Практическое занятие №1
Деталь «АО334-22-422 Вал» (рисунок 1) изготавливается из конструкционной легированной стали 40ХН2МА ГОСТ 4543-71. Область применения: коленчатые валы, шатуны, крышки шатунов, зубчатые колеса, клапаны, шпильки, муфты и другие детали в автомобилестроении и станкостроении. Сталь типа 40ХН2МА ГОСТ 4543-71 теплоустойчива до + 450 С°.
Для такой стали рекомендована термическая обработка, оптимальная температура 500 – 550 С°, обеспечивающая наибольшее пределы прочности и текучести без существенного снижения относительного удлинения и ударной вязкости. Режим термической обработки: аустинизация при 1150 С°, подсуживание на воздухе до температуры деформации, выдержка в печи до температуры деформации 20 мин., прокатка с обжатием 50 %, охлаждение в масле, отпуск при 200 С°,4 ч. Данная сталь имеет большую прокаливаемость.
Основные технологические свойства:
- флокеночувствительность – чувствительна;
- свариваемость – трудносвариваемая;
- склонность к отпускной хрупкости – не склонна.
Основные данные по химическому составу приведены в таблице 1.1;.
Таблица 1.1 – Химический состав стали 40ХН2МА ГОСТ 4543-71
| С | Si | Mn | Cr | Ni | Мо | Р | S | Cu |
| не более | ||||||||
| 0,37-0,44 | 0,17-0,37 | 0,5-0,8 | 0,6-0,9 | 1,25-1,65 | 0,15-0,25 | 0,035 | 0,3 |
Оптимизируя выбор метода и способа получения заготовки, можно не только снизить затраты на ее изготовление, но и значительно сократить трудоемкость механической обработки.
Метод и способ их изготовления для конкретной детали определяются такими показателями, как (2):
- материал;
- конструктивная форма;
- серийность производства;
- масса заготовки.
Материал является одним из важных признаков, определяющих метод получения заготовок. Наиболее широко используемые материалы объединены в 7 групп. Код группы материала, указанного на чертеже, присваивают по таблице 1.
Таблица 1 – Классификация материалов по группам
| Вид материала | Код группы |
| Стали углеродистые литейные | |
| Чугуны | |
| Цветные литейные сплавы | |
| Высоколегированные стали и сплавы | |
| Углеродистые стали | |
| Легированные стали | |
| Цветные прокатанные материалы |
Конструктивные формы деталей общего машиностроения делятся на 14 признаков. Соответствующий код выбирается на основе сравнения реальной детали с описанием типовых деталей, представленных в таблице 2. В таблице 2 обозначены: D – максимальный диаметр детали250мм, L – максимальная длина детали.
Таблица 2 – Конструктивная форма детали
| Основные признаки детали | Код | ||
| Валы гладкие круглого или квадратного сечения | |||
| Валы круглого сечения с одним уступом или фланцем, с буртом или выемкой без центрального отверстия | |||
| Детали с цилиндрической, конической, криволинейной и комбинированными формами поверхностей без центрального отверстия и с отверстием, длиной L ≤ 0,5D | |||
| То же, 0,5D < L ≤ 2D | |||
| То же, L > 2D | |||
| Детали с цилиндрической, конусной, криволинейными поверхностями, с гладкой или ступенчатой наружной поверхностью со сквозным или глухим гладким или ступенчатым отверстием | |||
| Детали круглые в плане или близкие к этой форме, имеющие гладкую или ступенчатую наружную цилиндрическую поверхность с одно- или двусторонними уступами и ступицами, с центральным отверстием или без него при 0,5D < L ≤ 2D | |||
| Детали сложной пространственной формы | |||
| Детали с удлиненной, прямолинейной, изогнутой осью и пересекающимися главными осями | |||
| Корпусные детали, имеющие сочетание призматической, цилиндрической и других форм наружной и поверхности с наличием базовых отверстий и установочных плоскостей, с полостью и без неё, имеющие на поверхности ребра, углубления, выступы, бобышки и отверстия | |||
Детали с призматической, цилиндрической или с сочетанием криволинейной или призматической форм наружных поверхностей с
| |||
| Коробчатые разъемные корпуса с установочной параллельной или перпендикулярной поверхностью относительно плоскости разъема, имеющие одну и более базовых поверхностей, а также ребра, углубления, выступы | |||
| Детали простой конфигурации, ограниченные гладкими и ступенчатыми, плоскими, цилиндрическими и комбинированными поверхностями с наличием ребер, буртов, бобышек, фланцев и отверстий | |||
| Тонкостенные полые детали с цилиндрической, конической и комбинированными формами наружной поверхности и детали типа дисков и крышек |
Чтобы найти серийность производства, необходимо знать массу детали (согласно чертежу) и задаться определенной программой выпуска. Код серийности определяется по таблице 3.
Таблица 3 – Определение серийности производства заготовок
| Вид заготовки | Программа выпуска при массе детали, кг | Код серийности | ||
| 1 000 | ||||
| Штамповка, поковка | ||||
| 2 500 | 1 000 | |||
| 3 500 | 1 000 | |||
| Прокат | ||||
| 1 000 | ||||
| 3 500 | 1 000 | 3,4 | ||
| Отливка | 2 000 | |||
| 12 000 | 4 000 | 1 500 | ||
| 30 000 | 8 000 | 7 000 | 3,4 |
По массе заготовки сгруппированы в 8 интервалов, которые выбираются по таблицам 4 и 5.
