1 Назначение и технологические требования к конструкции изготавливаемой детали.
Сту́пица — центральная часть вращающейся детали (маховика, шкива, зубчатого колеса и т. д.), имеющая отверстие для посадки на вал или ось. Отверстие ступицы обычно имеет шпоночный паз или шлицевый профиль для передачи крутящего момента.
Поверхности Ø30 определяют положение вала в механизме, следовательно они являются основными, должны быть выполнены по седьмому квалитету, шероховатость Ra = 1,25.
Поверхности Ø 85 являются вспомогательными. Выполняются по шестому квалитету, Ra = 1,25.
Поверхности шпоночного паза 3,3 и 6 является служебной. Выполняются по девятому квалитету, Ra =2,5.
Поверхности Ø135, и Ø70 служат для соединения основных и вспомогательных поверхностей и являются свободными. Выполняются по 14-му квалитету, Ra = 20.
1.1 Химический состав, физико-механические и технологические свойства материала.
Таблица 1 - Химический состав в % СЧ 25
C |
Si |
Mn |
S |
P |
Fe |
3,2-3,4 |
1,4-2,2 |
0,7-1,0 |
до 0,15 |
до 0,2 |
не менее 93 |
Таблица 2 – технические свойства СЧ 25
Ковкость |
Литейные свойства |
Свариваемость |
Обработка резанием |
− |
высокие |
низкая |
высокая |
1.2 Выбор термической обработки.
На рисунке 1 представлена схема проведения термической обработки детали типа «ступица», изготовленной из СЧ 25.
Рисунок 1 – Диаграмма железо – углерод с обозначением на ней СЧ 25 и схема проведения термической обработки.
Отливки из чугуна подвергают следующим видам термической обработки.Низкотемпературный отжиг. Чтобы снять внутренние напряжения и стабилизовать размеры чугунных отливок из серого чугуна, применяют естественное старение или низкотемпературный отжиг.
Более старым способом является естественное старение, при котором отливка после полного охлаждения претерпевает длительное вылеживание — от 3—5 месяцев до нескольких лет. Естественное старение применяют в том случае, когда нет требуемого оборудования для отжига. Этот способ в настоящее время почти не применяют; производят главным образом низкотемпературный отжиг. Для этого отливки после полного затвердевания укладывают в холодную печь (или печь с температурой 100—200° С) и вместе с ней медленно, со скоростью 75—100° С в час нагревают до 450— 500° С, при этой температуре их выдерживают 2—5 часов и охлаждают до 200° С со скоростью 30—50° в час, а затем на воздухе.
После термообработки сталь имеет следующие механические свойства: σ0,2 = 270 МПа; σв = 250 МПа; твердость равна 255 HB.
1.3 Определение массы детали и заготовки.
На рисунке 2 представлена деталь и заготовка типа «ступица», разбитая на элементарные части для подсчета ее объема.
Рисунок 2 – Ступица разбитый на элементарные части для более удобного расчета его объема.
Массу детали рассчитаем по формуле:
где V – объем ступицы;
ρ – плотность чугуна.
Для начала определим объем ступицы:
Для СЧ 25 ρ = 7200 кг/м3.
Определяем массу заготовки по аналогичной схеме:
Коэффициент использования материалов кисп=2,014/4,68=0,43