Проектирование технологического маршрута механической обработки деталей подвижного состава

Московский Государственный университет путей сообщения

(МИИТ)

Институт транспортной техники и

организации производства

(ИТТОП)

Кафедра «Технология транспортного машиностроения и

ремонта подвижного состава»

Курсовая работа по курсу

«Технология конструкционных материалов»

Тема: « Проектирование технологического маршрута механической обработки деталей подвижного состава»

Выполнил:

студент Агашков А.В.

группа ТВГ - 213

Руководитель работы:

Гуськов А.Н.

МОСКВА - 2010

Задание

Спроектировать технологический маршрут изготовления детали.

12,5

Фланец

1. Выпуск - 230 штук

2. Масса - 0,09 кг

3. Материал - Сталь 3

Введение

Цель работы: закрепление студентами знаний, полученных при изучении дисциплин «Технология конструкционных материалов», «Основы технологии машиностроения» и других общетехнических дисциплин, а также приобретение практических навыков по проектированию технологических процессов механической обработки изделий.

Задача работы: установить степень усвоения студентами полученных теоретических знаний и способностей применять их при решении конкретных задач на практике, а также научить студентов пользоваться справочной литературой, ГОСТами и нормативными данными, применяемыми в машиностроении.

2. Анализ задания на проектирование

2.1 Материал детали:

Документ: ГОСТ 380-94

Сталь 3 - конструкционная углеродистая обыкновенного качества по ГОСТ 380-88.. Несущие элементы сварных и несварных конструкций и деталей, работающих при положительных температурах. Фасонный и листовой прокат(5-й категории) для несущих элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках: при толщине проката до 25мм в интервале температур от -40 до +425°С; при толщине проката свыше 25мм - от -20 до +425°С при условии поставки с гарантируемой свариваемостью. Лист тонкий ГОСТ 19903-74. Лента ГОСТ 503-81, ГОСТ 6009-74. Полоса ГОСТ 103-76, ГОСТ 82-70, ГОСТ 535-79. Температура ковки: начала 1300 ⁰С, конца 750 ⁰С. Охлаждение на воздухе.

Обрабатываемость резанием: в горячекатаном состоянии. Основной реализуемый сортамент по маркам листовой стали толщиной от 2 до 160 мм (в зависимости от марки стали): Лист ст.3сп, ГОСТ 16523-97, 14637-89

2.2 Определение типа производства

Для выбора экономически целесообразного технологического процесса изготовления детали, прежде всего, необходимо на основе данных технического задания определить тип производства.

Тип производства определяется по ГОСТ 3.1121-84 и характеризуется коэффициентом закрепления операций. Но в данной работе, в связи с отсутствием данных о числе рабочих мест и количестве выполняемых операций на этих рабочих местах, тип производства определяется ориентировочно в зависимости от объёма выпуска (по данным таблицы 1).

Таблица 1.

Исходные данные:

- выпуск 230 штук;

- масса 0,09 кг;

- материал - Сталь 3.

Соответственно, техническим заданием на курсовой проект определён единичный тип производства.

2.3 Прокатное производство

Прокат - это процесс ОМД, при котором слиток под действие сил трения втягивается в зазор между вращающимися валками прокатного стана, и пластически деформируется с уменьшением поперечного сечения заготовки.

Процесс прокатки производится на специальных прокатных станах, по назначению которые подразделяют на станы для производства полупродукта и станы для выпуска готового. К 1-ой группе относятся обжимные станы для прокатки слитков в полупродукт крупного сечения и заготовочные, для получения полупродукта более мелкого сечения. К станам для производства готового проката относят сортовые, листовые, трубные и специальные.

Сущность процесса: заготовка обжимается (сдавливается), проходя в зазор между вращающимися валками, при этом, она уменьшается в своем поперечном сечении и увеличивается в длину. Процесс прокатки обеспечивается силами трения между вращающимся инструментом и заготовкой, благодаря которым заготовка перемещается в зазоре между валками, одновременно деформируясь. В момент захвата металла со стороны каждого валка действуют на металл две силы: нормальная сила и касательная сила трения (рис. 1).

Угол б - угол захвата, дуга, по которой валок соприкасается с прокатываемым металлом - дуга захвата, а объём металла между дугами захвата - очаг деформации.

Возможность осуществления прокатки определяется условием захвата металла валками или соотношением , где:- втягивающая сила - проекция силы трения на горизонтальную ось;- выталкивающая сила - проекция нормальной реакции валков на горизонтальную ось. При этом условии результирующая сила будет направлена в сторону движения металла.

Условие захвата металла можно выразить:

Выразив силу трения через нормальную силу и коэффициент трения :, и, подставив это выражение в условие захвата, получим: или .

Таким образом, для захвата металла валками необходимо, чтобы коэффициент трения между валками и заготовкой был больше тангенса угла захвата. Коэффициент трения можно увеличить применением насечки на валках.

При прокатке стали б = 20…25 0, при горячей прокатке листов и полос из цветных металлов - б = 12…15 0, при холодной прокатке листов - б = 2…10 0.

Степень деформации характеризуется показателями:

- абсолютное обжатие: ( - начальная и конечная высоты заготовки);

- относительное обжатие:

Площадь поперечного сечения заготовки всегда уменьшается. Поэтому для определения деформации (особенно когда обжатие по сечению различно) используют показатель, называемый вытяжкой (коэффициентом вытяжки).

где: - первоначальные длина и площадь поперечного сечения, - те же величины после прокатки.

Исходной заготовкой при прокате служат слитки: стальные массой до 60 т, из цветных металлов и их сплавов массой до 10 т. При производстве сортовых профилей стальной слиток массой до 15 т в горячем состоянии прокатывают на блюминге.

Различают 3 основные вида прокатки: продольная, поперечная, поперечно-винтовая.

При продольной прокатке деформация осуществляется между вращающимися в разные стороны валками (рис.1.2 а). Заготовка втягивается в зазор между валками за счет сил трения. Этим способом изготавливается около 90 % проката: весь листовой и профильный прокат.

Поперечная прокатка (рис. 1.2.б). Оси прокатных валков и обрабатываемого тела параллельны или пересекаются под небольшим углом. Оба валка вращаются в одном направлении, а заготовка круглого сечения - в противоположном.

В процессе поперечной прокатки обрабатываемое тело удерживается в валках с помощью специального приспособления. Обжатие заготовки по диаметру и придание ей требуемой формы сечения обеспечивается профилировкой валков и изменением расстояния между ними. Данным способом производят специальные периодические профили, изделия представляющие тела вращения - шары, оси, шестерни.

Поперечно - винтовая прокатка (рис. 1.2.в). Валки, вращающиеся в одну сторону, установлены под углом друг другу. Прокатываемый металл получает еще и поступательное движение. В результате сложения этих движений каждая точка заготовки движется по винтовой линии. Применяется для получения пустотелых трубных заготовок.

Рис. 1 Кинематическая схема прокатки (продольная прокатка)

Рис. 1.2. Схемы основных видов прокатки:

а - продольная; б - поперечная; в - поперечно - винтовая

2.4 Обработка отверстий

Сверление - это процесс получения отверстий круглой формы в сплошном материале с помощью сверл различной конструкции: спиральные, центровочные, перовые, специальные для получения глубоких отверстий.

Винтовое сверло получило наиболее широкое распространение. Оно состоит из хвостовика, шейки и рабочей части. Хвостовик служит для закрепления сверла на станке. Рабочая часть состоит из режущей кромки и направляющей частей. На первой расположены режущие лезвия, а на второй - направляющие фаски, которыми сверло центрируется в отверстии. Сверло имеет две спиральные стружечные канавки, служащие для удаления стружки из отверстия.

