Технологія обробки матеріалів

Размещено на http://allbest.ru

Зміст

Вступ

1. Опис деталі

1.1 Матеріал деталі, хімічний склад та фізико-механічні властивості

2. Обґрунтування та спосіб вибору заготовки

2.1 Якісний аналіз технологічності конструкції деталі

2.2 Визначення припусків на обробку

3. Маршрутний процес механічної обробки деталі

3.1 Огляд операцій

3.2 Точіння площин

3.3 Свердління

3.4 Розмічанням

3.5 Фрезерування

3.6 Слюсарна

4. Операційний процес обробки деталі

4.1 Свердло P18

4.2 Технічна характеристика вертикально-свердлильного верстата моделі 2Н53

Висновок

Вступ

Фламнець -- плоске кільце або диск з рівномірно розташованими отворами для болтів або шпильок, що служить для міцного і герметичного сполучення труб, встановлення трубопровідної арматури, приєднання труб домашин, апаратів і резервуарів що містять або транспортують рідкі чи газоподібні речовини, для з'єднання валів умуфтах фланцевого типу. Фланці отримали широке застосування в трубопровідному транспорті, починаючи від комунальних мереж і закінчуючи нафто- і газопроводами високого тиску. Таке поширення обумовлене низкою причин і основні з них -- цеуніверсальність їх застосування а також, забезпечення герметичного розбірного сполучення трубопровідного обладнання та апаратури.

Фланці можуть бути елементами труби, фітингу, валу, корпусної деталі тощо. Фланці у вигляді окремих деталей в основному приварюють або пригвинчують до кінців з'єднуваних деталей. Різьбове приєднання фланців використовується рідше. Форма ущільнювальної поверхні фланця в трубопроводах залежить від тиску середовища, профілю та виду матеріалу ущільнення. Метою курсової роботи є: вибір, виготовлення типової деталі - фланця, вивчення , визначення маси деталі, визначення припусків, розробка технологічного маршруту.

1. Опис деталі

Службове призначення фланца - обмеження осьового переміщення валу, встановленого на підшипниках в виробі з допомогою необхідного натяга чи гарантованого осьового зазору між торцем фланца і торцем зовнішнього кільця підшипника

Важливою відмінною характеристикою вироби є використовуваний для його виготовлення матеріал.

В даний час для виробництва використовують велику кількість марок сталі. Фланці можуть бути сталеві (ст.20, 09Г2С), нержавіючі (ст.12Х18Н10Т), а також можуть бути виготовлені і з інших марок сталі.

Марки стали підбираються з урахуванням використання на дану робочу температуру, умовний тиск і транспортується середу в трубопроводі. Вимоги на марку сталі в залежності від робочого тиску і температури середовища приведені в ГОСТ 12816-80

Важливий момент характеристики фланців є той тиск, який фланець може витримати. Ця характеристика визначена ущільнювачем, а саме, його формою і складом матеріалу

Призначена для швидкого затиску (без додаткових інструментів) абразивних дисків на шпинделі кутової шліфувальної машини зі стандартною різьбою М14.

Фланець »виготовляється з вуглецевої якісної конструкційної сталі 20 ГОСТ 1050 - 88.

1.1 Матеріал деталі, хімічний склад та фізико-механічні властивості

Хімічний склад сталі 20,%

Вуглець С 0,17 ... 0,24

Кремній Si 0,4

Марганець Mn 0.3 ... 0,90

Мідь Cu не більше 0,25

Сірка S не більше 0,035

Фосфор P не більше 0,035

Хром Cr не більше 0,25

Нікель Niне більше 0,25

Фізико-механічні властивості.

Міцність на розрив в = 42 кгс / мм2

Межа текучості т = 25 кгс / мм2

Відносне подовження д = 25%

Відносне звуження ш = 55%

Твердість НВ ?163

Щільність р = 7,85 г / см3

2. Обґрунтування та спосіб вибору заготовки

2.1 Якісний аналіз технологічності конструкції деталі

Розглядаючи конструкцію деталі з точки зору технологічності виготовлення, помічаємо наступне:

1). Всі поверхні деталі доступні і зручні при механічній обробці.

