Войти на сайт

или
Регистрация

Навигация


Министерство Образования Российской Федерации Воронежский Государственный Технический Университет Кафедра Сварочного Оборудования и Технологии Сварочного Производства Курсовая работа по «Технология Конструкционных Материалов»

Группа: ПМ-971

Выполнил: Муранов В.А.

Принял: Зенин В.В.

Воронеж

1999 год


Оглавление.

1. Введение.

2. Описание конструкции детали.

3. Выбор заготовки.

4. Сталь 45

5. Размеры заготовки.

6. Разработка маршрутной технологии

7. Технологический процесс.

8. Расчёт режимов центробежного литья и резанья, основного технологического времени.

9. Литература.

Введение.

 Основными задачами российской промышленности являются более полнолное удовлетворение потребностейнародного хозяйства высококачественной продукцией, обеспечение технического перевооружения и интенсификации производства во всех областях.

Поставленные задачи должны решать высококвалифицированные инженеры-машиностроители, в деятельности которых применение на практике технологических наук имеет очень большое значение.

В данной работе мы рассматриваем лишь небольшую часть основных процессов изготовления детали на примере втулки. Описаны основные параметры этой детали, технические характеристики материала, из которого она изготавливается. Способ получения и расчёта режимов резания технологических процессов, таких как фрезерование, протягивание, сверление и резьбонарезание. А также рассчитано основное технолгическое время изготовления данной детали.

20
  
20
,80-0,035
,60
,30+0,035
,3x45°
,15
,3x45°
,55
,50
,3
,20
,40
,65
,М5
,3 отв.


Деталь — втулка. Сталь45Х.

 

 
Описание конструкции детали.

Дано — втулка. Изготавливается из сортового проката круг . Материал детали Сталь 45Х (данные по этой стали приведены ниже); определяется ГОСТом 1050-74. Вид проката, из которого изготавливается деталь, — круг горячекатный повышенной и нормальной точности с постоянной характеристикой поперечного сечения; диаметр — 80мм. Определяется ГОСТом 2590-71. Внутренний диаметр проката — 25мм.

Втулка конструктивно представляет собой вал с отверстием.

Втулка — тело вращения. Из требований предъявляемых к шероховатости обрабатываемых поверхностей можно сделать вывод, что поверхности, обрабатываемые по 6-ому классу точности (RA=2,5) являются остновными, то есть по ним присходит соединение втулки с другими деталями.

Втулку в основном изготавливают из конструкционных и легированных сталей, отвечающих требованиям высокой точности, хорошей обрабатываемости, малой чувствительности к конструкционным напряжениям, повышенной износостойкостью.

Втулка работает без смазки; нагрузки, действующие на неё, передаются черезтри отверстия диаметром 5мм. При помощи этих отверстий втулка крепится к корпусу, а отверстие диаметром 30мм используется для вала, который передаёт вращательное движение.

Деталь достаточно технологична, допускает применение высокопроизводительных режимов обработки, имеет хорошие базовые поверхности и проста по конструкции. Расположение крепёжных отверстий допускает многоинструментальную обработку. Поверхности вращения могут быть обработаны на многошпиндельных станках.

Выбор заготовки.

При выборе заготовки учитывают:

тип производства; материал заготовки; конфигурацию; размеры; элементы детали.

Данная деталь — втулка — изготавливается штамповкой на горизонтально-ковочных машинах (ГКМ). Штамповка на ГКМ является одним из самых производительных способов и рентабельна для заготовки данной детали. Производительность до 400 поковок в час. Допуски и припуски на поковки, изготовляемые на ГКМ, ркгламентируются ГОСТом 7505-55. Требуемое усилие на ГКМ расчитывается по формуле:


где Dnk — диаметр поковки в мм;

k— коэффициент. Для поковок простой формы k=0.05

P=0.05·(80)2 = 320, тс

Точность и качество поверхности заготовки, изготовливаемой ковкой по ГОСТу 7505-55 3-я группа точности, определяется высотой неровностей и дефектным слоем (Rz+T)=1.5 мм

Кривизна DК (мкм/мм) для поковок диаметром 85мм, обработанных ковкой, 3мм.

