2. Материал детали и его свойства

Данная деталь (вал) изготовлена из материала сталь 50 (ГОСТ 1050– 74). Это конструкционная сталь с содержанием углерода 0,50 %.

По требованиям к испытанию механических свойств стали делят на категории 1, 2, 3, 4 и 5. Категорию стали указывают в заказе; при отсутствии указаний поставляют сталь 2-й категории.

Сталь 50

Стали, схожие по свойствам: сталь 45, 50Г, 50Г2, 55.

Вид поставки — сортовой прокат, в том числе фасонный: калиброванный пруток ГОСТ 10702—78, ГОСТ 7417—75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560—78.

Назначение — после нормализации с отпуском и закалки с отпуском — зубчатые колеса, прокатные валки, штоки, тяжелонагруженные валы, оси, бандажи, малонагруженные пружины и рессоры, лемехи, пальцы звеньев гусениц, муфты сцепления коробок передач, корпуса форсунок и другие детали, работающие на трение.

Таблица 1 – Химический состав, % (ГОСТ 1050–74)

C	Si	Mn	Cr	S	P	Cu	Ni	As
			не более
0,47-0,55	0,17-0,37	0,50-0,80	0,25	0,040	0,035	0,25	0,25	0,08

Таблица 2 – Ударная вязкость KCU. Дж/см²

Температура, ºС				Термообработка
+20	-20	-50	-60
78 49	66 -	51 -	- 37	Закалка 850ºС, вода. Отпуск 600 ºС Закалка 850ºС, масло. Отпуск 450 ºС

Таблица 3 – Механические свойства поковок (ГОСТ 8479–70)

Термообработка	Сечение, мм	КП	σ0,2	σВ	δ5		Ψ	KCU, Дж/см2	НВ, не более
			МПа		%
			не менее
Нормализация	100–300 До 100	275 315	275 315	530 570		17 17	38 38	34 39	156–197 167–207

Таблица 4 – Предел выносливости

σ-1, МПа	τ-1, МПа	Термообработка
421 при n=106 279 468	– 167 –	Закалка 785ºС, масло. Отпуск 425ºС, σВ=840МПа Нормализация 850ºС. Отпуск 630ºС Закалка 785ºС. Масло. Отпуск 315ºС, σ0,2=560МПа, σВ=870МПа

Технологические свойства

Температура ковки – начала 1250 ⁰C, конца 700 ⁰C. Сечениядо 400 мм охлаждаются на воздухе.

Свариваемость – трудносвариваемая. Способы сварки – РДС и КТС. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка.

Обрабатываемость резанием – в горячекатаном состоянии при НВ 196-202 и σ_В = 640МПа К_{v б. ст.}.= 0,7.

Флокеночувствительность – малочувствительна.

Склонность к отпускной хрупкости – не склонна.

3. Анализ технологичности детали

Под технологичностью конструкции понимается совокупность ее свойств, обеспечивающих в заданных условиях производства и эксплуатации оптимальные затраты труда, средств, материалов и времени при технической подготовке производства, изготовлении, эксплуатации и ремонте с обеспечением установленных показателей качества.

При отработке на технологичность конструкции детали необходимо производить оценку в процессе её конструирования.

Требования к технологичности конструкции детали и сферы проявления эффекта при их выполнении, следующие:

– конструкция детали должна состоять из стандартных и унифицированных конструктивных заготовок или заготовок, полученных рациональным способом;

– детали должны изготавливаться из стандартных и унифицированных заготовок или заготовок, полученных рациональным способом;

– размеры и поверхности детали должны иметь соответственно оптимальные степень точности и шероховатость;

– физико-химические и механические свойства материала, жесткость детали, её форма и размеры должны соответствовать требованиям технологии изготовления;

– показатели базовой поверхности детали должны обеспечивать точность установки, обработки и контроля;

– конструкция детали должна обеспечивать возможность применения типовых и стандартных технологических процессов её изготовления.

Оценка технологичности конструкции может быть качественной и количественной.

Технологический анализ детали обеспечивает улучшение технико-экономических показателей разрабатываемого технологического процесса. Поэтому технологический анализ – один из важнейших этапов технологической разработки, в том числе и курсового проектирования.

Сделав анализ технологических требований к детали, мы пришли к выводу, что основными поверхностями, к которым предъявляются повышенные требования по точности изготовления, являются наружные цилиндрические поверхности. Они должны обрабатываться по 6-му квалитету точности. Остальные поверхности по 12-му квалитету точности. Конструкция детали на технологичность должна обрабатываться с учетом технологичности исходной заготовки, применяемых технологических методов обработки с учетом технологичности сборочной единицы, в которую эта деталь входит как основная часть. В конструкции данной детали используются унифицированные элементы, способствующие применению прогрессивных технологических процессов и стандартного или нормализованного режущего инструмента и приспособлений. Геометрическая форма и размеры детали обеспечивают необходимую ее жесткость, поэтому при механической обработке мы получили минимальную деформацию от силы резания и силы зажима. Поверхности детали должны иметь оптимальные показатели, как точность и шероховатость. Повышенные требования к точности и шероховатости повышают себестоимость детали. У данной детали наружные цилиндрические поверхности, по которым она соединяется с другими деталями, имеет высокий класс точности и чистоту поверхности. Деталь имеет удобную базу, гарантирующую надежную установку заготовки при обработке.