Глава 3. Рабочие чертежи деталей

1. Общие сведения

Деталь – это изделие, изготовленное из однородного по наименова­нию и марке материала, без применения сборочных операций. Примерами деталей являются фланец, болт, шпилька, труба, фитинг, шплинт и т.п.

Рабочий чертеж детали – графический документ, включающий в себя изображения: виды, разрезы, сечения, а также размеры и другие дан­ные (о материале, шероховатости поверхностей, технических условиях из­готовления и эксплуатации), необходимые для изготовления, ремонта и контроля детали (рис.2.2.40, рис.4.4.12).

Выполнение рабочего чертежа начинается с выбора необходимого формата листа бумаги и установления приемлемого масштаба изображе­ний. Далее осуществляют компоновку чертежа. Подготавливают рамки чертежа и основной надписи. Намечают прямоугольные окна для разме­щения необходимых изображений. При этом предусматривают дополни­тельное место для нанесения размеров около каждого изображения. В пра­вом верхнем углу листа оставляют место для нанесения шероховатости.

Надписи на чертежах в технических требованиях и таблицах выпол­няются в соответствии с ГОСТ 2.316-68. Текст, надписи и таблицы вклю­чают в чертеж, когда содержащие в них данные невозможно представить графически или условными обозначениями. Текст надписи должен распо­лагаться параллельно основной надписи чертежа. Оформляется заголовок «Технические требования». Пункты технических требований должны иметь сквозную нумерацию и группироваться в соответствии с рекоменда­циями ГОСТ 2.316-68.Надписи, относящиеся к изображению, могут со­держать не более двух строк, располагаемых над полкой линии-выноски и под ней. Линию-выноску заканчивают или точкой на изображении, или стрелкой.

Основная надпись выполняется в соответствии с ГОСТ 2.104-68 и 2.107-68 «Основные требования к рабочим чертежам». Наименование де­талей записывают в именительном падеже в единственном числе. В на­именованиях, состоящих из нескольких слов, первым записывают имя су­ществительное. Например, «Деталь техническая».

2. Нанесение обозначений материалов на рабочих чертежах деталей

Данные, характеризующие свойства материала, из которого должна быть изготовлена деталь, должны быть представлены на чертеже. В обо­значение материала включаются следующие качественные характери­стики: наименование и марка материала по ГОСТ, его химический состав, номер стандарта, механические свойства. Эти данные указываются в ос­новной надписи в графе «Материал».

Рассмотрим наиболее распространенные материалы и их обозначения на чертежах.

Серый чугун (СЧ) (ГОСТ 1412-85).

Пример обозначения: СЧ 18-36 ГОСТ 1412-85. В обозначении марки чугуна первые две цифры – предел прочности при растяжении, вторые две цифры – предел прочности при изгибе.

Ковкий чугун (КЧ) (ГОСТ 1215-79).

Пример обозначения: КЧ 35-10 ГОСТ 1215-79. В обозначении марки чугуна первые две цифры – предел прочности при растяжении, вторые две цифры – удлинение в процентах.

Сталь – это сплав железа с углеродом (до 2%) и незначительным ко­личеством добавок и примесей.

Сталь углеродистая инструментальная обозначается буквой «У» с указанием содержания углерода. Например, У8 ГОСТ 1435-90.

Сталь углеродистая обыкновенного качества обозначается: Ст, Ст.1, Ст.2, Ст.3, Ст.4, Ст.5, Ст.6. В основной надписи в графе «Материал» записывают, например: Ст3 ГОСТ 380-88.

Стали обычной прочности (низкоуглеродистые с содержанием угле­рода не более 0.25 %). В зависимости от характера застывания металла в из­ложнице – сте­пени раскисления – низкоуглеродистые стали бывают ки­пящие (кп), полуспокой­ные (пс) и спокойные (сп). Эти стали подразде­ляют на три группы: А, Б и В. К группе А относятся стали, поставляемые по механическим свойствам; к группе Б – по химическому составу и к группе В – по механиче­ским свойствам и химическому составу одновре­менно. Для металлических конструкций применяют сталь, постав­ляемую по группе В. Для строительных конструкций применяются низкоуглероди­стые стали шести категорий, отли­чающиеся характеристиками удельной ударной вязкости. Марки сталей обо­значают индексами, указывающими порядковый номер стали, группу, степень раскисления и категорию. На­пример, в марке стали ВСт3сп5 буква В указы­вает группу, Ст – сталь, цифра 3 – порядковый номер (среднее со­держание уг­лерода в десятых до­лях процента, т.е.0.3 %); индекс – спокойная; цифра 5 – категория по­ставки. В последнее время для строительных конструкций ши­роко приме­няют низкоуглеродистые стали марок С255(18сп), С245(18пс), С235(18кп) (ГОСТ 23570-79, ГОСТ 27772-88), которые поставляют по группе В. Цифра 18 в обозначении марки указывает содержание углерода в сотых до­лях процента, ин­дексы – степени раскисления.

