Химический состав, физико-механические и технологические свойства материала.

↑

▷ Содержание

Стр 1 из 5Следующая ⇒

▷ Похожие статьи

Содержание

Введение.

При выборе метода изготовления той или иной детали машины необходимо учитывать технологические свойства материала, форму, габариты, а также тип производства и категорию ответственности детали. Исходя из этих соображений выделяют следующие виды изготовления заготовок:

- отделение (отрезание, вырезание) от сортового проката (прутка, листа, шестигранника и т. д);

- обработка давлением (ковка, штамповка и т. д.);

- литье (в земляные и песчаные формы, в кокиль, в оболочковые формы, под давлением и т. д.);

- порошковая металлургия;

- применение комбинированных методов (например, штампосварная и литосварная заготовка) в которых сварка служит соединением различных частей заготовки, предварительно полученных одним из перечисленных выше способов.

В зависимости от характера выполняемых работ и вида режущего инструмента различают следующие методы обработки металлов резанием: точение, фрезерование, сверление, строгание, зенкерование, долбление, протягивание, развертывание, шлифование,

Точение — операция обработки тел вращения, винтовых и спиральных поверхностей резанием при помощи резцов на станках токарной группы. При точении заготовке сообщается вращательное движение (главное движение), а режущему инструменту (резцу) — медленное поступательное перемещение в продольном или поперечном направлении (движение подачи).

Фрезерование — высокопроизводительный и распространенный процесс обработки материалов резанием, выполняемое на фрезерных станках. Главное (вращательное) движение получает фреза, а движение подачи в продольном направлении — заготовка.

Сверление — операция обработки материала резанием для получения отверстия. Режущим инструментом служит сверло, совершающее вращательное движение (главное движение) резания и осевое перемещение подачи. Сверление производится на сверлильных станках.

Строгание — способ обработки резанием плоскостей или линейчатых поверхностей. Главное движение (прямолинейное возвратно-поступательное) совершает изогнутый строгальный резец, а движение подачи (прямолинейное, перпендикулярное главному движению, прерывистое) — заготовка. Строгание производится на строгательных станках.

Долбление — способ обработки резцом плоскостей или фасонных поверхностей. Главное движение (прямолинейное возвратно-поступательное) совершает резец, а движение подачи (прямолинейное, перпендикулярное главному движению, прерывистое) — заготовка. Долбление производят на долбежных станках.

Шлифование — процесс чистовой и отделочной обработки деталей машин и инструментов посредством снятия с их поверхности тонкого слоя металла шлифовальными кругами, на поверхности которого расположены абразивные зерна. Главное движение вращательное, которое осуществляется шлифовальным кругом. При круглом шлифовании вращается одновременно и заготовка. При плоском шлифовании продольная подача осуществляется обычно заготовкой, а поперечная подача — шлифовальным кругом или заготовкой.

Протягивание — процесс, производительность при котором в несколько раз больше, чем при строгании и даже фрезеровании. Главное движение прямолинейное.

Целью курсовой работы является разработка технологического процесса изготовления деталей типа ступицы, проектирование заготовки, определение припусков и допусков, выбор структурной схемы технологического процесса, технологического оборудования, режущего и измерительного инструмента, составление маршрутной и операционной карт, а так же карт эскизов на технологический процесс изготовления деталей.

1 Назначение и технологические требования к конструкции изготавливаемой детали.

Сту́пица — центральная часть вращающейся детали (маховика, шкива, зубчатого колеса и т. д.), имеющая отверстие для посадки на вал или ось. Отверстие ступицы обычно имеет шпоночный паз или шлицевый профиль для передачи крутящего момента.

Поверхности Ø30 определяют положение вала в механизме, следовательно они являются основными, должны быть выполнены по седьмому квалитету, шероховатость Ra = 1,25.

Поверхности Ø 85 являются вспомогательными. Выполняются по шестому квалитету, Ra = 1,25.

Поверхности шпоночного паза 3,3 и 6 является служебной. Выполняются по девятому квалитету, Ra =2,5.

Поверхности Ø135, и Ø70 служат для соединения основных и вспомогательных поверхностей и являются свободными. Выполняются по 14-му квалитету, Ra = 20.

Таблица 2 – технические свойства СЧ 25

Рисунок 1 – Диаграмма железо – углерод с обозначением на ней СЧ 25 и схема проведения термической обработки.

Отливки из чугуна подвергают следующим видам термической обработки.Низкотемпературный отжиг. Чтобы снять внутренние напря­жения и стабилизовать размеры чугунных отливок из серого чугуна, применяют естественное старение или низкотемпературный от­жиг.

Более старым способом является естественное старе­ние, при котором отливка после полного охлаждения претерпева­ет длительное вылеживание — от 3—5 месяцев до нескольких лет. Естественное старение применяют в том случае, когда нет требуемо­го оборудования для отжига. Этот способ в настоящее время почти не применяют; производят главным образом низкотемпературный отжиг. Для этого отливки после полного затвердевания укладыва­ют в холодную печь (или печь с температурой 100—200° С) и вместе с ней медленно, со скоростью 75—100° С в час нагревают до 450— 500° С, при этой температуре их выдерживают 2—5 часов и охлаж­дают до 200° С со скоростью 30—50° в час, а затем на воздухе.

После термообработки сталь имеет следующие механические свойства: σ_0,2 = 270 МПа; σ_в = 250 МПа; твердость равна 255 HB.

Рисунок 2 – Ступица разбитый на элементарные части для более удобного расчета его объема.

Массу детали рассчитаем по формуле:

где V – объем ступицы;

ρ – плотность чугуна.

Для начала определим объем ступицы:

Для СЧ 25 ρ = 7200 кг/м³.

Определяем массу заготовки по аналогичной схеме:

Коэффициент использования материалов к_исп=2,014/4,68=0,43

Таблица 3 – Допуски размеров и припуски на механическую обработку отливки в миллиметрах

Размер детали	Допуск размера	Допуск формы	Общий допуск	Общий припуск	Размер заготовки
Диаметр наружный 135	3,2	0,64	3,84	+4,9	144,8
Диаметр наружный 85	2,8	0,5	3,3	+4,6	94,3
Диаметр внутренний 30H7	2,7	0,5	3,2	-3,8	22,4
Длина 10	1,8	0,5	2,3	+3,8	17,6
Длина 65	2,4	0,5	2,9	+4,1	73,2

2.12 Результаты определения припусков и допусков занесем в таблицу.

2.13 Устанавливаем допуск смещения отливки по плоскости разъема в диаметральном выражении на уровне класса размерной точности отливки по номинальному размеру наиболее тонкой из стенок отливки, выходящих за разъем или пересекающих его.

Допуск смещения отливки – 1,6 мм.

Рисунок 3 – Структура технологического процесса.

Токарная обработка заключается в выполнении самых разнообразных операций: обработка резцами наружных и внутренних цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, торцовых плоскостей, нарезание наружных и внутренних резьб, отрезки, сверления, зенкерование и развёртывание отверстий.

Протяжная операция предназначена для обработки пазов.

Сверлильная операция предназначена для получения отверстий.

Шлифовальная операция предназначена для окончательной обработки поверхностей, придание поверхности необходимого качества и точности.

Термическая обработка необходима для придания детали необходимых механических свойств.

Рисунок 4– Резец проходной отогнутый 2102-0027

Для обработки торцевых поверхностей используем подрезной отогнутый резец 2112-0013 по ГОСТ18880-73 (рисунок 5).

h=20; b=16; L=120; ϕ=100⁰; ϕ₁=10⁰.

Рисунок 5 – Резец подрезной отогнутый 2112-0013

Для точения паза применяем отрезной резец 2130-0505 по ГОСТ18874-73 (рисунок 6).

H=10; B=10; L=60; a=2; ϕ=90⁰.

Рисунок 6 – Резец отрезной 2130-0505

Для сверления центрального отверстия используем спиральное сверло с коническим хвостовиком 2301-0007 по ГОСТ10903-77 (рисунок 7).

d=7; l=69; L=150; конус морзе 1.

Рисунок 7 – Сверло спиральное с коническим хвостовиком 2301-0007

Для сверления отверстий Ø8 ипользуем спиральное сверло с коническим хвостовиком 2301-0015 по ГОСТ10903-77(рисунок 8).

d=8; l=75; L=156; конус морзе 1.

Рисунок 8 – Сверло спиральное с коническим хвостовиком 2301-0015

Для фрезерования плоских поверхностей используем дисковую трехстороннюю фрезу 2240-0839 по ГОСТ28527-90 (рисунок 9).

D=200; d=40; c=0.3; d₁=55; L=32.

Рисунок 9 – Фреза дисковая трехсторонняя общего назначения 2240-0839

Для шлифования цилиндрических поверхностей применяем шлифовальный круг 1 600Х80Х305 25А 10 С2 7 К1А 50м/с 1кл по ГОСТ2424-83.(рисунок 10)

H=80; D=600; d=305.

Рисунок 10 – Круг шлифовальный ПП600х80х305 по ГОСТ2424-83

Расчет режимов резания.

Токарная операция

Исходные данные:

Диаметр заготовки D = 32,4 мм;

Материал: СЧ 25;

Глубина резанья мм.

Для получистовой и чистовой обработки на скоростных режимах твердосплавным инструментом максимально допустимую подачу подсчитаем по формуле:

,

где r – радиус скругления вершины резца, мм;

R_z – высота неровностей по ГОСТ 2789-73, мм

Принимаем r = 0,4;

R_z = 6,3

Тогда:

Принимаем S_ф = 0,05 мм/об (ближайшая меньшая подача из числа подач осуществимых на данном станке).

Расчётная скорость резания при точении v _р, м/мин, вычисляется по эмпирической формуле

,

где С_v – коэффициент, зависящий от материала инструмента, заготовки и условий обработки;

K_v – поправочный коэффициент на измененные условия, равный произведению ряда коэффициентов, учитывающих влияние различных факторов на скорость резания:

,

где K _{м v} – коэффициент, учитывающий механических свойств обрабатываемого материала;

K _{п v} – коэффициент, учитывающий качество (состояния поверхности) заготовки;

K _{и v} – коэффициент, учитывающий материал режущей части инструмента;

К _{φ v} – коэффициент, учитывающий главный угол в плане;

К _{ф v} – коэффициент, учитывающий формы передней грани инструмента;

Т – расчётная стойкость инструмента (принимается из раздела 6);

X_v, Y_v – показатели степени влияния t и S на v_р.

Для начала рассчитаем поправочный коэффициент:

Для стали:

Принимаем K_nv = 0,8;

K_uv = 1,0;

K_фv = 1,05;

K_φv = 0,81.

Тогда:

Из литературы по имеющимся данным выбираем значения:

С _v = 420;

x _v = 0,15;

Y _v = 0,2;

m = 0,2.

Получаем:

По расчетной скорости резания подсчитаем частоту вращения шпинделя, об/мин:

,

где D ₀ - диаметр обрабатываемой поверхности, мм.

Принимается фактическая величина n _ф, ближайшая меньшая из паспортных данных станка.

Принимаем n _ф = 1600 об/мин.

Корректировка скорости резания:

Найденные режимы резания могут быть приняты только в том случае, если развиваемый при этом крутящий момент на шпинделе М _шп будет больше момента, создаваемого силами резания или равен ему, т. е.

М _шп³ М _рез.

Тангенциальную силу Р_z, создающую крутящий момент М _рез, определяем по формуле

,

где С_pz – коэффициент, зависящий от материала заготовки и условий обработки;

Х_pz, У_pz, n_pz, – показатели степени влияния режимов резания на силу Р_z;

К_p – поправочный коэффициент на измененные условия, подсчитываемый как произведение ряда поправочных коэффициентов:

Значения коэффициентов и показателей выбираем из литературы по уже имеющимся данным:

Сpz = 300·g = 300·9,8 = 2940; Хpz = 1,0; Уpz = 0,75; npz = -0,15;

Kφp = 0,89; Kγp = 1,1; Krp = 0,87; Kλp = 1,0.

Рассчитаем K_p:

Рассчитаем силу резания:

Крутящий момент,Н∙м, потребный на резание,

.

Крутящий момент на шпинделе подсчитывается по мощности приводного электродвигателя.

где N_эд – мощность приводного электродвигателя, кВт;

η – КПД станка.

Определяем коэффициент использования мощности станка по формуле

где N_пот – потребная мощность на шпинделе,

где N_э – эффективная мощность на резание, кВт,

Тогда:

А коэффициент использования мощности станка:

Фактическая стойкость инструмента:

Основное технологическое время, непосредственно затраченное на процесс резания:

где L – расчетная длина обработки;

I – число проходов;

N_ф – частота вращения шпинделя, об/мин;

S_ф – подача, мм/об.

Расчетную длину обработки находим по формуле:

где l – длина обработки;

l₁ – длина врезания;

l₂ – длина перебега инструмента.

За длину обработки l принимается путь, пройденный вершиной инструмента в процессе резания и измеренный в направлении подачи. Величина врезания l₁, при точении вычисляется из соотношения:

где t – глубина резания;

ϕ – главный угол резца в плане.

Величина перебега l₂ принимается равной 2-5 мм.

Шлифовальная операция.

Глубина резания при наружном черновом шлифовании: t = 0,015…0,05 мм/ход, а при чистовом t = 0,005…0,015 мм/ход. Принимаем t = 0,015 мм/ход.

Продольная подача при шлифовании S – это перемещение обрабатываемой детали (или круга) за один оборот детали. Подачу принимают в долях ширины B шлифовального круга: при черновой обработке – (0,3…0,8)B, при чистовой обработке – (0,2…0,4)B. Принимаем подачу S = 0,2·80 = 16мм.

Скорость шлифовального круга ν_к, м/с, определяем по формуле:

где D_к – диаметр круга, мм (принимается из паспорта станка);

n_к – частота вращения шпинделя (принимается из паспорта станка.)

Допускаемая скорость шлифовального круга при скоростном шлифовании ν_{к доп} = 50 м/с.

Скорость вращения детали задается в зависимости от вида шлифования: наружное круглое ν_д = 15…55 м/мин; внутреннее ν_д = 20…40 м/мин. Принимаем скорость вращения детали ν_д = 25 м/мин.

Расчетное значение частоты вращения обрабатываемой детали, об/мин:

где ν_д – среднее значение скорости вращения детали, м/мин;

D_д – диаметр обрабатываемой детали, мм.

Так как изменение частоты вращения детали на станке 3М151 происходит бесступенчато, то n_ф.д = n_рд,, а следовательно ν_ф.д = ν_д, = 40 м/мин.

Скорость перемещения станка, м/мин:

Тангенциальная сила резания, Н:

C_р = 2,2·9,8 = 21,56;

U_р = 0,7;

X_р = 0,7;

Y_р = 0,5.

Тогда Н.

Эффективная мощность на вращение обрабатываемой детали, кВт:

Эффективная мощность на вращение шлифовального круга, кВт:

Потребная мощность на вращение шлифовального круга, кВт:

где η – КПД станка.

Коэффициент использования станка по мощности:

где N_ст – мощность главного электродвигателя.

Основное технологическое (машинное) время, мин:

Где L – длина продольного хода детали или круга, мм;

h – припуск на сторону, мм;

K – коэффициент, учитывающий добавочное число проходов без поперечной подачи (на выхаживание). Для грубого шлифования K = 1,2…1,4; для чистового – K = 1,25…1,7.

Длина продольного хода детали или круга, мм:

где l – длина шлифования, мм.

Тогда

Список литературы.

1. Гусев А.А. Технология машиностроения, – М.: Машиностроение, 1986. – 460 с.

2. Клепиков В.В. Технология машиностроения - М: ФОРУМ: ИНФА-М, 2004. – 860 с.

3. Филонов И.П. Проектирование технологических процессов в машиностроении - Минск: УП «Технопринт», - 2003. – 910 с.

4. Лебедев Л.В. Технология машиностроения, - М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 528 с.

5. Добрынев И.С. Курсовое проектирование по предмету «Технология машиностроения». – М.: Машиностроение, 1985. – 184с.

6. Косилова А.Г., Мещеряков Р.К. Справочник технолога машиностроителя. – М.: Машиностроение, 1986. – 496с.

7. Терешко Ю.Д. Материаловедение и технология материалов: учебное пособие. – Гомель: БелГУТ, 2004. – 131с.

8. Железняков А.А. Конструирование поковок, штампуемых на молотах, прессах и горизонтально-ковочных машинах: учебно-методическое пособие по курсоваому проектированию. – Гомель: БелГУТ, 2006. – 44с.

9. Цырлин М.И. Основные требования к оформлению пояснительных записок курсовых и дипломных проектов (работ): учебно-методическое пособие. – Гомель: БелГУТ, 2007. – 31с.

Содержание

Введение.

