1. Общий раздел

   1. Краткие сведения о детали

Маршрутный технологический процесс разрабатывается на деталь типа вал, он изготовлен из материала - сталь 40Х-3 ГОСТ 4543-71, с годовой программой выпуска 3000 штук.

Вал - это вращающийся стержень в различных механизмах, передающий движение другим, связанным с ним деталям.

Вал имеет 8 ступеней. Первая ступень диаметром 55 и параметром шероховатости Ra 1,25 мкм. На второй ступени имеется метрическая резьба, к точности размеров которой предъявляются требования по 7 квалитету и шероховатости Ra 2,5 мкм. Третья и шестая ступень имеет требования к точности диаметра по 14 квалитету и шероховатости Ra 5 мкм. Четвёртая и пятая ступень имеет требования к точности диаметра по 7 квалитету и шероховатости Ra 1,25 мкм. На первой, четвёртой и пятой ступенях имеются шпоночные пазы, к ширине которых предъявляются требования по 9 квалитету и шероховатость боковых поверхностей Ra 1,25 мкм. Радиальное биение этих поверхностей относительно оси вала должно быть не более 0,02 мм.

Специфические требования, предъявляемые к валу:

1) 32…36 HRC.

2) Неуказанные предельные отклонения: H14, h14,

3) Центровые отверстия по ГОСТ 14034-74 допускаются.

4)Покрытие Хим. Окс. прм.

1. Данные о материале детали, его химические и механические свойства

Вал изготовлен из стали 10 ГОСТ 1050-88, химический состав которого представлен в таблице 1, механические свойства в таблице 2.

Таблица 1

Химический состав в % материала сталь 10 ГОСТ 1050-88

Углерод	Кремний	Марганец	Хром, не более
0,07-0,14	0,17-0,37	0,35-0,65	0,15

Таблица 2

Механические свойства стали 10 ГОСТ 1050-88

Предел текучести σт Н/мм2 (кгс/мм2)	Временное сопротивление разрыву σв Н/мм2 (кгс/мм2)	Относительное удлинение δ %	Относительное сужение ψ %
205(21)	330(34)	31	55

Сталь 10 применяется для изготовления таких деталей как: валы, втулки, ушки, шайбы, винты, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и износостойкости; детали, работающие при температуре до 450 град. С, к которым предъявляются требования высокой пластичности.

2. Технический анализ чертежа детали

1) Точность размеров. Точными поверхностями валов являются его опорные шейки, по­верхности под детали, передающие крутящий момент, они выполняются по 6...7-му квалитету.

2) Точность формы. Наиболее точно регламентируется форма в продольном и поперечном сечениях. Отклонения от округлости и профиля в продольном сечении не должны превышать 0,25...0,5 допуска на диаметр в зависимости от типа и класса точности детали.

3) Точность взаимного расположения поверхностей. Для большинства валов главным является обес­печение соосности рабочих поверхностей, а также перпендикулярности рабочих торцов базовым по­верхностям.

4) Качество поверхностного слоя. Шероховатость базовых поверхностей обычно составляет Ra = 3,2...0,4 мкм, рабочих торцов Ra = 3,2... 1,6 мкм, остальных несоответственных поверхностей Ra = 12,5...6,3 мкм. Валы могут быть сырыми и термообработанными. Твердость поверхностных слоев, способ термообработки могут быть весьма разнообразными в зависимости от конструктивного назначе­ния валов. Если значение твердости не превышает НВ 200...230, то заготовки подвергают нормализа­ции, отжигу или термически не обрабатывают. Для увеличения износостойкости валов повышают твер­дость их рабочих поверхностей. Часто это достигается поверхностной закалкой токами высокой часто­ты, обеспечивающей твердость HRC 48...55. Поверхности валов из малоуглеродистых марок стали под­вергают цементации на глубину 0,7... 1,5 мм с последующей закалкой и отпуском. Таким способом мож­но достичь твердости HRC 55...60.

Для вала технологические задачи формулируются сле­дующим образом:

-точность размеров основных поверхностей находится в пределах 7...9-го квалитетов, а размеры с неуказанными отклонениями выполняются по 14-му квалитету.

• точность формы регламентируется для опорных шеек допусками круглости и профиля в про­дольном сечении - 0,006 мм, а у остальных поверхностей погрешности формы не должны превышать определенной части поля допуска на соответствующий размер (например, для нормальной геометриче­ской точности 60 % от поля допуска);

• точность взаимного расположения задаётся допусками радиального и торцового биений (соот­ветственно 0,02 мм и 0,016 мм) относительно базы;

• шероховатость сопрягаемых цилиндрических поверхностей ограничивается значениями Ra = 1,25 мкм; шероховатость несопрягаемых поверхностей - Ra = 8 мкм.

К технологичности валов предъявляются некоторые специфические требования.

1. ) Перепады диаметров ступенчатых валов должны быть минимальными. Это позволяет уменьшить объем механической обработки при их изготовлении и сократить отходы металла. По этой причине конструкция вала с канавками и пружинными кольцами технологичнее конструкции вала с буртами.

2. ) Длины ступеней валов желательно проектировать равными или кратными длине короткой ступе­ни, если токарная обработка валов будет осуществляться на многорезцовых станках. Такая конструкция по­зволяет упростить настройку резцов и сократить их холостые перемещения.

3. ) Шлицевые и резьбовые участки валов желательно конструировать открытыми или заканчивать канавками для выхода инструмента. Канавки на валу необходимо задавать одной ширины, что позволит прорезать их одним резцом.

4. ) Валы должны иметь центровые отверстия [9].