Сталь конструкционная углеродистая качественная (ГОСТ 1050-88). В обозначение этой марки стали входят двухзначные числа, по­казывающие содержание углерода в сотых долях процента: 0,5кп (кипя­щая); 0,8 и 0,8кп; 10, 10 кп; 15, 15 кп; 20, 20 кп; 25, 25 кп; 30, 30 кп; 35, 35 кп; 40, 40 кп и т.д.

Сталь конструкционная легированная (ГОСТ 4543-71). Применя­ется для изготовления деталей машин, к которым предъявляются требова­ния повышенной прочности, износостойкости, жаропрочности, сопротив­ления коррозии и т.д. Имеется 19 марок легированных сталей. Наиболее распространенные: хромистые – 20Х, 30Х; хромованадиевые – 20ХФ; хро­момарганцовистые – 35ХГ2; хромоникелевые – 20ХН, 40ХН.

В марке стали двузначные числа слева указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента, а буквы справа от цифр – процентное со­держание соответствующего элемента.

Стали повышенной и высокой прочности (низколегированные) изго­тавливают посредством легирования (введения добавок других элемен­тов) и термиче­ской обработки – нормализации (нагрева с последующим охла­ждением на воз­духе). При термической обработке сталь изменяет свою структуру, получив мелко­зернистое строение и благодаря этому сущест­венно повышаются ее прочностные характеристики. Низколегированные стали до­роже углеродистых, но их более вы­сокие прочностные характери­стики дают возможность снизить массу конструкции и в итоге общую стоимость. В обо­значении марки легированной стали двузначное число слева указывает сред­нее содержание углерода в сотых долях процента; бу­ква справа от цифр обо­значает: Х – хром, Г – марганец, Н – никель, В – вольфрам, М – молибден, Ф – ванадий, Ю – алюминий, Р – бор, Т – ти­тан, С – кремний. Цифры по­сле пере­численных букв указывают примерное процентное содержание соответст­вую­щего легирующего элемента в целых единицах, а при отсутствии цифр сле­дует понимать, что содержание леги­рующего элемента равно примерно 2 %.

Марки вы­сококачественной стали имеют в конце обозначения букву А. Примеры условного обозначения легированной стали:

Сталь 45Х ГОСТ 4543-71 – сталь легированная конструкционная;

Сталь У12 ГОСТ 1435-90 – сталь инструментальная углеродистая.

Латунь (ГОСТ 15527-70 и 17711-80). Сплав меди с цинком применя­ется для деталей арматуры подшипников, втулок, нажимных гаек и т.д. Пример обозначения: ЛАЖМц66-6-3-2 ГОСТ 17711-80, где Л – латунь, А – алюминий, Ж – железо, Мц – марганец. Число «66» указывает процент­ное содержание меди; «6» – алюминия; «3» – железа; «2» – марганца, ос­тальное – цинк.

Латунь ЛА67-2,5 ГОСТ 17711-80 (67% – медь, 2,5% – алюминий).

Латунь ЛМц 58-1 ГОСТ 17711-80 (58% – медь, 1% – марганец).

Первые две цифры означают процентное содержание меди, а осталь­ные – процентное соотношение компонентов (А – алюминий; Ж – железо; Мц – марганец и др.).

Алюминиевые сплавы АЛ, АК, Д1, Д6, Д7 записываются в основной надписи:

АЛ 4 ГОСТ 2685-75; 4 – номер силумина; АК 2 ГОСТ 4784-74; дуралюмин Д6 ГОСТ 13722-68

Дуралюмин – сплав алюминия с магнием и медью. Для сплавов из ли­тья после начальной буквы А ставится буква Л. Для сплавов, предназна­ченных для проката и штамповки ставится буква К.