2). Деталь міцна і жорстка, що дозволяє застосовувати оптимальні режими різання і зусилля закріплення деталі.

3). Точність механічно оброблюваних поверхонь не перевищує 7 квалітет, що дозволяє вести механічну обробку деталі на верстатах нормальної точності.

4). Шорсткість механічно оброблюваних поверхонь не нижче, що дозволяє не виробляти оздоблювальних дорогих операцій.

5). Виконання технічних вимог креслення деталі не представляє труднощів при виконанні принципу єдності і наступності баз в серійному виробництві.

Враховуючи вищевикладене, можна зробити висновок, що конструкція деталі технологічна.

Заготовка - це предмет виробництва, з якого зміною форми, розмірів, шорсткості поверхні і властивостей матеріалу виготовляють деталь або нерозбірну складальну одиницю (ГОСТ 3.1109-82).

При розробці технологічного процесу механічної обробки деталей одним з відповідальних етапів є вибір заготовок, від чого в більшій мірі залежить трудомісткість обробки, а також витрата металу. Вибрати заготовку - це значить встановити спосіб її отримання, розрахувати розміри, призначити припуски на обробку кожної поверхні і вказати допуски на неточність виготовлення.

Головним при виборі заготовки є забезпечення заданої якості готової

деталі при її мінімальній собівартості.

Для отримання деталі порівняємо два види одержання заготовок.

1. штамповані заготівлі

2. заготовки з прокату.

Заготівля, одержувана штампуванням буде більш наближеною за формою і розмірами до готової деталі, і її маса буде менше заготовки з прокату, вартість штампованих заготовок вище в 1,5 - 3 рази.

Заготівлі з прокату мають більшу масу, ніж штамповані, і вимагають додаткової механічної обробки для видалення зайвих напусків металу, тому для остаточного рішення щодо вибору способу отримання заготовки потрібно виконати техніко-економічне порівняння варіантів.

Дивлячись на це обираємо серійне виробництво та тип заготовки - штамповка.

2.2 Визначення припусків на обробку

Припуск - шар матеріалу, що піддається зняттю з заготовки при механічній обробці. Припуск призначається з метою забезпечення точності дійсних розмірів, а також заданої якості поверхневого шару обробленої деталі.

Розрахунком підлягає мінімальний припуск на обробку. Коливання ж розміру оброблюваної поверхні заготовки в межах допуску на її виготовлення створює коливання величини припуску (допуску на припуск). Тому розрізняють:

припуск мінімальний (Zmin),

номінальний (Zном),

максимальний (Zmax).

Як заготовок вибираємо штампована заготовка. Для штампованих заготовок загальні припуски і допуски призначаються по ГОСТ 7505-89 «Поковки сталеві штамповані». При визначенні припусків і що допускаються відхилень розмірів слід визначити вихідний індекс - умовний показник, враховує конструктивні характеристики й безліч поковки. Вихідні дані визначення індексу: маса поковки, група стали, ступінь складності поковки, клас точності поковки.

Згідно з таб.1 взятої з книги Долматовский Г.А. «Справочник технолога по обработке металлов резанием» та з масою обраної деталі, яка дорівнює 0.09 кг., я обрав припуск на заготовку 1.0 мм.

Таб.№1 Таблиця припусків на обробку поверхонь деталі

фланець припуск механічний

3. Маршрутний процес механічної обробки деталі

Механічна обробка - обробка виробів із сталі та інших матеріалів за допомогою механічного впливу із застосуванням різця, свердла, фрези та іншого різального інструменту. Сам процес обробки здійснюється на металорізальних верстатах, у встановленому порядку згідно технологічного процесу.

