1 Описание условий работы и анализ технологичности детали

1. Описание условий работы

Деталь «Стакан» относится средним телам вращения класса стакан. Деталь имеет наружные цилиндрические, внутренние цилиндрические, плоские, фасонные, резьбовые, конические поверхности. В процессе изготовления она подвергается токарной, фрезерной, сверлильной, кругло шлифовальной, внутришлифовальной, долбежной, термической обработке.

Базой детали является внутренняя цилиндрическая поверхность 60F8, к ней предъявлены требования радиальное и торцевое биение 0,02 относительно наружной цилиндрической поверхности фланца стакана 260h6 и торцом фланца, тоже являющихся базами детали.

«Стакан» имеет ряд ответственных поверхностей. К дну отверстия 65F8 стакана предъявлены требования параллельности с допуском 0,05 и шероховатости Ra1,6. К торцевым поверхностям фланца предъявлены требование параллельности относительно друг друга с допуском 0,05 и шероховатостью Ra2,5. К внутренней цилиндрической поверхности 65F8 предъявлены требования радиальное и торцевое биение относительно наружной цилиндрической поверхности фланца 260h6 и торца фланца 0,02 и шероховатостью Ra2,5. На 87h11 имеется наружная канавка 4,5H12, к ней предъявлено требование параллельности стенок с допуском 0,02, а к стенкам канавки предъявлено требование параллельности относительно торца фланца с допуском 0,05. Ширина канавки выполнена с допуском 4,5Н12. На внутренней цилиндрической поверхности выполняется шпоночный паз, в независимости от расположения отверстий на дне стакана. К нему предъявлено требование параллельности стенок 0,05 и симметричности относительно отверстия 65F8 0,3. Отверстия на торце 82 выполнены два сквозных отверстия с резьбами М8-5HGH. 24 отверстия на фланце 6Н8 выполняются после сборки.

Деталь подвергается термообработке до твердости 269…321НВ.

Деталь выполнена из стали 13Х11Н2В2МФ – Ш (ЭИ961) .

Сталь 13Х11Н2В2МФ применяется: для изготовления ответственных нагруженных деталей, работающих при температуре до +600 °С; дисков компрессора, лопаток и других нагруженных деталей; прутков и полос горячекатаных и кованых, применяемых для изготовления деталей конструкций в авиастроении; цельнокатаных колец различного промышленного назначения; фасонных отливок для авиационной промышленности; азотируемых деталей для авиастроения, штамповок ГТК -25. Сталь ограничено свариваемая (методы сварки - РД, РАД, АФ, КТ), флокеночуствительна, не склонна к отпускной хрупкости. В химический состав стали входят такие элементы, как углерод, кремний, марганец, никель, сера, фосфор, хром, молибден, вольфрам. Из всех перечисленных элементов преобладает хром (10,5-12%), на втором месте вольфрам – 1,6 – 2%.

Обрабатываемость резанием:

• твёрдый сплав Kv=0.8

• быстрорежущая сталь Kv=0.3

Ниже в таблице 1.1 приведена характеристика обрабатываемого материала

Таблица 1.1 Химический состав в % материала 13Х11Н2В2МФ

V	W	Si	Mn	Cu	Mo	Ni	S	C	P	Cr
0,18-0,30	1,6-2,0	до 0,6	до 0,6	до 0,3	0,35-0,5	1.5-1,8	до 0,025	0,10-0,16	до 0,03	10,5-12

1.2 Анализ технологичности детали

В данной пояснительной записке анализ технологичности детали производится по ГОСТ 14.201-74. что требует проведения следующих расчетов: определение коэффициента точности, шероховатости, унификации конструктивных элементов.

Анализ детали на технологичность включает в себя определение трех основных показателей: коэффициента точности, шероховатости и унификации.

1.2.1 Определение коэффициента точности

Коэффициент точности обработки детали К_т определяем по формуле

([1], с.23, формула (3.3)):

(1.1)

где - квалитет точности,

- средний квалитет точности:

(1.2)

где - количество размеров данного квалитета, [чертеж];

К - квалитет точности, [чертеж];

∑n_i—общее количество размеров

Таблица 1.2 - Определение квалитетов точности размеров данной детали

№ п/п	Размер	Количество	Квалитет	№ п/п	Размер	Количество	Квалитет
1	82	1	h14	16	0,5	1	14
2	77	1	h14	17	8	1	14
3 4	22	1	H14	18	123	1	14
4	7	1	H14	19	133	1	14
5	82	1	h11	20	8	1	14
6	87	1	h11	21	3	1	12
7	92	1	h14	22	2	1	14
8	260	1	h6	23	18	1	4
9	6	24	H8	24	64,4	1	11
10	60	1	F8	25	40	1	14
11	60	1	H14	26	12	1	14
12	224	1	H14	27	4,5	1	12
13	235	1	H14	28	2,5	4	12
14	82,2	1	h12	29	17,5	1	14
15	М8	2	5H6H	30	4	1	14

Для определения коэффициента точности составляется таблица, в которой отражается, сколько поверхностей и какого квалитета имеет деталь. Эти данные представлены в таблице 1.3

Таблица 1.3 Квалитеты поверхностей детали

Квалитеты	Номера размеров	Итого
14 12 11 8 6 4	1,2,3,4,7,11,12,13,16,17,18,19,20,22,25,26,29,30 14,21,27,28х4 5,6,24 9х24,10 8,15х2 23	18 7 3 25 3 1

К_т=1-, (1.3)

где Аср – суммарное значение всех квалитетов; см. ниже расчет по формуле:

(1.4)

Подстановкой в формулу (1.4) получено:

Подстановкой значений в формулу (1.3) получено:

Коэффициент точности получился равным 0,9. При К_т≤ 0,8 – изделие относится к весьма точному, К_т= 0,9 > 0,8 – изделие не относится к весьма точным.

1.2.2 Определение коэффициента шероховатости

Для расчета представляем поверхности детали:

4 поверхности шероховатостью - 2.5

2 поверхности шероховатостью - 1.6

33 поверхностей шероховатостью - 3.2

6 поверхностей шероховатостью - 6.3

Коэффициент шероховатости определяют по формуле:

(1.5)

где Б_ср – средняя высота микронеровностей, мкм; см. ниже расчет по формуле:

(1.6)

Подстановкой значений в формулы (1.3) и (1.4) получено:

Коэффициент шероховатости получился равным 0.287. Из полученного результата можно сделать вывод, что деталь не относится к труднообрабатываемым, т.к. Кш <0.63.

1.2.3 Расчет коэффициента унификации

В данном расчете составляется таблица, в которой отражается, сколько унифицированных и неунифицированных элементов имеет деталь.

Все элементы заносятся в таблицу 1.4

Таблица 1.4 – Унифицированные и неунифицированные элементы

Унифицированные элементы		Неунифицированные элементы
Отверстие 7 Резьбовое отверстие М85Н6Н Отверстие 6Н8 Канавка наружная Канавка внутренняя Выборки на 82,2h12 Отверстие посадочное 65F8 Паз шпоночный Отверстие 22 Наружная посадочная поверхность 82	1 2 24 1 1 4 1 1 1 1	Высота стакана Расстояние до фланца 123 Ширина широкой части фланца 16 Ширина узкой части фланца 8 Диаметр фланца 260h6 Толщина дна стакана Толщина стенки Ширина фланца 5 Высота платика 2 Угол конуса 5 ̊ Угол конуса 7 ̊ Расстояние от канавки до фланца 3H12	1 1 1 1 1 1 4 1 1 1 1 1
ИТОГО:	37	ИТОГО:	15

Коэффициент унификации вычисляется по формуле (1.7):

, (1.7)

Подстановкой значений в формулу (1.5) получено:

Коэффициент унификации конструктивных элементов получился равным 0.712. Деталь относится к технологичным, так как К_уэ > 0,6.

Вывод: Расчетами получено, что деталь «Стакан» не относится к особо точным и труднообрабатываемым деталям, технологична.