Вопросы/задания к контрольной работе: Точность в машиностроении. Заготовительные и обрабатывающие операции

ОГЛАВЛЕНИЕ

Нормативные ссылки...................................................................................... 4

1 Анализ материала........................................................................................ 7

2 Химический состав....................................................................................... 7

3 Механические свойства................................................................................ 8

4 Анализ конструктивных особенностей........................................................ 8

5 Проектирование проката............................................................................. 9

6 Маршрутный технологический процесс................................................... 13

Список использованных источников............................................................ 23

Приложение А............................................................................................... 24

Приложение Б................................................................................................ 25

Приложение В............................................................................................... 26

НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем текстовом документе использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ 166 – 80 Штангенциркули. Технические условия

ГОСТ 868 – 82 Нутромеры индикаторные с ценой деления 0,01 мм. Технические условия

ГОСТ 2424 – 83 Круги шлифовальные. Технические условия

ГОСТ 2578 – 70 Хомутики поводковые для токарных и фрезерных работ. Конструкция

ГОСТ 2590 – 2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент

ГОСТ 2675 – 80 Патроны самоцентрирующие трехкулачковые. Основные размеры

ГОСТ 2679 – 93 Фрезы прорезные и отрезные. Технические условия

ГОСТ 3266 – 81 Метчики машинные и ручные. Конструкция и размеры

ГОСТ 4543 – 2016 Металлопродукция из конструкционной легированной стали. Технические условия

ГОСТ 9038 – 90 Меры длины концевые плоскопараллельные. Технические условия

ГОСТ 10902 – 77 Сверла спиральные с цилиндрическим хвостовиком. Средняя серия. Основные размеры (с Изменениями N 1, 2)

ГОСТ 10903 – 77 Сверла спиральные с коническим хвостовиком. Основные размеры

ГОСТ 11098 – 75 Скобы с отсчетным устройством. Технические условия

ГОСТ 12121 – 77 Сверла спиральные длинные с коническим хвостовиком. Основные размеры

ГОСТ 13214 – 79 Центры и полуцентры упорные. Конструкция

ГОСТ 14810 – 69 Калибры-пробки гладкие двусторонние со вставками диаметром свыше 3 до 50 мм. Конструкция и размеры

ГОСТ 14953 – 80 Зенковки конические. Технические условия

ГОСТ 16209 – 70 Глубиномеры индикаторные. Методы и средства поверки

ГОСТ 16211 – 70 Оправки центровые для точных работ. Конструкция и размеры

ГОСТ 17756 – 72 Калибры резьбовые для метрической резьбы. Конструкция и основные размеры

ГОСТ 18360 – 93 Калибры-скобы листовые для диаметров от 3 до 260 мм. Размеры

ГОСТ 18882 – 73 Резцы токарные расточные с пластинами из твёрдого сплава для обработки сквозных отверстий. Конструкция и размеры

ГОСТ 18885 – 73 Резцы токарные резьбовые с пластинами из твёрдого сплава. Конструкция и размеры

ГОСТ 18944 – 73 Фрезы концевые сферические, оснащенные коронкам из твердого сплава, для труднообрабатываемых сталей и сплавов. Конструкция и размеры

ГОСТ 19062 – 80 Пластины режущие сменные многогранные твердосплавные параллелограммной формы с углом 55° и стружколомающими канавками на одной стороне. Конструкция и размеры

ГОСТ 19300 – 86 Профилографы-профилометры контактные. Типы и основные параметры

ГОСТ 20872 – 80 Резцы. Конструкция и размеры

ГОСТ 24997 – 2004 Калибры для метрической резьбы. Допуски

ГОСТ 26611 – 85 Резцы токарные проходные, подрезные и копировальные с креплением сменных пластин прихватом сверху. Конструкция и размеры

ГОСТ 32831 – 2014 Фрезы концевые с цилиндрическим, коническим хвостовиками и хвостовиком конусностью 7:24. Размеры

ГОСТ Р 56578 – 2015 Головки шлифовальные. Технические условия

1 АНАЛИЗ МАТЕРИАЛА

Сталь 40Х относится к конструкционным легированным качественным хромистым сталям широкого применения. В этом сплаве хром (Cr) является главным легирующим элементом. Главными достоинствами металлопроката из стали 40Х являются прочность и износостойкость.

Сталь 40Х [ГОСТ 4543-2016] является среднеуглеродистой сталью и чаще всего применяется после закалки и высокого отпуска. В этом состоянии структура стали состоит из мелких однородных частиц. Такая термическая обработка называется улучшением, так как обеспечивает сочетание высоких прочностных свойств с вязкостью и пластичностью.

2 ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ

Основные элементы, присутствующие в составе этой стали, включают:

- углерод (C). Содержание углерода колеблется в пределах от 0.37% до 0.44%. Углерод является основным элементом, который определяет твердость и прочность стали. Он способствует формированию мартенситной структуры при закалке, что значительно повышает прочностные характеристики материала;

- хром (Cr). Содержание хрома составляет от 0.8% до 1.1%. Хром увеличивает устойчивость стали к износу и коррозии, а также повышает её твердость и прочность;

- марганец (Mn). Присутствует в количестве от 0.5% до 0.8%. Марганец улучшает свариваемость стали и увеличивает её ударную вязкость;

- кремний (Si). Содержится в пределах от 0.17% до 0.37%. Кремний улучшает упругие свойства стали и способствует повышению её прочности;

- фосфор (P) и Сера (S). Обычно содержание этих элементов минимизируется, так как они могут снижать качество стали. Фосфор обычно содержится в количестве не более 0.035%, а сера — не более 0.04%. Эти элементы добавляются для улучшения обрабатываемости стали, но в больших количествах могут вызывать хрупкость.

3 МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Хромистые стали относятся к дешёвым конструкционным материалам. С увеличением содержания углерода в них повышается прочность, но снижаются пластичность и вязкость, повышается порог хладноломкости. Хромистые стали склонны к отпускной хрупкости, устранение которой требует быстрого охлаждения от температуры высокого отпуска. Стали прокаливаются на глубину 15-25 мм и применяются для деталей небольшого сечения.

Механические свойства стали 40Х, определяемые при температуре 20°С (-10/+15°С) на продольных термически обработанных образцах или образцах, изготовленных из термически обработанных заготовок, должны соответствовать нормам, указанным в таблице 1.

Таблица 1 – Механические свойства

4 АНАЛИЗ КОНСТРУКТИВНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ

Деталь выполнена, в виде многоступенчатого полого вала. Габаритные размеры: длина – 493 мм, диаметр – 118 мм. Форма детали является правильной, симметричной. Перепад диаметров ступеней детали значительный, что при использовании заготовки из проката приводит к повышенному расходу материала. В центре детали имеется сквозное многоступенчатое отверстие, имеющее точность по 14 квалитету, шероховатость Ra10,0 мкм. На фланце имеется 4 сквозных и 6 глухих отверстий для крепления режущего инструмента. Также деталь имеет несколько фасок и канавки для выхода шлифовального круга.

Посадочные поверхности под подшипники называются цапфами. Концевые цапфы называются шипами. Цапфы, расположенные в средней части детали, называются шейками.

Участки, на которых закрепляются детали или сборочные единицы, воспринимающие или передающие нагрузку, называют головками или подступицами.

Крайние торцевые поверхности шпинделя имеют фаски. Они облегчают сборку изделия, центрируя детали, относительно друг друга при их соединении.