3.3. Характеристика технологичности конструкции детали.

Создание двигателей сопровождается непрерывным совершенствованием их конструкции. При этом повышаются требования к точности и качеству изготовления, надежности, долговечности, улучшаются условия управления и технического обслуживания автомобилей и их агрегатов. Изменение конструкции приводит к увеличению трудоемкости, затрат на материалы и средств для изготовления единицы продукции. Затраты на подготовку и освоение производства новых конструкций узлов и агрегатов двигателей зависят в значительной мере от технологичности конструкции.

Под технологичностью конструкции изделия понимают совокупность свойств конструкции изделия, определяющих ее приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ.

Одной из важнейших задач, решаемых при проектировании нового изделия, является отработка его конструкции на технологичность. В процессе такой отработки создается конструкция, позволяющая в производстве широко использовать наиболее прогрессивные и экономичные процессы обработки и сборки, применять комплексную механизацию и автоматизацию, использовать промышленные роботы и манипуляторы.

Рассмотрим оправку с точки зрения технологичности.

Получение заготовки для детали – не сложная операция, так как она заключается в нарезке готового прутка диаметром 36 мм на куски, длиной 210 мм.

Конструкция детали обладает высокой жесткостью.

При обработке детали соблюдаются основные принципы базирования.

При обработке различных поверхностей удобство подвода и отвода инструмента – хорошее.

Контроль параметров точности доступен, степень сложности контроля – средняя.

Деталь не требует применения оригинальных методов обработки, но специнструмент, спецприспособления и спецоборудование применяется часто.

Сложность обработки поверхностей – низкая.

Средней является сложность достижения заданных степеней точности размеров.

Оправка подвергается термообработке: закалка, химическое оксидирование, старение.

Термической обработкой называется процесс обработки детали из металлов и сплавов путем теплового воздействия с целью изменения их структуры и свойств в заданном направлении. Этот способ используется для улучшения технологических свойств.

При данной термообработке деталь приобретает высокую твёрдость, а так же высокую прочность при некоторой вязкости для предупреждения поломки приспособления в процессе работы и износостойкость.

3.4. Характеристика метода получения заготовки.

Выбор заготовки является сложной и ответственной задачей. Для экономии материалов и уменьшении времени и средств на механическую обработку целесообразно выбирать заготовки, которые по форме, размерам, точности и состоянию поверхностного слоя соответствовали бы параметрам готовой детали.

Основными факторами, определяющими вид заготовки, являются материал, конфигурация и габаритные размеры будущей детали. Во многих случаях материал определяет вид заготовки: если это литейный сплав, то заготовкой будет являться отливка; если деформируемый сплав – прокат или поковка. Большое значение при выборе заготовки имеют годовой объем выпуска изделия и тип производства.

Заготовку для оправки получают из стали.Существует несколько способов получения стали: конверторный, мартеновский и электроплавка.

Конверторный способ основан на продувке сжатым воздухом расплавленного чугуна. При продувке кислород воздуха вступает в реакцию с примесями чугуна и окисляет их, в результате чего получается сталь. Для конверторного способа используют жидкий чугун, полученный в доменных печах и выдержанный в специальных металлоприемниках (миксерах).

Достоинствами конверторного способа являются: высокая производительность агрегатов, компактность оборудования и т. д.

К недостаткам этого способа относятся невозможность переработки большого количества стального и железного лома, а также передел чугунов только определенного химического состава.

Марки конверторной стали обозначают начальными буквами Б и Т, что значит бессемеровская и томасовская сталь.

Мартеновский способ вызван к жизни необходимостью перерабатывать стальной лом и отходы производства. Требовалось создать печь, в которой температура была бы настолько высокой, чтобы можно было плавить сталь и железо. Получение высокой температуры в мартеновской печи дало возможность не только использовать промышленные отходы в качестве шихтовых материалов, но и получать стали с весьма разнообразными свойствами. Мартеновская сталь поступает в виде листовой и сортовой, рельсов, отливок, заготовок для ковки и штамповки.

