курсач. Курсач. Министерство образования и науки калужской области
 Скачать 391.6 Kb.
|
 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ КАЛУЖСКОЙ ОБЛАСТИГосударственное автономное профессиональное образовательное учреждение Калужской области «Обнинский колледж технологий и услуг» Специальность (код)_______ Защищена с оценкой ____________ ДОПУСТИТЬ К ЗАЩИТЕ «__» ___________________ 201_ г. Зам. директора по УПР _______ ________________ «__» ___________ 201_г. КУРСОВОЙ ПРОЕКТ КП 15.02.07.XX. XXX. 19ПЗ ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Тема: разработать технологический процесс изготовления детали вилка Дисциплина: ____________________________________________________ Руководитель: ______________ _______ __________________ «__» _________ 201_ г. Студент группы: ________ ______ ____________________ «__» _________ 201_ г.  Обнинск 2020 г.Допустить к защите Зам. Директора по УПР __________ М.Г. Гайворонский «__» ____________ 20__ г. Пояснительная записка К курсовому проекту по профессиональному модулю специальность 15.02.18, специальность «Технология машиностроения» Тема: Разработать технологический процесс изготовления детали вилка Студент группы ТМ-31-17: Сандин Артём Олегович Руководитель: Р.И.Супотницкая ____________ «__» ________ 2020 г. Министерство образования и науки Калужской области ГАПОУ КО «Обнинский колледж технологий и услуг» Утверждаю Зам. Директора по УПР М.Г. Гайворонский «__» __________ 2020 г. ЗАДАНИЕ На курсовое проектирование по профессиональному модулю студенту «ОКТУ» Сандин Артём Олегович Группа ТМ 31-17 Специальность «Технология машиностроения» код специальности – 15.02.18 Тема проекта: Разработать технологический процесс обработки детали в серийном производстве. Исходные данные: чертеж детали Вилка Курсовой проект на указанную тему выполняется в следующем объеме: Содержание проекта: А. Пояснительная записка 1.Общая часть 2. Технологическая часть 3. Комплект технологической документации Б. Графическая часть: Чертеж детали, заготовки Чертеж режущего инструмента Чертеж измерительного инструмента Дата выдачи: Срок окончания: Преподаватель: Р.И.Супотницкая Студент: Обнинск 2020 г. .  СодержаниеВведение – стр. Организационный раздел – стр. Назначение, устройство, принцип работы детали– стр. Анализ технологичности конструкции – стр. Определение типа производства – стр. Технологический раздел – стр. 2.1. Обоснование вида и метода получения заготовки-стр. 2.2. Расчет припусков – стр. 2.3. Выбор оборудования, режущих инструментов -стр. 2.4. Расчет режимов резания и технических норм времени– стр. 2.5. Маршрут обработки заготовки-стр. 2.6. Средства и методы контроля – стр. Конструкторский раздел – стр. Выбор приспособления, расчет приспособления – стр. Заключение–стр. Список литературы – стр.  ВведениеТехнология машиностроения – это наука, изучающая способы обработки деталей при их изготовлении в заданном количестве с заданной точностью при минимальной себестоимости и при последующей сборке из этих деталей узлов и машины в целом. Так же к основным задачам, стоящим перед машиностроителями относят повышение технического уровня, качества и увеличение типов выпускаемой техники на основе широкой автоматизации технологических процессов, применение автоматизированных станков и механизмов, унифицированных модулей, роботизированных технологический комплексов и вычислительной техники. Особое внимание обращается на бережное использование материальных ресурсов, создание экономичных конструкций машин и технологических процессов, а также улучшение технико-эксплуатационных показателей машин. Речь идет об эффективном использовании всех ресурсов – энергетический, материальных, трудовых, финансовых, создании качественных и эффективных конструкций. Основными задачи российской промышленности являются более полное удовлетворение потребностей народного хозяйства высококачественной продукцией, обеспечение технологического перевооружения