2 Назначение и конструкция детали

Деталь «Вал» предназначена для передачи вращательного момента. На детали имеется ряд посадочных поверхностей для установки опор, шкива и зубчатого колеса. К детали предъявляются высокие требования по точности, жёсткости, а к материалу по прочности, износостойкости.

Данную деталь изготавливают из стали 14Х17Н2 ГОСТ 5632-72, которая широко применяется для изготовления ответственных деталей типа валов, втулок и т. д., работающих в агрессивной среде.

Таблица 2.1 – Химический состав стали 14Х17Н2,%

С	Si	Cr	S	P	Ni
		не более
0,12-0,15	0,17-0,37	17	0,04	0,035	2

Таблица 2.2 – Механические свойства стали 14Х17Н2

Предел прочнос-ти в , Мпа	Предел текучес-ти т , Мпа	Относи-тельное удлинение, %	Относи-тельное сужение , %	Твердость НВ, Мпа	Удельный вес, г/см3	Модуль упругости, Мпа
1000-1450	800-1300	9	45	156-217	7,82	2·105

В данном случае способ получения заготовок – прокат. Способ получения заготовки является простым и оптимальным для данной детали. Применяемый материал – сталь 14Х17Н2 – обладает хорошими физико-механическими свойствами.

Рисунок 2.1 – Эскиз детали и её основные поверхности

Поверхность 1 имеет размер , шероховатостьRa 1,25 и служит для установки подшипника качения. Поверхность 3 имеет шероховатостьRa 6,3 и служит для установки зубчатого колеса. Шпоночный паз 4 шириной 10 мм служит для установки шпонки и передачи вращающего момента. Поверхность 6 имеет размер , шероховатостьRa 1,25 и служит для установки подшипника качения. На эту же поверхность устанавливается шкив, который фиксируется при помощи винта, заходящего в отверстие 8 мм. Вращение на вал передаётся через шпонку, которая устанавливается в паз 7 шириной 10 мм. Канавки 2 и 5 шириной 3 мм служат для выхода шлифовального круга и установки стопорных колец, которые фиксируют зубчатое колесо.

3 Анализ технологичности конструкции детали

Проведём анализ технологичности конструкции детали.

1. В качестве заготовки используется прокат. Заготовка проста по форме и для данной детали имеет незначительные напуски.

2. Основные поверхности являются удобными для базирования и закрепления, поэтому дополнительные поверхности не вводятся.

3. Материал детали сталь 14Х17Н2, механическая обработка которого будет затруднена из-за большого содержания легирующих элементов. Материал режущей части лезвийного инструмента (кроме центровых свёрл) – твёрдый сплав. Этот материал наиболее приемлем для обработки деталей из углеродистых сталей, так как имеет высокую износостойкость, хорошую теплостойкость (по сравнению с Р6М5), низкую истирающую способность а, следовательно, высокую износостойкость.

4. Черновую обработку можно производить на станках нормальной точности. При черновом точении окончательный параметр шероховатости, точность размеров не формируется, основная задача – снять поверхностный слой металла и подготовить поверхность для последующей чистовой обработки. При чистовой обработке окончательно формируется параметр шероховатости, точность формы, размеров и взаимного расположения поверхностей. Допуски взаимного расположения поверхностей, величины шероховатостей не позволяют обрабатывать начисто данную деталь на станках нормальной точности, допуски линейных и диаметральных размеров - позволяют. Поэтому черновое и чистовое точение можно выполнить на станках нормальной точности, а шлифование – на станках повышенной и высокой точности.

5. Отказаться от специального инструмента невозможно т. к. есть нестандартные канавки, центровые отверстия и шпоночные пазы.

В конструкции детали почти отсутствуют места резких изменений формы, концентраторы напряжений.

6. Для получения детали необходимо применять ряд специальных станков повышенного класса точности.

7. Поверхности детали доступны для обработки и измерения.

8. Деталь жесткая, так как отношение длины к диаметру 8,2 не превышает 10. Возможно применение высокопроизводительных методов обработки.

9. Отказаться от специального инструмента невозможно, т. к. необходимо обработать канавки, шпоночные пазы.

10. В конструкции детали присутствуют места резких изменений формы (канавки), отверстие под крепёжный винт, которые являются концентраторами напряжений.

11. Имеются канавки для выхода шлифовального круга.

Учитывая все вышеперечисленные факторы, у данной детали хорошая технологичность.