Силумин ГОСТ 1583-93, ГОСТ 11069-2001, ГОСТ 4784-97, ГОСТ 295-98: Ак5м2, Ак5м2п, Ак7, Ак9м2, Ак9, Ак12, Ак12пч, АД-31 марок АК5М2, АК7, АК9М2, АК9, АК12. Силумин – сплав алюминия с крем­нием. Применяется для изготовления деталей сложной формы: карбюрато­ров, двигателей и поршней. Легкий литейный слав: алюминий Al – основа, кремний Si – от 13% до 26% и некоторые другие элементы (Cu, Mn, Mg, Zn, Ti, Be). Все металлы имеют единое условное графическое обозначение – штриховку – на изображениях в разрезах и сечениях согласно ГОСТ 2.306-68.

Рис 3.2.1. Изделия из силумина

Материалы, характеризуемые сортаментами

Геометрические характеристики (размеры) листов и профилей должны со­ответствовать сортаменту. Сортамент – это государственный стан­дарт на форму, размеры и условия поставки проката, изготавливаемого метал­лургическими заво­дами [7, 13].

Прокат – изделия, изготавливаемые на металлурги­ческих заводах по­средст­вом «прокатывания» раскаленного металла в поступа­тельном на­правлении с опре­деленной скоростью через фасонные отверстия (валики). Название отдельных ви­дов стального проката определяется его про­филем.

Профиль – это форма сечения. Наиболее распространенными видами проката являются: уголки равнобокие (рав­нополочные), неравнобокие (не­рав­нополочные), тавровые и двутавровые балки, швеллеры, рельсы, бульбы и др. На рис.3.2.2 показаны наглядные изображения неко­торых про­катных профилей и приведены их условные обозначения.

Стальные конструкции большинства промышленных и гражданских зданий (стропильные фермы, колонны, балки, лестницы, блоки, фонари) из­готавливаются, в основном, из фасонного проката (уголки, двутавры, швел­леры, трубы, рельсы) и листовой стали (фасонки, косынки). Листы и профили поставляют партиями с со­проводительным документом, удосто­веряющим ка­чество продукции (сертифика­том), в котором указываются марка стали по ГОСТ, номера плавки и партии, гаран­тируемые механиче­ские характеристики металла, и его химический состав.

Для деталей, изготовленных из материала определенного профиля и размера (проволока, лист, лента, трубы и т.п.), должны указываться:

а) наименование материала;

б) обозначение (марка, типоразмер, состояние поставки и др.) сорто­вого материала;

в) ГОСТ сортамента;

марка материала.

Примеры обозначений:

10х70 ГОСТ 103-76

Полоса ▬ ────────── ^.

Ст.3 ГОСТ 535-79

Это обозначение расшифровывается так: в числителе – толщина 10 мм, ширина 70 мм, сортамент по ГОСТ 103-76, в знаменателе – сталь СТ3, поставляемая по техническим требованиям ГОСТ 535-79.

Проволока 2.2 – 10 ГОСТ 17305 – 71.

Это обозначение расшифровывается так: 2,2 – диаметр проволоки, сталь марки 10, по сортаменту ГОСТ 17305-71.

Труба 100-5000 ГОСТ 3262-75.

Это обозначение расшифровывается так: 2,2 – диаметр проволоки, сталь марки 10, по сортаменту ГОСТ 17305-71.

Б63х40х4 ГОСТ 8510-72

Уголок └ ───────────── ^.

Ст.3 ГОСТ 535-79

Это обозначение расшифровывается так: угловая неравнополочная сталь размером 63х40х4 мм по ГОСТ 8510-72, марки стали СТ3 по ГОСТ 380-71, обычной точности прокатки (Б), поставляемой по техническим требованиям ГОСТ 535-79.

Применение неметаллических материалов как заменителей металлосплавов имеет все возрастающее значение. Весьма эффективным оказались и металлопо­лимерные ма­териалы – пла­стмассы с ар­мированием и металлосплавами.

пластмассы (ГОСТ 5689-79)

а) волокнит ВЛ-2 ГОСТ 5689-79;

б) текстолит конструкционный ПТ-3 ГОСТ 5-78;

г) резина листовая техническая ГОСТ 7338-90;

д) винипласт листовой ГОСТ 9639-71;

е) полиэтилен ГОСТ 16338-85;

ж) фторопласт ГОСТ 14906-77;

Все неметаллические материалы на чертежах обозначаются штриховкой «в клетку, внахлёст».

б) в) г) д) а)

Рис. 3.2.2. Стандартные профили прокатной стали: