Введення
Розробка техпроцесса - найважливіший вихідний етап підготовки виробництва нових виробів. Після розробки техпроцесу на його основі проводиться конструювання та виготовлення необхідної по техпроцесу оснастки, розрахунок припусків, розрахунок режимів різання, нормування, організація виробництва.
В основу розробки технологічних процесів покладені два принципи - технічний і економічний. У відповідності з технічним принципом проектований технологічний процес повинен повністю забезпечити виконання всіх вимог робочих креслень і технічних умов на виготовлення виробу. У відповідності з економічним принципом виготовлення виробу повинно вестися з мінімальними затратами праці і витратами виробництва. З точки зору технічного принципу задача проектування технологічного процесу, як правило, характерна багатоваріантність можливих рішень, при цьому з декількох можливих варіантів вибирається найбільш рентабельний. У виняткових випадках (ліквідація вузьких місць, терміновий випуск особливо важливої вЂ‹вЂ‹продукції в найкоротші терміни) може бути вибраний не більш рентабельний, а найбільш продуктивний варіант.
Технологічний процес виготовлення деталі визначається в основному наступними факторами:
1) конфігурацією і розмірами деталі; вимогами до точності обробки і до якості поверхні; матеріалом деталі, наявністю або відсутністю термічної обробки в процесі виготовлення;
2) об'ємом виробництва і розмірами партій;
3) готівковим складом і станом обладнання;
4) можливостями інструментального цеху, виготовляє пристосування, штампи, прес-форми, ріжучий інструмент та іншу технологічну оснастку.
Із зазначених вище факторів три останні з деталлю безпосередньо не пов'язані, а характеризують загальну виробничу обстановку. Тому для однієї і тієї ж деталі в залежності від застосування трьох останніх чинників раціональний варіант техпроцесу буде різний, що обумовлює багатоваріантність техпроцесу для однієї і тієї ж деталі. Багатоваріантність техпроцесу зростає також і тому, що при виготовленні деталі одних і тих же результатів з точки зору точності і якості поверхні можна досягти, застосовуючи кілька різних способів обробки. Раціональний варіант техпроцесу визначається шляхом економічного аналізу.
1. Матеріал деталі і його властивості
Матеріал деталі В«ХвостовикВ» - сталь 45 (ГОСТ 1050-74). Сталь 45 відноситься до групи вуглецевих якісних сталей. Ці стали характеризуються більш низьким, ніж у сталей звичайної якості, вмістом шкідливих домішок і неметалевих включень. Відповідно до ГОСТ 1050-74 якісні стали виробляють і поставляють без термічної обробки (гарячекатані, кованими), термічно обробленими і нагартована. Механічні властивості гарантуються після нормалізації, а так само на вимогу споживача після гартування та відпуску, нагартовки або термічної обробки, устраняющей нагартовки - відпалу або високого відпустки.
В залежності від вмісту вуглецю якісні сталі підрозділяються на низьковуглецевих, середньовуглецевого і сталі з високою концентрацією вуглецю. Маркуються вони двозначними числами 05, 08, 10, 15, 20, ..., 85, позначають середній вміст вуглецю в сотих частках відсотка (ГОСТ 1050-74). Сталь 45 відноситься до середньовуглецевих сталей, які відрізняються більшою міцністю, але меншою пластичністю, ніж низьковуглецеві. Середньовуглецевого стали застосовують після поліпшення, нормалізації і поверхневого гарту.
Сталь 45, хімічний склад (%) ГОСТ 1050-74
C
Si
Mn
Cr
S
P
Cu
Ni
As
Не більше
0,42-0,50
0,17-0,37
0,50-0,80
0,25
0,04
0,035
0,25
0,25
0,08
У поліпшеному стані - після гартування і високого відпустки на структуру сорбіту - досягаються висока в'язкість, пластичність, і, як наслідок, мала чутливість до концентраторів напружень. При збільшенні перерізу деталей через несквозной прокаливаемости механічні властивості сталей знижуються. Після поліпшення стали застосовують для виготовлення деталей невеликого розміру, працездатність яких визначається опором втоми (шатуни, колінчасті вали малооборотних двигунів, зубчасті колеса, маховики, вісі і т.п.). При цьому можливий розмір деталей залежить від умов їх роботи і вимог до прокаливаемости. Для деталей, працюють на розтяг, стиск (наприклад, шатуни), необхідна однорідність властивостей металу по всьому перерізу, і, як наслідок, наскрізна прокаліваемость. Розмір поперечного перерізу таких навантажених деталей обмежується 12 мм. Для деталей (вали, осі і т.п.), що зазнають головним чином напруги вигину і кручення, які максимальні на поверхні, товщина зміцненого при загартуванню шару повинна бути не менше половини радіуса деталі. Можливий розмір поперечного перерізу таких деталей - 30 мм.
Для виготовлення більш великих деталей, що працюють при невисоких циклічних і контактних навантаженнях, використовують сталі 40, 45, 50. Їх застосовують після нормалізації та поверхневої індукційного загартування з нагріванням ТВЧ тих місць, які повинні мати високу твердість поверхні (HRC 40-58) і опір зносу (шийки колінчастих валів, кулачки розподільних валиків, зуби шестерень і т.п.).
індукційні загартуванням з нагрівом ТВЧ упрочняют також поверхня довгих валів, ходових гвинтів верстатів і інших деталей, для яких важливо обмежити деформації при термічній обробці.
Технологічні властивості сталі 45:
- температура кування, В° С: спочатку - 1250, кінця - 700. Перетин до 400 мм охолоджується на повітрі;
- зварюваність - важкозварювальних. Способи зварювання: РДС і КТС. Необхідний підігрів і подальша термообробка;
- оброблюваність різанням - у гарячекатаному стані при НВ 170-179 і s В = 640 МПа
до u тв. спл. = 1
до u б. ст. = 1;
- флокеночувствітельность - малочутлива;
- схильність до відпускної крихкості - не схильна.
2. Аналіз технологічності деталі В«ХвостовикВ»
Кожна деталь повинна виготовлятися з мінімальними труднощами і матеріальними витратами. Ці витрати можна в значній мірі скоротити від правильного вибору варіанту технологічного процесу, його оснащення, механізації, автоматизації, застосування оптимальних режимів обробки і правильної підготовки виробництва. На виготовлення деталі робить великий вплив її конструкція і технічні вимоги. Деталь В«ХвостовикВ», що має форму тіла обертання, задовольняє таким основним вимогам, що пред'являються до деталі даного виду:
1. Деталь - тіло обертання, її можна обробляти на токарних верстатах.
2. Конструкція деталі така, що її маса урівноважена щодо осі обертання.
3. Діаметри і довжини елементів вибрані з нормального ряду довжин і діаметрів. У зв'язку з цим можна використовувати стандартний ріжучий інструмент.
4. Необхідно уникати нежорстких валів. Жорсткість валу визначається співвідношенням L/d ср ≤ 12. Визначаємо жорсткість деталі:
d ср = (20 +10)/2 = 15 мм
L = 55 мм
L/d ср = 55/15 = 3,67
Таким чином, умова жорсткості виконується: 3...
