6 Индивидуальное задание

6.1 Материал детали

Материалом для заготовки детали «картер является ВЧ50 ГОСТ 7293-85.

Высокопрочным называют чугун с шаровидной формой графита, получаемой в процессе кристаллизации отливки. Такая форма графитовых включений имеет меньшую поверхность по сравнению с пластинчатой и хлопьевидной при одинаковом объеме, уменьшает концентрацию напряжений.  Шаровидную форму графита получают модифицированием чугуна, находящегося в жидком состоянии, магнием или введением магниевых лигатур с никелем или ферросилицием. Широкое применение получают различные лигатуры, содержащие редкоземельные металлы.

Под действием модификаторов графит в процессе кристаллизации принимает шаровидную форму.

Графит шаровидной формы имеет меньшее отношение его поверхности к объему, что определяет наибольшую однородность металлической основы и прочность чугуна. Чугуны с шаровидным графитом в зависимости от химического состава чугуна и скорости охлаждения могут быть получены со следующей структурой: феррит + шаровидный графит (ферритный высокопрочный чугун), феррит + перлит + шаровидный графит (феррито-перлитный высокопрочный чугун), перлит + шаровидный графит (перлитный высокопрочный чугун).

Металлообработка высокопрочного чугуна

Чугуны с шаровидной формой графита имеют более высокие механические свойства по сравнению с другими чугунами. Высокопрочные чугуны близки по свойствам к литой углеродистой стали, но обладают лучшими литейными свойствами, хорошо обрабатываются резаньем, сохраняют высокую износостойкость.

Для повышения пластичности и вязкости отливки из высокопрочного чугуна подвергают термической обработке: отжигу, нормализации, закалке и отпуску. Одновременно с повышением пластичности при температурной обработке снижаются остаточные напряжения в отливках, что повышает их работоспособность.

Химический состав высокопрочного чугуна ВЧ 50

Химический состав высокопрочного чугуна ВЧ 50 ГОСТ 7293-85. :  C углерод при толщине стенки до 50 мм 3,3-3,8%;  C углерод при толщине стенки от 50 до 100 мм 3,0-3,5%;  C углерод при толщине стенки более 100 мм 2,7-3,2%;  Si кремний при толщине стенки до 50 мм 1,9-2,9%;  Si кремний при толщине стенки от 50 до 100 мм 1,2-1,7%;  Si кремний при толщине стенки более 100 мм 0,5-1,5%;  Mn марганец 0,2-0,6%; Сr хром 0,1%; S менее 0,02%; P фосфор менее 0,1%.

Механические свойства высокопрочного чугуна ВЧ 50 ГОСТ 7293-85: предел прочности (временное сопротивление) σв ВЧ 40 = 400 Мпа;

условный предел текучести σ0,2 = 250 МПа;

относительное удлинение (пластичность) δ = 15 %;

твердость ВЧ 50 - НВ 140 - 202 НВ.

6.2 Анализ служебного назначения детали.

Картер - неподвижная корпусная деталь рулевого механизма с гидроусилителем предназначенная для опоры рабочих деталей и их защиты. Конструкция этих деталей должна обеспечивать необходимую точность взаимного расположения установленных на них элементов, как в статическом состоянии, так и при эксплуатации под нагрузкой. Таким образом, при конструировании и изготовлении корпусных деталей необходимо обеспечить требуемую точность размеров, формы и расположения поверхностей, а также прочность, жесткость, виброустойчивость, сопротивление температурным деформациям, герметичность, технологичность и удобство монтажа конструкции.

На первых операциях базирование осуществляется по необработанным (черным) поверхностям, которые называются черновыми базами. Поверхности, обработанные на этих операциях, используются затем как чистовые базы.

Рисунок 5- Картер рулевого механизма.

Поверхность 1 контактирует с вращающимся валом, поэтому выбираем посадку с натягомH6/h6, для уплотнения вала и картера запрессовывается втулка, закрепления вала в картере предназначена канавка 3 для штопорного кольца, выполненная по 6 квалитету. По резьбе 2 вкручивается гайка регулировочная. Фаска 6 служит для облегчения сборки узла. Поверхность 9 контактирует с опорами вал-сектор, выполненная по 6 квалитету точности и посадкой с зазором. Для закрепления и уплотнения опоры служат канавки 7(для стопорных колец) и 8(для уплотнительных колец), выполненные по 14 квалитету. Отверстие 12 служит для установки стопорного болта. По поверхностям 5 и 4 устанавливается распределитель, который крепиться при помощи резьбовых отверстий 11. По поверхности 5 перемещается поршень рейка, поэтому она выполнена по 6 квалитету и шероховатостью Ra1.25. Отверстия 10 служат для базирования заготовки при обработке, сами отверстия получаются на 010 операции, поэтому к ним особые требования, как по точности поверхности, так и позиционирования.

Наиболее важным в нашей детали является взаиморасположение двух осей отверстия 9 и отверстия 5. От точного расположения зависит правильность работы передачи сектор-поршень-рейка.