Анализ технических требований, характеристика материала детали

Содержание:

      ВВЕДЕНИЕ                                                              4

      1 Анализ  технических требований, характеристика материала детали (химический состав и физико-механические свойства)            5

      2 Анализ технологичности конструкции детали                      5              

      3 Выбор и обоснование метода получения заготовки, расчет ее размеров                                                                     9

      4 Обоснование проектируемого варианта техпроцесса механической обработки                                                                   12

      5 Выбор и обоснование технологических баз, оборудования и технологической оснастки (приспособлений, режущих и измерительных инструментов)                                                              13

      6 Определение операционных припусков, операционных размеров с допусками                                                                    15

      7 Определение режимов резания                                      16

      8 Определение норм времени                                         22

      9 Описание и расчет одного из режущих инструментов             24

      10 Описание и расчет одного из контрольно-измерительных        инструментов                                                               26

      ЛИТЕРАТУРА                                                         28

      ВВЕДЕНИЕ

      Технология машиностроения является дисциплиной, без которой невозможно современное развитие производства. Изготовление современных деталей машин осуществляется на базе сложных заготовок, с использованием различных методов обработки. При освоении новых изделий необходимо отрабатывать их на технологичность, выбрать заготовки, методы их получения, методы их пооперационной обработки, оборудование и технологическую оснастку. При этом решается много других задач: обеспечение точности, качества поверхностного слоя и др.

      Технология машиностроения является комплексной научной дисциплиной, опирающейся на производственный опыт, синтезирующий технологические проблемы изготовления деталей машин заданного качества и количества в установленные сроки.    

     Технический уровень любого производства в каждой отрасли определяется уровнем технологии. При этом важно понять, как эффективно изготавливать машины заданного качества в установленном количестве при наименьших затратах. Для проектирования оптимальной технологии необходимы знания о технологическом процессе, применяемых способах и методах обработки.

      На основании обобщения многолетнего опыта были выбраны эффективные технологические решения, применение которых позволяет выйти на новый, более высокий уровень, соответствующий постоянно возрастающим требованиям к изготовлению деталей машин.

      Цель данного курсового проекта – не только составление технологического процесса, но и показание уровня подготовки и знаний.

Деталь, на которую разрабатывается техпроцесс в данном курсовом проекте, позволяет применить при её обработке современные инструментальные материалы, оборудование, специальную и стандартную оснастку, мерительный инструмент и др. То есть разработка технологии затрагивает все стороны проектирования – начиная с выбора баз и заканчивая расчётом режущего инструмента. Применены также знания по определению рациональных режимов резания, выбору инструмента, определению норм времени, проектированию мерительного инструмента и т.д.

      В настоящее время разработаны типовые технологические процессы механической обработки типовых деталей на основе разновидности их в разных типах производства. Отдельные элементы операций типового технологического процесса использованы в разрабатываемом техпроцессе.

    1 Анализ технических требований, характеристика материала детали (химический состав и физико-механические свойства)

      Деталь представляет собой корпус и относится к типовым деталям (4-5 тип корпусов). Корпус (тройник) предназначен для передачи жидкости от центральной магистрали через отвод к потребителю. Габаритные размеры 49х36,5 мм. Масса детали 0,045 кг.

      Посадочная поверхность детали – D 18 f7 6 класса точности. Для крепления детали имеются 2 отверстия D 6,5. Имеется резьба М16х1-6е, предназначенная для крепления следующего конструктивного элемента изделия; а также отверстие сквозное D 12 и отверстие ступенчатое D 10 и D 7,5, которые предназначены для передачи жидкости.

      К детали предъявляются следующие технологические требования:

а) биение d 14,3 h8 относительно d 18 f7 не более 0,04;

б) неперпендикулярность торца относительно d 18 f7 не более 0,1.

      Деталь работает в агрессивных средах, поэтому изготавливается из специальной стали 12Х18Н9 ГОСТ 5632-72. Коррозионно-стойкая сталь (нержавеющая) обладает стойкостью против электрохимической и химической коррозии, межкристаллитной коррозии, коррозии под напряжением.

Химический состав материала:

- углерод 0,12%

- хром 18%

- никель 9%

Плотность γ = 7,83 г/см3

Механические свойства:

σт = 216 МПа – предел текучести

σв = 528 МПа – предел выносливости

δ = 38% - относительное удлинение

αн = 7 кДж/м2 -

Твёрдость НВ 124…196

      Технологические свойства:

Обрабатываемость резанием – удовлетворительная.

Свариваемость – удовлетворительная.

