1.2 Материал детали и его свойства

Деталь «шкворень» ПРТ 16.05.616-01 изготавливается из легированной конструкционной стали 40Х ГОСТ 4543 – 71.

Данную сталь часто используют для изготовления валов, шестеренок, осей, болтов, шатунов и других деталей к которым предъявляются требования повышенной твердости, износостойкости, прочности работающих при незначительных ударных нагрузках.

Сталь 40Х ГОСТ 4543 – 71 применяют для изготовления детали «шкворень», так как особенность структурных превращений в этой стали позволяет для получения требуемых свойств широко использовать все виды термической обработки.

Кроме того, после термической обработки структура имеет более мелкое зерно из-за большой прокаливаемости и меньшей критической скорости закаливания, замена углеродистой легированной стали позволяет производить закалку деталей в менее резких охладителях (масло, воздух), что уменьшает деформацию изделия и опасность образования трещин.

Вводимые в сталь легирующие элементы улучшают ее механические и химические свойства.

Таблица 1 – Химический состав стали 40Х ГОСТ 4543 – 71

В процентах

С	Si	Mn	Cr	P	S	Cu	Ni
0,41-0,49	0,17-0,37	0,50-0,80	0,80-1,10	не более
				0,035	0,0035	0,30	0,30

Таблица 2 – Механические свойства стали 40Х ГОСТ 4543 – 71

Предел прочности К2С/мм²		Стрела прогиба		НВ
Растяжение	Изгиб	600	300
25	-	10	5	170-220

1.3 Анализ технологичности конструкции детали

1.3.1 Качественный анализ на технологичность

Технологический анализ конструкции детали обеспечивает улучшение технико-экономических показателей разрабатываемого технологического процесса.

Деталь «шкворень» представляет собой тело вращения. Конструкция детали технологична по ряду следующих признаков:

• материал для изготовления детали сталь 40Х, обладает хорошими технологическими характеристиками, обеспечивающие хорошую обрабатываемость и требуемые эксплуатационные свойства.

• все поверхности обрабатываются с параметрами точности и шероховатости, которые возможно обеспечить методами механической обработки, наиболее ответственные поверхности Ø70f8; Ø85b12.

• способ получения заготовки с учетом заданного крупносерийного типа производства происходит на ГКМ.

• концентрация детали «шкворень» достаточно жесткая, так как . Это позволяет в процессе обработки детали технологическую систему СПИД использовать наиболее эффективно. При этом применяются прогрессивные высокопроизводительные режущие инструменты – фреза торцовая из твердого сплава, резцы с механическим креплением, дисковая фреза.

• все поверхности детали доступны для режущих и мерительных инструментов. На кругло шлифовальной операции применяются средства активного контроля.

• конструктивные элементы – фаски, радиусы, канавки имеют стандартную конструкцию и обеспечиваются стандартными режущими инструментами.

• возможно применение высокопроизводительного полуавтоматического оборудования и соответствующих методов обработки.

Вывод: комплексный анализ конструкции детали позволяет сделать вывод о том, что конструкция детали «шкворень» технологична по всем параметрам и характеристикам

1.3.2 Количественный анализ на технологичность

Количественная оценка детали на технологичность конструкции выполняется в соответствии с ГОСТ 4543-71.

Анализ заключается в определении коэффициентов, характеризующих технологичность конструкции детали:

• коэффициент унификации детали;

• коэффициент точности;

• коэффициент шероховатости;

• коэффициент использования материала;

Таблица 3 –Исходные данные

Наименование поверхности	Количество поверхностей Qэ	Количество унифицированных поверхностей Qуэ	Квалитет точности	Параметр шероховатости, мкм
Торцы К и П в размере 234	2	-		12,5
Наружная цилиндрическая поверхность Ø86b12	1	1	b12	6,3
Наружная цилиндрическая поверхность Ø70f8	1	1	f8	1,25
Наружная цилиндрическая поверхность Ø60h14	1	1	h14	12,5
Наружная цилиндрическая поверхность Ø110h14	1	1	h14	12,5
Резьба М60×3-6g	1	1	(6g)=h9	3,2
Лыски в размер Ø60	2	2	h 14	12,5
Фаска 2,5×45˚	1	1		12,5
R=1,5мм	1	1	h14	12,5
R=3мм	1	1	h14	12,5
R=2,5мм	1	1	h14	12,5
ИТОГО	Qэ = 14	Qy.э = 12	-	-

1. Коэффициент унификации элементов конструкции определяется по формуле:

(1)

где: Q_y.э – количество унифицированных элементов;

Q_э – общее количество элементов.

По этому показателю деталь технологична, так как 0,875 > 0,6.

2. Коэффициент точности определяется по формуле:

(2)

где А_ср – средний квалитет точности.

(3)

где, n – число поверхностей детали с точностью соответствующего квалитета;

К – соответствующий квалитет.

По данному показателю деталь технологична, так как 0,92 > 0,8.

3. Коэффициент шероховатости определяется по формуле:

(4)

где, Б_ср – средний параметр шероховатости.

(5)

где, Б_i – значение параметра шероховатости;

n_i– количество размеров, соответствующей шероховатости i-му параметру шероховатости.

По данному показателю деталь технологична, так как 0,042 < 0,32.

4. Коэффициент использования материала определяется по формуле:

(6)

где, – масса детали, кг;

– масса заготовки, кг.

По этому показателю деталь технологична, так как =0,82 0,32

Вывод: расчёты показали, что конструкция детали «шкворень» технологична по всем четырём технологическим показателям.