Технологические процесс детали фланец. кр. Пояснительная записка к курсовой работе По дисциплине Технология машиностроения Малышева Виктория
 Скачать 1.73 Mb.
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Содержание элементов в % | |||||||
| Si, кремний | Mn, марганец | Cu, медь | Ni, никель | S, сера | C, углерод | P, фосфор | Cr, хром |
| 0,17..0,37 | 0,5..0,8 | до 0,3 | до 0,3 | до 0,035 | 0,36..0,44 | до 0,035 | 0,8..1,1 |
Физико-механические и технологические свойства материала приведем в таблице 8.
Таблица 8 – Физико-механические и технологические свойства стали 40Х ГОСТ 4543-2016
| Временное растяжение при растяжении Ϭв , МПа | Твердость по Бринеллю НВ | Плотность ⍴, кг/м3 | Технологические свойства | ||||
| Обрабатываемость резанием | Коэффициент обрабатываемости резанием | Обрабатываемость давлением | Свариваемость материалов | ||||
| Быстрорежущий | Твердый сплав | ||||||
| 580 | 217 | 7850 | хорошо обрабатывается | 0,95 | 1,2 | хорошо обрабатывается | трудно-свариваемая |
2.2 Выбор и обоснование метода получения заготовки
Данную делать можно сделать из двух видов заготовок, штамповки и проката.Проведём расчёты и выявим какой вид заготовки нам больше подходит для данной детали.
Прокат
1. Выбираем в качестве заготовки горячекатаный стальной прокат по ГОСТ 2590-2006 (таб.3.14).
Из проката будут нарезаны штучные заготовки диаметром d0 и длиной L0.
2. Для заданной детали целесообразно использовать прокат круглого сечения. Из имеющихся трех категорий точности проката выбираем обычную точность (В).
3. Для определения диаметра заготовки необходимо определить технологический маршрут обработки поверхности с наибольшим диаметром – Ø98.
Используя данные таблицы 5 Справочник технолога -машиностроителя. Том 1. Под ред. Косиловой А.Г. и Мещерякова Р.К. М.: Машиностроение, 1986. Страницы 180 – 181, определяем маршрут обработки этой поверхности:
Переход 1 – точение черновое,
4. Диаметр проката определяется по формуле:
где d0 – диаметр проката, мм;
2Z0 - общий припуск на обработку, мм.
Общий припуск на обработку определяют по формуле:
где 2Zi – межоперационные припуски на переходы по технологическому процессу обработки поверхности, мм.В данном случае:
2Z0 = 2Z1
где 2Z1 - припуск на черновое точение, мм;
Припуски на черновое и чистовое точение определяются по таблице 3.73 Балабанов А.Н. Краткий справочник технолога- машиностроителя. – М.: Издательство стандартов, 1992.
Z1 = 2 мм,
Принимаем ближайший больший диаметр проката Ø105.
5. Сравним полученное значение с сортаментом проката (таб. 3,14) и выбираем сталь горячекатаную круглую обычной точности (В) Ø 105 мм.
6. Определяем длину штучной заготовки L0 по формуле:
где L0 – длина штучной заготовки, мм;
2Z0 - общий припуск на обработку торцевых поверхностей, мм.
Припуски на черновое подрезание торцевых поверхностей определяются по таблицам 3.67 и 3.68 Балабанов А.Н. Краткий справочник технолога- машиностроителя. – М.: Издательство стандартов, 1992.
Z1 = 2,0 мм,
7. Определяем технические требования
на диаметр заготовки: (таблица 3.14):
Допуск на диаметр проката – Т = 2,3 мм. Шероховатость поверхности проката определяется по таблице 1 Справочник технолога -машиностроителя. Том 1. Под ред. Косиловой А.Г. и Мещерякова Р.К. М.: Машиностроение, 1986. Страницы 180 – 181:
Rz = 200 мкм на торцевые поверхности. Для этого необходимо назначить метод разрезки проката (таблица 3 Справочник технолога -машиностроителя. Том 1. Под ред. Косиловой А.Г. и Мещерякова Р.К. М.: Машиностроение, 1986. Страницы 180 – 181 или таблица 3.12 Балабанов А.Н. Краткий справочник технолога- машиностроителя. – М.: Издательство стандартов, 1992.)
Выбираем приводные ножовки - квалитет точности 14, шероховатость торцевых поверхностей Rz = 200 мкм
8.Масса штучной заготовки определяется по формуле:
где Vзаг - объем заготовки по максимальным размерам, см3;
γ - удельный вес (плотность) материала заготовки, г/см3. (7,85)
Объем цилиндра определяют по формуле:
9. Коэффициент использования материала (Ким) определяется по формуле:
где mдет – масса детали, кг;
mзаг – масса заготовки, кг
10.Определим вес материала на одну деталь с учетом технологических потерь при получения заготовки из проката (отрезка, зажим, торцевая обрезка и т.д ), которые равны 15 % от массы заготовки.
