Виготовлення машинобудівної заготовки

План

1. Завдання роботи

2. Аналіз конструкції диску і технічних умов його виготовлення

3. Визначення типу виробництва

4. Вибір методу отримання заготовки

5. Суть процесу. Основні операції. Область використання

6. Проектування цільної машинобудівної заготовки

7. Проектування комбінованої заготовки

8. Технологічний процес механічної обробки

1. Завдання роботи

У курсовій роботі пропонується:

- за заданим кресленням деталі і типом виробництва визначити технологічний процес виготовлення машинобудівної заготовки та спроектувати її;

- розробити технологічний процес механічної обробки спроектованої заготовки.

Креслення деталі і тип виробництва видається викладачем кожному студенту індивідуально.

Прогресивну заготовку студент проектує у двох варіантах. Перший варіант - цільна заготовка (лита, кована, штампована), другий варіант - комбінована зварена заготовка.

2. Аналіз конструкції робочого колеса і технічних умов на його виготовлення

Аналіз конструкції передбачає докладне вивчення креслення деталі, технічних умов роботи деталі.

Основною задачею аналізу конструкції деталей є пошук можливостей підвищення її технологічності. Тому увагу необхідно звернути на зменшення розмірів оброблюваних поверхонь, що знижує трудоємність механічної обробки, уніфікацію розмірів і зменшенню часу обробки при послідовному виконанні технологічних переходів, забезпечення надійного і зручного базування, можливість суміщення технологічної і вимірювальної баз для підвищення точності обробки.

3. Визначення типу виробництва

Тип виробництва - це комплексна характеристика організаційно-технічного рівня виробництва, що охоплює номенклатуру продукції, обсяг виробництва, випуск однотипної продукції, характер завантаження робочих місць, кваліфікацію робітників, собівартість продукції.

Під типом виробництва розуміють ступінь постійного завантаження робочих місць однаковою роботою і пов'язані з нею особливості в економіці.

Тип виробництва даної деталі - дрібносерійний. Дрібносерійне виробництво наближається по своїм технологічним особливостям до одиничного виробництва.

Одиничне виробництво характеризується широким асортиментом продукції і невеликим обсягом випуску однакових виробів. При цьому зразки ніколи не повторюються або повторюються нерегулярно. За кожним робочим місцем не закріплені певні деталеоперацїї, тобто відсутня глибока спеціалізація. Як правило, обладнання унікальне, універсальне та розміщене за однорідними групами. При одиничному типі виробництва застосовується послідовний вид пересування предметів праці та існує відносно велика питома вага ручної праці.

Різноманітна номенклатура робить одиничне виробництво більш мобільним та швидко пристосовуваним до умов сучасного ринку.

4. Вибір методу отримання заготовки

Вибраний метод повинен забезпечити мінімальну собівартість деталі, витрати на матеріал, виготовлення заготовки і механічна обробка разом із накладними витратами повинні бути найменшими. Тому в даному випадку найбільш доцільним методом отримання заготовки є штампування.

5. Суть процесу. Основні операції. Область використання

У процесі штампування відбувається вимушений перерозподіл металу в штампі молота, преса чи машини. Гаряче об'ємне штампування звичайно застосовують у се рійному та масовому виробництві для виготовлення кованок масою до 100 кг (для важкого машинобудування - 400 кг і більше). Об'ємне штампування ефективне для виготовлення кованок із малопластичних у холодному стані сталей та сплавів, особливо з тих матеріалів, що погано обробляються іншими способами.

Основні технологічні операції штампування поділяють на:

1. розділювальні,

2. формозмінювальні

3. загальні.

До розділювальних операцій штампування відносять:

1. відрізування,

2. розрізування,

3. пробивання,

4. обрізування

5. завищування.

До формозмінювальних належать:

1. осаджування,

2. висаджування,

3. протягування,

4. вигинання,

5. закручування,

6. прошивання,

7. роздавання,

8. підкатування,

9. витискування,

10. обтискування,

11. карбування та калібрування.

Загальні операції - це

1. нагрівання,

2. обдувания,

3. змащування

4. охолоджування.

Переваги штампування:

1. Більша точність форми, розмір і якість поверхонь

2. Можливість виготовлення складних за формою заготованок

3. Вищі коефіцієнт використання матеріалу та продуктивність праці

4. Нижчі вимоги до кваліфікації робітників

5. Ліпша придатність до механізації та автоматизації виробничих процесів.

Недоліки:

1. Складність і висока вартість технологічного спорядження

2. Потреба в устаткуванні великої потужності, обмеження маси та габаритів виготовлюваних заготовок

3. Наявність дефектів.

Холодним штампуванням можуть бути одержані вироби і заготівки з низьковуглецевої сталі, пластичної легованої сталі, міді, латуні (із змістом міді більше 60%), алюмінію і деяких його сплавів, а так само з інших пластичних листових матеріалів.

Цей спосіб виготовлення заготованок широко розповсюджений завдяки таким перевагам, як:

1. висока точність форми та розмірів,

2. якість поверхні,

3. низька трудоміскість виготовлення заготованок,

4. висока продуктивність праці

5. придатність для механізації та автоматизації виробничих процесів,

6. високий коефіціент використання матеріалу.

7. відсутність нагрівальних операцій,

8. малий обсяг механічного оброблення,

9. висока міцність і зносостійкість матеріалу.

Штампування металу в холодному стані - один з поширених способів отримання деталей складної конфігурації з тонкими стінками. Вироби одержують з дуже малими допусками при високій якості поверхні. В більшості випадків холодноштамповані вироби застосовують для збірки машин без механічної обробки.

Всі холодноштамповані роботи можуть бути розбиті на наступні основні групи:

1. роз'єднувальні,

2. формоутворювальні,

3. пресувальники,

4. комбіновані

5. штампо-складальні операції.

Холодне штампування листового матеріалу виробляють за одну або декілька послідовних операцій (розділові і операції зміни форми).

До розділових операцій відносять різання, вирубку по контуру і інші, при яких частина металу відділяється від заготовки.

До операції зміни форми відносять гибку, витяжку і ін.

При холодному штампуванні початковим матеріалом є заготовки у вигляді стрічки, смуг і листів з кольорових металів і сплавів, малоуглеродистої і легованої сталі і ін.

При виборі матеріалу для виготовлення будь-якого штампованого виробу необхідно враховувати наступне:

1) механічну міцність, твердість, ударну в'язкість;

2) опірність корозії;

3) теплопровідність і теплостійкість;

4) електро- і магнітопровідність;

5) вага, зносостійкість і довговічність.

Технологічні властивості металу, у свою чергу, залежать від механічних властивостей, хімічного складу, структури і величини зерна, напряму волокон при плющенні, термообробці, ступеня деформації.

Після того, як прокатали листи, на них треба розташувати вирубувані деталі, так щоб максимально заощадити матеріал.

У штампувальному виробництві економія матеріалу багато в чому визначається розкроєм - доцільним розташуванням деталей на заготовці. Особливо важливе значення економії металу пояснюється тим, що вартість матеріалу складає 60 - 80% від загальної вартості виробу.

Недоліками холодного штампування є потреба у більших зусиллях деформування матеріалу, обмеження гранично допустимих деформацій та марок матеріалів, які штампуються у холодному стані.

6. Проектування цільної машинобудівної заготовки

Матеріал деталі - сталь ст3 пс5,

маса - 3,4 кг,

виробництво - дрібносерійне.

1. Проводимо розмірний аналіз креслення. По таблицям допусків знаходимо допуски до розмірів деталі. Для отвору беремо значення по Н14 (задано на кресленні).

2. Визначаємо припуски на механічну обробку заготовки.

По ГОСТ 7829-70 визначаємо пируски та граничні відхилення:

Розмір	Припуск	Граничне відхилення	Розмір
O 387	10	±4	O397 ±4
O 278	8	±2	O286±2
O 322	8	±2	O330±2
4	6	±2	10±2
14	6	±2	20±2

Маса деталі 3,4 кг

Маса заготовки 4,2 кг

Знайдемо коефіціент вікористання матеріалу:

К=3,4/4,2=0,8

0,7<0,8 - припуски вибрані вірно.

7. Проектування комбінованої заготовки

Зварювання матеріалів полягає у з'єднанні окремих частин заготовки за рахунок міжмолекулярних та міжатомних сил зчеплення, що виникають як результат місцевого нагрівання зварювальних матеріалів до рідкого чи пластичного стану.

Стикові з'єднання.

Стикові з'єднання є найбільш розповсюдженими майже при всіх способах зварювання, тому що дають найменші власні напруження і деформації під час зварювання.

Стикові з'єднання в основному застосовують для конструкцій з листового металу. Вони потребують мінімальної витрати основного і наплавленого металу і часу на зварювання, можуть бути виконані рівномірними до основного металу.

