13 вар. Технологические процессы в машиностроении
 Скачать 358.8 Kb.
|
|
Контрольная работа по дисциплине «ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ» Тема «Технологические процессы в машиностроении» Выполнил: студент 1курса КТМ Проверил: 2019 г Задание на контрольную работу Согласно номеру варианта, для заданной детали, необходимо: 1. Рассмотреть возможные способы получения заготовки, их достоинства и недостатки. Для заданного вида производства выбрать наиболее целесообразный способ. 2. Для выбранного способа производства заготовки выберать оптимальные методы обработки поверхностей 1,2,3; привести схемы обработки с указанием станка, инструмента и оснастки. Сделать эскизы инструмента для обработки, приспособления для закрепления заготовки при обработке поверхности 1. Выбор способа получения заготовки При выборе вида и метода изготовления заготовки учитывают конструкцию и материал детали, ее форму и размеры, тип производства и имеющееся оборудование. От выбора заготовки, т. е. установления метода ее получения, формы, величины припусков, напусков и др., зависит масса заготовки и объем последующей механической обработки детали. Увеличение припусков на обработку ведет к возрастанию расхода металла и трудности обработки, повышает затраты на режущий инструмент, ремонт станков, электроэнергию и т. п. Вместе с тем, слишком малые припуски на обработку могут привести к браку «по черноте», т. е. к невыдерживанию требований чертежа детали по точности и шероховатости обработанных поверхностей. От правильности выбора вида и размеров заготовки зависит себестоимость изготовления детали. Наиболее целесообразна исходная заготовка, требующая наименьших затрат при изготовлении детали с учетом всех технологических операций обработки и необходимого качества детали. Форма и размеры заготовки должны быть возможно близкими к форме и размерам готовой детали с тем, чтобы свести к минимуму обработку резанием. Отливки применяют при изготовлении фасонных деталей сложной формы из серого и ковкого чугуна, литой стали, бронзы, алюминиевых сплавов. Литьем получают заготовки блоков цилиндров, головок цилиндров, гильз, поршней, деталей карбюраторов, поршневых колец, корпусов коробок передач, картеров и т. п. Свободную ковку производят на кузнечных молотах и гидравлических прессах. Свободной ковкой изготовляют заготовки для выполнения различных единичных заказов. В серийном и массовом производствах применение свободной ковки нерационально, так как производительность этого способа невелика, а припуски на обработку максимальные. Ковку в закрытых штампах (горячую штамповку) широко применяют в машиностроении для изготовления ответственных стальных деталей: шатунов, шестерен, коленчатых и распределительных валов, клапанов и т. п. С помощью горячей штамповки можно получить заготовки с высокими механическими свойствами и с минимальными припусками на обработку резанием. Сортовой металл (прокат) используют непосредственно в качестве заготовок разных деталей, он служит для изготовления осей, валов, крепежных и других деталей. На выбор метода получения заготовки влияют следующие факторы: 1) Технологические свойства материала: литейные свойства, деформируемость при обработке давлением, обрабатываемость резанием, свариваемость. 2) Форма, размеры и масса детали. Например, для изготовления валов и осей с малым перепадом диаметров при любом типе производства предпочтителен прокат. Сложная форма и большие габариты детали предопределяют применение литой или комбинированной сварной заготовки и т.п. 3) Особые требования к прочности детали, к физико-механическим свойствам материала. При их наличии применяют методы получения заготовки, обеспечивающие эти качества. 4) Объем выпуска и тип производства. В единичном производстве более рациональны методы получения заготовки, не требующие специальной, сложной и дорогостоящей оснастки, которая из-за малого объёма выпуска вносила бы дополнительный вклад в себестоимость заготовки. Заготовки в единичном производстве имеют простую форму, с повышенными припусками и напусками, из-за чего возрастают их размеры и масса, а соответственно трудоёмкость механической обработки. В массовом производстве применяют специальные методы получения высокоточных заготовок с минимальными припусками на обработку. 5) Наличие технологического оборудования, возможность получения заготовок со специализированных заводов по кооперации. При ограниченных возможностях предприятия задача технолога по выбору заготовки упрощается, сводясь иногда к единственному варианту. При широких возможностях заготовительного производства задача технолога усложняется. Если возможны различные методы получения заготовки, а оптимальный вариант не очевиден, окончательный выбор может быть сделан на основании технико-экономического сравнения. Способ получения заготовки должен быть наиболее экономичным при заданном объеме выпуска деталей. Основным показателем выбора заготовки является коэффициент использования материала Ки.м. Для рациональных форм и вида выбранной заготовки значения коэффициента использования материала близки к единице. Окончательный выбор заготовки делают на основании технико-экономических расчетов. Технико-экономическое обоснование выбора заготовки для обрабатываемой детали производят по нескольким направлениям: металлоемкости, трудоемкости и себестоимости, учитывая при этом конкретные производственные условия. Технико-экономическое обоснование ведется по двум или нескольким выбранным вариантам. При экономической оценке определяют металлоемкость, себестоимость или трудоемкость каждого выбранного варианта изготовления заготовки, а затем их сопоставляют. Анализ материала и формы заготовки  40Л - Нелегированная сталь для отливок. Сталь 40Л используется для изготовления деталей, работающих при температуре до 4500С – корпусы, станины, тормозные диски, муфты, кожухи, шестерни, звездочки, вилки и другие изделия. Химический состав в % материала 40Л ГОСТ 977 - 88
Температура критических точек материала 40Л.
Технологические свойства материала 40Л .
Литейно-технологические свойства материала 40Л .
Режимы термической обработки материала 40Л
Механические свойства при Т=20oС материала 40Л .
1.2. Определение способа изготовления заготовки Основными видами заготовок для деталей являются заготовки, полученные: -литьём; -обработкой давлением; -резкой сортового и профильного проката; -комбинированными методами; -специальными методами. Данная деталь «Втулка» имеет сложную конфигурацию и тонкие стенки. Поскольку производство единичное, то наиболее рациональным способом ее получения является литье по выплавляемой модели. Литье по выплавляемым моделям (ЛВМ) – способ получения отливок в многослойных оболочковых неразъемных керамических формах, изготовляемых с использованием выплавляемых, выжигаемых или растворяемых моделей однократного использования. Сущность способа получения отливок по выплавляемым моделям состоит в том, что модель отливки и модель литниковой системы изготовляют из легкоплавких материалов путем запрессовки их или заливки их в пресс-формы. Затвердевшую модель извлекают из пресс-формы, припаивают к литниковой системе, образуя модельный блок. На поверхность модельного блока наносят несколько слоев суспензии и обсыпки, которые после сушки создают на блоке высокоогнеупорную керамическую оболочку. Выплавив из оболочки модельный состав, получают тонкостенную оболочку литейной формы отливки. Полученную оболочку формуют в специальных неразъемных опоках, прокаливают и заливают расплавом. Способ получения отливок по выплавляемым моделям дает возможность: - получать отливки, максимально приближенные по форме и размерам с высокой чистотой поверхности; - получать отливки с минимальным припуском на обработку из любых сплавов, в том числе не поддающихся ковке и штамповке и трудно обрабатываемых механической обработкой; - объединять отдельные детали в компактные цельнолитые узлы; - создавать конструкции (например, лопатки ГТД со сложными лабиринтными полостями газового тракта), невыполнимые какими-либо другими методами обработки. Все вышеперечисленные преимущества способа литья по выплавляемым моделям в полной мере могут быть реализованы только при условии, что детали сконструированы с учетом особенностей этого способа, т.е. они технологичны для литья по выплавляемым моделям Литниково-питающая система при литье по выплавляемым моделям Как известно, литниково-питающая система (ЛПС) должна обеспечить оптимальные условия заполнения формы и получение отливок без литейных дефектов, при минимальном расходе металла на ЛПС. Особенность ЛПС при литье по выплавляемым моделям состоит в том, что она выполняет три основные задачи: ЛПС является несущей конструкцией, обеспечивающей прочность модельного блока и сохранность моделей отливок на всех технологических операциях, предшествующих выплавлению моделей из формы. В период затвердевания отливок, элементы ЛПС одновременно выполняют роль прибыли, поэтому должны присоединяться к наиболее массивным частям отливки. Кроме