Номер операції	Назва операції	Обладнання	Короткий опис даної операції
005	Токарна (чорнова)	16К20	Чорнова обробка на поверхнях ш 40мм. та ш 22мм. та обробка торців.
010	Токарна (чистова)	16К20	Чистова обробка на поверхнях ш 40мм. та ш 22мм. та обробка торців.
015	Свердлильна	2Н53	Свердління 4 отворів ш 6 мм.
025	Розмічальна	Розмічальна плита	Розмітити лиски
030	Фрезерувальна	6Н13П	Фрезерувати лиску діаметром 34 мм.
035	Слюсарна		Зачистити задирки і гострі кромки.

3.1 Огляд операцій

Обробка різанням включає дві множини способів її реалізації: лезову та абразивну обробки.

Лезова обробка передбачає оброблення поверхонь заготовки одно- та багатолезовими інструментами -- різцями, свердлами, фрезами, розвертками, протяжками та ін.

Абразивна обробка -- це обробка поверхонь абразивними інструментами, виготовленими з природних або штучних абразивних матеріалів, -- абразивними кругами, сегментами, брусками, стрічками та вільними абразивами у вигляді порошків, паст тощо.

Усі способи обробки різанням поділяють, у свою чергу, за точністю та шорсткістю обробленої поверхні на:

· чорнові;

· напівчистові;

· чистові;

· оздоблювальні.

3.2 Точіння площин

Точіння площин виконують на верстатах токарної групи. На них обробляють торцеві поверхні деталей типу вал, диск, шків та ін. тіла обертання, а також площини рознять корпусів редукторів, насосів та інших деталей. Процес точіння виконується при обертанні заготовки (головний рух -- швидкість різання V, яка вимірюється у м/хв) та подачі S інструмента у мм/об у напрямку, перпендикулярному до осі заготовки. Залежно від конструкції верстата заготовка може обертатися навколо горизонтальної чи вертикальної (наприклад, на токарно-карусельних верстатах) осі шпинделя.

Особливістю точіння поверхонь є зміна швидкості різання під час переміщення різця відносно осі шпинделя. При точінні з напрямком подачі S від периферії до центра вона зменшується, а навпаки -- збільшується.

Процес точіння площин (підрізання торців) забезпечує точність 9-10-го квалітетів при шорсткості Ra (6,3…1,25) мкм

3.3 Свердління

Свердління є єдиним способом лезової обробки для створення отвору у суцільному матеріалі і використовується для обробки лише внутрішніх циліндричних поверхонь. Різальним інструментом при свердлінні є свердла, які можуть мати різну конструкцію і різне призначення. Спіральні свердла використовують для обробки отворів у суцільному матеріалі, а також для збільшення розміру вже просвердленого отвору (розсвердлювання). Комбіновані свердла призначені для створення декількох поверхонь за один робочий хід. Вони можуть поєднувати в одній конструкції й інші інструменти, наприклад, свердло-зенкер тощо. Кільцеві свердла використовують для обробки отворів великого діаметра (як правило, більшого, ніж 60-70 мм). При цьому після обробки отвору залишається стрижень, який може бути використаний для виготовлення інших виробів.

Швидкість різання при свердлінні залежить від етапу обробки, матеріалу заготовки та різальної частини інструмента і в середньому становить V = (5…80) м/хв. Свердління забезпечує точність обробки отвору 11-13-го квалітетів при шорсткості поверхні Ra (3,2..12,5) мкм.

3.3 Розмічанням

Розмічанням називається операція нанесення розмічальних рисок або ліній на заготовках (виливках, поковках і т. п.), що визначають контури майбутньої деталі та припуски на оброблення або місця, що підлягають обробленню. Розмічальні мітки наносять кернером, рисувалкою, циркулем, рейсмусом чи штангенциркулем. Розмічальне робоче місце обладнується розмічальними плитами, підкладками, поворотними пристроями та ін. Розмітка буває площинною і об'ємною. Площинній розмітці підлягає листовий матеріал, об'ємній -- виливки, поковки та інші заготовки. Розмітка широко застосовується в індивідуальному і дрібносерійному виробництві. Похибка, що отримується при звичайних методах розмічання становить приблизно 0,5 мм.

