Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Характеристика марки материала

Материалом детали является сталь 30ХГСА ГОСТ 4543-71. Группа стали – хромокремнемарганцовая и хромокремнемарганцовоникелевая

Химический и механические свойства материала детали представлены в таблицах 1, 2, 3.

Таблица 1 - Химические свойства стали 30ХГСА ГОСТ 4543-71

Массовая доля элементов, %
Углерод	Кремний	Марганец	Хром	Никель	Молибден	Алюминий	Титан	Ванадий
0,28-0,34	0,9-1,2	0,80-1,10	0,80-1,10	-	-	-	-	-

Таблица 2 - Механические свойства стали 30ХГСА ГОСТ 4543-71

Термообработка				Передел текучести σ_т, Н/мм² (кгс/мм²) не менее	Временное сопротивление σ_в, Н/мм² (кгс/мм²)	Ударная вязкость KCU, Дж/см² (кгс·м/см²)	Размер сечения заготовок для термической обработки (диаметр круга или сторона квадрата), мм
Закалка		Отпуск
Температура, ^оС	Среда охлаждения	Тем. ^оС	Среда охлаждения
1-й закалки или нормализации

880	Масло	540	Вода или масло	835(85)	1080(110)	49(5)	25

Таблица 3 - Механические свойства стали 30ХГСА ГОСТ 4543-71

Температура отпуска, ºС	Предел текучести,σ_0,2МПа		Временное сопротивление σ_в, МПа			Относительное удлинение δ₅	Относительное сужение ψ	KCU, Дж/см²	НВ
						%
Пруток диаметром 20-70 мм. Закалка 880 ºС, масло, После отпуска охлаждение в воде
200 300 400 500 600	1570 1520 1320 1140 940		1700 1630 1420 1220 1040			11 11 12 15 19	44 54 56 56 62	88 69 49 78 137	487 470 412 362 300
Предел выносливости					Состояние стали и термообработка
σ_-1, МПа		τ_-1, МПа		n
490 372 470 696 637		1666 882 - - -		10⁷ 10⁷ 10⁶ - -	σ_в=1670 МПа σ_в=880 МПа σ_в=1080 МПа Закалка 870 ºС. Отпуск 200 ºС Закалка 870 ºС. Отпуск 400 ºС

Заменитель – стали: 40ХФА, 35ХМ, 40ХН, 25ХГСА, 35ХГСА.

Температура ковки, ºС:

¾ начала 1240,

¾ конца 800.

Сечения до 50 мм охлаждаются в штабелях на воздухе, 51-100 мм – в ящиках.

Свариваемость – ограниченно свариваемая; способы сварки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, АрДС, ЭШС. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка. КТС – без ограничений.

Обрабатываемость резанием – в горячекатаном состоянии при HB 207-217, σ_В= 710 МПа, К_V_{т.в. спл}=0,85, К_V_{б. ст}=0,75.

Флокеночувствительность – чувствительна.

Склонность к отпускной хрупкости – склонна.

Назначение: различные улучшаемые детали: валы, оси, зубчатые колеса, фланцы, корпуса обшивки, лопатки компрессорных машин, работающие при температуре до 200 ºС, рычаги, толкатели, ответственные сварные конструкции, работающие при знакопеременных нагрузках, крепежные детали, работающие при низких температурах.

Полосы прокаливаемости материала представлены на рисунке 2.

Рисунок 2 - Полосы прокаливаемости

Сортамент:

горячекатаная квадратная – ГОСТ 2591-88,

горячекатаная квадратная – ГОСТ 2590-88,

горячекатаная шестигранная – ГОСТ 2879-88,

горячекатаная полосовая – ГОСТ 103-76,

кованая круглая и квадратная – ГОСТ 1133-71,

калиброванная круглая – ГОСТ 7417-75,

калиброванная квадратная – ГОСТ 8559-75,

калиброванная шестигранная – ГОСТ 8560-78,

серебрянка – ГОСТ 14955-77

Выбор заготовки

Выбор заготовки зависит от типа производства геометрической формы и размеров детали, технических условий на материал, количества изготовляемых деталей и точности их выполнения, наличия необходимого оборудования и оснастки. В серийном производстве при выборе заготовки следует предусматривать высокопроизводительные методы их получения. Размеры заготовки должны не сильно отличаться от размеров готовой детали и иметь минимальные припуски на механическую обработку. Наружные поверхности, не подлежащие механической обработке должны быть чистыми и не иметь раковин, трещин и других дефектов, т. е. должны обеспечивать возможность применения их в качестве черновых баз при механической обработке.

Исходя из типа производства, конструкции детали простой конфигурации, и применяемого материала, способом получения заготовки выбираем прокат.

Данный метод наиболее экономичен и высокопроизводителен для деталей цилиндрической формы малых размеров.

Расчет припусков

Выполняем расчет припусков табличным методом - таблица 4.

