Выбор метода получения заготовки.

Введение

В настоящее время наблюдается стремительное развитие технологии машиностроительного производства.

Отличительной особенностью современного машиностроения является ужесточения требований к качеству выпускаемых машин и их себестоимости.

В условиях рыночных отношений необходимо быстро реагировать на требования потребителя. Побеждает в конкурентной борьбе тот, кто способен быстрее реализовать принятые конструктивные и технологические решения. Реализацией технологических решений занимается наука – технология машиностроения – являющаяся комплексной научной дисциплиной, без которой невозможно современное развитие производства изготовление современных машин осуществляется на базе сложных технологических решений, в ходе которых из исходных заготовок с использованием различных методов обработки изготавливают детали и собирают различные машины и механизмы.

При освоении новых изделий необходимо отработать их на технологичность, выбрать заготовку, методы их пооперационной обработки, оборудование, технологическую оснастку и инструмент.

При этом приходится решать множество других технологических задач: обеспечение точности, качество поверхностного слоя, экономичности и др. Технический уровень любого производства в любой отрасли определяется уровнем технологии. При этом важно обеспечить эффективное изготовление машин заданного качества при наименьших затратах.

При выполнении дипломного проекта необходимо использовать все новейшие разработки технологической науки: правильно выбрать маршрут обработки, применить заготовку с минимальными припусками под механическую обработку, выбрать и применить современные оборудование, оснастку и инструмент. При этом необходимо обеспечить выполнение всех требований чертежа по точности и шероховатости поверхностей. их взаимному расположению.

Анализ детали

Описание свойств материала детали

Деталь «Гнездо подшипника» (черт. 5.35.10.003К) изготавливается из Стали 40 ГОСТ -88. Эта марка стали применяется для изготовления нормализуемых, улучшаемых и подвергаемых поверхностной термообработке деталей, к которым предъявляются требования повышенной прочности, износостойкости и поверхностной твердости. Химический состав материала приведен в Стр.100[3]

Таблица №1
Массовая доля элементов в %, по ГОСТ 1050-88
C	Si	Mn	S	P	Cr	Ni	As	N	Cu
0,37-0,45	0,17-0,37	0,50-0,80	0,04	0,035	0,25	0,3	0,08	0,008	0,3

Примечание: C – углерод; Si – кремний; Mn – марганец; S – сера; P – фосфор; Cr – хром; Ni – никель, N – азот; Cu – медь.

Основные механические свойства стали 25Л при температуре 20 градусов по Цельсию сведены в таблице №2, в которой показывается их изменения в зависимости от термических операций. Стр.100[3]

	Таблица №2
Механические свойства при комнатной температуре
Режим термообработки	Сечение	_0,2, Н/мм	_в, Н/мм²	, %	, %	KCU Дж/см²	НВ
Операция	t,°С	Охлаждающая среда
	Не менее
В горячекатаном состоянии		Не определяются	217
В отожженном состоянии		-				-	187
Нормализация		Воздух	До 80 Свыше 80 до 250					-
Закалка Отпуск	830-870 550-600	Вода или масло Воздух	До 16 От 16 до 40 От 40 до 100		650-800 630-780 600-750		-

sт – предел текучести;

sв – предел прочности при растяжении;

– относительное удлинение;

– относительное сужение после разрыва;

KCU – ударная вязкость, определённая на образцах с концентратором вида U;

HB – число твердости по Бринеллю.

Обрабатываемость резанием:

Кv = 1,05 – при обработке быстрорежущей сталью;

Кv = 1,2 – при обработке твердым сплавом.

Технологичность детали.

(качественные и количественные показатели)

Технологичность конструкции детали определяется:

а) рациональным выбором исходной заготовки и материала;

б) технологичностью формы детали;

в) рациональной простановкой размеров;

г) назначением оптимальной точности размеров, формы и взаимного расположения поверхностей, параметров шероховатости и технических требований.

Деталь «Гнездо подшипника» (черт. 5.35.10.003К) по своей конструкции представляет собой тело вращения в виде многоступенчатого цилиндра, изготавливаемого из стали 40.

На детали обрабатываются: наружные цилиндрические поверхности, растачиваются отверстия обрабатываются отверстия .

Технологические базы – поверхность отверстие .