3.4 Фрезерування

Фрезерування зовнішніх циліндричних поверхонь є продуктивним способом обробки. Його використовують для обробки шийок східчастих та колінчастих валів, гальмівних колодок тощо і виконують дисковими, торцевими або кінцевими фрезами на верстатах фрезерної групи. Заготовка за допомогою додаткових пристроїв обертається навколо своєї осі зі швидкістю 10-20 м/хв (обертальна подача), в той час як швидкість різання V, м/хв, забезпечує швидкість обертання фрези. Ширина дискової фрези дорівнює ширині поверхні, що обробляють.

Спосіб забезпечує точність обробки 9-10-го квалітетів при шорсткості поверхні Ra (5…8) мкм

3.5 Слюсарна

Рубанням називається слюсарна операція, коли за допомогою різального (зубила, крейцмейселя та ін.) та ударного (слюсарного молотка) інструмента з поверхні заготовки видаляють зайвий шар металу або розділяють заготовку на частини. При рубанні фасонні деталі закріплюють у лещатах, смуговий чи листовий матеріал рубають на чавунних плитах.

Залежно від призначення оброблюваної деталі рубання може бути чистовим або чорновим. У першому випадку зубилом за один робочий хід знімають шар металу товщиною 0,5…1 мм, у другому -- 1,5…2 мм. Точність обробки, що досягається при рубанні, становить 0,4…1 мм.

Проаналізувати заводський техпроцес механічної обробки з точки зору застосування верстатів ЧПУ і серійності виробництва, пропоную наступне:

1. Токарну обробку виробляти на верстатах з ЧПУ без переустановлень;

2. Свердління отворів по кондуктору та фрезерування лиски по розмітці замінити обробкою на верстатах з ЧПУ;

Вищевказані шорсткості дозволять знизити трудомісткість обробки деталі і підвищити продуктивність праці.

4. Операційний процес обробки деталі

Розрахунок режимів різання на переходи операції табличним методом

Розрахуємо режими різання на свердління отвору Ш6, свердлом з швидкорізальної сталі Р18, на верстаті моделі 2Н53.

4.1 Свердло P18

Швидкорізальна сталь - це високолегована сталь, застосовувана, головним чином, для виготовлення ріжучого інструменту, що працює на швидкостях, в 3-5 разів більших, ніж інструмент з вуглецевої інструментальної сталі. Така швидкість обумовлена більшою зносостійкістю сталі. Швидкорізальні стали позначаються літерами:

Р - вольфрам

М - молібден

Ф - ванадій

А - азот

К - кобальт

Т - титан

Ц - цирконій

За буквою слід цифра, що позначає середній вміст елемента у відсотках (вміст хрому до 4% в позначеннях не вказується). Цифра, що стоїть на початку назви марки стали, вказує вміст вуглецю в десятих частках відсотка.

Марка	Властивості	Призначення
Р18	Задовільна міцність, зносостійкість при малих і середніх швидкостях різання.	Для всіх видів різального інструменту при обробці вуглецевих і легованих конструкційних сталей.

Р18 - тепер уже легендарна сталь. Містить 18 відсотків вольфраму, завдяки чому ця сталь підтримує обробку металу навіть на високих швидкостях.

Свердла зі сталі Р18 не перегріваются, довго терплять і відмінно свердлять. Правда знайти справжні - ціла проблема. У радянський час сталь Р18 використовували дуже широко для виготовлення металорізального інструмента, однак після 70 років запаси вольфраму виснажилися і вона була замінена на сталь з більш низьким вмістом вольфраму - Р6М5.

