Марка стали

 Вид поставки

 Сортовой прокат – ГОСТ 4543–71. Поковки  – ГОСТ 8479–70. Трубы – ГОСТ 8733–74.

40Х

Массовая доля элементов, % по ГОСТ 4543–71

Температура критических точек, ºС

C

Si

Mn

S

P

Cr

Ni

Cu

N

Ас₁

Ас₃

Аr₁

Аr₃

0,36–

0,44

0,17–0,37

0,50–0,80

≤

0,035

≤

0,035

0,80–

1,10

≤

0,30

≤

0,30

≤

0,008

743

815

693

730

Механические свойства при комнатной температуре

НД

Режим термообработки

Сечение,

мм

σ_0,2,

Н/мм²

σ_В,

Н/мм²

δ,

%

Ψ,

%

KCU,

Дж/см²

HRC

НВ

Операция

t, ºС

Охлаждающая

среда

не менее

ГОСТ

4543–71

Отжиг

820–840

С печью

Свыше 5 до 250

Не определяются

≤ 217

Закалка

Отпуск

845–875

450–550

Вода

Вода или масло

До 80

Свыше 80 до

150

Свыше 150 до 250

785

785

785

980

980

980

10

8

7

45

40

35

59

54

51

–

–

ГОСТ

8479–70

Закалка

Отпуск

840–860

550–650

Вода или масло

Вода, масло, воздух или печь

До 100

100–300

300–500

500–800

490

490

395

315

655

655

615

570

16

13

13

11

45

40

35

30

59

54

49

29

212–248

218–248

187–229

167–207

Нормализация

Отпуск

850–870

560–650

Воздух

Воздух

До 100

100–300

300–500

500–800

345

315

275

245

590

570

530

470

18

14

15

15

45

35

32

30

59

34

29

34

174–217

167–207

156–197

143–179

ГОСТ

8733–74

В термически обработанном состоянии

ø  5–250

s 5–24

–

618

14

–

–

≤ 217

Назначение. Оси, валы-шестерни, плунжеры, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, шпиндели, оправки, рейки, кулачки, зубчатые венцы, болты, полуоси, пиноли, втулки и другие детали повышенной прочности. Валы, диски и роторы паровых турбин, трубы.

Предел

выносливости,

Н/мм²

Термообработка

Ударная вязкость, KCU, Дж/см²,

при t, ºС

Термообработка

σ_-1

τ_-1

+ 20

0

– 25

– 40

– 70

– 80

380

230¹

–

Закалка с 860 ºС в масле, отпуск при 550 ºС

163

–

151

109

87

–

Закалка с 860 ºС в масле, отпуск

при 550 ºС

¹ Образец с надрезом.

93

–

84

–

55

–

То же, отпуск при 580 ºС

Технологические характеристики

Ковка

Охлаждение поковок, изготовленных

Вид полуфабриката

Температурный

интервал ковки,  ºС

из слитков

из заготовок

Размер сечения, мм

Условия охлаждения

Размер сечения, мм

Условия охлаждения

Слиток

1250–800

До 350

На воздухе

Заготовка

1250–800

Свариваемость

Обрабатываемость резанием

Флокеночувствительность

Трудно свариваемая.

Способы сварки: РД, РАД и КТ.

Необходимы подогрев и последующая термообработка.

В горячекатаном состоянии при 163–168 НВ и

σ_В = 620 Н/мм²

К_√ = 1,20 (твердый сплав),

К_√ = 0,95 (быстрорежущая сталь)

Чувствительна

Склонность к отпускной хрупкости

Склонна

Таблица 1

Физико-механические и технологические свойства стали 40Х (ГОСТ 4543-71)

В современном машиностроении обработка снятием стружки даже в весьма развитых отраслях доходит до 30…40 % от общей трудоемкости изготовления машин. Поэтому технологичность деталей, подвергающихся механической обработке, имеет большое значение: каждая деталь должна изготавливаться с минимальными трудовыми и материальными затратами. Эти затраты можно сократить в значительной степени от правильного выбора вариантов технологического процесса, его оснащения, механизации и автоматизации, применения оптимальных режимов обработки и правильной подготовки производства. Чем меньше трудоемкость и себестоимость изготовления детали, тем она технологичнее. На трудоемкость изготовления детали оказывают особое влияние ее конструкция и технические требования на изготовление.

Исследуемая деталь относится классу валов.

