Расчет технологической детали "Втулка"

Поковки. Закалка, отпуск. КП 490  

100-300 

490 

655 

13 

40 

54 

212-248  
 
 

Таблица №3  

Механические свойства стали 40Х при повышенных температурах 

t испытания, °C 

?0,2, МПа 

?B, МПа 

?5, % 

?, % 

KCU, Дж/м2  

Закалка 830 °С, масло. Отпуск 550 °С  

200 

700 

880 

15 

42 

118  

300 

680 

870 

17 

58   

400 

610 

690 

18 

68 

98  

500 

430 

490 

21 

80 

78  

Образец диаметром 10 мм, длиной 50 мм кованый и отожженный. Скорость деформирования 5 мм/мин, скорость деформации 0,002 1/с.  

700 

140 

175 

33 

78   

800 

54 

98 

59 

98   

900 

41 

69 

65 

100   

1000 

24 

43 

68 

100   

1100 

11 

26 

68 

100   

1200 

11 

24 

70 

100   
 
 

Таблица №4  

Механические свойства в зависимости от температуры  отпуска 

t отпуска, °С 

?0,2, МПа 

?B, МПа 

?5, % 

?, % 

KCU, Дж/м2 

HB  

Закалка 850 °С, вода  

200 

1560 

1760 

8 

35 

29 

552  

300 

1390 

1610 

8 

35 

20 

498  

400 

1180 

1320 

9 

40 

49 

417  

500 

910 

1150 

11 

49 

69 

326  

600 

720 

860 

14 

60 

147 

265  
 
 

Таблица №5 Механические свойства в зависимости от сечения 

Сечение, мм 

?0,2, МПа 

?B, МПа 

?5, % 

?, % 

KCU, Дж/м2 

HB  

Закалка 840-860 °С, вода, масло. Отпуск 580-650 °С, вода, воздух.  

101-200 

490 

655 

15 

45 

59 

212-248  

201-300 

440 

635 

14 

40 

54 

197-235  

301-500 

345 

590 

14 

38 

49 

174-217  
 
 

Таблица №6 Температура  критических точек 

Критическая точка 

°С  

Ac1 

743  

Ac3 

815  

Ar3 

730  

Ar1 

693  

Mn 

325  
 
 

Таблица №7 Ударная  вязкость, KCU, Дж/см2 

Состояние поставки, термообработка 

+20 

-25 

-40 

-70  

Закалка 850 С, масло. Отпуск 650 С. 

160 

148 

107 

85  

Закалка 850 С, масло. Отпуск 580 С. 

91 

82 

- 

54  
 
 

Таблица №8 Предел выносливости 

?-1, МПа 

?-1, МПа 

n 

?B, МПа 

?0,2, МПа 

Термообработка, состояние  стали  

363 

- 

1Е+6 

690 

- 

-  

470 

- 

1Е+6 

940 

- 

-  

509 

-  

960 

870 

-  

333 

240 

5Е+6 

690 

- 

-  

372 

- 

- 

- 

- 

Закалка 860 С, масло, отпуск 550 С.  
 
 

Таблица №9 Физические свойства 

Температура испытания, °С 

20 

100 

200 

300 

400 

500 

600 

700 

800 

900  

Модуль нормальной упругости, Е, ГПа 

214 

211 

206 

203 

185 

176 

164 

143 

132 

-  

Модуль упругости  при сдвиге кручением G, ГПа 

85 

83 

81 

78 

71 

68 

63 

55 

50 

-  

Плотность, pn, кг/см3 

7850  

7800 

- 

- 

7650 

- 

- 

- 

-  

Коэффициент теплопроводности  

Вт/(м ·°С) 

41 

40 

38 

36 

34 

33 

31 

30 

27 

-  

Уд. Электросопротив-ление (p, НОм · м) 

278 

324 

405 

555 

717 

880 

1100 

1330 

- 

-  

Температура испытания, °С 

20- 100 

20- 200 

20- 300 

20- 400 

20- 500 

20- 600 

20- 700 

20- 800 

20- 900 

20- 1000  

Коэффициент линейного  расширения  

(a, 10-6 1/°С) 

11.8 

12.2 

13.2 

13.7 

14.1 

14.6 

14.8 

12.0 

- 

-  

Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг · °С)) 

466 

508 

529 

563 

592 

622 

634 

664 

- 

-  
 
 

Технологические свойства: 

-- Температура ковки:  начала 1250 °С, конца 800 °С. Сечения  до 350 мм охлаждаются на воздухе. 

-- Свариваемость:  трудносвариваемая. Способы сварки: РДС, ЭШС. Необходимы подогрев  и последующая термообработка. КТС  - необходима последующая термообработка. 

-- Обрабатываемость  резанием: в горячекатаном состоянии  при НВ 163-168, ?B = 610 МПа K? тв.спл. = 0.20, K? б.ст. = 0.95. 

-- Склонна к отпускной  способности. 

-- Флокеночувствительна. 

2. Анализ технологичности  конструкции детали 
 

Под технологичностью конструкции изделия понимается совокупность свойств конструкции  изделия, проявляемых в возможности  оптимальных затрат труда, средств, материалов и времени при технической  подготовке производства, изготовлении, эксплуатации и ремонте по сравнению  с соответствующими показателями однотипных конструкций изделий того же назначения при обеспечении установленных  значений показателей качества и  принятых условий изготовления, эксплуатации и ремонта. 

Обработка конструкции  на технологичность представляет собой  комплекс мероприятий по обеспечению  необходимого уровня технологичности  конструкции по установленным показателям, направлена на повышение производительности труда, снижение затрат и сокращение времени на изготовление изделия  при обеспечении необходимого его  качества. Виды и показатели технологичности  приведены в ГОСТ 18831-73, а правила  отработки конструкции изделия  и перечень обязательных показателей  технологичности в ГОСТ 14.201-73. Оценка технологичности конструкции может  быть двух видов: качественной и количественной. Качественная оценка характеризует  технологичность конструкции обобщенно  на основании опыта исполнителя  и допускается на всех стадиях  проектирования как предварительная. Количественная оценка технологичности  конструкции изделия выражается числовым показателем и рациональна  в том случае, если эти показатели существенно влияют на технологичность  рассматриваемой конструкции. 

Качественная оценка технологичности конструкции детали: 

-- технологический  контроль чертежа детали «втулка»  дает полное представление о  ее конструкции. На чертеже  проставлены размеры с допусками  и шероховатостью необходимыми  для изготовления детали; 

-- заготовкой для  втулки служит штамповка, получаемая  на горизонтально-ковачной машине  из стали 40Х. Штамповка проста  по конфигурации и не требует  применения специальной оснастки;  

-- деталь имеет  удобные и надежные технологические  базы в процессе обработки; 

-- предусмотрена  возможность непосредственного  измерения большинства заданных  на чертеже размеров;  

-- деталь по форме  средней сложности (канавки, сквозные  отверстия, резьбовое отверстие,  ступени, лыски);