Сверло является более сложным инструментом, чем резец, так как имеет две передние, две задние и две вспомогательные задние поверхности, два главных и два вспомогательных лезвия и поперечное лезвие (перемычку). Главные лезвия сверла перекрещиваются под углом 2ф, называемым двойным углом в плане. У стандартных сверл 2ф = 120°, а вообще колеблется в пределах 90 -140°. Чтобы исключить защемления сверла в отверстии, сверло изготавливают с обратной конусностью. Поэтому вспомогательные лезвия образуют с плоскостью, параллельной оси сверла, вспомогательный угол в плане ф_ь который не превышает 10°. Угол ф называется углом наклона перемычки, и он определяется между проекциями главного лезвия и перемычки на плоскость, перпендикулярную оси сверла (ф = 50...55°). Угол s - называется углом наклона винтовой канавки. Он определяется между касательной к винтовой линии канавки и осью вращения сверла (s = 25-30°). В главной секущей плоскости 2-2 сверло имеет форму резца с присущими ему геометрическими параметрами: передний угол у = 18-30°.

Рис. 4 Части и геометрические параметры винтового сверла

3. Технологическая часть

3.1 Метод получения заготовки и размеры припусков на обработку

В единичном производстве для деталей в виде фланцев целесообразно применять сортовой прокат полосового сечения. В качестве заготовки возьмем стальную полосу размером 722Ч70Ч8 мм. Для сокращения расхода металла, воспользуемся гильотинными ножницами.

3.2 Маршрутный технологический процесс изготовления детали

3.3 Описание технологических операций

Операция 005 - Прокатно-листовая - Заготовительная:

Взять стальную полосу длиной 722 мм и шириной 70 мм

Операция 010 - Отрезная

Порезать полосу металла на 10 частей шириной по 70 мм гильотинными ножницами

Операция 015 - Сверлильная

Просверлить сквозные отверстия в получившихся квадратных заготовках d = 34 мм

Операция 020 - Шлифовальная

Шлифовать на шлифовальном станке ребра фланца для получения требуемых размеров 70Ч70 мм и устранения заусенцев

Операция 025 - Контрольная

Проверить размеры 70Ч70 и d = 34 мм

3.4 Используемое оборудование

1. Прокатный станок

2. Гильотинные ножницы

3. Сверлильный станок

4. Верстак

5. Штангенциркуль с точностью 0,1 мм

6. Линейка

7. Шлифовальный станок

Заключение

Результатом выполнения курсовой работы является возможный маршрутный технологический процесс изготовления детали, на которую было получено техническое задание. При выборе варианта маршрута изготовления учитывалась экономическая целесообразность операций обработки, а также условие обеспечения минимальной трудоёмкости.

При разработке разделов применялась справочная информация, приведённая в методических указаниях, ГОСТах и различной технической литературе, что в той или иной степени является залогом достоверности использованных данных.

Эта курсовая работа позволила мне научиться пользоваться справочной литературой, ГОСТами и нормативными данными, применяемыми в машиностроении, а также закрепил знания, полученные при изучении дисциплин «Технология машиностроения», «Основы технологии машиностроения» и других общетехнических дисциплин.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Никифоров В.М. Технология металлов и конструкционные материалы:

Учебник для средних специальных учебных заведений. - 6-е изд., перераб. и доп.- М.: Высш. Школа, 1980.-360с., ил.

2. Гуськов А.Н., Лебедев И.В. Проектирование технологического маршрута механической обработки деталей подвижного состава: Методические указания к курсовому проектированию. - М.: МИИТ, 2005.-35с.

3. Аксенов В. А., Евсеев Д. Г., Фомин В. А. Технологические процессы механообработки и сборки при ремонте подвижного состава.- Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2001.- 520с.

4. Гуськов А.Н.Графическое оформление курсовых работ и проекто:.-М.:МИИТ.2006.-76с.