1 Анализ конструкции детали

Анализ проводится двумя методами: качественным, который основывается на личном опыте производящего анализ и количественным, который основывается на сравнении расчетных показателей с допустимыми.

1.1 Качественный анализ

Деталь «Полумуфта» представляет собой тело вращения классической формы. Наибольший диаметр – 100 мм, наименьший – 18 мм, т.к. соотношение L/D_ср<<10 (0,18), то деталь жесткая.

Деталь МП8-1500.110.405.00 изготавливается из стали 45 ГОСТ 4543-71. Данная сталь применяется для изготовления деталей, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и повышенной износоустойчивости: зубчатые колеса, валы, оси и др. Химический состав и механические свойства стали приведены в таблицах 1.1 и 1.2.

Таблица 1.1 – Химический состав стали 45 в процентах

Углерод	Кремний	Марганец	Хром	Сера	Фосфор	Медь	Никель	Азот
			не более
0,42-0,5	0,17-0,37	0,50-0,80	0,25	0,04	0,035	0,3	0,3	0,008

Таблица 1.2 – Механические свойства стали 40Х (закалка 850⁰(масло) + отпуск 500⁰(вода))

Предел прочности при растяжении, В МПа	Твердость, НВ	Относительное удлинение после разрыва,  %	Относительное сужение после разрыва,  %
800 (610 - после нормализации)	220 (229-после нормализации )	13	48

Код группы материала – 01.02.02

Свариваемость – плохая.

Склонность к отпускной хрупкости – не склонна.

Температура ковки – 1250 …780⁰С.

Хорошая обрабатываемость стали 45 давлением, простые геометрические формы детали позволяют получать заготовку детали штамповкой на КГШП в подкладном штампе с точностью Т4. Это в свою очередь позволяет получить заготовку с формами максимально приближенными к формам готовой детали и с минимальными припусками на механическую обработку (см. раздел 5), что позволит снизить ее себестоимость. По этому показателю конструкция детали технологична.

Деталь подвергается т.о.: отжиг – на стадии получения заготовки для снятия внутренних напряжений и улучшения структуры металла до твердости НВ 179…229; закалка зубчатого венца нагревом ТВЧ с глубиной закаленного слоя 1,8…2,2 мм 47…52 HRC для повышения их прочности и износостойкости. Закалка производится после нарезания зубьев перед обкаточной операцией и разрывает технологический процесс, повышая тем самым его длительность, и как следствие увеличение себестоимости механической обработки. По этому показателю конструкция детали нетехнологична.

В качестве конструкторских баз используются цилиндрическое отверстие диаметром 280 мм и прилегающий к нему левый торец, поэтому к ним предъявляются повышенные технические требования, а это в свою очередь предопределяет необходимость их обработки за один установ. Данное условие можно выполнить, так как конструкция детали позволяет соблюсти принципы постоянства, совпадения и сменности баз: на первой операции в качестве чернового комплекта баз можно использовать эти же базы для подготовки чистового комплекта баз. В качестве технологических чистовых баз можно использовать наружный диаметр 816 мм и прилегающий к нему торец. Они устойчивы, обеспечивают простоту конструкции используемых приспособлений (трехкулачковый самоцентрирующийся патрон), точность их взаимного расположения , что в свою очередь обеспечивает выполнение технических требований к детали. По этому показателю конструкция детали технологична.

Так как конструкция детали образована телами вращения, то для их обработки могут быть использованы обычные методы обработки: точение, шлифование, сверление, фрезерование.

Самая точная поверхность имеет точность по 7 квалитету, шероховатость по Rа 2,5 мкм. Эта точность и шероховатость являются экономически достижимыми шлифованием, тонким растачиванием.

Хорошая обрабатываемость материала резанием, наличие канавок для выхода режущего инструмента позволяет вести обработку на проход с повышенными режимами резания.

Не технологичным являются:

- Зубчатый венец, т.к. для его обработки требуется специальный инструмент и специализированное оборудование, при этом необходимо нарезать зубья за две операции, повысить их технологичность можно путем применения методов пластической деформации при их обработке, что позволит увеличить производительность до 10 раз по сравнению с фрезерованием;

- Центральное отверстие диаметром 280Н7, так как невозможна обработка на проход и необходимо снижение режимов резания;

- Кольцевой паз на правом торце имеет прямоугольное сечение без скруглений и большой глубины, что предполагает применение инструмента с небольшим радиусом при вершине режущей пластины и большим вылетом, что снижает его жесткость с вытекающими отсюда последствиями;

- Ступица диаметром 720 мм не имеет плавного перехода к диаметру 816 мм недостатки те же, что и у кольцевого паза.

- Несоответствие допуска на расположение (торцевое биение) левого торца относительно оси отверстия диаметром 280 мм равным 0,1 мм квалитету точности на размер 148 мм – мм. Данный допуск на расположение соответствует десятому квалитету точности. Поэтому назначаем допуск на размер 148 мм по десятому квалитету.