Проведения анализа точности обработки шлицев детали

Таблица 1.2 – Химический состав стали 25ХГТ ГОСТ 4543 – 71

Элемент	C	Mn	Si	S	Ni	P	Cr	Ti	Cu
Содер-жание, %	0.22 - 0.29	0.8 - 1.1	0.17 - 0.37	до   0.035	до   0.3	до   0.035	1 - 1.3	0.03 - 0.09	до   0.3

 

- В состоянии поставки материал имеет следующие механические свойства, представленные в таблице 1.3.

Таблица 1.3 – Механические свойства стали 25ХГТ ГОСТ 4543 – 71

Марка чугуна	Механические свойства, не менее
	Предел текучести , МПа (кгс/м )	Предел прочности при  растяжении , МПа (кгс/м )	Относительное удлинение ,%	Твердость НВ
25ХГТ	1270(130)	980(100)	10	156 - 229

 

Легирующие элементы,  присутствующие в стали оказывают  различное влияние на свойства стали. Ниже описано влияние конкретных элементов на свойства стали:

- Хром (Cr) – повышает твердость, коррозионностойкость;

- Никель (Ni) – повышает прочность, пластичность, коррозионностойкость;

- Марганец (Mn) – при содержании свыше 1 процента увеличивает твердость, износоустойчивость, стойкость против ударных нагрузок;

- Кремний (Si) – растворяясь в феррит, повышает предел текучести и уменьшает склонность к хладноломкости;

- Титан (Ti) – повышает прочность, сопротивление коррозии;

- Медь ( Cu) – уменьшает коррозию.

Кроме того, легирующие элементы еще влияет на карбидную фазу и фазовые превращения.

Ni – являются элементами, образующими открытую область g-фазы, Cr – замкнутую область g-фазы.

Сr – элемент способный образовывать карбиды, Ni не образует карбиды и находится в стали в твердом растворе в феррите или в аустените. Карбидообразующие элементы тоже способны частично растворяться в аус-тените и феррите. Все легирующие элементы замедляют распад аустенита.

Ni увеличивает устойчивость аустенита, не влияют на характер изотер-мической кривой,

Cr – как карбидообразующий элемент стремится изменить характер кривой, образовать две зоны минимальной устойчивости аустенита, а также Cr препятствует росту зерна аустенита при нагреве.

Для получения высокой  твердости и износостойкости  поверхностного слоя металла, деталь подвергают нормализации 880-895^oC,.

После нормализации детали подвергают термообработке наиболее часто  закалке с температурой 850°С и низкому 200^oC.

После термической обработки  структура поверхностного слоя пред-ставляет собой мартенсит с небольшим  количеством карбидов хрома, твер-дость  стали находится в пределах HRC 58-63. Структура сердцевины легированной стали – низкоуглеродистый мартенсит и троостит, твердость – HRC 30…40.

Проведенный анализ обоснования  материала заготовки подтвердил правильность нашего выбора. Сталь 25ХГТ  после проведенных термических  и химико-термических обработок  получила необходимые механические свойства, которые позволят избежать различных поломок детали и увеличат срок ее службы.

 

 

1.4 Анализ технологичности детали

 

Технологичность конструкции  изделия рассматривается как  совокупность свойств конструкции  изделия, определяющих её приспособленность  к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и  ремонте для заданных показателей  качества, объема выпуска и условий  выполнения работ.

Технологичность конструкции  детали имеет прямую связь с производительностью  труда, затратами времени на технологическую  подготовку производства, изготовление, техническое обслуживание и ремонт изделия. Поэтому проектированию  технологического процесса изготовления детали должен предшествовать анализ технологичности ее конструкции  и, в необходимых случаях, обработка  на технологичность.

Технологичность конструкции  детали оценивают на двух уровнях - качественном и количественном. Анализ технологичности конструкции детали рекомендуется выполнять в следующей  последовательности.

 

1.4.1 Оценка обрабатываемости материала детали резанием (К_То)

Все переходы технологического процесса обработки заготовки условно  делятся на четыре группы:  обработка  резцами, обработка сверлами, обработка  фрезами, обработка шлифовальными  кругами.

При этом, токарная обработка  включает: обточку, расточку, отрезку  заготовок резцом, выточку канавок, строгание плоскостей, строгание  зубчатых венцов, долбление, протягивание, нарезание резъбы. Сверление включает: сверление, зенкерование, развертывание, нарезание резъбы метчиком и плашкой.

Фрезерование включает: фрезерование плоскостей, отрезку заготовок пилами, фрезерование фасонных поверхностей, в том числе, зубчатых венцов и  шлицевых поверхностей, фрезерование резъбы. Шлифование включает все виды шлифования.

Для каждого вида обработки  подсчитывается коэффициент К_Мv на скорость резания при обработке стали легированной 25ХГТ:

К_Мv= К_г (750/ s_в)

,  (1.1)

где К_г – коэффициент, учитывающий материал инструмента. Для инструмента из быстрорежущей стали: К_г = 0,7. А из твердого сплава:  К_г = 0,8.

       s_в – временное сопротивление материала детали на растяжение. Для стали легированной 25ХГТ, твердость НВ 217. Тогда можно найти s_в по формуле:

НВ = 0,3s_в        (1.2)

или:            s_в = НВ/0,3

где n – показатель степени.

s_в = 217/0,3 = 725 МПа

Показатель n определится  по таблице 1.4.

Таблица 1.4 – Значения показатели степени n

Обработка	Резцами		Сверлами		фрезами
	быстроре- жущая сталь	твердый сплав	быстроре- жущая сталь	твердый сплав	быстроре- жущая сталь	твердый сплав
N	1,25	1	0,9	1	1	1

 

При шлифовании, обратываемость металлов К_Мv= 1,6.