Общая кривизна заготовки:

rК0 = DКL, где L — общая длина заготовки в м (с учётом припуска 63мм).

rК0 = 0.003·0.063 = 1.89·10-4м

Значение коэффициента уточнения К­у после обтачивания:

чернового и однократного — 0.06

получистового — 0.05

чистового — 0.04.

Данная деталь — втулка — относится ко второй группе (повышенной точности) — деталь крупносерийного и среднесерийного производства.

Втулка изготавливается из материала Сталь45Х (ГОСТ 1050-74). Приведём особенности этой стали.

Материал заготовки.

Сталь 45Х.

Заменитель — стали: 40Х, 50Х, 45ХЦ, 40ХГТ, 40ХФ, 40Х2АФЕ.

Вид поставки:

1. Сортовой прокат, в том числе фасонный. ГОСТы: 4543-71, 2590-71, 2591-71, 10702-78.

2. Калиброванный пруток. ГОСТы: 7417-75, 8559-75, 8560-78, 1051-73.

3. Шлифованный пруток и серебрянка. ГОСТ 14955-77.

4. Лист толстый. ГОСТы: 1577-81, 19903-74.

5. Полоса. ГОСТы: 103-76, 82-70.

6. Поковки и кованные заготовки. ГОСТы: 1133-71, 8479-70.

Назначение: валы, шестерни, оси, болты, шатуны, втулки и другие детали, к которым предъявляются требования повышенной твёрдости, износостойкости, прочности и работающие при незначительных ударных нагрузках.

Температура критических точек, 0С

АС1

АС3Сm)

­r3­(АrCm)

Ar1

MH

735 770 690 660 355

Химичекий состав (ГОСТ 4543-71):

С 0.41-0.49 %
Si 0.17-0.37 %
Cr 0.80-1.10 %
Mn 0.50-0.80 %
P Не более 0.035 %
S Не более 0.035 %
Cu Не более 0.30 %
Ni Не более 0.30 %

Ударная вязкость, КСИ, Дж/см2

Температура, 0С

+20 — 40 — 80
55 51 39

 

 

 

Механические свойства.

Г

О

С

Т

Состояние поставки, режимы термообработки

Сечение,

мм

КП

s0.2 sВ d3 y

КСИ

Дж/см2

HB, не более
4543-71

Пруток. Закалка 8400С, масло.

Отпуск 5200С, вода или масло

25 - 830 1030 9 45 49 -
8479-70 Поковки, нормализация.

До 100

300-500

500-800

315

315

315

315

570

570

570

17

12

11

38

30

30

39

29

29

167-207

167-207

167-207

…закалка, отпуск 500-800 315 315 570 11 30 29 167-207
…нормализация

До 100

100-300

300-500

345

345

345

345

590

590

590

18

17

14

45

40

38

59

54

49

174-217

174-217

174-217

…закалка, отпуск

500-800

100-300

300-500

395

345

395

395

590

615

615

12

15

13

33

40

35

39

54

49

174-217

187-229

187-229

100-300

300-500

440

440

440

635

635

14

13

40

35

54

49

197-235

197-235

До 100

100-300

490

490

490

655

655

16

13

45

40

59

54

212-248

212-248

100-300 540 540 685 13 40 49 223-262
До 100 590 590 735 14 45 59 235-277
До 100 640 640 785 13 42 59 248-293

s-1, МПа

n Состояние металла
343 -

s0,2=830 МПа, sВ=980 МПа, НВ=285

380 -

s0,2=550 МПа, sВ=780 МПа, НВ=217

774

106

sВ=1590 МПа

588

5×106

sВ=1150 МПа

588 -

Закалка 8300С, масло; отпуск 5750С


Технологические свойства.

Температура ковки, 0С: начала —1250, конца — 780. Заготовки сечением до 100мм охлаждаются на воздухе. 101-300 — в мульде.

Свариваемость: трудносвариваемая. Способы сваривания: РДС, необходимы подогрев и последующая термообработка. Обрабатываемость резанием — в горячекатном состоянии при НВ 163-168,sВ=610МПа, Кvтв.спл.=1.20, Кv б.ст.=0.95

Флокеночувствительность: есть.

Склонность к отпускной хрупкости: есть.