и интенсификации производства во всех областях. Задачей данного проекта является обеспечение выпуска детали «Вилка» заданного качества с наименьшими затратами и минимальной трудоёмкостью изготовления путем разработки оптимального технологического маршрута её механической обработки, базирующегося на современных достижениях в области станкостроения и инструментального производства. Анализ технологичности детали В соответствии с ГОСТ 14.205-83 технологичность конструкции изделия рассматривается как совокупность свойств изделия, определяющих его приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте.  Организационный раздел1.1.Назначение и работа детали в узле. Деталь «Вилка» относится к деталям класса рычагов. Она представляет собой корпус с центральным пазом прямоугольного сечения параллельно общей центральной оси, со сквозным отверстием перпендикулярным центральной оси вращения, а также с двумя сквозными гладкими и одним резьбовым отверстиями для крепления, а также является составной частью карданного шарнира, который в свою очередь является составной частью карданной передачи, предназначенной для передачи крутящего момента. Химический состав стали 45 Марка стали: сталь 45 (Заменитель стали:сталь 40Х, сталь 50, сталь 50Г2) Классификация стали: Сталь конструкционная углеродистая качественная Вид поставки: круг ст 45 ГОСТ 2590-2006 круг (пруток) горячекатаный, круг ст 45 ГОСТ 7417-75 круг (пруток) калиброванный, круг ст 45 ГОСТ 14955-77 круг (пруток) со спецотделкой поверхности (серебрянка), шестигранник ст 45 ГОСТ 2879-2006 шестигранник горячекатаный, шестигранник ст 45 ГОСТ 8560-78 шестигранник калиброванный, лист ст 45 ГОСТ 19903-74 прокат листовой горячекатаный. Расшифровка марки стали 45: конструкционная углеродистая качественная сталь с содержанием 0,45% углерода и незначительным количеством остальных примесей. Использование в промышленности: вал-шестерни, коленчатые и распределительные валы, шестерни, шпиндели, бандажи, цилиндры, кулачки и другие нормализованные, улучшаемые и подвергаемые поверхностной термообработке детали, от которых требуется повышенная прочность.  Химический состав в % стали 45 Удельный вес: 7826 кг/м3.Твердость материала: HB 10 -1 = 170 Мпа Температура критических точек: Ac1 = 730 ,Ac3(Acm) = 755 ,Ar3(Arcm) = 690 , Ar1 = 780 ,Mn = 350. Флокеночувствительность: малочувствительная. Свариваемость: трудносвариваемая. Способы сварки: ручная дуговая сварка и контактная сварка. Необходим подогрев и последующая термообработка. Температура ковки, °С: начала 1250, конца 700. Заготовки до 400 мм охлаждаются на воздухе. Склонность к отпускной хрупкости: не склонна.
 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Физические свойства стали 45 | ||||||
| T (Град) | E 10- 5 (МПа) | 10 6 (1/Град) | (Вт/(м·град)) | (кг/м3) | C (Дж/(кг·град)) | R 10 9 (Ом·м) |
| 20 | 2 | | | 7826 | | |
| 100 | 2.01 | 11.9 | 48 | 7799 | 473 | |
| 200 | 1.93 | 12.7 | 47 | 7769 | 494 | |
| 300 | 1.9 | 13.4 | 44 | 7735 | 515 | |
| 400 | 1.72 | 14.1 | 41 | 7698 | 536 | |
| 500 | | 14.6 | 39 | 7662 | 583 | |
| 600 | | 14.9 | 36 | 7625 | 578 | |
| 700 | | 15.2 | 31 | 7587 | 611 | |
| 800 | | | 27 | 7595 | 720 | |
| 900 | | | 26 | | 708 | |
| | | | | | |
| Механические свойства стали 45 при повышенных температурах | |||||
| Температура испытаний, °С | σ0,2 (МПа) | σв(МПа) | δ5 (%) | ψ % | KCU (кДж / м2) |
| Нормализация | |||||
| 200 300 400 500 600 | 340 255 225 175 78 | 690 710 560 370 215 | 20 22 21 23 33 | 36 44 65 67 90 | 64 66 55 39 59 |
| Образец диаметром 6 мм и длиной 30 мм, кованый и нормализованный. Скорость деформирования 16 мм/мин. Скорость деформации 0,009 1/с | |||||
| 700 800 900 1000 1100 1200 | 140 64 54 34 22 15 | 170 110 76 50 34 27 | 43 58 62 72 81 90 | 96 98 100 100 100 100 | |
| | | | | | |
| Механические свойства стали 45 | |||||
| ГОСТ | Состояние поставки, режим термообработки | Сечение, мм | σв(МПа) | δ5 (%) | ψ % |
