7. Выбор вида, способа получения и формы исходной заготовки.

Выбор вида заготовки (прутков круглого, шестигранного или квадратного сечений, поковки, отливки и т. д.) зависит от конструктивных особенностей деталей. Например, болт с шестигранной головкой целесообразно изготовливать из шестигранного прутка, а не из круглого.

Заготовка должна иметь несколько большие размеры, чем обработанная деталь, т. е. предусматривается слой металла, снимаемый при механической обработке. Этот слой металла носит название припуска на обработку.

Величина припуска должна быть наименьшей, но при этом обеспечивать получение годной детали, т. е. заготовка по форме и размерам должна приближаться к форме и размерам готовой детали.

Главным при выборе заготовки является обеспечение заданного качества готовой детали при ее минимальной себестоимости. Себестоимость детали определяется суммированием себестоимости заготовки по калькуляции заготовительного цеха и себестоимости ее последующей обработки до достижения заданных требований качества по чертежу.

Технологические процессы получения заготовок определяются технологическими свойствами материала, конструктивными формами и размерами детали и программой выпуска.

В действующем производстве учитываются возможности заготовительных цехов; оказывают влияние плановые сроки подготовки производства (проектные работы, изготовление штампов, моделей, пресс-форм).

Выбор способов получения заготовки определяется технологическими свойствами металла, т. е. его литейными свойствами или способностью претерпевать пластические деформации при обработке давлением, а также структурными изменениями материала, получаемыми в результате применения того или другого метода выполнения заготовки (расположение волокон в поковках, величина зерна в отливках и т. д.). Способ получения заготовки определяется назначением и конструкцией деталей машин, материалом, требованиями к точности и чистоте поверхности. Учитываются при этом и тип производства, и экономическая целесообразность.

Основными факторами, влияющими на решения, принимаемые при выборе исходной заготовки и метода ее получения, являются: конструкция детали, материал, служебное назначение, технические требования, программы выпуска в год (Nг) и по неизменным чертежам (Nн.ч.); тип производства, вид и форма организации производства, стоимость материала (полуфабриката), себестоимость исходной заготовки,

получаемой тем или иным методом; расход материала, себестоимость изготовления детали из исходной заготовки.

Выбор исходной заготовки и метода ее получения должен обеспечивать минимальную себестоимость детали. Исходная заготовка – заготовка перед первой технологической операцией механической обработки.

8. Место термической и химико- термической обработки в технологическом процессе изготовления детали.

Большинство ответственных деталей машин, механизмов испытывают в процессе работы повышенные, высокие механические нагрузки. Такие детали требуют упрочняющей термической обработки на заданную твердость. Твердость указывается непосредственно на чертеже детали. Иногда наоборот деталь должна быть не столько прочной, сколько пластичной, относительно "мягкой", в таком случае назначается смягчающая термическая обработка.

Упрочняющие обработки:

- закалка и последующий отпуск;

- поверхностная закалка ТВЧ;

- цементация с последующей закалкой и отпуском;

- азотирование.

Смягчающие обработки:

- отжиг;

- высокий отпуск (650...7000 С).

Упрочняющие обработки, повышая твердости и прочность стали, затрудняют их механическую обработку. Поэтому, как правило, твердые поверхности заготовок не обрабатываются режущим инструментом, если твердость их HRc ≥ 40 ед. ( НВ ≥ 400 ед.).

В тоже время "мягкие" стали (HRc ≤ 24 ед.), сплавы хорошо обрабатываются режущим инструментом, но их не следует подвергать шлифованию.

Таким образом, при разработке технологических процессов изготовления деталей максимальное количество операций резания следует осуществлять на заготовках, имеющих малую твердость.

Следует иметь в виду, что такие операции как отжиг, закалка, цементация вызывают окисление и обезуглероживание поверхностей детали. Поэтому данные дефекты следует удалять, если чертеж предусматривает качественные поверхности детали (на это указывает знак обработки - шероховатость соответствующих поверхностей).

Таким образом, от места термической обработки в технологическом процессе зависит:

- производительность обработки, т.е. основное технологическое время, которое должно быть минимальным;

- износ и стойкость инструмента;

- трудозатраты и стоимость обработки каждой детали, партии деталей, изделия в целом.

Твердость стали связана с ее прочностью соотношением:

σв МПа = 3,3 НВ = 33 HRc

Твердость относительно легко контролировать на готовых изделиях, именно поэтому данная характеристика свойств металла широко распространена.

Стали, содержащие ≤ 0,25 % С закалку не воспринимают, однако, они подвергаются химико-термической обработке, например, цементации. К таким сталям относятся: сталь 20 (ГОСТ 2590-71); сталь 20ХН (ГОСТ 4543-71); сталь 12ХН3А (ГОСТ 4543-71), а также их аналоги. Цементация проводится при нагреве на 930 0С в специальных цементационных печах. Насыщение поверхности углеродом идет со скоростью 0,15мм/час.