1. Технологический анализ рабочего чертежа

1.1. Изучение и анализ конструкции детали

1.1.1. Классификация детали

Для деталей, подвергаемых механообработке, в основу классификации положены конструктивные признаки и сходство деталей по функциональному назначению, предопределяющее сходство технологических процессов их изготовления.

Рассматриваемая деталь - «фланец» - относится к классу деталей типа «втулок».

1.1.2. Назначение и условия работы детали

Деталь устанавливается в узле по поверхностям Г и Б. По внутренним поверхностям (А и В) устанавливается подшипник.

1.1.3. Описание конструкции детали

Фланец представляет собой цилиндрическую втулку со сложным по форме основанием. Во фланце имеется 6 отверстий. Данные отверстия не используются для центрирования, поэтому имеют невысокие требования к точности их изготовления (допуски по 13 квалитету, отклонение от номинального положения не более 0,2 мм).

Фланец устанавливается в корпус по поверхности Б - мм с упором в торец Г. Эти поверхности являются основными конструкторскими базами. Также конструкторскими базами являются поверхности: А - мм с прилегающим торцом В. К этим поверхностям предъявляется повышенные требования как по точности выполнения размеров и точности взаимного расположения (биение поверхности А относительно Б задано в пределах 0,03; неперпендикулярность торца В относительно А не более 0,03; неперпендикулярность торца Г относительно Б не более 0,05), так и к качеству поверхности (Ra=l ,25мкм - для поверхностей Б и Г и Ra=2,5мкм - для поверхностей А и В). В то же время эти поверхности просты и достаточно протяженны. Это позволяет использовать их в качестве технологических баз при изготовлении детали на завершающей стадии обработки. Высокую точность имеют только диаметральные размеры, которые легко проконтролировать. Деталь обладает достаточной жесткостью.

Рабочими поверхностями являются отверстия Д диаметром 9мм и отверстия диаметром 4мм.

Допуски на свободные размеры определяет ОСТ 100022-80. Большее число поверхностей на чертеже имеют шероховатость Rz 20.

Технологичность конструкции улучшается за счет следующих факторов: отсутствуют глухие отверстия с разных сторон детали, обрабатываемые плоскости расположены под прямыми углами, в конструкцию введены унифицированные элементы (радиусы перехода, фаски). 1

1.1.4. Характеристика материала детали

Материал детали - сталь 38ХА. Эго среднеуглеродистая улучшаемая сталь перлитного класса. Сталь высококачественная, т.е. содержит < 0,025 Р и S (каждого).

Химический состав

по ГОСТ5632-72 (%> по массе): 0,38 С; 0,5-0,8 Mn; 0,8-1,1 Сr.

Физические свойства

				НВ
80	95	12	50	207

Коэффициент обрабатываемости материала по отношению к Ст.45 составляет 0,8, что говорит о хорошей обрабатываемости резанием. Наибольшая скорость резания - при обработке твердосплавными резцами.

Рекомендуемые виды ТО: закалка в масле при 860°С, отпуск 550°С в воде или масле. Закалка позволяет получить необходимую твердость HRc 30...37 и улучшить обрабатываемость. ТО осуществляем после заготовительной операции, так как материал с такой твердостью хорошо обрабатывается режущими инструментами. Проведение же ТО после чернового этапа приведет к кораблению детали и необходимости вводить дополнительные операции по восстановлению баз.

Требуемое покрытие - оксидная пленка. Назначение - защита от коррозии. Толщина пленки: 0,5 - 10 мкм.

Область применения материала: в двигателях различных типов, в частности для изготовления шатунов, фланцев, крепежных деталей (болтов) и т.д.

Материал сталь 38ХА относится к деформируемому классу, поэтому в качестве заготовки конструктор указывает штамповку III категории, т.к. этот вид заготовки позволяет получить размеры близкие к окончательным, также улучшает использование материала, уменьшает его расход.

1.2. Анализ технологичности конструкции

1.2.1. Требования к точности отдельных поверхностей детали

Размеры и поверхности детали должны иметь соответственно оптимальную точность и качество (прежде всего шероховатость). Шероховатость поверхности должна соответствовать требуемой точности ее обработки ([1], рис.7 - График зависимости шероховатости от точности обработки). Точность изготовления торцов В и Г - 100 мкм, что соответствует шероховатости 2,5...Rz20. Точность изготовления поверхности А - по 7 квалитету 30 мкм, что соответствует шероховатости 0,32... 1,25 мкм. Точность изготовления поверхности Б - 15 мкм, что соответствует шероховатости 0,63... 1,25. Таким образом, указанная конструктором шероховатость поверхностей соответствует требуемой точности обработки.