При выборе метода изготовления той или иной детали машины необходимо учитывать технологические свойства материала, форму, габариты, а также тип производства и категорию ответственности детали. Исходя из этих соображений выделяют следующие виды изготовления заготовок:

- отделение (отрезание, вырезание) от сортового проката (прутка, листа, шестигранника и т. д);

- обработка давлением (ковка, штамповка и т. д.);

- литье (в земляные и песчаные формы, в кокиль, в оболочковые формы, под давлением и т. д.);

- порошковая металлургия;

- применение комбинированных методов (например, штампосварная и литосварная заготовка) в которых сварка служит соединением различных частей заготовки, предварительно полученных одним из перечисленных выше способов.

В зависимости от характера выполняемых работ и вида режущего инструмента различают следующие методы обработки металлов резанием: точение, фрезерование, сверление, строгание, зенкерование, долбление, протягивание, развертывание, шлифование,

Точение — операция обработки тел вращения, винтовых и спиральных поверхностей резанием при помощи резцов на станках токарной группы. При точении заготовке сообщается вращательное движение (главное движение), а режущему инструменту (резцу) — медленное поступательное перемещение в продольном или поперечном направлении (движение подачи).

Фрезерование — высокопроизводительный и распространенный процесс обработки материалов резанием, выполняемое на фрезерных станках. Главное (вращательное) движение получает фреза, а движение подачи в продольном направлении — заготовка.

Сверление — операция обработки материала резанием для получения отверстия. Режущим инструментом служит сверло, совершающее вращательное движение (главное движение) резания и осевое перемещение подачи. Сверление производится на сверлильных станках.

Строгание — способ обработки резанием плоскостей или линейчатых поверхностей. Главное движение (прямолинейное возвратно-поступательное) совершает изогнутый строгальный резец, а движение подачи (прямолинейное, перпендикулярное главному движению, прерывистое) — заготовка. Строгание производится на строгательных станках.

Долбление — способ обработки резцом плоскостей или фасонных поверхностей. Главное движение (прямолинейное возвратно-поступательное) совершает резец, а движение подачи (прямолинейное, перпендикулярное главному движению, прерывистое) — заготовка. Долбление производят на долбежных станках.

Шлифование — процесс чистовой и отделочной обработки деталей машин и инструментов посредством снятия с их поверхности тонкого слоя металла шлифовальными кругами, на поверхности которого расположены абразивные зерна. Главное движение вращательное, которое осуществляется шлифовальным кругом. При круглом шлифовании вращается одновременно и заготовка. При плоском шлифовании продольная подача осуществляется обычно заготовкой, а поперечная подача — шлифовальным кругом или заготовкой.

Протягивание — процесс, производительность при котором в несколько раз больше, чем при строгании и даже фрезеровании. Главное движение прямолинейное.

Целью курсовой работы является разработка технологического процесса изготовления деталей типа ступицы, проектирование заготовки, определение припусков и допусков, выбор структурной схемы технологического процесса, технологического оборудования, режущего и измерительного инструмента, составление маршрутной и операционной карт, а так же карт эскизов на технологический процесс изготовления деталей.

1 Назначение и технологические требования к конструкции изготавливаемой детали.

Сту́пица — центральная часть вращающейся детали (маховика, шкива, зубчатого колеса и т. д.), имеющая отверстие для посадки на вал или ось. Отверстие ступицы обычно имеет шпоночный паз или шлицевый профиль для передачи крутящего момента.

Поверхности Ø30 определяют положение вала в механизме, следовательно они являются основными, должны быть выполнены по седьмому квалитету, шероховатость Ra = 1,25.

Поверхности Ø 85 являются вспомогательными. Выполняются по шестому квалитету, Ra = 1,25.

Поверхности шпоночного паза 3,3 и 6 является служебной. Выполняются по девятому квалитету, Ra =2,5.

Поверхности Ø135, и Ø70 служат для соединения основных и вспомогательных поверхностей и являются свободными. Выполняются по 14-му квалитету, Ra = 20.

Химический состав, физико-механические и технологические свойства материала.

Таблица 1 - Химический состав в % СЧ 25

Таблица 2 – технические свойства СЧ 25

Познавательные статьи:



Техника нижней прямой подачи мяча

Комплекс физических упражнений для развития мышц плечевого пояса

Стандарт Порядок надевания противочумного костюма

Общеразвивающие упражнения без предметов