Перечень условных обозначений и сокращений
К.п.д. – коэффициент полезного действия,
- предел прочности, МПа,
- предел текучести, МПа,
- уровень технологичности детали по
точности обработки поверхности,
- уровень технологичности по шероховатости
поверхности,
- средняя арифметическая шероховатость
изделия,
- коэффициент использования материала,
- скорость резания, м/мин,
- общий поправочный коэффициент на
скорость резания, учитывающий фактические
условия резания.
- расчётная частота вращения шпинделя,
об/мин,
- действительная скорость резания,
м/мин,
- продольная подача, мм/мин,
- осевая сила резания, Н,
- эффективной мощности резания, кВт,
- диаметр отверстия, мм,
- крутящий момент,
,
- мощность резания, кВт.
1 Конструктивно-технологический анализ детали
Анализ рабочего чертежа
Корпус катода предназначен для крепления основного катода и подвода магнитного поля к корпусу газоразрядной камеры плазменно-ионного движителя.
Проанализировав назначение детали, видно, что деталь работает в особых условиях:
- циклические температурные нагрузки;
- повышенная сублимация материала;
- агрессивность среды;
- вибрационные нагрузки при выводе КА на заданную орбиту.
Главным условием при выборе материала является материал с хорошей электропроводностью. Особые требования точности, шероховатости и взаимности расположения, к поверхностям, которые непосредственно соприкасаются и поверхностям, где привязывается пробойное напряжение. Однако и экономические факторы так же необходимо учитывать.
Руководствуясь этим выбираем в качестве материала конструкционную сталь 20л.
1.2 Анализ материала детали
Корпус катода изготовляется из конструкционной низкоуглеродистой стали 20Л обыкновенного качества, которая имеет повышенное качество неметаллических включений. Эта сталь применяется для сварных и паяных конструкций, работающих в агрессивных средах. Она обладает высокой прочностью и способностью к пайке и свариванию.
Таблица 1.1 - Общие сведения
Заменитель |
стали: 25Л, 30Л. |
Вид поставки |
отливки ГОСТ 977-75. |
Назначение |
шаботы, арматура, фасонные отливки деталей общего машиностроения, изготовляемые методом выплавляемых моделей, детали сварнолитых конструкций и другие детали, работающие при температуре от -40 до 450 °С |
Таблица 1.2 - Механические свойства
Термообработка, состояние поставки |
Сечение, мм |
σ0,2, МПа |
σB, МПа |
σ5, % |
σ, % |
KCU, Дж/м2 |
Нормализация 880-900 °С. Отпуск 630-650 °С. |
<100 |
220 |
420 |
22 |
35 |
500 |
Таблица 1.3 - Химический состав
Химический элемент |
% |
Кремний (Si) |
0.20-0.52 |
Марганец (Mn) |
0.35-0.90 |
Медь (Cu), не более |
0.30 |
Никель (Ni), не более |
0.30 |
Сера (S), не более |
0.045 |
Углерод (C) |
0.17-0.25 |
Фосфор (P), не более |
0.04 |
Хром (Cr), не более |
0.30 |
Таблица 1.4 - Технологические свойства
Свариваемость: |
сваривается без ограничений. Способы сварки: РДС, АДС под газовой защитой, ЭШС. |
Склонность к отпуску: |
не склонна |
Обрабатываемость резанием: |
В отожженном состоянии при НВ 121-126 и σB = 390 МПа; Ku тв.спл.=1,50, Kuб.ст.=1,35. |
Таблица 1.5 - Физические свойства
Температура испытания, °С |
20 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
Модуль нормальной упругости, Е, ГПа |
201 |
196 |
188 |
183 |
173 |
165 |
152 |
132 |
120 |
|
Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа |
78 |
76 |
73 |
71 |
67 |
63 |
58 |
50 |
45 |
|
Плотность, pn, кг/см3 |
7850 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С) |
54 |
53 |
51 |
48 |
43 |
39 |
35 |
32 |
27 |
27 |
Уд. электросопрот. (p, НОм · м) |
170 |
220 |
294 |
385 |
490 |
604 |
761 |
932 |
1101 |
1139 |
Температура испытания, °С |
20- 100 |
20- 200 |
20- 300 |
20- 400 |
20- 500 |
20- 600 |
20- 700 |
20- 800 |
20- 900 |
20- 1000 |
Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С) |
12.2 |
12.7 |
13.1 |
13.5 |
13.9 |
14.4 |
14.9 |
12.6 |
12.4 |
|
Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг · °С)) |
487 |
500 |
517 |
533 |
559 |
588 |
638 |
706 |
706 |
|