Технология конструкционных материалов (стр. 1 из 3)
Курсовая работа
Выполнил: Муранов В.А., Группа: ПМ-971
Воронеж
Министерство Образования Российской Федерации
Воронежский Государственный Технический Университет
1999 год
Введение.
Основными задачами российской промышленности являются более полнолное удовлетворение потребностейнародного хозяйства высококачественной продукцией, обеспечение технического перевооружения и интенсификации производства во всех областях.
Поставленные задачи должны решать высококвалифицированные инженеры-машиностроители, в деятельности которых применение на практике технологических наук имеет очень большое значение.
В данной работе мы рассматриваем лишь небольшую часть основных процессов изготовления детали на примере втулки. Описаны основные параметры этой детали, технические характеристики материала, из которого она изготавливается. Способ получения и расчёта режимов резания технологических процессов, таких как фрезерование, протягивание, сверление и резьбонарезание. А также рассчитано основное технолгическое время изготовления данной детали.
Описание конструкции детали.
Дано — втулка. Изготавливается из сортового проката круг
. Материал детали Сталь 45Х (данные по этой стали приведены ниже); определяется ГОСТом 1050-74. Вид проката, из которого изготавливается деталь, — круг горячекатный повышенной и нормальной точности с постоянной характеристикой поперечного сечения; диаметр — 80мм. Определяется ГОСТом 2590-71. Внутренний диаметр проката — 25мм.
Втулка конструктивно представляет собой вал с отверстием.
Втулка — тело вращения. Из требований предъявляемых к шероховатости обрабатываемых поверхностей можно сделать вывод, что поверхности, обрабатываемые по 6-ому классу точности (RA
=2,5) являются остновными, то есть по ним присходит соединение втулки с другими деталями.
Втулку в основном изготавливают из конструкционных и легированных сталей, отвечающих требованиям высокой точности, хорошей обрабатываемости, малой чувствительности к конструкционным напряжениям, повышенной износостойкостью.
Втулка работает без смазки; нагрузки, действующие на неё, передаются черезтри отверстия диаметром 5мм. При помощи этих отверстий втулка крепится к корпусу, а отверстие диаметром 30мм используется для вала, который передаёт вращательное движение.
Деталь достаточно технологична, допускает применение высокопроизводительных режимов обработки, имеет хорошие базовые поверхности и проста по конструкции. Расположение крепёжных отверстий допускает многоинструментальную обработку. Поверхности вращения могут быть обработаны на многошпиндельных станках.
Выбор заготовки.
При выборе заготовки учитывают:
тип производства;
материал заготовки;
конфигурацию;
размеры;
элементы детали.
Данная деталь — втулка — изготавливается штамповкой на горизонтально-ковочных машинах (ГКМ). Штамповка на ГКМ является одним из самых производительных способов и рентабельна для заготовки данной детали. Производительность до 400 поковок в час. Допуски и припуски на поковки, изготовляемые на ГКМ, ркгламентируются ГОСТом 7505-55. Требуемое усилие на ГКМ расчитывается по формуле:
где Dnk
— диаметр поковки в мм;
k— коэффициент. Для поковок простой формы k=0.05
P=0.05·(80)2
= 320, тс
Точность и качество поверхности заготовки, изготовливаемой ковкой по ГОСТу 7505-55 3-я группа точности, определяется высотой неровностей и дефектным слоем (Rz
+T)=1.5 мм
Кривизна DК
(мкм/мм) для поковок диаметром 85мм, обработанных ковкой, 3мм.
Общая кривизна заготовки:
rК0
= DК
L, где L — общая длина заготовки в м (с учётом припуска 63мм).
rК0
= 0.003·0.063 = 1.89·10-4
м
Значение коэффициента уточнения Ку
после обтачивания:
чернового и однократного — 0.06
получистового — 0.05
чистового — 0.04.
Данная деталь — втулка — относится ко второй группе (повышенной точности) — деталь крупносерийного и среднесерийного производства.
Втулка изготавливается из материала Сталь45Х (ГОСТ 1050-74). Приведём особенности этой стали.
3. Шлифованный пруток и серебрянка. ГОСТ 14955-77.
4. Лист толстый. ГОСТы: 1577-81, 19903-74.