Таблица 4 - Диапазоны отливок, поковок и штамповок по массе
| Масса, кг | Номер диапазона | Масса, кг | Номер диапазона |
| До 0,63 | 10,0 – 63 | ||
| 0,63 – 1,6 | 63 – 100 | ||
| 1,6 – 4,0 | 100 – 400 | ||
| 4,0 – 10,0 | Свыше 400 |
Таблица 5 – Диапазоны диаметров проката
| Диаметр, мм | Номер диапазона | Диаметр, мм | Номер диапазона |
| До 5 | 100 – 140 | ||
| 5 – 30 | 140 – 210 | ||
| 30 – 50 | 210 – 250 | ||
| 50 – 100 | Свыше 250 |
Для удобства использования в работе выбор возможных вариантов наиболее часто применяемых способов получения заготовок в машиностроении их кодируют в интервале от 1 до 11, которые представлены в таблице 6.
Таблица 6 – Способы изготовления заготовок и рекомендуемый коэффициент весовой точности Кв.т .
| Способ производства заготовок | Код | Коэффициент Кв.т. |
| Литье в песчано-глинистые формы | 0,7 | |
| Центробежное литье | 0,85 | |
| Литье под давлением | 0,91 | |
| Литье в кокиль | 0,8 | |
| Литье в оболочковые формы | 0,9 | |
| Литье по выплавляемым моделям | 0,91 | |
| Штамповка на молотах и прессах | 0,8 | |
| Штамповка на горизонтально-ковочных машинах | 0,85 | |
| Свободная ковка | 0,6 | |
| Прокат | 0,4 | |
| Сварные заготовки | 0,95 |
Таким образом, определив коды по каждому из четырех факторов, составим последовательность возможных видов и способов получения заготовок для данной детали согласно таблице 7.
1. По коду материала детали находим соответствующие строки таблицы.
2. По коду серийности производства уточняем место строки внутри соответствующего материала.
3. Код конструктивной формы определяет окончательное место строки данных в соответствующем коде серийности.
4. Код массы детали уточняет горизонталь в строке нужного кода формы детали, которая указывает перечень кодов вида заготовок.
Таблица 7 – Выбор возможных видов и способов изготовления заготовок
| Код признака | ||||
| Материал | Серийность | Конструктивная форма | Масса детали | Вид заготовки (способ изготовления) |
| 1…3 | - | 1…6 | ||
| 2…4 | 1…6 | 1, 4…6 | ||
| 1, 4, 5 | ||||
| 1, 4, 5 | ||||
| 1…6 | 1, 4…6 | |||
| 1, 4, 5 | ||||
| 1, 4 | ||||
| 3,4 | 1…6 | 1, 2, 4..6 | ||
| 1, 4, 5 | ||||
| 1, 2, 4 | ||||
| 1…6 | 1…6 | |||
| 1, 2, 4, 5 | ||||
| 1, 2, 4 | ||||
| 1…6 | 1, 2, 4…6 | |||
| 1, 2, 4, 5 | ||||
| 1, 2, 4 | ||||
| 1…6 | 1…6 | |||
| 1, 2, 4 | ||||
| 1, 4, 6 | ||||
| 8,9 | 1…6 | 1, 4…6 | ||
| 1, 4, 5 | ||||
| 1, 4 | ||||
| 1…6 | 1, 3…6 | |||
| 1, 4, 5 | ||||
| 1, 4 | ||||
| 11, 12 | 1…6 | 1, 3…6, 11 | ||
| 1, 4, 5, 11 | ||||
| 1, 4, 11 | ||||
| 1…6 | 1…6 | |||
| 1, 2, 4, 5 | ||||
| 1, 2, 4 | ||||
| 1…8 | 1, 2, 11 | |||
| 4…7 | 1…7 | 1…8 | 9, 10 | |
| 9, 10 | ||||
| 10…12 | ||||
| 13, 14 | 9, 11 | |||
| 2…4 | 1…8 | 9, 10 | ||
| 2…7 | 7…10 | |||
| 7, 9 | ||||
| 7…9 | ||||
| 10…12 | ||||
| 13, 14 | 7, 11 |
Коды вида заготовок с указанием конкретных способов изготовления расшифровываются согласно таблице 6. Это рекомендательная операция для данной детали на первом этапе решения поставленной задачи.
Определить возможные виды и способы получения заготовок для детали «АО334-22-422 Вал» - (рисунок 1). Годовая программа выпуска 5 шт. Материал детали – стали 40ХН2МА ГОСТ 4543-71. Масса детали 189 кг.
Решение.
1. Определяем четыре основных показателя детали:
материал – сталь 40ХН2МА ГОСТ 4543-71, по таблице 1 для данной марки стали определяем код – 6;
серийность производства по таблице 3: при массе поковки до 1000 кг, и программе выпуска до 60 шт., определяем код – 1;
конструктивная форма – по таблице 2: по основным признакам детали в соответствии с чертежом, определяем код – 6;
масса заготовки – по таблице 4: для массы свыше 400 кг соответствует код – 8.
2. Выбираем возможные виды и способы получения заготовок для данной детали, учитывая определенные выше коды четырех основных показателей детали:
код материала – 6;
код серийности – 1;
код конструктивной формы - 6;
код массы – 8.
По таблице 7 по определенным ранее кодам 6-1-6-8 из графы таблицы «Вид заготовки» выписываем рекомендуемые коды видов: 9, 10.
Используя таблицу 6 расшифровываем вычисляемые коды видов заготовок:
9 – свободная ковка;
10 – прокат.
Рисунок 1. Деталь «АО334-22-422 ВАЛ»