Таким образом, деталь «Гнездо подшипника» достаточно технологична в изготовлении: деталь имеет хорошие базовые поверхности для первоначальных операций и довольно проста по конструкции, все обрабатываемые поверхности доступны для механической обработки; есть возможность применить для изготовления детали исходную заготовку прогрессивного вида, которая по форме и размерам близка к готовой детали; возможно применение для обработки высокопроизводительного оборудования.

Определим количественные показатели технологичности детали:

1. коэффициент размерной точности обработки К_т.ч.

2. коэффициент_. шероховатости поверхностей К_ш.

Деталь считается технологичной, если:

К_т.ч. > 0,8

К_ш < 0,32

Коэффициент размерной точности обработки К_т.ч.определяется по формуле: стр.47 [2]

Где: IT_ср – средний квалитет точности

где: n_i – число размеров детали точностью соответственно по 1 – 19 квалитетам.

На основе чертежа детали определим количество и квалитеты размерной точности, результаты занесем в таблицу №3

Таблица №3
Квалитет
Количество размеров

Деталь считается технологичной по точности, так как К_т.д = 0,918 > 0,8.

Коэффициент_. шероховатости поверхностей К_ш определяется по формуле: стр. 48 [2]

где: Б_ср – средняя шероховатость поверхности, определяемая в значениях параметра Ra, мкм.

В этой формуле n_i – количество поверхностей имеющих шероховатость

Б_i, соответствующую данному числовому значению параметра Ra.

по чертежу определим параметры шероховатостей поверхностей и занесем результат в таблицу №4

Таблица №4
Параметр шероховатости
Количество поверхностей

Деталь «Гнездо подшипника» считаем технологичной по шероховатости, так как

К_ш = 0,13 < 0,32. стр.48 [2]

В нашем случае деталь является технологичной и по точности и по шероховатости поверхности.

Выбор заготовки.

Выбор метода получения заготовки.

При выборе заготовки главным является обеспечение заданного качества готовой детали при ее минимальной себестоимости.

Выбор метода получения заготовки определяется следующими условиями:

а) коэффициент использования материала;

б) стоимость заготовки;

в) годовая программа выпуска изделий или серийность производства.

Чертежом детали определено, что заготовкой нашей детали должна быть штамповка гр. II ГОСТ 8479-70 (п.1 ТУ чертежа). Выберем способ получения заготовки. Это будет штамповка на кривошипных горячештамповочных прессах в закрытых (без облойных) штампах. Этот способ дает возможность получать заготовки достаточной точности при применении сравнительно простой оснастки. Расчет припусков проведем по ГОСТ 7505-89 «Поковки стальные штамповочные. Допуски, припуски и кузнечные напуски».

Для определения припусков и допусков необходимо определить так называемый «исходный индекс».

Он зависит:

1. от массы штамповки;

2. класса точности штамповки;

3. группы стали;

4. степени сложности штамповки.

Расчет заготовки.

Массу штамповки определим по формуле:

где К_р- коэффициент, зависящий от формы поковки (принимается по табл. 20, стр. 31 ГОСТ). К_р=1,3…1,6 (группа 1.1 табл. 40 ГОСТ).

Принимаем М_пр=18,49 кг.

Принятым способом получения заготовки – штамповка на кривошипных прессах в зарытых (без облойных) штампах – дает возможность получать штамповки классов точности Т2 и Т3 (табл. 19, стр. 28 ГОСТ).

Принимаем для нашей заготовки класс точности Т3.

Материал заготовки у нас Сталь 40 ГОСТ 1050-88. Этой стали соответствует группа стали М2 (табл. 1, стр. 8 ГОСТ).

Определим группу сложности нашей штамповки. Она зависит от отношения

где G_ф– вес фигуры, в которую можно вписать нашу заготовку. В нашем случае это цилиндр.

Подсчитаем вес описанной фигуры, применяем габаритный коэффициент 1,05 (п.3, прилож. 2, стр. 30 ГОСТ).

Масса геометрической фигуры:

Определим отношение

Отсюда степень сложности – С3

Исходный индекс 12 стр. 10, [8] табл. 2

Значения допусков, припусков, штамповочных напусков и расчетных размеров штамповки определяем по таблицам согласно ГОСТ 7505-89 и заносим в таблицу №5.

			Таблица №5.
Номинальные размеры	Допуск Т мм.	Припуск на сторону, мм.	Размер заготовки (принятый)
Æ430		3,3
Æ365		3,0
Æ340		3,0
Æ320		7,5
		2,7
		2,8