3.Выбор заготовки

Технологические требования к конструкции деталей машин продиктованы как технологией производства заготовок, так и технологией их последующей обработки.

Заготовка — это предмет производства, из которого измене­нием формы и размеров, свойств материала и шероховатости поверхности изготавливают деталь или неразъемную сборочную единицу — узел.

Конфигурация заготовки вытекает из конструкции детали и определяется ее размерами и материалом, условиями работы де­тали в машине с учетом статических, динамических, темпера­турных и других нагрузок.

Конструктор назначает технические требования, предъявляе­мые к детали, часто задает метод изготовления заготовки для определенного вида производства. В настоящее время число этих методов для каждого вида производства (литья, обработки давлением, прокатки, порошковой металлургии и др.) исчисля­ется многими десятками.

На основании рабочего чертежа детали технолог заготови­тельного цеха совместно с технологом механического цеха раз­рабатывают исходный чертеж заготовки, который в дальнейшем используют для разработки ТП ее изготовления и при проекти­ровании технологической оснастки (штампов, прессформ, моде­лей, форм и др.). Этот чертеж является также исходным доку­ментом для разработки ТП механической обработки заготовки. Рабочий чертеж детали в процессе всей работы остается основ­ным и контрольным документом технологической документа­ции. При проектировании сложных и ответственных деталей в этой работе принимает участие конструктор изделия.

Технолог в процессе отработки детали на технологичность обязан проверить обоснованность принятых конструктором ре­шений. Он может рекомендовать конструктору изменить вид за­готовки, метод ее изготовления для совершенствования ТП из­готовления заготовки в связи с увеличением программы выпус­ка, отсутствием оборудования на заводе, из-за возможности по­лучения заготовки по кооперации или в связи с другими обстоя­тельствами.

Материалом для заготовки принята сталь 40Х, относящаяся к классу легированных конструкционных сталей общего назначения. Данная сталь характеризуется средними механическими свойствами, чего вполне достаточно при данных условиях. Так как указанные стали не являются литейными, то литье как вид получения заготовок для вала принимать нельзя.

Исходя из анализа конструкции и свойств этой стали , можно предложить виды получения заготовки:

- Калиброванный пруток;

- Сортового проката;

- Поковки и кованые заготовки;

Сортовой калиброванный прокат, в отличие от сортового горячекатаного проката, имеет более высокую точность и качество поверхности металла.

Эти качества калиброванного проката позволяют использовать его при обработке резанием на высокопроизводительных токарных станках – автоматах, а также для холодной штамповки на холодновысадочном оборудовании. Высокая точность и качество поверхности калиброванного проката позволяют значительно сократить расход металла при его дальнейшей переработке.

При получении заготовок из сортового проката возрастает количество операций обработки резанием, больше металла переводится в стружку. При использовании данного метода на предприятии необходимо иметь специальные станки по резке металла. Обработка детали на широко используемых токарно-винторезных станках приведет к нерациональному переводу металла в стружку. Однако, применение данного метода не требует наличие на предприятии литейного или кузнечно-прессового цеха.

Пластическая деформация как метод получения заготовок характеризуется высоким показателем коэффициента использования материала, удовлетворительными показателями шероховатости поверхности, относительно небольшими припусками на механическую обработку. При пластической деформации образуется благоприятная структура строения зерен металла, сердцевина получается плотной, что способствует повышению обрабатываемости. Исходя из конструктивных особенностей детали, можно предложить следующие методы получения заготовок ковкой:

- штамповка;

- ковка на ГКМ.

Для осуществления процесса штамповки необходимо изготовить специальный инструмент (штамп). Изготовление инструмента сопряжено со следующими трудностями: материалом для инструмента является дорогостоящая и (как правило) труднообрабатываемая сталь (или твердый сплав), инструмент имеет сложную геометрическую поверхность. Производство инструмента необходимо вести, используя методы электрофизические методы обработки, которые характеризуются большими энергозатратами и невысокой производительностью. Вследствие геометрических параметров детали, получение заготовки необходимо вести в горячем состоянии, а это, в свою очередь, приведет к уменьшению срока службы инструмента, и негативно скажется на себестоимости заготовок.

При ковке на ГКМ используемый инструмент имеет простую (по сравнению со штамповкой) форму и меньшую себестоимость. Процесс ковки на ГКМ обеспечивает достаточную производительность. Однако штамповка обеспечит минимальные припуски, что особенно важно для такой детали в которой много поверхностей не обрабатываются, а остальные предусматривают минимальную обработку

Выбранный заготовительный процесс должен быть экономически эффективным в данных производственных условиях. Необходимо максимальное приближение формы и размеров заготовки к форме и размерам готовой детали, что ведет к снижению трудоемкости механической обработки.

По заданию принят круг 70 класс точности В по ГОСТ 2590-88. Так как этот вариант подходит по критериям указанным выше, то его я и считаю оптимальным для дальнейшего использования.

Принимаем в качестве метода получения заготовок сортовой прокат.

Приведем эскиз предполагаемой заготовки.

Рисунок 3.1- Эскиз заготовки