| 1050-88 | Сталь горячекатаная, кованая, калиброванная и серебрянка 2-й категории после нормализации | 25 | 600 | 16 | 40 |
| Сталь калиброванная 5-й категории после нагартовки | Образцы | 640 | 6 | 30 | |
| 10702-78 | Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой после отпуска или отжига | | до 590 | | 40 |
| 1577-93 | Листы нормализованный и горячекатаные Полосы нормализованные или горячекатаные | 80 6-25 | 590 600 | 18 16 | 40 |
| 16523-97 | Лист горячекатаный Лист холоднокатаный | до 2 2-3,9 до 2 2-3,9 | 550-690 550-690 | 14 15 15 16 | |
| Механические свойства стали 45 в зависимости от сечения | |||||
| Сечение, мм | σ0,2 (МПа) | σв(МПа) | δ5 (%) | ψ % | KCU (кДж / м2) |
| Закалка 850 °С, отпуск 550 °С. Образцы вырезались из центра заготовок. | |||||
| 15 30 75 100 | 640 540 440 440 | 780 730 690 690 | 16 15 14 13 | 50 45 40 40 | 98 78 59 49 |
| Механические свойства стали 45 в зависимости от температуры отпуска | ||||||
| Температура отпуска, °С | σ0,2 (МПа) | σв(МПа) | δ5 (%) | ψ % | KCU (кДж / м2) | HB |
| Закалка 850 °С, вода. Образцы диаметром 15 мм. | ||||||
| 450 500 550 600 | 830 730 640 590 | 980 830 780 730 | 10 12 16 25 | 40 45 50 55 | 59 78 98 118 | |
| Закалка 840 °С, Диаметр заготовки 60 мм. | ||||||
| 400 500 600 | 520-590 470-820 410-440 | 730-840 680-770 610-680 | 12-14 14-16 18-20 | 46-50 52-58 61-64 | 50-70 60-90 90-120 | 202-234 185-210 168-190 |
| Краткие обозначения: | ||||
| σв | - временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа | | ε | - относительная осадка при появлении первой трещины, % |
| σ0,05 | - предел упругости, МПа | | Jк | - предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа |
| σ0,2 | - предел текучести условный, МПа | | σизг | - предел прочности при изгибе, МПа |
| δ5,δ4,δ10 | - относительное удлинение после разрыва, % | | σ-1 | - предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа |
| σсж0,05 и σсж | - предел текучести при сжатии, МПа | | J-1 | - предел выносливости при испытании на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа |
| ν | - относительный сдвиг, % | | n | - количество циклов нагружения |
| sв | - предел кратковременной прочности, МПа | | R и ρ | - удельное электросопротивление, Ом·м |
| ψ | - относительное сужение, % | | E | - модуль упругости нормальный, ГПа |
| KCU и KCV | - ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см2 | | T | - температура, при которой получены свойства, Град |
| sT | - предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа | | l и λ | - коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С) |
| HB | - твердость по Бринеллю | | C | - удельная теплоемкость материала (диапазон 20o - T), [Дж/(кг·град)] |
| HV | - твердость по Виккерсу | | pn и r | - плотность кг/м3 |
| HRCэ | - твердость по Роквеллу, шкала С | | а | - коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T ), 1/°С |
| HRB | - твердость по Роквеллу, шкала В | | σtТ | - предел длительной прочности, МПа |
| HSD | - твердость по Шору | | G | - модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа |
Выбор заготовкиЗаготовками для изготовления деталей механизмов могут служить:
Отливки, полученные различными методами, применяются для изготовления деталей сложной формы из чугуна, цветных металлов и пециальной литьевой стали (к обозначению марки стали добавляется индекс Л). Методами литья в заготовке могут быть получены отверстия различной формы. Заготовки – отливки характеризуются повышенной шероховатостью поверхности, повышенной твердостью поверхностного слоя (корки), большими величинами припусков на обработку и высокой стоимостью; поковки, применяются для изготовления деталей из пластических металлов менее сложной, чем у отливок, конфигурации, но имеющих большие перепады размеров (например – диаметров). Методами ковки отверстия, как правило, не получают. Исключение составляют случаи, когда получение отверстия другими способами экономически нецелесообразно.