Плавка стали в электропечах дает возможность получать высококачественные стали. Сущность процесса заключается в очищении стали от шлаков и примесей в виде серы и фосфора.

Сера и фосфор в стали являются вредными примесями. Сера снижает литейные свойства, препятствует выходу газов из жидкой стали, вызывает ломкость. Фосфор снижает пластичность и вызывает хладноломкость (хрупкость) стали. Кремний повышает упругость и вязкость стали, марганец повышает износоустойчивость.

По химическому составу стали делят на углеродистые и легированные. Углеродистые стали, кроме углерода, содержат до 0,35% кремния, 0,8% марганца, 0,06% серы, 0,07% фосфора. Легированными называют такие стали, в состав которых специально введены легирующие элементы (хром, никель, вольфрам, ванадий, молибден, кобальт и др.) для сообщения стали требуемых свойств.

По назначению стали делятся на конструкционные, инструментальные и стали с особыми физическими свойствами.

По способу выплавки различают сталь обыкновенного качества, качественную и высококачественную.

Углеродистые стали обыкновенного качества содержат до 0,65-0,70% углерода и обозначаются буквами Ст и цифрой, которая является условным номером стали, например: Ст 2, Ст 3 и т. д. Чем больше номер стали, тем больше в ней содержится углерода и тем она прочнее и тверже.

Качественные углеродистые стали обозначают только цифрой, указывающей среднее содержание углерода в сотых долях процента. Например, в стали марки 15 содержится 0,15% углерода, в стали марки 20,-0,20% углерода.

Углеродистые инструментальные стали содержат от 0,65 до 1,35% углерода. Они более прочные, твердые, но менее вязкие.

Углеродистые инструментальные стали делятся на две группы: качественные и высококачественные.

Углеродистые инструментальные качественные стали обозначают буквой У и цифрой, указывающей на среднее содержание углерода в десятых долях процента. Например, в стали марки У8 содержится 0,8% углерода, а стали марки У13-1,3% углерода.

В марке углеродистой инструментальной высококачественной стали ставят букву А, например У8А, У13А.

Легированные стали обозначают буквами и цифрами. Первые две цифры обозначают среднее содержание углерода в сотых долях процента, следующие за ними буквы русского алфавита указывают на легирующие элементы, входящие в состав данной стали.

Для получения прутка для нашей заготовки, сталь прокатывают через прокатные станы.

Прокаткой называется процесс обжатия заготовки между вращающимися валками прокатного стана. В валках с гладкой поверхностью прокатывают листы и полосы. Для прокатки сортового металла, проволоки и различных профилей на рабочей поверхности валков нарезают ручьи. Совмещение пары валков с ручьями образуют калибр. Универсальные прокатные станы имеют как горизонтальные, так и вертикальные валки, что позволяет обрабатывать заготовку одновременно с четырех сторон.

Прокатка крупногабаритных плоских и профильных заготовок осуществляется в горячем виде. Сначала слитки массой до 35 т подогревают до температуры 1200...1300 °С и направляют в обжимные станы с диаметром валков 800мм (блюминги и слябинги). Затем полученные заготовки проходят несколько рабочих позиций, на которых их сечение уменьшают до требуемых размеров, придавая ему желаемую форму. Процесс прокатки в современных горячих прокатных цехах происходит непрерывно.

Сортамент прокатного производства — совокупность получаемых на прокатных станах металлических заготовок. Они делятся на четыре группы: сортовую и листовую сталь, трубы и специальные виды проката.

Сортовая сталь может иметь различные профили. К профилям общего назначения относят полосовую, квадратную, шестигранную, круглую сталь, уголки, швеллеры, двухтавровые балки и т. п., а к профилям специального назначения — рельсы, строительную арматуру, полосы для башмаков тракторных гусениц, ободьев колес грузовых автомобилей, турбинных лопаток и др.