Технология изготовления детали - плунжер (стр. 1 из 3)
2.1 Качественная оценка технологичности
2.1.1 Технологичность конструкции по материалу детали
Условие работы детали обусловили выбор материала – сталь 30 ГОСТ 1050-74.
Назначение стали: тяги, серьги, траверсы, рычаги, валы, звездочки, шпиндели, цилиндры прессов, соединительные муфты и другие детали.
Химический состав, механические свойства при Т=20oС, механические свойства при повышенных температурах, физические свойства, представлен в таблицах 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 соответственно [5, с. 492].
Таблица 2.1Химический состав, %
| Кремний (Si) | 0.17-0.37 |
| Медь (Cu), не более | 0.25 |
| Мышьяк (As), не более | 0.08 |
| Марганец (Mn) | 0.50-0.80 |
| Никель (Ni), не более | 0.25 |
| Фосфор (P), не более | 0.035 |
| Хром (Cr), не более | 0.25 |
| Сера (S), не более | 0.04 |
Таблица 2.2
Механические свойства при Т=20oС
Механические свойства при повышенных температурах
| t испытания, °C | s0,2, МПа | sB, МПа | d5, % | y, % |
| Прутки диаметром 18-25 мм. Закалка 1050 °С, вода | ||||
| 20 | 280 | 620 | 41 | 63 |
| 300 | 200 | 460 | 31 | 65 |
| 400 | 180 | 450 | 31 | 65 |
| 500 | 180 | 450 | 29 | 65 |
| 600 | 180 | 400 | 25 | 61 |
| 700 | 160 | 280 | 26 | 59 |
| 800 | 100 | 180 | 35 | 69 |
| Образец диаметром 10 мм, длиной 50 мм, прокатанный. Скорость деформирования 20 мм/мин. Скорость деформации 0,007 1/с. | ||||
| 800 | 155 | 200 | 27 | 57 |
| 900 | 110 | 120 | 41 | 90 |
| 1000 | 58 | 66 | 50 | 95 |
| 1100 | 35 | 38 | 66 | 99 |
| 1200 | 22 | 26 | 79 | 100 |
| Лист толщиной 2 мм. Нагартовка со степенью холодной пластической деформации 60 % | ||||
| 20 | 1290 | 1330 | 10 | |
| 300 | 970 | 1080 | 6 | |
| 500 | 780 | 870 | 10 | |
| 700 | 360 | 420 | 29 | |
Таблица 2.4Физические свойства
| Температура испытания, °С | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
| Модуль нормальной упругости, Е, ГПа | 200 | 196 | 191 | 185 | 164 | |||||
| Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа | 78 | 77 | 76 | 73 | 69 | 66 | 59 | |||
| Плотность, pn, кг/см3 | 7850 | |||||||||
| Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С) | 52 | 51 | 49 | 46 | 43 | 39 | 36 | 32 | ||
| Температура испытания, °С | 20- 100 | 20- 200 | 20- 300 | 20- 400 | 20- 500 | 20- 600 | 20- 700 | 20- 800 | 20- 900 | 20- 1000 |
| Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С) | 12.1 | 12.9 | 13.6 | 14.2 | 14.7 | 15.0 | 15.2 |
Температура ковки, °С: начала 1280, конца 750. Заготовки сечением до 800 мм охлаждаются на воздухе.
Ограниченно свариваемая. Способы сварки РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, ЭШС. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка. КТС без ограничений.
Обрабатываемость резанием: в горячекатаном состоянии при НВ 143 и sB = 460 Мпа, Kuтв.спл. = 1,7.
Исходя из представленных данных, можно сделать вывод о средней технологичности детали по ее материалу [5, с.493].
2.1.2 Технологичность конструкции по геометрической форме
Данная деталь представляет собой тело вращения цилиндрической форм. Вдоль оси вращения детали выполнено одно отверстие.
Заготовка - пруток. Деталь возможно получить полностью на универсальном токарном оборудовании.
Из всего перечисленного можно сделать вывод, что конструкция данной детали хорошей технологичности [9, с.328].
2.1.3 Технологичность конструкции по простановке размеров
Для большинства поверхностей данной детали, существует возможность совмещения конструкторской базы с исходной и установочной . Что касается измерительных баз, то приблизительно в 85% случаев принцип совмещения баз выполняется, что определяет среднюю технологичность конструкции данной детали по простановке размеров.
2.1.4 Технологичность относительно средств контроля
Для контроля размеров и параметров поверхностей данной детали, используются стандартные средства измерения, имеющие довольно простую конструкцию и высокую точность измерения. Заданная точность поверхностей позволяет использовать такие средства контроля, как штангенциркуль, микрометр и др. Исходя из этого, конструкция детали технологична относительно средств контроля.
2.1.5 Технологичность с точки зрения получения заготовки
(выбор и обоснование метода получения заготовки)
Для изготовления деталей авиационных агрегатов используют следующие виды заготовок: прокат (круглый фасонный, листовой), поковки, отливки. Выбор заготовки является многовариантной задачей.
Основным фактором, определяющим вид заготовки, являются материал детали, их конфигурация и габаритные размеры. Но большое значение при выборе вида заготовки имеет объём выпуска изделий или тип производства.
Для данной детали наиболее рационально применить заготовку в виде круглого проката, так как применение другой заготовки (поковки) приведет лишь к удорожанию конечной продукции, из-за применения большого числа дорогой и сложной в изготовлении дополнительной оснастки.
2.2 Количественные характеристики технологичности
Средний квалитет точности:
, (1)где,
– средний квалитет точности, 
– точность i-той поверхности, 
– количество поверхностей. 
Коэффициент точности обработки:
, (2)где,
– коэффициент точности обработки, 
Коэффициент точности обработки удовлетворяет условию КТЧ>0,8, следовательно, деталь по этому параметру технологична.
Средняя шероховатость поверхностей (в значениях параметра Ra) составляет:
, (3)где,
– средняя шероховатость поверхностей, 
– шероховатость i-той поверхности, – количество поверхностей. 
Коэффициент шероховатости поверхностей:
, (4)где,
– коэффициент шероховатости поверхностей, 
Уровень технологичности детали по шероховатости КШЕР<0,32, следовательно, по этому показателю деталь технологична.
Коэффициент использования материала:
, (5)где, Мдет – масса детали,
Мзаг – масса заготовки.1,282 кг
По этому показателю деталь не технологична.
После проведенного анализа детали можно сделать вывод, что деталь обладает хорошей технологичностью на данном этапе развития технологии формообразования поверхностей и может быть изготовлена в больших количествах в условиях серийного производства.
3 Выбор и обоснование этапов технологического процесса изготовления, технологических баз, методов, последовательности и необходимого количества операций обработки поверхностей детали
На рисунке 3.1 изображены и пронумерованы обрабатываемые поверхности детали.
Из чертежа детали видно, что основными конструкторскими базами являются поверхности с номерами 2,4,3,5.
Анализируя простановку размеров на чертеже детали, устанавливаем основные технологические базы:
- торцы – опорные базы, лишают заготовку одной степени свободы;
- наружные и внутренние цилиндрические поверхности – лишают заготовку четырех степеней свободы.
Таким образом, цилиндрические поверхности можно использовать для центрирования заготовки и для закрепления, торцевые поверхности удобны для упора при закреплении.