За допомогою стикового зварювання з'єднують прути, профільний прокат, труби по всій площі їхніх торців. Деталі затискають в електродах-лещатах, потім притискають одну до одної з'єднувальними поверхнями, і пропускають зварювальний струм. Розрізняють стикове зварювання опором і оплавленням. При зварюванні опором деталі притискають із великим зусиллям (2…5 кгс/мм2). Зварювальний струм нагріває деталі до температури 0,8…0,9 від температури плавлення. У стику відбувається пластична деформація, з'єднання утворюється без розплавлення металу. Цим способом не завжди вдається забезпечити рівномірне нагрівання деталей великого перетину по всій площі і досить повно виділити зі стику деталей окисні плівки. Тому стикове зварювання опором застосовують тільки для з'єднання деталей малого перетину (до 200…300 мм²): дротів, труб, прутів з низьковуглецевих сталей.

При зварюванні оплавленням деталі притискають одна до іншої дуже малим зусиллям при включеному зварювальному трансформаторі. Окремі контакти поверхонь миттєво оплавляються, виникають нові контакти, які оплавляються теж. Під дією електродинамічних сил рідкі прошарки металу оплавлених контактів разом з окислами і забрудненнями викидаються зі стику деталей. Поверхні поступово оплавляються, після чого зусилля стиску різко збільшують - відбувається осад. При цьому протягом 0,1 с через стик ще пропускають струм. Рідкий метал разом із залишковими окислами, витісняється із зони стику в ґрат - з'єднання утворюється між твердими, але пластичними поверхнями. При зварюванні оплавленням хімічно активні зони металів у місцях з'єднання захищають інертними газами.

Для даної деталі проводимо стикове зварювання двох кілець (зовнішнього та внутрішнього) по ГОСТ 5264-80 визначаємо:

Типи з'єднання - стикове,

Характер стикового шва - односторонній,

Форма підготовки кромок - зі скосом однієї кромки,

Умовне позначення - С8.

Для з'єднання частин заготовки вибираємо ручну дугову зварку.

8. Технологічний процес механічної обробки

1. Токарна чорнова операція.

Виконується на станках токарної групи в два установи. В першому установі знімають метал з поверхонь, що підлягають механічній обробці з торцевих та внутрішньої циліндричної поверхні O286 заготовки. За технологічні бази беруть циліндричну поверхню O397.

У другому установі обточують зовнішню циліндричну поверхню заготовки. Технологічною базою є обточена у першому установі циліндрична поверхня O286.

З усіх оброблюваних поверхонь знімають приблизно дві третини припуску на механічну обробку.

2. Термічна операція

Виконується відповідно до технологічного процесу термічних робіт та згідно з ГОСТ 5.9937-84, які забезпечують задану твердість деталі

38…48 HRC.

Спочатку загартовують заготовку для цього її завантажують у нагрівальну піч (електричну, газову), нагрівають до температури 800 С і витримують 60-80 хвилин. Потім охолоджують у воді або маслі.

Після загартування виконують відпускання. заготовку завантажують у нагрівальну піч, нагрівають до температури 500-600 С, витримують протягом 2-6 годин, після чого поступово охолоджують разом із піччю.

3. Токарна чистова операція

Виконується в два установи на верстатах токарної групи більш точних порівняно з чорновою обробкою і при більших швидкостях різання та менших подачах.

У першому установі підрізаємо торці, розточуємо внутрішню поверхню. Технологічними базами є циліндрична поверхня O387.

У другому установі обточуємо зовнішню циліндричну поверхню заготовки. Технологічною базою є обточена у першому установі циліндрична поверхня O278.

Точимо всі розміри згідно креслення.

Технологічне оснащення: патрон 3-кулачковий, різці (прохідний, підрізний, розточний), штангенциркуль, мікрометр, зразки шорсткості точіння.

4. Контрольна операція

Контролюємо розміри та розміщення поверхонь деталі на відповідність кресленню. Контролюємо шорсткість поверхонь. Контроль наплавлених поверхонь.

Технологічне оснащення: штангенциркуль, зразки шорсткості точіння

5. Слюсарно-доводочна операція

Свердлильна операція.

Виконується на свердлильних верстатах. Свердлимо 4 отвори O12, та два отвори O3. Технологічне оснащення - свердла O12 та O3.

Нарізання різьби.

В чотирьох отворах нарізується метрична різьба М12-7Н6.

6. Контрольна операція

Контролюємо розміри та розміщення поверхонь деталі на відповідність кресленню.

Список літератури

1. ГОСТ 5264-80 Ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры.

2. Боженко Л.І. Технологія машинобудування. Проектування та виробництво заготовок.

3. Руденко П.А., Харламов В.Ю., В.М. Плескач. Проектирование и производство заготовок в машиностроении.

4. Корсаков В.С. Основы технологии машиностоения.

5. Мандрика А.С. Методичні вказівки до виконання курсової роботи з дисципліни «Промислові технологічні процеси і установки.»