхности:

,

где:Т_заг – шероховатость поверхности заготовки;

Т_дет – шероховатость поверхности готовой детали, заданная на чертеже.

Учитывая, что повышение точности и снижение шероховатости в ходе механической обработки происходит сначала резко (после черновых переходов – в 4…5 раз), а затем медленнее (после отделочных переходов – в 1.5…2 раза), распределяем достижимые параметры точности размеров и шероховатости поверхностей по переходам. Полученные результаты сведены в таблице 5.

Рисунок 5.1 – Обозначение поверхностей детали

Таблица 5.1 – Планы обработки основных поверхностей детали

№	Характеристики	Количество	Характеристики по операциям	Технологические операции
Деталь	Заготовка	nТ	nШ	nБ	nПр					Наименовани
	Ø17 Ra 0,63	IT16 Rz 160	4,3	3,0	-		h12 Rz 80				Черновое точение
	h10 Rz 60			Получистовое точение
		h8 Rz 40		Чистовое точение
			h7 Rа 0,63	Шлифование
	Ø10 Rz 20	IT16 Rz 160	4,1	2,2	-		H12 Rz 80				Сверление
	H10 Rz 60			Растачивание
		H8 Rz 40		Чистовое растачивание
			H7 Rz 20	Шлифование
	Ø26 Rz 20	IT16 Rz 160	3,7	2,2	-		h12 Rz 80				Черновое точение
	h10 Rz 60			Получистовое точение
		h9 Rz 40		Чистовое точение
			h8 Rz 20	Шлифование
	12,5 Rz 20	IT16 Rz 160		2,2	-		H14 Rz 60				Черновое точение
	H12 Rz 20			Чистовое точение
8-9	Rz 20	IT16 Rz 160	1,4	2,2	-		h15 Rz 60				Черновое точение
	h14 Rz 20			Чистовое точение
	Ra 0,63	IT16 Rz 160	1,9		-		IT14 Rz 60				Черновое точение
	IT13 Rz 30			Чистовое точение
		IT12 Ra 0,63		Шлифование
	Ra 0,63	IT16 Rz 160	1,9		-		h14 Rz 60				Черновое точение
	h13 Rz 30			Чистовое точение
		h12 Ra 0,63		Шлифование
	Ø10 Rz 20	IT16 Rz 160	1,9	2,2	-		h13 Rz 40				Точение
	h12 Rz 20			Шлифование
5,7	2,6 Rz 20	IT16 Rz 160	2,6	2,2	-		h14 Rz 60				Черновое точение
	h13 Rz 40			Получистовое точение
		h12 Rz 20		Чистовое точение
	Ø5 Rz 20	IT16 Rz 160	2,4	2,2	-		H14 Rz 80				Сверление
	H12 Rz 20			Растачивание
	Rz 20	IT16 Rz 160	1,9	2,2	-		IT14 Rz 60				Черновое точение
	IT12 Rz 20			Чистовое точение