Пример выполнения задания Техническое задание
Для деталей машин, вращающихся в опорах (вал-шестерня) с минимальным диаметром d = 30 мм, максимальным диаметром 2d, длиной 10d, шириной шестерни 2d и работающих при действии динамических и циклических нагрузок, требуется выбрать марку стали. Материал должен обладать прочностью 470 МПа и иметь минимальную стоимость. Производство – серийное.
Составить профиль требований к материалу. Выбрать марку материала из рекомендованных в соответствии с данной категорией прочности для поковок. Обосновать выбор марки. Найти альтернативную марку стали для отливок. Выбрать способ литья в соответствии с условиями задания. Подобрать зарубежные аналоги для выбранной марки стали.
Решение
1 Этап. Анализ условий и составление профиля требований
По условию
470
МПа находим категорию прочности для
поковок КП245 (приложение 1). Руководствуясь
требованиями КП245, в профиль требований
включаем свойства:
,
(
),
,
,
KCU,
HB.
При заданном условии 470 МПа, согласно КП245 предприятия обеспечивают поставку заготовок в термообработанном состоянии со следующими свойствами:
- ( ) не менее 245 МПа;
- не менее 22% (с учётом сечения диаметром 30 мм);
- не менее 48%;
- KCU не менее 0,49 МДж/м2;
- твёрдость HB 143 – 179 кгс/мм2 (1403 – 1756 МПа).
Чем выше значения
,
(
),
,
,
KCU,
тем выше работоспособность, следовательно,
эти показатели имеют направленность
“
”.
Значение твёрдости можно трактовать
либо как HB
143, либо 143
HB
179, либо HB
= (143 + 179) / 2 = 161 кгс/мм2
(1579 МПа), т. е. среднее значение. Поскольку
требования по твёрдости не оговорены
в условии задачи, будем считать, что
требуется материал со средним значением
твёрдости, но допустимы отклонения, как
в сторону уменьшения, так и в сторону
увеличения. Направленность свойства
твёрдости будем считать положительной.
Стоимость минимальная. Матрица профиля
требований имеет вид табл. 1.
Таблица 1
Профиль требований.
Свойство
|
|
|
|
|
KCU
|
HB
|
Т50
|
|
КС
|
Размерность |
МПа |
МПа |
% |
% |
МДж/м2 |
МПа |
°C |
МПа |
– |
Значение |
470
|
245 |
22 |
48 |
0,49 |
> =1579 < |
Min |
Max |
Min |
2 Этап. Подбор альтернатив
По условию задачи диаметр поковок равен 30 мм. По диаметру поковок и по требуемой категории прочности КП245 подбираем альтернативы, пользуясь рекомендациями приложения 2. Такими альтернативами являются стали марок 25, 30, 35, Ст5, 20Х, 15ХМ.