Прокаливаемость (ГОСТ 4543-71)

Расстояние от торца, мм Примечание
1.5 4.5 7.5 9 12 13.5 16.5 19.5 24 33

Закалка 8500С

54-60 51.5-58.5 47.5-57 45-55 39.5-52.5 37.5-47 34.5-43.5 31-42 28.5-39.5 24.5-34.5

Твёрдость

для полос прокалива-емости, HRC

Количество мартенсита, % Критический диаметр, мм
В воде В масле

50

95

33-60

21-36

20-38

12-14

 

Размеры заготовки.


Разработка маршрутной технологии.

При разработке маршрутной технологии руководствуются следующими принципами:

1. В первую очередь обрабатывают те поверхности, которые являются базовыми при дальнейшей обработке.

2. Затем обрабатывают поверхности с наибольшим припуском.

3. Далее выполняют обработку поверхностей снятия металла, которая в наименьшей степени влияет на жёсткость детали.

4. К началу техпроцесса необходимо относить те операции, на которых можно ожидать появление брака из-за скрытых дефектов (трещины, раковины и т.д.).

Технологический процесс.

1. Исходное сырьё для получения заготовки: Сталь45Х.

2. Метод получения заготовки: штамповка.

3. Оборудование: горизонтально-ковочная машина, фрезерный станок, сверлильный станок, протяжной станок, токарный станок.

4. Операции механической обработки:

005 — заготовительные

010 — протягивание

015 — расточка

020 — сверление

025 — резьбонарезание

030 — фрезерование

Заготовительная операция описана выше (см. выбор заготовки).

Протягивание:

Операция 010.

Производится на горизонтально-протяжном станке, протяжкой для внутреннего протягивания, выполненной из быстрорежущей стали Р9К15 II типа.


Рис.2 Протягивание.

1. Снять деталь.

2. Установить протяжку.

3. Установить деталь и протяжку.

4. Протянуть отверстие 3.


Растачивание:

Операция 015. Производится на токарно-винторезном станке 1А616 прямоугольным расточным резцом 6´10мм, закреплённым в радиальном суппорте планшайбы , ГОСТ 10046-72.

1.Снять и установить деталь.

2.Подобрать резец.

3.Пройти заготовку с одной стороны до диаметра 49мм (начерно) на 28мм.

4.Развернуть заготовку другой стороной.

5. Пройти заготовку с этой стороны до диаметра 59мм (начерно) на 20мм.

6.Развернуть заготовку другой стороной.

7.Пройти заготовку с этой стороны до диаметра 50мм (начисто) на 28мм.

8.Развернуть заготовку другой стороной.

9. Пройти заготовку с этой стороны до диаметра 60мм (начисто) на 20мм.

 

Сверление:

Операция 020. Производится на настольно-сверлильном станке 2Н106П, сверлом диаметром 4.8 мм, ГОСТ 4010-64.

1. Снять и установить деталь.

2. Подобрать сверло.

3. Сверлить отверстие диаметром 5мм на глубину 20мм.

4. Повторить операцию для остальных отверстий.

Резбонарезание:

Операция 025. Производится на настольно-сверлильном станке 2Н106П, гайконарезной головкой.


1. Снять и установить деталь.

2. Установить головку.

3. Нарезать резьбу 5r1 начисто на глубину 15мм.

4. Повторить операцию для остальных отверстий.

Фрезерование:

Операция 030. Производится на вертикально-консольном фрезерном станке 6Н104, наборной торцовой фрезой с зубьями из быстрорежущей стали Р18.

1. Снять и установить деталь

2. Подобрать фрезу диаметром 110 мм.

3. Точить поверхности 1, 2 и 3 начерно.


 

Рис.5 Фрезерование. Заготовка для простоты показана условно.

4. Повторить операцию для противоположной поверхности с фрезой диаметром 120мм.

5. Фрезеровать поверхности 1, 2 и 3 начисто.

Расчёт режимов резания и основного технологического времени.

 

1. Расчитываем режим резания и основное технологическое время операции 010 - протягивания.

Режим резания.

Параметр шероховатости Ra = 2.5 мкм. Твёрдость Стали 45Х 220 HB. Берём протяжку шлицевую из быстрорежущей стали Р18. Подача зубьев на стороны S0 = 0.07 мм/зуб. Шаг зубьев t0=12мм. Число зубьев в секции zc = 2. Общая длина протяжки 870мм. Передний угол g = 20°, задний угол на черновых зубьях a = 3°, на чистовых зубьях a = 2°, на колибрующих зубьях a = 11°.