Где: G – вес материала на одну деталь с учетом технологических потерь, кг;
П – процент технологических потерь.
11.Определяем коэффициент использования материала (КИМ) с учетом технологических потерь:
12. Определяем стоимость штучной заготовки по формуле:
Где: Сзаг – стоимость штучной заготовки, руб;
Смат – цена 1 кг материала проката, руб. (Сталь 40Х 1кг – 35 руб);Сотх. – стоимость 1 тонны отходов, руб. (Сотх. = 1 т. отходов = 4500 руб.)
13. Все полученные результаты занесем в таблицу 9.
Таблица 9
| mдет,кг | mзаг,кг | G,кг | Ким | КИМ | Сзаг,руб. |
| 0,89 | 3,85 | 4,43 | 0,23 | 0,2 | 139,12 |
14. Выполнить чертеж заготовки (рисунок 2). На чертеже заготовки показывается контур детали тонкими линиями, указываются допуски размеров и шероховатость поверхностей.
Рисунок 2 – Эскиз заготовки из проката
ШтамповкаРешение:
1.Учитывая форму и массу детали выбираем изготовление поковки в закрытом штампе (см. т.21, рис. 1 – 3,с. 8 – 14 Методического пособия)
2. Определяем конфигурацию поверхности разъема штампа [Методическое пособие, п.4.1.4, с.16] Выбираем П – плоская.
3.Определяем степень точности поковки [Методическое пособие, т.1.1, с.15]. Принимаем точность Т4.
4.Определяем группу стали
Сталь 40Х относится к группе М2 – сталь с содержанием углерода 0,4% [Методическое пособие, п.4.1.2, с.15]
5.Определяем степень сложности поковки по формуле:
где mдет– масса детали, кг;
mф – масса цилиндра (фигуры), описанного вокруг детали по максимальным размерам диаметра и длины.
Деталь фланец dmax = 98 мм; Lmax = 52 мм
где γ - удельный вес (плотность) материала заготовки, г/см3. (7,85)
Т.к 0,33 > 0,32 и меньше 0,63, то степень сложности поковки С2 [Метод. пособие, п.4.1.3, с.15].
6.Для дальнейших расчетов необходимо определить ориентировочную массу поковки по формуле: 
где Gп - расчетная масса поковки, кг;
MD - масса детали, кг;
KР - расчетный коэффициент, устанавливаемый в соответствии с табл. 1.2, с.16.
Для деталей типа фланец Кр=1,3 – 1,6.
Выбираем 1,5
7.Определяем исходный индекс поковки [Метод. пособие, т.1.4, с.18 или п.4.2, с.17]
m = 1,34 кг, М2, С2, Т4 Исходный индекс поковки 12.
8.Для дальнейшей работы оформим таблицу 10, в которую будем заносить все полученные значения припусков, допусков и размеров штамповки.
9.Определяем припуски [Метод. пособие, т.1.5, с.20].
Полученные значения записываются в столбик 3 таблицы 10.
Таблица 10 - Параметры расчета размеров заготовки| Диаметр детали,мм или толщина детали, мм | Шероховатость поверх.,Ra,мкм | Припуск на сторону, мм | Дополнит. припуски, мм | Дополнит. припуски, мм | Общий припуск (на сторону), мм | Общий припуск (на диаметр),мм | Размеры поковки (округленные), мм | Допуск на размер, мм | Предельные отклонения, мм |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| Ø98 | 6,3 | 1,7 | 0,3 | 0,2 | 2,2 | 4,4 | Ø98+4,4≈Ø102 | 2,5 |  |
| Ø63 | 6,3 | 1,7 | 0,3 | 0,2 | 2,2 | 4,4 | Ø63+4,4≈Ø67 | 2,2 |  |
| Ø45 | 0,32 | 1,9 | 0,3 | 0,2 | 2,4 | 4,8 | Ø45+4,8≈Ø50 | 2,2 | |
| Ø32 | 1,25 | 1,8 | 0,3 | 0,2 | 2,3 | 4,6 | Ø32-4,6≈Ø27,5 | 2,0 |  |
| Ø26 | 6,3 | 1,6 | 0,3 | 0,2 | 2,1 | 4,2 | Ø26-4,2≈Ø22 | 2,0 | |
| 30 | 0,63 | 1,8 | 0,3 | 0,2 | 2,3 | 4,6 | 52+4,6≈56 | 2,2 | |
| 39 | 6,3 | 1,6 | 0,3 | 0,2 | 2,1 | 4,2 | 30+2,2-2,1≈30 | 2,0 | |
| 52 | 6,3 | 1,7 | 0,3 | 0,2 | 2,2 | 4,4 | 39+2,2+2,1≈43 | 2,0 | |
10. В зависимости от точности поковки Т, определяем дополнительные припуски, учитывающие:
а) смещение по поверхности разъема штампов [Метод. пособие, т.1.6, с.20] – 0,3 мм; (данное значение заносим в столбик 4 таблицы 10)
б) изогнутость и отклонения от плоскостности и прямолинейности [Метод. пособие, т.1.7, с.20] – 0,2 мм; (данное значение заносим в столбик 5 таблицы 7 и указывается на чертеже заготовки)
11. Определяем общие припуски и размеры поковки и полученные значения заносим в столбики 6, 7, 8 таблицы 10.