По всем переходам операций механической обработки подсчитывается основное технологическое время.

К_То=

/            (1.3)

 

Технологический маршрут обработки крышки приведен на таблице 1.5.

 

 

Таблица 1.5 – Технологический маршрут обработки

№ операции	Наименование операции	КМv	То	КМv.То
005	Фрезерная	0,83	2,275	1,883
010	Сверлильная	0,72	0,480	0,346
015	Токарная	0,83	1,860	1,543
020	Автоматная  токарная	0,83	3,330	2,764
025	Токарная	0,83	0,63	0,523
030	Слесарная	-	-	-
035	Контрольная	-	-	-
040	Зубофрезерная	0,72	0,35	0,252
045	Зубофрезерная	0,72	0,45	0,324
050	Зубошевинговальная	0,72	4,8	3,456
055	Слесарная	-	-	-
060	Моечная	-	-	-
065	Контрольная	-	-	-
070	Термообработка	-	-	-
075	Кругошлифовальная	1,6	0,67	1,072
080	Кругошлифовальная	1,6	1,29	2,064
085	Кругошлифовальная	1,6	0,87	1,392
090	Кругошлифовальная	1,6	0,4	0,64
095	Алмазо-расточная	0,83	0,5	0,415
100	Токарно-винторезная	0,83	0,38	0,315
105	Слесарная	-	-	-
110	Моечная	-	-	-
115	Контрольная	-	-	-
Итого			18,285	16,674

 

Обрабатываемости материала  детали резанием:

К_То= 16,674 / 18,285 = 0,91

 

1.4.2 Оценка технологичности формы детали (К_тф)

Для оценки технологичности  формы детали подсчитывается коэффициент  К_тф. Оценивается технологичность всех обрабатываемых поверхностей. Деталь является не технологичной по ряду следующих признаков:

- не сокращенна площадь  обработки (К_тф =0,8)

- обрабатываемые поверхности  не являются открытыми и не  лежат в одной плоскости (К_тф =0,8);

- при обработке соосных  отверстий наиболее точным является  не сквозное (К_тф =0,7)

- глухое шлицевое отверстие  (К_тф =0,6)

- наличие обрабатываемых  выточек (К_тф =0,6)

- не имеется возможности  для нормального врезания  и  выхода инструмента (К_тф =0,7);

- наличие отверстий, наклонных  к базовой плоскости (К_тф =0,5).

- наличие поверхностей  сложной геометрической формы,  в том числе и конических (К_тф =0,9).

- наличие глухих резьбовых  отверстий (К_тф =0,8).

Если вышеперечисленные  признаки не наблюдаются, то К_тф =1,0.

Таким образом,   К_тф =(1+1+1+1+0,6+1+1+0,9+1)/9=0,945.

 

1.4.3 Оценка удобства базирования заготовки К_тб

Конструкция заготовки может  быть признана технологичной, если можно  выбрать удобные базы для ее обработки  и избежать погрешности базирования. Этот показатель технологичности оценивается  коэффициентом К_тб. Для подсчета К_тб рассматриваются все остановы анализируемого технологического процесса. Оценка удобства базирования заготовки К_тб на операциях производится с использованием плана обработки заготовки. Показатель технологичности К_тб определяется как среднее арифметическое всех частных показателей.

Для всех операций К_тб = 1.

 

1.4.4 Оценка показателя К_ТС

Этот показатель учитывает  возможность вести обработку  поверхностей заготовки, используя  режущий инструмент стандартных  размеров и формы. Показатель рассчитывается на основе сводной ведомости используемого  режущего инструмента.

Если для осуществления  технологического перехода используется стандартный режущий инструмент, со стандартной заточкой, то использование этого инструмента оценивается частным коэффициентом - К_Тс - 1,0.

Если для выполнения перехода требуется специальная заточка  К_Тс=0,85. Если заданная форма поверхности может быть получена только при использовании специального режущего инструмента (например, фасонного резца), то К_Тс ⁼ 0,75.

Показатель технологичности  К_Тс определяется как среднее арифметическое всех частных коэффициентов (таблица 1.6).

Таблица 1.6 - Сводная ведомость режущего инструмента

Наименование инструмента	Размерная характеристика	Материал режущей части	Опе- рации	Кол.	ГОСТ
1	2	3	4	5	6
Фреза	Æ160, z = 10	Т5К10	005	2	19065-80
Зенковка	Æ40; φ=60˚	Р6М5	010	1	14953-80

 

Продолжение таблицы 1.6

1	2	3	4	5	6
Резец токарный проходной  прямой	16×10×100; φ=45˚	Т5К10	015	2	18878-73
Резец токарный подрезной  отогну- тый	10×12×60; φ=90˚	Т5К10	015	1	18880-73
Сверло	Æ39	Р6М5	020	1	-
Зенкер комбинированный	Æ40	Р6М5	020	1	-
Резец токарный проходной  прямой	16×10×100; φ=45˚	Т15К6	020	1	18878-73
Зенкер комбинированный	Æ46,7	Р6М5	020	1	-
Резец токарный подрезной  отогну- тый	10×12×60; φ=90˚	Т5К10	020	1	18880-73
Резец токарный проходной  прямой	16×10×100; φ=45˚	Т5К10	020	1	18880-73
Зенкер	Æ55	Р6М5	020	1	12489-71
Резец токарный расточной  державо-чный	16×16×80; φ=40˚	Т5К10	020	1	9795-84
Резец токарный проходной  прямой	16×10×100; φ=45˚	Т15К6	020	1	18878-73
Резец токарный проходной  прямой	20×16×120; φ=45˚	Т5К10	025	1	18878-73