ВЫБОРА МАТЕРИАЛА ЗАГОТОВКИ

Конструкционным материалом детали «Зубчатое колесо» является сталь жаропрочная релаксационностойкая 35ХМ – хромомолибденовая сталь. Используется для изготовления ответственных деталей, работающих при температурах до 500°С в условиях больших скоростей/нагрузок – шестерни, валы, шпильки, шпиндели, диски, фланцы, штоки, покрышки, другие изделия.

В таблицах 1 и 2 представлены химический состав и механические свойства стали 35ХМ
Таблица 2.1 – Химический состав стали 35ХМ по ГОСТ 4543-71, %

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Mo	Cu
0.32 - 0.4	0.17 - 0.37	0.4 - 0.7	до   0.3	до   0.035	до   0.035	0.8 - 1.1	0.15 - 0.25	до   0.3

Таблица 2.2 – Механические свойства стали 35ХМ

Сортамент	Размер	Напр.	σв	σT	ẟ5		KCU	Термообр.
-	мм	-	МПа	МПа	%	%	кДж / м2	-
Поковки	max толщина 200	Прод.	700	500	16	45	600	Закалка 850 - 880oC, масло, Отпуск 585 - 650oC,

Термообработка – закалка Т = 850-880 ⁰С,

охлаждающая среда – масло,

отпуск – Ть= 585-650 ⁰С,

охлаждающая среда – масло.
3 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МЕТОДА ПОЛУЧЕНИЕ ЗАГОТОВКИ

При выборе заготовки для заданной детали назначаем методы получения определенных конфигураций, размеры, допуски, припуски на обработку и формируем технические условия на её изготовление. Процесс получения заготовки определяется техническими свойствами материала, конструктивными формами и размерами детали и программой выпуска.

Учитывая форму и размеры детали «Шестерня», эксплуатационные условия работы, марку материала (Сталь 35), а также тип производства среднесерийный возможно получение заготовки двумя способами — штамповка и круглый прокат.

При выборе вида заготовки учитываются не только эксплуатационные условия работы детали, ее размеры и форму, но и экономичность ее производства. Способ получения заготовки должен быть наиболее экономичным при заданном объеме выпуска деталей. Вид заготовки будет оказывать значительное влияние на характер технологического процесса, трудоемкость и экономичность ее обработки.

Основным критерием выбора заготовки будет являться коэффициент использования материала.

Первый способ – горячая объёмная штамповка.

Горячая объёмная штамповка – это вид обработки материалов давлением, при котором формообразование поковки из нагретой заготовки осуществляют с помощью специального инструмента – штампа. Течение металла ограничивается поверхностями плоскостей, изготовленных в отдельных частях штампа, так что в конечный момент штамповки они образуют единую замкнутую плоскость (ручей) по конфигурации поковки.

Штамповка имеет ряд преимуществ. Горячей объёмной штамповкой можно получать без напусков поковки сложной конфигурации, которые другим способом изготовить без напусков нельзя, при этом допуски на штамповочную поковку минимальны. В следствии этого значительно сокращается объём последующей механической обработки, штамповочные поковки обрабатывают только в местах сопряжения с другими деталями, и эта обработка может сводиться только к шлифованию.

Производительность штамповки значительно выше – составляет десятки и сотни штамповок в час.

Размеры заготовки «вал», полученной горячей штамповкой, максимально приближены к размерам готовой детали, вследствие чего за счёт сокращения механической обработки снижается стоимость готового изделия.

Второй способ – круглый прокат.

Стальной прокат широко используются в машиностроительной промышленности для изготовления различного рода деталей. Он может иметь стандартные диаметры: 12.0, 20.0, 28.0, 30.0, 42.0, 45.0, 50.0, 65.0 немереной длины. Также прокат может иметь кратную длину и изготавливаться в нагартованном состоянии.

К недостаткам получения заготовки из проката относится:

·  большой расход металла;

·  большие припуски на механическую обработку (примерно 15 – 25 % от массы заготовки превращается в стружку) .

Хоть цена на заготовку из проката ниже чем цена на заготовку выполненную ГОШ мы выберем заготовку, полученную горячей объемной штамповкой в открытых штампах ( облойная ), т.к. у штамповки точность получаемых размеров выше, припуск на механическую обработку меньше, т.е. форма заготовки более приближена к форме детали, значит затраты на обработку такой заготовки будут меньше, количество отходов металла так же уменьшиться. Этим мы и компенсируем высокую стоимость начальной заготовки.

Горячей объемной штамповкой в открытых штампах характеризуется тем, что после заполнения металлом полости ручья штампа избыток его вытесняется в специальную полость, образуя при этом отход называемый облой. Облой обрезается особыми штампами. При штамповке в открытых штампах из заготовки малой точности получают поковки высокой точности за счет различного объема облоя. Технологический процесс изготовления поковок горячими штампами состоит из следующих основных операций.:

1) Резка прутков на мерные заготовки

2) Нагрев

3) Штамповка

4) Обрезка облоя

5) Правка

6) Термообработка

7) Очистка от окалины

8) Калибровка

Штамповку целесообразно производить на прессе, так как он позволяет получить более точные заготовки, благодаря отсутствию ударных нагрузок уменьшается вероятность сдвига штампов (точнее верхнего штампа относительно нижнего, фиксированного положения). Вертикальный штамп имеет в нижней точке, выталкиватель заготовок (пресс), что позволяет уменьшать штамповочные уклоны до 3...5°, а это позволяет уменьшить припуски на обработку. Кроме того производительность пресса выше чем молота в полтора-два раза за счет сокращения ударов в каждом ручье до одного.