12. Штамповочный уклон [Метод. пособие, т.1.14, с.23]:
На наружной поверхности – не более 5°, принимается - 5°;
13. Радиус закругления наружных углов [Метод. пособие, т.1.9, с.21] – 2,5 мм (минимальный), принимается 3 мм.14. Допускаемые отклонения размеров поковки определяем по [Метод. пособие, т.1.10, с.22] и полученные значения заносим в столбики 9,10 таблицы 10.
15. Неуказанные предельные отклонения размеров ±1,1мм.
16. Допускаемая величина высоты заусенца – 3,0 мм [Метод. пособие, п.4.4.3, с.21]
17. Допускаемая величина смещения по поверхности разъема штампа - 0,6 мм [Метод. пособие, т.1.11, с.23]. Данное значение записывается в технических требованиях.
18. Выполнить чертеж заготовки (рисунок 3)
Рисунок 3 – Эскиз штампованной заготовки
19. Технические требования на заготовку
1. Группа стали – М2
2. Класс точности штамповки – Т4
3. Степень сложности – С2
4. Исходный индекс – 12
5. * Размеры для справок6. Радиус закругления внешних углов – 3 мм
7. Величина заусенца – не более 3 мм
8. Штамповочный уклон - 5°
9. Допускаемая величина смещения по поверхности разъема штампа - 0,6 мм
10. Неуказанные предельные отклонения размеров ±1,1мм.
20. Определим массу штамповки, величина которой складывается из:
Определяем массу заготовки:
mзаг = (V1 + V2 + V3 - V4 – V5)·ρ , кг
где ρ = 7850 кг/м3 - плотность материала:
V1,2,3,4,5 = (π·D2 / 4)·h, мм3
V1 = (3,14·502/4)·30 = 58875 мм3
V2 = (3,14·1022/4)·13 = 106173 мм3
V3 = (3,14·672/4)·13 = 45810 мм3
V4 = (3,14·27,52/4)·22 = 13060 мм3
V5 = (3,14·222/4)·17 = 6459 мм3
mзаг = (58875+106173+45810-13060-6459)·0,00000785 = 1,5 кг
21. Коэффициент использования материала (Ким) определяется по формуле:
Где: mдет – масса детали, кг;
mзаг – масса заготовки, кг
22. Определим вес материала на одну деталь с учетом технологических потерь при получения заготовки штамповки (остаточный облой, заусенцы, угар и т.д.), которые равны 10 % от массы заготовки.
Где: G – вес материала на одну деталь с учетом технологических потерь, кг;П – процент технологических потерь.
23. Определяем коэффициент использования материала (КИМ) с учетом технологических потерь:
24. Определяем стоимость штучной заготовки по формуле:
где Сзаг – стоимость штучной заготовки, руб;
Смат – цена 1 кг материала штамповки, руб. (Сталь 40Х 1кг – 67,3 руб);
Сотх – стоимость 1 тонны отходов, руб. (Сотх. = 1 т. отходов = 4500 руб.)
25. Все полученные результаты занесем в таблицу 11
Таблица 11 – Параметры заготовок
| Вид заготовки | mдет , кг | mзаг, кг | G, кг | Ким | КИМ | Сзаг, руб. |
| Прокат | 0,89 | 3,85 | 4,43 | 0,23 | 0,2 | 139,12 |
| Штамповка | 0,89 | 1,5 | 1,65 | 0,59 | 0,54 | 107,63 |
Вывод: Технико-экономические расчеты показывают, что заготовка, полученная методом горячей объемной штамповки более экономична как по себестоимости, так и по использованию материала.