1.2 Назначение и краткое техническое описание детали

Вал представляет собой симметричное тело вращения с четырьмя ступенями. На концевых участках вала выполнены внутренние и наружные шлицы. Размеры внутренних шлицовЭв 30х1,5х20ОСТ1 00086-73, наружных – Эв42х1,5х28.Шероховатость рабочих поверхностей зубьев 2,5 мкм. Наибольший диаметр вала Ø50мм, наименьший – Ø35мм. Общая длина составляет 270 мм.

Допустимое торцевое биение наружного диаметра шлицов (Ø42) относительно диаметра установки подшипника (Ø35) не более 0,02мм и торцевое биение наружного диаметра (Ø45) относительно диаметра установки подшипника (Ø40) не более 0,02мм.

Вал выполнен из конструкционной легированной стали 30ХГСА. Поскольку 30ХГСА относится к высококачественным сталям и проходит улучшение – закалку с последующим высоким отпуском при 550-600 °С, поэтому применяется при создании улучшаемых деталей. Сварка стали 30ХГСА тоже имеет свои особенности. Она осуществляется с предварительным подогревом материала до 250-300°С с последующим медленным охлаждением. Данная процедура очень важна, поскольку могут появиться трещины из-за чувствительности стали к резким перепадам температуры после сварки. Физико-механические свойства стали приведены в таблице 1.1 [20].

Таблица 1.1 – Физико-механические свойства стали 30ХГСА

Предел прочности, σв, МПа	Предел текучести, σт, МПа	Относительное удлинение, %	Относительное сужение, %	Ударная вязкост, кДж/м2	НВ
1080	830	10	45	490	229

Химический состав стали указан в таблице 1.2.

Таблица 1.2 -Химический состав в % материала 30ХГСА

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu
0,28-0,34	0,9-1,2	0,8-1,1	≤0,3	≤0,0025	≤0,025	0,8-1,1	≤0,3

Технические требования к детали содержат всю необходимую информацию, касающуюся служебного назначения детали и сведения, относящиеся непосредственно к чертежу. Это позволяет сделать вывод, что технические условия к детали были основательно проработаны конструктором и соответствуют требованиям, предъявляемым к детали.

1.3 Разработка параметрической твердотельной модели объекта для проектирования технологичной конструкции детали

Построение твердотельной модели детали ведем в программе Компас 3D

Построение модели представлено на рисунках 1.1-1.4

Рисунок 1.1 – Эскиз операции вращения

Рисунок 1.2 – Операция «Вращение»

Рисунок 1.3 – Операция «Массив по концентрической сетке»

Рисунок 1.4 – Твердотельная модель

2 Технологическая часть

2.1 Технологичность конструкции детали

Технологичность конструкции детали имеет прямую связь с производительностью труда, затратами времени на технологическую подготовку производства и изготовление изделия. Поэтому перед проектированием технологического процесса изготовления детали необходимо провести анализ технологичности ее конструкции.

Конструктивно-технологический анализ детали выполняют с целью достижения заданной точности и качества обработки при минимальной трудоемкости. На трудоемкость изготовления детали особое влияние оказывают конструкция и технологические требования на изготовление. Оценку технологичности конструкции детали производит по качественным и количественным показателям.

Качественная оценка указывается словами «хорошо» или «плохо», «допустимо» или «недопустимо». Конструкция детали имеет надёжные и удобные поверхности для базирования и закрепления в процессе изготовления на всех типах металлорежущего оборудования (в зависимости от построения технологического процесса базами могут быть: торцовые поверхности и внутренние поверхности). Кроме того, все поверхности легко доступны для обработки универсальным режущим инструментом. При рассмотрении технологических свойств материала детали на основании значения коэффициента обрабатываемости данная сталь является хорошо обрабатываемой К_БР = 0,75; К_ТВ = 1,0. Жесткость детали хорошая.

Все поверхности детали проходят неоднократную обработку, поэтому точность обработки поверхностей детали обеспечиваются соответствующими 6÷14 квалитетам точности.

Технические требования к детали содержат всю необходимую информацию, касающуюся служебного назначения детали и сведения, относящиеся непосредственно к чертежу. «Вал»имеет цилиндрическую форму, шероховатость шлицовRa 2,5 мкм, что может увеличить трудоёмкость изготовления данной детали, за счет увеличения операций обработки для получения необходимых параметрах шероховатости.

Анализ чертежа показывает, что «Вал»имеет обрабатываемые поверхности, позволяющие осуществлять свободный подвод и отвод режущих инструментов при выполнении операций.

При обработке «Вала»на большинстве операций применяется стандартный инструмент и универсальная оснастка.

Исходя из выше сказанного, можно сказать, что деталь достаточно технологична, допускает применение высокопроизводительных режимов обработки, имеет хорошие базовые поверхности для первоначальных операций, что позволит оптимизировать технологические припуски, и довольно проста по конструкции.

Результат проведенного качественного анализа технологичности конструкции «Вала»показали, что деталь технологична, но требует уточнения метода получения заготовки с целью увеличения коэффициента использования материала, к надёжности ее работы предъявляются высокие требования, поэтому упрощение конструкции детали и замена материала невозможны.