5. Полоса. ГОСТы: 103-76, 82-70.
6. Поковки и кованные заготовки. ГОСТы: 1133-71, 8479-70.
Назначение: валы, шестерни, оси, болты, шатуны, втулки и другие детали, к которым предъявляются требования повышенной твёрдости, износостойкости, прочности и работающие при незначительных ударных нагрузках.
Температура критических точек, 0
С
АС1
АС3
(АСm
)
r3
(АrCm
)
Ar1
MH
735
770
690
660
355
Химичекий состав (ГОСТ 4543-71):
С
0.41-0.49 %
Si
0.17-0.37 %
Cr
0.80-1.10 %
Mn
0.50-0.80 %
P
Не более 0.035 %
S
Не более 0.035 %
Cu
Не более 0.30 %
Ni
Не более 0.30 %
Ударная вязкость, КСИ, Дж/см2
Температура, 0
С
+20
— 40
— 80
55
51
39
Механические свойства.
Г
О
С
Т
Состояние поставки, режимы термообработки
Сечение,
мм
КП
В
КСИ
Дж/см2
HB, не более
4543-71
Пруток. Закалка 8400
С, масло.
Отпуск 5200
С, вода или масло
25
-
830
1030
9
45
49
-
8479-70
Поковки, нормализация.
До 100
300-500
500-800
315
315
315
315
570
570
570
17
12
11
38
30
30
39
29
29
167-207
167-207
167-207
…закалка, отпуск
500-800
315
315
570
11
30
29
167-207
…нормализация
До 100
100-300
300-500
345
345
345
345
590
590
590
18
17
14
45
40
38
59
54
49
174-217
174-217
174-217
…закалка, отпуск
500-800
100-300
300-500
395
345
395
395
590
615
615
12
15
13
33
40
35
39
54
49
174-217
187-229
187-229
100-300
300-500
440
440
440
635
635
14
13
40
35
54
49
197-235
197-235
До 100
100-300
490
490
490
655
655
16
13
45
40
59
54
212-248
212-248
100-300
540
540
685
13
40
49
223-262
До 100
590
590
735
14
45
59
235-277
До 100
640
640
785
13
42
59
248-293
s-1
, МПа
n
Состояние металла
343
-
s0,2
=830 МПа, sВ
=980 МПа, НВ=285
380
-
s0,2
=550 МПа, sВ
=780 МПа, НВ=217
774
106
sВ
=1590 МПа
588
5×106
sВ
=1150 МПа
588
-
Закалка 8300
С, масло; отпуск 5750
С
Технологические свойства.
Температура ковки, 0
С: начала —1250, конца — 780. Заготовки сечением до 100мм охлаждаются на воздухе. 101-300 — в мульде.
Свариваемость: трудносвариваемая. Способы сваривания: РДС, необходимы подогрев и последующая термообработка. Обрабатываемость резанием — в горячекатном состоянии при НВ 163-168,sВ
=610МПа, Кvтв.спл.
=1.20, Кv б.ст.
=0.95
Флокеночувствительность: есть.
Склонность к отпускной хрупкости: есть.
Прокаливаемость (ГОСТ 4543-71)
Расстояние от торца, мм
Примечание
1.5
4.5
7.5
9
12
13.5
16.5
19.5
24
33
Закалка 8500
С
54-60
51.5-58.5
47.5-57
45-55
39.5-52.5
37.5-47
34.5-43.5
31-42
28.5-39.5
24.5-34.5
Твёрдость
для полос прокалива-емости, HRC
Количество мартенсита, %
Критический диаметр, мм
В воде
В масле
50
95
33-60
21-36
20-38
12-14
Размеры заготовки.
Разработка маршрутной технологии.
При разработке маршрутной технологии руководствуются следующими принципами:
1. В первую очередь обрабатывают те поверхности, которые являются базовыми при дальнейшей обработке.
2. Затем обрабатывают поверхности с наибольшим припуском.
3. Далее выполняют обработку поверхностей снятия металла, которая в наименьшей степени влияет на жёсткость детали.
4. К началу техпроцесса необходимо относить те операции, на которых можно ожидать появление брака из-за скрытых дефектов (трещины, раковины и т.д.).
Технологический процесс.
1. Исходное сырьё для получения заготовки: Сталь45Х.