Заготовки-поковки характеризуются меньшей, чем у отливок шероховатостью поверхности, но большей волнистостью; повышенной твердостью поверхностного слоя (корки), большими величинами припусков на обработку и невысокой стоимостью;
Штамповки применяются для изготовления деталей из пластических металлов более сложной, чем у отливок, конфигурации. При штамповке возможно получение отверстий любой формы и конфигурации. Заготовка-штамповка отличается малой шероховатостью поверхности, высокой точностью, малыми значениями припусков на обработку и самой высокой стоимостью. Заготовки-штамповки применяют в тех случаях, когда имеются поверхности, которые невозможно обработать механически, но требуется их высокое качество;
Сортовой прокат. Его основное достоинство – дешевизна. Он изготавливается из стали и цветных металлов в виде прутков с различной формой поперечно сечения (круг, квадрат, шестигранник, труба, угольник, тавр и т.п.). Заготовки из проката нашли самое широкое применение благодаря своей простоте и дешевизне. Существенным недостатком является низкий коэффициент использования материала.
Фасонный прокат (прокат, у которого касательная хотя бы к одной точке периметра поперечного сечения пересекает данное сечение);
Общего (массового) потребления (угловой профиль, швеллеры, двутавровые балки и другие);
Специального назначения (рельсы железнодорожные с широкой и узкой колеи, нефтяной и электропромышленности).
Виды металлопроката:
Черный (чугун, сталь, железо и другие). Изделия из черного металла более износостойкие, прочные, надежные и долговечные. Широко используется в строительстве и промышленности, в качестве несущих конструкций при возведении панельных зданий, перекрытий, бетонно-монолитных объектов, машиностроения и станкостроения;
Цветной (медь, свинец, алюминий, магний, цинк и другие). Изделия из цветного металла используют в радиотехнике, самолетостроении, космическом строении, медицине и в электронике;
Нержавеющий. Преимущество изделий этого вида – устойчивость к неблагоприятным факторам окружающей среды, что позволяет эксплуатировать в течение долгого времени. Может иметь различную поверхность – полированную, матовую и т.д.
Самым первым критерием при выборе типа заготовки служит материал, из которого изготавливается деталь:
Сталь – прокат, поковка, штамповка, реже – отливка;
Чугун – различные способы литья;
Цветные металлы – прокат, отливка, реже – штамповка.
Вторым критерием являются технологические возможности каждого из типов: для деталей простой формы предпочтителен прокат; для деталей средних и крупных размеров простой формы с большими перепадами размеров – поковка; менее предпочтительны, из-за высокой стоимости, отливка или штамповка; для деталей сложной формы – отливка или штамповка.
Заготовки из проката.
Металлопрокат (прокат металла) – изделия, изготовленные на специальных станках методом прокатки с помощью давления. Метод заключается в зажатии металла между двух вращающихся валов и сжимается до необходимой толщины. В последствии прокатки увеличиваются ширина и длина металла. Таким образом, производится прокат для различных целей.
Горячий прокат – когда температура металла во время прокатки больше, чем температура рекристаллизации. Холодный прокат – наоборот, когда температура рекристаллизации выше, чем температура на прокатке. Для повышения пластичности изделий – металл нагревают, т.е. подвергают горячему прокату.
Основная классификация в металлопрокате:
Сортамент – совокупность прокатных профилей, отличающихся по форме и размерам.
Профиль – форма поперечного сечения прокатного изделия.
Сортамент проката:
Листовой прокат (лист, полоса (рулон), штрипе);
Горячекатаные тонкие (толщина до 4 мм);
Горячекатаные толстые (толщина свыше 4 мм);
Холоднокатаные;
Профнастил – это стеновой или кровельный материал для наружных ограждений, стен и крыш.
Сортовой прокат (прокат, у которого касательная к любой точке периметра его поперечного сечения данное сечение не пересекает):
Простой (кргу, квадрат, шестигранник, полоса плоского сечения);
Арматура – это изделие из металла, применяемое для армирования железобетонных конструкций.