Таблица 4 – Расчёт припусков табличным методом

№	Технологическая операция	Припуск Z_min мм	обоснование	Допуск S мм	Наимень-ший размер	Наиболь-ший размер	Операцион-ный размер
Поверхность с размером )
1	Заготовка			-	-	-	-
2	получистовое	0,9	[СТМ т.1 с.184]	0,18	12,651	12,831	12,831_-0,18
3	чистовое	0,4	[СТМ т.1 с.184]	0,027	12,224	12,251	12,251_-0,027
4	тонкое	0,24	[СТМ т.1 с.184]	0,018	11,966	11,984
Поверхность с размером )
1	Заготовка			-	-	-	-
2	фрезерование получистовое	1,6	[СТМ т.1 с.184]	0,15	10,787	10,937	10,937_-0,15
3	фрезерование чистовое	0,8	[СТМ т.1 с.184]	0,015	11,972	9,987
Поверхность с размером Ø 20h11(_-0,13) ОСТ 1 00086-73 т.13 стр.17
1	Заготовка				21,51	22,31
2	получистовое	0,9	[СТМ т.1 с.184]	0,21	20,4	20,61	20,61 _-0,21
3	чистовое	0,4	[СТМ т.1 с.184]	0,13	19,87	20,0	20_-0,13
Поверхность с размером 3_-0,1
1	Заготовка		-	-	-	-	-
2	получистовое	-	[СТМ т.1 с.184]	0,1	3,4	3,5	3,5_-0,1
3	чистовое	0,4	[СТМ т.1 с.184]	0,1	2,9	3	3_-0,1
Поверхность с размером М14х1,5
1	Заготовка		-	-	-	-	-
2	получистовое	-	[СТМ т.1 с.184]	0,18	14,34	14,52	14,52_-0,18
3	чистовое	0,4	[СТМ т.1 с.184]	0,14	13,8	13,94	13,94_-0,14
Поверхность с размером М8-е6
1	Заготовка		-	-	-	-	-
2	получистовое	-	[СТМ т.1 с.184]	0,15	8,32	8,47	8,47_-0,15
3	чистовое	0,4	[СТМ т.1 с.184]	0,12	7,8	7,92	7,92_-0,12

Расчет припусков расчетно-аналитическим методом для поверхности, с размером ), представлен в таблице 5.

Таблица 5 –Расчет припусков расчетно-аналитическим методом для поверхности, с размером )

Переходы поверхности

Элементы припуска, мкм

Припуск

Z_I, мм

Допуск

Т_I, мм

min размер

max размер

опер. размер с допуском

R_Z

T_I_{– 1}

ρ _I_{– 1}

ε_y_-1

0 Заготовка

100

62,3

0,43

9,821

10,251

10,251_-0,43

1 Черновое точение

100

0,6

0,43

8,791

9,221

2 Чистовое точение

0,16

100

0,45

0,18

8,161

8,341

3 Тонкое точение

3,2

0,003

0,174

0,015

7,972

7,987

Расчет пространственных отклонений для заготовки определяется по формуле (6):

мм (6)

где ΔК- удельное значение кривизны заготовки- 0,5 мкм/мм,

ρ_заг= 0,5 ∙ 70 = 35 мкм

Пространственные отклонения на черновое точение определяются по формуле (7):

ρ ₁ = ρ _з ∙ К _у = 35 ∙ 0,06 = 2,1 мкм (7)

где К _у – остаточный коэффициент уточнения [табл. 29, стр. 190, СТМ т. 1].

Пространственные отклонения на чистовое точение определяются по формуле (8):

ρ ₂ = ρ ₁ ∙ К _у = 2,1 ∙ 0,04 = 0,084 мкм (8)

Пространственные отклонения на тонкое точение определяются по формуле (9):

ρ ₃ = ρ ₂ ∙ К _у = 0,084 ∙ 0,02 = 0,0019 мкм (9)

Расчет погрешности установки ε_y определяется по формуле (10):

(10)

где ε_б = 0 мкм; ε_з = 100 мкм – при точении

ε_б = 0 мкм; ε_з = 25 мкм – при тонком точении

Расчет операционных припусков производим по формуле (11):

(11)

Черновое точение:

Чистовое точение:

Тонкое точение:

Расчет операционных размеров.

Размеры готовой детали, полученные при тонком точении:

В_д.нб= 8 - 0,013=7,987мм

В_д.нм = 8– 0,028 = 7,972мм

Размеры, полученные чистовом точении определяются по формулам (12) и (13):

В₂ _нм = В_д.нб +2Z_з_min = 7,987 + 0,174 = 8,161мм (12)

В₂ _нб = В_2.нм +Т₂ = 8,161+ 0,18 = 8,341 мм (13)

Размеры, полученные черновом точении по формулам (14) и (15):

В₁ _нм = В_2.нб +2Z₂_min = 8,341 + 0,45 = 8,791мм (14)

В₁ _нб = В_1.нм +Т₁ = 8,791 + 0,43 = 9,221 мм (15)

Размеры заготовки по формулам (16) и (17):

В_{з нм} = В_.нб + 2Z₁_min = 9,221 + 0,6 = 9,821 мм (16)

В_з _нб= В_з.нм +Т_з = 9,821 + 0,43 = 10,251 мм (17)

Строим схему графического расположения припусков и допусков на обработку, рисунок 3.

Рисунок 3 – Схема графического расположения припусков и допусков на обработку

Расчет КИМ

Основным показателем, характеризующим экономичность выбранного метода изготовления заготовки, является коэффициент использования материала (КИМ), выражающий отношение массы детали к массе заготовки.

КИМ – коэффициент использования материала определяется по формуле (18):

, (18)