Шероховатость сопряженных поверхностей, обрабатываемых в одной операции, часто не может быть одинаковой. Так, при шлифовании цилиндрической поверхности и прилегающего к ней торца шероховатость торца из-за различных условий резания приблизительно на класс ниже. Это обстоятельство учтено конструктором (рис. 1).

Рисунок 1 - Шероховатость цилиндрической поверхности и прилегающего к ней торца.

Проверим соответствие точности и шероховатости ответственных поверхностей. При назначении параметров шероховатости поверхностей рекомендуется их величину согласовывать с допусками размеров Т_р, формы Т_ф и расположения поверхностей Т_п. В этом случае значение высоты неровностей Rz можно определять следующим соотношением:

,

где К_р - коэффициент, зависящий от квалитета, вида погрешностей (формы или расположения) и отношения Т_ф(Т_п) /Т_р.

Таблица 1 – значения коэффициента К_р

Квалитеты	Кр при Тф(Тп) /Тр
	1	≥0,63	≥0,40	≥0,25
3…5	0,5	0,35	0,2
6…8	0,4
9;10		0,3
11…17	0,3			0,15

Поверхность А:

Т_р - 0,03 мм;

Т_п ~ 0,03 мм.

По таблице 1 для 7 квалитета получаем К_Р = 0,4.

Следовательно, Rz ≤ 12 мкм.

Указанная конструктором шероховатость - Ra = 1,25 мкм, что соответствует данному неравенству.

Поверхность Б.

Т_р = 0,015;

Т_п = 0,03.

По таблице 1 для 5 квалитета получаем К_Р = 0,5.

Следовательно, Rz ≤ 8 мкм.

Указанная конструктором шероховатость - Ra 1,25 мкм, что соответствует данному неравенству.

Присваиваем каждой поверхности детали свой определенный номер (рис.2).

Рисунок 2 – Элементарные поверхности детали

Параметры каждой поверхности детали и технологические последствия приведены в таблице 2.

Таблица 2 – Технологические требования чертежа и технологические последствия

№ пов.	Технологические требования чертежа	Технологические последствия
1	22-0,52 (14 кв.) Rz20	Черновое, получистовое точение
2	1+0.30 (14 кв.) Rz20	Фрезерование получистовое
3	18-0,1 (11 кв.) Rа2,5 Неперпендикулярность торца 3 относительно поверхности 7 не более 0,05	Черновое, получистовое, чистовое точение. Обработать вместе с поверхностью 7 в одной операции.
4	22-0,52 (14 кв.) Rz20	Черновое, получистовое точение
5	19+0,1 (11 кв.) Rа2,5 Неперпендикулярность торца 5 относительно поверхности 9 не более 0,03	Черновое, получистовое, чистовое точение. Обработать вместе с поверхностью 9 в одной операции.
6	Ø110-0,54 (5 кв.) Rz20	Черновое, получистовое точение
7	(5 кв.) Rа1,25 Неперпендикулярность торца 3 относительно поверхности 7 не более 0,05 Неперпендикулярность торца 7 относительно поверхности 9 не более 0,03	Черновое, получистовое, чистовое точение; чистовое шлифование. Обработать вместе с поверхностью 3 в одной операции. Обработать вместе с поверхностью 9 в одной операции.
8	Ø77-0,46 (13 кв.) Rz20	Черновое, получистовое точение
9	Ø75+0,03 (7 кв.) Rа1,25 Неперпендикулярность торца 5 относительно поверхности 9 не более 0,03 Неперпендикулярность торца 7 относительно поверхности 9 не более 0,03	Черновое, получистовое, чистовое точение; чистовое шлифование. Обработать вместе с поверхностью 5 в одной операции. Обработать вместе с поверхностью 7 в одной операции.
10	Ø66+0,46 (13 кв.) Rz20	Черновое, получистовое точение
11	Ø9+0,22 (13 кв.) Rz20 Отклонение отверстий от их номинального положения не более 0,2	Сверление Точность размеров, координирующих положение осей отверстий обеспечивается кондуктором нормальной точности
12	Ø4+0,18 (13 кв.) Rz20	Сверление Точность размеров, координирующих положение осей отверстий обеспечивается кондуктором нормальной точности
13	7,7-0,36 (14 кв.) Rz20	Фрезерование получистовое