Сталь 45Х относится к первой группе обрабатываемости. Сила резания:

P = q0SlpKp , где q0 — сила резания, кгс на 1мм, а Sl­p = суммарная длина режущих кромок зубьев, одновременно участвующих в работе, мм;

Кp — общий поправочный коэффициент на силу резания, учитывающий изменённые условия работы.

Для S0 = 0.7 мм и g = 20°, q 0 = 14.19 кгс/мм.

Кpм = 1, Кp0 = 1, Крр=1, Кpn = 1.

Slp=pDzp/zc, где D = 30 мм — наибольший диаметр зубьев протяжки, zp— число зубьев, одновременно участвующих в работе, zc— число зубьев в секции.

zp = l/t0 + 1, где l — длина протягиваемой области, t0 — шаг черновых зубьев;

zp= 65/12 +1 = 6.42

Slp= pDzp/zc = 3.14·30·6.42/2 = 302.4 мм

Сила резанья:

P= q 0SlpКpм Кp0 Кpp Кpn = 14.19·302.4·1·1·1·1=4291 нгс

В единицах СИ P = 65361 H

Скорость гланого движения для шпинделя протяжек первой группы обрабатываемости крупносерийного производства V = 6 м/мин. Поправочный коэффициент на скорость KVu=1 (так как Р18).

Определяем скорость гланого движения резания, допустимую мощность электродвигателя станка (станок 7Б 510, Nд= 17 кВт).

Vдоп= 65·102Nдh/p , где h=0.85

Vдоп= 65·102·17·0.85/4291= 22.3 м/мин

Таким образом, V £ Vдоп (6 £ 22.3). Следовательно принимаем скорость главного движения резания V = 6 м/мин.

Основное время:

 , где Lpx — длина рабочего хода протяжки: Lpx= ln+ l + lдоп =870-265+65+50 = =720мм;

K1 — коэффициент, учитывающий обратный ускоренный ход,

К1= 1 + V / Vох = 1+6/20 = 1.3;

i – число рабочих ходов (одна заготовка i=1);

q — число одновременно обрабатываемых заготовок, q=1.

Таким образом T0 = 720·1.3·1/(1000·6·1) = 0.16 мин


Информация о работе «Технология Конструкционных Материалов»
Раздел: Радиоэлектроника
Количество знаков с пробелами: 18399
Количество таблиц: 7
Количество изображений: 7

Похожие работы

Скачать
28242
1
7

... свойствах конструкционных материалов. Основные методы обработки конструкционных материалов: литье, обработка давлением, сварка и обработка резанием. Эти методы в современной технологии конструкционных материалов характеризуется многообразием традиционных и новых технологических процессов, возникающих на их слиянии и взаимопроникновении. 1. Холодное деформирование Обычно под холодной штамповкой ...

Скачать
15028
0
0

... и высоколегированные (содержание добавок больше 10%).   Коррозия железоуглеродистых сплавов Так как значение данных сплавов в производстве столь велико, то исходя из этого, борьба с коррозией этих материалов имеет большое практическое значение. Сталь и чугун обладают невысокой коррозионной стойкостью в агрессивных средах вследствие своей физической и химической неоднородности. В их состав ...

Скачать
27217
2
0

... кремнезема в зернах заполнителя, а бетон с хлористыми солями – в железобетонных конструкциях.   3. Классификация качественных углеродистых сталей по назначению и их маркировка. Сталь – основной конструкционный материал, применяемый в строительстве. По химическому составу стали подразделяют на углеродистые и легированные. Углеродистые стали содержат железо, углерод и примеси (марганец, ...

Скачать
39511
0
7

... большая часть графитизируется в виде пластинчатого графита, а содержание углерода в виде цементита составляет не более 0,8 %. У серых чугунов хорошие технологические и прочностные свойства, что определяет широкое применение их как конструкционного материала. Половинчатые чугуны — занимают промежуточное положение между белыми и серыми чугунами, и в них основное количество углерода (более 0,8 %) ...

0 комментариев


Наверх