того, конструкция ЛПС должна обеспечить направленное затвердевание отливок от наиболее тонких частей к массивным. Изготовление пресс-форм При конструировании пресс-форм необходимо учитывать следующее: - материал пресс-формы должен обеспечить ее прочность, а моделям высокую точность и малую шероховатость поверхности; - пресс-форма должна иметь минимальное число разъемов; - расположение внутренних частей пресс-формы должно быть таким, чтобы модели надежно, удобно и быстро извлекались из пресс-формы; - необходимо обеспечить возможность свободного выхода воздуха из полости пресс-формы в момент заполнения ее модельным составом; - конструкция пресс-формы должна обеспечить прочность крепления ее частей. Выбор типа пресс-форм зависит от точности, предъявляемой к отливкам, свойств модельного состава и характера производства. в зависимости от сложности отливаемых изделий и их числа пресс-формы могут быть изготовлены из стали, легкоплавких сплавов, гипса, пластмассы, и резины. Модели и модельные составы К наиболее важным характеристикам готовой модели относятся механические характеристики, геометрическая точность размеров, шероховатость и твердость поверхности. Модельные композиции должны обладать свойствами, обеспечивающими высокое качество моделей, а, следовательно, и отливок. Для получения выплавляемых моделей высокого качества модельные состава должны обладать следующими основными свойствами: - иметь достаточную прочность, твердость и теплостойкость, не размягчаться при температуре рабочего помещения; - иметь необходимую жидкотекучесть, хорошо заполнять полость пресс-формы, четко воспроизводя ее рабочую поверхность; - быстро затвердевать в пресс-форме, хорошо выниматься из формы при разборе, и не взаимодействовать с материалом пресс-формы; - хорошо смачиваться суспензией и не взаимодействовать с ней; - быть безвредными для работающих; - входящие в состав компоненты должны быть дешевые и недефицитные. В качестве исходных материалов используют парафин, стеарин, воск, канифоль, церезин, полистирол и др. Применяемые модельные составы подразделяют: - по температуре плавления – на легкоплавкие и тугоплавкие; - по состоянию при введении в пресс-форму – на жидкие и пастообразные; - по способу удаления из оболочки – на выплавляемые, выжигаемые и растворимые. Выплавляемые легкоплавкие составы применяют для моделей небольших отливок и приготовляют в основном из парафина и стеарина. Преимуществом такого модельного состава является удобство выплавления моделей, возможность повторного использования выплавленного из форм модельного состава, недостатком является низкая температура размягчения и невысокая прочность моделей. Тугоплавкие модельные составы применяют для моделей крупных отливок с повышенной точностью размеров и прочностью поверхности. В качестве добавок, повышающих прочность, теплостойкость и снижающих хрупкость используют касторовое масло, полиэтиленовые воски, этилцеллюлозу и др. Растворимые модельные составы приготовляют на основе технической мочевины с добавкой в качестве пластификатора 2%-ной борной кислоты. В состав выжигаемых модельных составов входят вспенивающиеся термопласты на основе полистиролов. Процесс приготовления модельного состава. Очищенные от механических загрязнений куски парафина, стеарина и возврата в определенных соотношениях закладывают в рабочий бак электрованны и расплавляют. Перегревают на 5…10 ºС выше температуры расплавления модельного состава и выдерживают 2…7 мин для осаждения попавших загрязнений. После выдержки расплав фильтруется и переливается в мешалку. Здесь модельный состав охлаждается до пастообразного состояния, после чего подается для запрессовки моделей. Список используемой литературы: - Технология конструкционных материалов. Учебник / под ред. А.М. Дальского. М.: Машиностроение, 1993. - Обработка металлов давлением. Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Технология конструкционных материалов» для студентов машиностроительных специальностей. Тверь: ТГТУ, 2005. - Методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Технология конструкционных материалов» для студентов технических специальностей - ГОСТ 26645-85 - ГОСТ 7829-70 - ГОСТ 7505-89 Содержание: 1. Задание ……………………………………………………………………….2 2. Введение ……………………………………………………………………....3 3. Технологический раздел с расчетами и описанием принятых технических решений по каждой части…………………………………………4 4. Список используемой литературы …………………………………………..28 5. Содержание ………………………………………………………………...…29 |