4.2 Технічна характеристика вертикально-свердлильного верстата моделі 2Н53

Найбільший умовний діаметр свердління в сталі, мм	35
Робоча поверхня стола, мм	400х710
Найбільша відстань від торця шпинделя до робочої поверхні стола, мм	600
Виліт шпинделя, мм	450
Найбільше вертикальне переміщення револьверної головки, мм	560
Конус Морзе шпинделя	4
Число швидкостей шпинделя .	12
Частота обертання шпинделя, об / хв	45-2000
Число подач шпинделя (револьверної головки)	18
Подача шпинделя, мм / хв	10-500
Потужність електродвигуна К \ кВт	3,7
Система ПУ	2П32-2
Число керованих координат	3
одночасно	2
Точність міжосьових відстаней отворів зразка після чистової обробки, мкм:	8
дискретність завдання лінійних розмірів, мм	0,010
Швидкість різання та подача взята з таб. 3 та таб. 4

Таб.3 Подача для операції свердління

Таб. 4 Швидкість різання для операції свердління.

Згідно до цих таблиць V=55м/хв. S = 0.12мм/об. Оскільки швидкість різання завелика для будь якого станка використовуємо поправний коефіцієнт з таб. 5 , який дорівнює 0.6, 0.66, 0.9.

Звідси швидкість різання дорівнює V = 55*0.6*0.66*0.9 = 19.6м/хв.

Таб. 5 Поправний коефіцієнт

Частота обертання шпинделя:

n =

n = =1040об / хв

приймаємо за паспортом верстата n = 1000об / хв.

Основний час на обробку:

S_хв= S

S_хв= 0,12*1000= 120мм/хв.

T₀===0.084 хв

L^*=L+L_вр+L_пер

L_пер=2ч3мм.

Так як у нас 4 отвори, то

T_o * 4= 0.336 хв.

T_всп = 15% від Т_осн. = 0,05 хв.

Т_п.з = (T_o + T_всп) * 15% = (0.336 + 0.05) * 15% = 0.058 хв.

Т_шт. = T_o + T_всп + Т_п.з = 0.336 + 0.05 + 0.058 = 0.444 хв.

Висновок

У цій роботі наведено вирішення завдань, пов'язаних з проектуванням технології виготовлення деталі фланець к в умовах серійного виробництва. Курсова робота представлена у вигляді текстової та графічної частин. Текстова частина курсової роботи включає всі необхідні пояснення та розрахунки, пов'язані з технічним і техніко-економічним обґрунтуванням прийнятих технологічних рішень. Розрахунково-пояснювальна записка складається з двох розділів: технологічної та конструкторської частин.

У технологічній частині обраний метод отримання заготовки і технологічний процес, визначені припуски на діаметральні розміри розрахунково-аналітичним методом, проведено розмірно-точностной аналіз, визначені режими різання на всі вибрані переходи операцій, розрахована сумарна похибка обробки і т.д.

У конструкторської частини обрана раціональна схема базування.

Особливу увагу приділено відповідності конкретних розрахунків і показників в текстовій частині курсової роботи їх поданням в графічної частини.

Перелік літератури

1) Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т./Под общ. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. Т. 1, М.: Машиностроение,-2004, 656 с.

2) Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т./Под общ. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. Т. 2, М.: Машиностроение,-2004, 496 с.

3) Обработка металлов резанием. Справочник технолога/ Под ред. А.А. Панова. М.: Машиностроение,- 2004,- 736 с.

4) Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Изд. 3-е/ Под общ ред. А.Ф. Горбацевича. Минск: Высш. школа, 1975,-288 с.

5) И.М. Белкин. Справочник по допускам и посадкам для рабочего-машиностроителя. М.: Машиностроение,- 2003,- 320 с.

6) Е.Э. Фельдштейн, М. А. Корниевич Металлорежущие инструменты. Справочник конструктора. - М.: Новое знание, 2008

7) Кузнецов Ю.И., Маслов А.Р., Байков, А.Н. Оснастка для станков с ЧПУ. Справочник. - М.: Машиностроение 2002. 406 с

8) Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания на работы, выполняемые на металлорежущих станках с программным управлением.- М.: Экономика 1980, 48 с.

9) Долматовский Г.А. «Справочник технолога по обработке металлов резанием»

Размещено на Allbest.ru

...