В целом деталь технологична:

1. 
   имеются удобные базы;
   
2. 
   конструкция детали допускает обработку большинства наружных поверхностей с одной стороны при одной установке;
   
3. 
   свободный доступ к обрабатываемым поверхностям режущего и измерительного инструмента;
   
4. 
   простота форм детали, обеспечивающая возможность выбора рационального метода изготовления заготовки, который обеспечивает наиболее высокий коэффициент использования материала; (в данном случае поковка на ГКМ)
   
5. 
   возможность применения типовых технологических процессов для обработки детали;
   
6. 
   конструкция детали допускает одновременную обработку нескольких поверхностей;
   

1. 
   деталь имеет шлицевые поверхности;
   
2. 
   имеются кольцевые радиальные выточки, расположенные на шлицевых участках;
   
3. 
   некоторые поверхности имеют высокую точность, в частности ступени Ø, а следовательно, трудоемки в изготовлении и дорогостоящие;
   
4. 
   выполнение шлицевой поверхности, что увеличивает трудоемкость ее изготовления.
   

1.5.1. Разработка маршрутного технологического процесса

Базовый (заводской) маршрутный технологический процесс на изготовление вала шлицевого.

Табл.1.4.

^

Послідовність технологічного процесу спроектована в відповідності з наступними рекомендаціями [1, с.25]:

1. На перших операціях, кількість яких зазвичай знаходиться в межах від 1 до 3, планують обробку поверхонь, що становлять комплект чистових баз. Оскільки у заготівлі ще немає оброблених поверхонь, то на цій стадії проектування вибирають комплект чорнових технологічних баз (див. рис. 1)

2. Потім проектують операції для чорнової обробки деталі. При цьому рекомендується передбачати спочатку обробку невідповідальних поверхонь 1, 3, 16, а потім відповідальних 6, 7, 8 (див. рис.1, 2).

3. На наступних операціях планують чистову обробку поверхонь 6, 7, 8 (див. рис. 1,2).

4. Операції з обробки другорядних поверхонь (отворів, пазів і т.д.) обробляється після обробки чистових настановних баз.

5. Так як при обробці деталі термічної обробки немає то подальші операції не виконуються. Розробка маршрутної технології в зазначеній послідовності представлена ​​в таблиці 2.

^

При выборе чистовых баз необходимо пользоваться принципом постоянства, совмещение и единства технологических баз. Нужно учитывать, что обеспечит точность пространственного расположения поверхностей, взаимосвязанных техническими условиями, сложнее, чем точность отделочных размеров[6, стр. 26].

При совмещении конструкторской и технологической баз, есть возможность равномерно распределить припуски на обработку ответственных поверхностей, обуславливает более полное использование режущего инструмента, высокую производительность обработки за счёт применения оптимальных режимов резания, повышение точности обработки на финишных операциях.

Черновую технологическую базу выбирают согласно следующих правил:

— в комплект черновых технологических баз включают поверхности, остающиеся после обработки детали в черновом виде;

— включающиеся поверхности, с которых при последующей обработке должен быть снят равномерный припуск, то есть, поверхности обработанные по 7-8 квалитету;

— обеспечить правильное относительное положение черновых и чистовых поверхностей;

— получить равномерную структуру поверхностного слоя у обработанных поверхностей.

В частности деталь начинаем обрабатывать с подготовки чистовых технологических баз, то есть, фрезерование торцов.

Чистовыми базами являются центровые отверстия. Черновой базой является необработанная наружная поверхность.

^
Выбор методов обработки и оборудования может быть обоснован:
– Тип производства;
– Сравнительный анализ существующих методов обработки элементарных поверхностей;
– Стремлением повысить производительность труда путем использования метода концентрации операций, одновременной обработки нескольких деталей;
– Конструктивные особенности детали, определяющих обработки и необходимость использования определенного оборудования.
          Исходя из средньосерийного типа производства можно выбрать станок: токарный с ЧПУ 11Б40ПФ4Предлагаемый маршрутный технологический процесс на изготовление вала шлицевого.

– Низкие коэффициенты использования станков.
– Большая занимаемая производственная площадь.
– После каждой операции не снимали заусенцы.
– Большая неустойки правила постоянства баз.
– На операции 015 Есть тонкого точения.
– При обработке на 7 станках деталь переустанавливать вручную 10
раз, погрешность установки необходимо также учитывать 10 раз.
– Рабочий работает на каждом станке, а значит больше расходуется.
– Расходуется рабочее время на переустановку детали.

Вариант маршрута обработки детали на станках с ЧПУ с минимизацией их количества

Предназначен для порезки любого металлопроката под углами реза 90° и 90°±45° соответственно, на мерные заготовки любой длины.

Металлорежущий станок имеет мощную станину рамного сечения, внутри которой расположен узел подачи СОЖ и электроящик, а сверху – поворотный стол с подвижными тисками и пильной траверсой.

