Практическая работа 2 анализ технологичности конструкции детали

Труднообрабатываемые стали и сплавы

Наименование сталей (сплавов)	Предел прочности σв, МПа	Твердость НВ	Коэффициент обрабатываемости Kом
1	2	3	4
1-я группа – теплостойкие хромистые, хромоникелевые и хромомолибденовые стали перлитного и мартенситного классов:
30ХН3МА, 30Х2НВФА, 30Х3МВФ	600…900	262…363	1,8…1,2
2-я группа – коррозионностойкие хромистые и сложнолегированные стали ферритного, мартенситно-ферритного и мартенситного классов:
12Х13(1Х13), 25Х13Н2, 20Х13(2Х13), 30Х13(3Х13), 40Х13(4Х13), 14Х17Н2(1Х17Н2), 09Х16Н4Б	600…1 300	225…311	1,4 1,8 1,3…0,6

Окончание табл. 2.8

1		2	3	4
3-я группа – коррозионностойкие, кислотостойкие, жаростойкие хромоникелевые стали аустенитного и переходного аустенитно-мартенситного классов:
12Х18Н10Т (Х18Н10Т) 20Х23Н18, 12Х21Н5Т		550…700	145…212	1,0 0,9
4-я группа – жаропрочные, жаростойкие, кислотостойкие хромоникелевые, хромоникелемарганцевые сложнолегированные стали аустенитного класса:
45Х14Н14В2М, 08Х15Н24В4ТР, 07Х21Г7АН5, 12Х25Н16Г7АР, 37Х12Н8Г8МБФ,15Х18Н12С4ТЮ		800…1 000	220…300	0,80 0,60 0,45
5-я группа – жаропрочные деформируемые сплавы на железоникелевой и никелевой основах:
36НХТЮ, ХН77ТЮ, ХН77ТЮР, ХН35ВТЮ, ХН56ПМТЮ, ХН72МВКЮ, ХН60МВТЮ		1 200…800	260…320	0,32…0,15
6-я группа – окалиностойкие и жаропрочные литейные сплавы на никелевой основе:
ХН67ВМТЮЛ (ЭП202) ХН62МВКЮЛ (ЭИ867) ХН65ВМТЮЛ (ЭИ893) ЭП23, ЭП346		800…1 000	248…340	0,10…0,08
7-я группа – сплавы на титановой основе:
ВТ1-00, ВТ1-0, ВТ1-2, ОТ4-0, ОТ4-1, ВТ5, ВТ5-1, ВТ6, ВТ6с ВТ14, ВТ15, ВТ16, ВТ22	450…700 600…1 000 1 100…1 350		126…262 311…375 311…375	1,2 0,80…0,48
8-я группа – высокопрочные стали:
28Х3СНМВФА-ВД, 38ХН3МФА, 43ХН2МВФА	1 600…2 100		> 450	0,44…0,24

Показатель сложности конструкции детали К_сл

Увеличение себестоимости получаемой методами обработки резанием детали вследствие усложнения технологического процесса ее изготовления учитывается показателем сложности конструкции детали, определенным в виде:

Kсл = 0.25 (Kk + Kр + Kв + Kс)

где K_к, K_р, K_в, K_с – коэффициенты, определяемые из выражения:

Ki=1-Ai

где A_i – поправки, численные значения которых приведены в табл. 2.9.

Таблица 2.9
Факторы, определяющие сложность конструкции детали

Обозна­чение коэффициентов	Факторы, влияющие на величины коэффициентов	Диапазоны факторов	Величина поправки Ai
Kк	Количество поверхностей детали, обрабатываемых резанием	 20 > 20	0 0.2
Kp	Количество повышенных требований по точностям формы и взаимного расположения поверхностей	0  2 > 2	0 0.2 0.4
Kв	Количество видов механической обработки	 2 > 2	0 0.1

Коэффициент_K'>Коэффициент K_к (коэффициент количества поверхностей) зависит от количества поверхностей на исходной заготовке, с которых удаляется припуск при изготовлении детали. Комбинированные поверхности, образуемые за один рабочий ход одним инструментом, засчитываются одной поверхностью.
Составляется таблица, содержащая следующие графы: номер поверхности, характерный размер, точность, шероховатость, виды механической обработки при получении данной детали, наличие и количество сложно выполнимых требований по точности формы и взаимного расположения для данной поверхности. В примечании указывается унифицированная или неунифицированная эта поверхность (далее табл. 2.13).
Коэффициент K_p (коэффициент расположения поверхностей) учитывает общее количество заданных на чертеже детали исходных данных по обеспечению требуемых точности формы и взаимного расположения поверхностей (отклонений от параллельности, отклонений от перпендикулярности, отклонений от плоскостности и т.д.) в пределах 0,05 мм.
Коэффициент К_в (коэффициент видов обработки) учитывает количество различных видов обработки резанием (технологических операторов ) – таких, например, как точение, сверление, шлифование, строгание, фрезерование и т. д., применяемых при изготовлении детали.
Коэффициент К_с учитывает соответствие размера, точности поверхностей деталей, обрабатываемых по 10-му квалитету и точнее, некоторым оптимальным величинам, под которыми подразумеваются рекомендуемые в качестве экономичных и конструктивно обоснованных. Величина A для этого коэффициента определяется по формуле:

где N – общее количество поверхностей детали, обрабатываемых резанием не грубее 10-го квалитета;

Величины m_j лежат в пределах от 0 до 4. Если при расчете оказывается, что А >1 , то в выражение подставляется А = 1.
Если на детали нет поверхностей, обрабатываемых по 10-му квалитету и точнее, то принимаем K_с =1.
Коэффициент точности и шероховатости поверх­ностей детали К_пов [3]

Коэффициент точности определяется по формуле:

Кт = 1- 1/Тср,
при этом Тср=∑Тi пi/∑пi.
Коэффициент шероховатости определяется по формуле:
Кш = 1-1/R_aср,
при этом R_aср =∑ R_ai пi/∑пi,
где Тi, R_ai – соответственно квалитеты точности и значения параметра шероховатости обрабатываемых поверхностей;
Тср, R_aср – средние значения этих параметров
пi – число размеров или поверхностей для каждого квалитета и значения параметра шероховатости.
Кпов =Кт×Кш
Показатель унификации конструктивных элементов К_уэ


Показатель унификации конструктивных элементов К_уэ определяется по следующей формуле:

где N_э – общее количество конструктивных элементов в детали, шт.; N_уэ – количество унифицированных конструктивных элементов детали, шт.; m – число нетехнологичных элементов детали, шт.
Для расчета этого показателя необходимо конструкцию детали представить в виде совокупности элементарных конструктивных элементов (плоскость, цилиндр, отверстие и д.р.)
Комбинированные конструктивные элементы, которые могут быть сформированы одним режущим инструментом, за один рабочий ход, могут быть приняты за один элемент.
К унифицированным элементам относятся такие элементы, которые изготавливаются стандартным режущим инструментом и не требуют применения специальной оснастки (оправок, планшайб, кондукторов и др.). Для такого утверждения должны быть выбраны инструмент и технологическая оснастка, применяемые в предполагаемом технологическом процессе изготовления детали.
Размеры стандартного инструмента определяются стандартами на конкретные виды инструмента и размерными рядами нормальных чисел, регламентирующих размеры всех видов инструментов (табл. 2.10).
Затем из общего числа конструктивных элементов должны быть выделены нетехнологичные элементы, то есть такие элементы, изготовление которых вызывает дополнительные технологические проблемы. Нетехнологичные элементы могут быть унифицированными и неунифицированными.

Таблица 2.10