Пластичность при холодной обработке – удовлетворительная.

      2 Анализ технологичности конструкции детали

      Технологичность конструкции изделия – это совокупность свойств конструкции, определяющие ее способность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации, технологическом обеспечение и ремонте для заданных показателей, объема выпуска и условий работы.

      Иначе, технологичность конструкции – это простота изготовления и эксплуатации. Оценку технологичности конструкции можно проводить, используя следующие показатели технологичности конструкции:

      2.1 Коэффициент точности

Ктч = 1 – 1/Аср > 0,8 ,                                                   (2.1)

где Аср – средний квалитет точности размеров

(исходные данные для расчета  по табл. 2.1)

Аср = (7*n7+8*n8+11*n11+12*n12+13*n13+14*n14)/(n7+n8+n11+n12+n13+n14) ,        (2.2)

где n7 , n8 … - количество размеров соответствующего квалитета точности

Таблица 2.1 – Размеры и соответствующие им квалитеты точности.

По формуле 2.2  рассчитывается средний квалитет точности размеров:

Аср = (7 + 8 + 9 + 11*2 + 12*9 +13 +14*10)/(1+1+1+2+9+1+10) = 307/25 = 12,24

По формуле 2.1  рассчитывается коэффициент точности:

Ктч = 1 – 1/12,24 = 1 – 0,08 = 0,92 >  0,8

     2.2 Коэффициент шероховатости

Кш = 1/Бср > 0,16,                                                         (2.3)

где Бср – средний класс шероховатости обрабатываемых поверхностей

(исходные данные для расчета по табл. 2.2)

Бср = (4n4 + 6n6 + 7n7)/(n4+n6+n7),                                        (2.4)                       

где n4, n6, n7 – количество поверхностей соответствующего класса шероховатости

Таблица 2.2 – Поверхности и соответствующие им классы шероховатости.

Эти поверхности показаны на рисунке 2.1.

По формуле 2.4 рассчитывается средний класс шероховатости

обрабатываемых поверхностей: 

Бср = (4*28 + 6*5 + 7*2)/35 = 156/35 = 4,46

По формуле 2.3 рассчитывается коэффициент шероховатости:

Кш = 1/4,46 = 0,23 > 0,16

      2.3 Коэффициент использования материала

Ким = Мдет/ (Мзаг+Мотх) > 0,75,

где Мдет – масса детали, кг

Мотх – масса отходов, кг

Мзаг – масса заготовки, кг

Мотх= Мзаг 15% /100,

где Мзаг – масса заготовки, кг

15% - процент отходов для отливки

Ким = 0,75

Ким рассчитывается в следующем пункте.

      Вывод: деталь корпус технологична, т.к. выполняются условия показателей технологичности конструкции.

Рисунок 2.1 – Поверхности детали

      3 Выбор и обоснование метода получения заготовки, расчёт её размеров

     Способ получения заготовки должен быть наиболее экономичным при заданном объёме выпуска деталей. На выбор  формы размеров и способа получения заготовки большое значение имеет конструкция и материал детали. Вид заготовки оказывает значительное влияние на характер технологического процесса, трудоёмкость и экономичность её обработки.

При выборе заготовки желательно максимально приблизить её форму к форме готовой детали.

      В машиностроении основными видами заготовок для деталей являются отливки, штамповки и всевозможные способы профили проката. В среднесерийном производстве детали типа корпус получают обычно литьём и штамповкой, но в данном случае (корпус относится к 4-5 типам корпусов) из-за сложной конфигурации лучше применить литьё.

      Исходя из условий свойств материала (коррозионно-стойкая сталь), конструктивных особенностей, сложности геометрической формы (деталь несимметричная), применяется способ получения заготовки – литьё по выплавляемым моделям.

       Литьё по выплавляемым моделям имеет один недостаток – это самый длительный процесс литья. Но все-таки имеет ряд преимуществ, которые и позволяют выбрать этот способ получения заготовки:

1) возможность получения точных отливок (что и требуется для данной заготовки, т.к. некоторые поверхности вообще не подвергаются механической обработке);

2) получение отливок с минимальным припуском на механическую обработку;

3) возможность получения отливок сложной конфигурации (это преимущество и играет основную роль в выборе способа литья, т.к. деталь имеет сложную несимметричную форму) и др.

      Проектирование заготовки в соответствии с ГОСТ 26645-85.

      3.1 Класс точности размеров в зависимости от способов литья, габаритов размеров и материала отливки из диапазона (5т – 7). Выбран 6 класс точности.