Станок возможно перемещать по производственным площадям, станина установлена на колесах, после установки на рабочее место он неподвижно фиксируется упорами. Для этого предусмотрены специальные установочные винты, пилу можно выставить с точностью 0,1 мм/1 м .

Поворотные тиски у модели СРЗ-200-01П смонтированы на столе, и весь комплекс тисков может поворачиваться на любой угол в пределах ±45° по горизонтали к плоскости реза. Зажим материала производится с помощью маховика вручную. Поворот тисков осуществляется также вручную на нужный угол по лимбу после ослабления захватов.

На станине через ось закреплена подвижная траверса. Для компенсации веса подвижной части траверсы ленточнопильного станка через рычаг и пружину она связана со столом тисков.

Регулировка скорости опускания траверсы осуществляется посредством гидравлики.
На траверсе установлен асинхронный электро-двигатель с частотным преобразователем, для регулировки скорости движения пильной ленты от 12-100м/мин, т.е. возможно подбирать скорость резания практически для любого материала от черного метала до нержавейки и тд. Тензометр контроля натяжения пилы установлен в базовой комплектации станка. Дополнительно возможно поставить приводные/ не приводные рольганги, ленточные полотна, приспособления для пакетной резки и тд.

^

Для полотен большинства производителей (при условии соблюдения правил эксплуатации и хранении) срок службы полотна находится в пределах 140 – 160 часов работы оборудования. Снятие полотна при перерывах в работе оборудования на релаксацию, несколько увеличивает срок службы полотна.

Среднее значение стойкости полотна составляет: на каждый метр ленточного полотна приходится 1 кв.м. отрезаемых заготовок.
^

^

^

Верстати моделі 11Б40ПФ4 призначені для комплексної високопродуктивної двосторонньої обробки деталей середньої та підвищеної складності з каліброваного прутка в автоматичному циклі, а також штучних заготовок з ручним завантаженням в напівавтоматичному режимі в умовах дрібно – і середньосерійного виробництва.

Клас точності верстата по ГОСТ 8-82, (Н, П, В, А, С) П

Діаметр прутка найбільший, мм 40.00

Подача прутка, мм 100

Межі частот обертання шпинделя, Min / Max, Про. / Мін. 40.00/4000.00

Потужність двигуна головного руху, кВт. 15.00

Габарити верстата Довжина Ширина Висота, мм. 3325_1630_2100

Маса верстата, кг. 6800

Модель ЧПУ, встановленого на верстаті 3С110

Рік поставлення верстата на серійне виробництво. 1986
^

Найбільші розміри встановлюваної заготівки, мм, не менше:

діаметр 280, 350 *

довжина 630

Висота центрів над столом, мм 185.2

Найбільші розміри шліфування, мм, не менше:

діаметр 280, 350 *

довжина 630

Діаметр шліфованого отвору, мм:

найбільший, не менше 100, 200 **

найменший, не більше 12

Діаметр шліфованого отвору, мм: три діаметра, але не более125

Найбільша маса встановлюваної заготівки, кг, не менше:

при зовнішньому шліфуванні в центрах 300

при зовнішньому і внутрішньому шліфуванні в патроні (з урахуванням маси патрона) 60

в патроні з люнетом (з урахуванням маси патрона) 80

Найбільший кут повороту верхнього столу, град, не менше:

за годинниковою стрілкою 3

проти годинникової стрілки 8

Найбільший кут повороту шліфувальної бабки, град, не менше .30

Найбільший кут повороту передньої бабки, град, не менше:

за годинниковою стрілкою 30

проти годинникової стрілки 90

Сумарна потужність ел / двигунів, кВт 17,29

Мережа живлення: перем, 3-фазний

Рід струму

Частота струму, Гц 50

Напруга, В 380

Кількість керованих осей координат 1

Кількість одночасно керованих осей координат 1

Дискретність завдання переміщення шліфувальної бабки, мм / діаметр 0,001

ЛИТЕРАТУРА

1.Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2 /под ред.

А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.:

Машиностроение, 1986. 496с., ил.

2. Обработка металлов резанием: Справочник технолога/ А.А.Панов,

В.В.Аникин, Н.Г.Бойм и др.; под общ. ред. А.А.Панова.- М.:

Машиностроение, 1988.-736 с., ил.

3. Курсовое проектирование по технологии машиностроения

/ Горбацевич А.Ф., Чеботарёв В.Н. Минск.: Высшая школа, 1975 -288с.,

4. Режимы резания металлов. Справочник. / под ред. – Ю.В.Барановского.

Изд. 3-е, перераб. и доп. – М.: «Машиностроение», 1972.- 407 с.