Разработка технологического процесса изготовления детали

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего

профессионального образования

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Самолетостроения и эксплуатации авиационной техники».

Пояснительная записка

к курсовой работе по дисциплине

Технология обработки материалов

Разработка технологического процесса изготовления детали

Выполнила

студентка группы СМз-13-2

Шевченко Е.В.

Нормоконтролер

П.Е. Чимитов

Иркутск 2015г.

Содержание

Введение

1. Описание детали

2. Подбор материала и полуфабриката

3. Изготовление заготовки

3.1 Литье

3.2 Штамповка

4. Изготовление детали

Заключение

Список используемых источников

Введение

В данной работе мы рассмотрим принцип действия двигателей, технологичность конструкций бензиновых, дизельных и инжекторных двигателей. Выявим определение двигателя внутреннего сгорания. Рассмотрим описание крышки редуктора двигателя внутреннего сгорания, её изготовление двумя способами: литьём и штамповкой. Узнаем определения этих способов, их виды. И подберём подходящий способ для изготовления заготовки детали крышки редуктора, а также найдём оптимальные решения для процесса получения самой детали.

1. Описание детали

В настоящее время двигатель внутреннего сгорания является основным видом автомобильного двигателя.

Двигателем внутреннего сгорания (сокращенное наименование - ДВС) называется тепловая машина, преобразующая химическую энергию топлива в механическую работу.

Различают следующие основные типы двигателей внутреннего сгорания: поршневой, роторно-поршневой и газотурбинный. Из представленных типов двигателей самым распространенным является поршневой ДВС, поэтому устройство и принцип работы рассмотрены на его примере.

Достоинствами поршневого двигателя внутреннего сгорания, обеспечившими его широкое применение, являются: автономность, универсальность (сочетание с различными потребителями), невысокая стоимость, компактность, малая масса, возможность быстрого запуска.

Вместе с тем, двигатели внутреннего сгорания имеют ряд существенных недостатков, к которым относятся: высокий уровень шума, большая частота вращения коленчатого вала, токсичность отработавших газов, невысокий ресурс, низкий коэффициент полезного действия.

В зависимости от вида применяемого топлива различают бензиновые и дизельные двигатели. Альтернативными видами топлива, используемыми в двигателях внутреннего сгорания, являются природный газ, спиртовые топлива - метанол и этанол, водород.

Водородный двигатель с точки зрения экологии является перспективным, т.к. не создает вредных выбросов. Наряду с ДВС водород используется для создания электрической энергии в топливных элементах автомобилей.

ДВС состоит из: камеры сгорания; поршня, соединенного с коленвалом посредством кривошипно-шатунного механизма; системы подачи и воспламенения топливно-воздушной смеси; клапана для удаления продуктов горения (выхлопных газов).

При пуске двигателя поршень начинает путь от верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней (НМТ), за счет поворота коленвала. Достигнув нижней точки, он меняет направление движения к ВМТ, одновременно, с чем проводится подача топливно-воздушной смеси в камеру сгорания. Движущийся поршень сжимает ТВС, при достижении верхней мертвой точки система электронного зажигания воспламеняет смесь. Стремительно расширяясь, горящие пары бензина отбрасывают поршень в нижнюю мертвую точку. Пройдя определенную часть пути, он открывает выхлопной клапан, через который раскаленные газы покидают камеру сгорания. Пройдя нижнюю точку, поршень меняет направление движения к ВМТ. За это время коленвал совершил один оборот.

Общее устройство двигателя остается неизменным достаточно долгое время. Основные различия касаются видов используемого топлива, систем приготовления топливно-воздушной смеси и схем ее воспламенения.

Рассмотрим три основных типа:

-бензиновые карбюраторные;

-бензиновые инжекторные;

-дизельные.

Приготовление гомогенной (однородной по своему составу), топливно-воздушной смеси в бензиновых карбюраторных ДВС происходит путем распыления жидкого топлива в воздушном потоке, интенсивность которого регулируется степенью поворота дроссельной заслонки. Все операции по приготовлению смеси проводятся за пределами камеры сгорания двигателя. Преимуществами карбюраторного двигателя является возможность регулировки состава топливной смеси «на коленке», простота обслуживания и ремонта, относительная дешевизна конструкции. Основной недостаток - повышенный расход топлива.

Бензиновый двигатель состоит из ряда основных частей.

Рисунок 1- Примерная схема устройства двигателя внутреннего сгорания

Приготовление ТВС осуществляется в камере сгорания бензинового инжекторного двигателя, путем распыления топлива инжекторными форсунками. Управление впрыском осуществляется электронным блоком или бортовым компьютером автомобиля. Мгновенная реакция управляющей системы на изменение режима работы двигателя обеспечивает стабильность работы и оптимальный расход топлива. Недостатком считается сложность конструкции, профилактика и наладка возможны только на специализированных станциях технического обслуживания.

Приготовление топливно-воздушной смеси происходит непосредственно в камере сгорания дизельного двигателя. По окончании цикла сжатия воздуха, находящегося в цилиндре, форсунка проводит впрыск топлива. Воспламенение происходит за счет контакта с перегретым в процессе сжатия атмосферным воздухом.

Крышка редуктора - это деталь корпуса двигателя внутреннего сгорания. Применяется для защиты внутренних деталей, для охлаждения. Без крышки двигатель не запустится. Она имеет: шесть симметричных и семь отдельно расположенных отверстий для крепления к корпусу ДВС. Также в крышке располагается решётка, которая используется для охлаждения ДВС воздухом. Лакокрасочное покрытие, для защиты от коррозии.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Для изготовления заготовки будем применять литьё и штамповку, так как нашу деталь можно изготовить только этими способами. Изготовление заготовки штамповкой экономически выгоднее, но изготовление литьём технологически удобнее и проще. Поэтому на широком производстве должны выбирать какой способ изготовления им больше подходит и выгоднее экономически.

2. Подбор материала и полуфабриката

Для изготовления заготовки, берём полуфабрикат-слиток стали 60Г, так как этот вид стали подходит по своим свойствам. Потому что материал обладает большей прочностью и упругостью. Также эти стали дешёвые и сочетают удовлетворительные механические свойства с хорошей обрабатываемостью резанием и давлением, что необходимо для выбранных нами способов изготовления.

Рисунок 2- Слитки стали

3. Изготовление заготовки

3.1 Литье

Литьё в формы из жидких самоотвердевающих смесей (ЖСС). Литьем (или литейным производством) называют метод производства, при котором изготовляют фасонные заготовки деталей путем заливки расплавленного металла в заранее приготовленную литейную форму, полость которой имеет конфигурацию заготовки детали. После затвердевания и охлаждения металла в форме получают отливку-заготовку детали.

Основной задачей литейного производства является изготовление литейных сплавов отливок, имеющих разнообразную конфигурацию с максимальным приближением их формы и размеров, к форме и размерам детали. Инструментом литейного производства является литейная форма - приспособление, образующее рабочую полость, при заливке которой расплавленным металлом и после охлаждения получают отливку. В настоящее время в производстве используют около 15 способов литья, а в производстве приборов применяют следующие способы литья:

1) литье в песчаные формы ("землю");

2) литье в ЖСС (жидкие самоотвердевающие смеси);

3) литье в оболочковые формы;

4) литье в кокиль (металлические защищенные формы);

5) литье по выплавляемым моделям;

6) литье под давлением;

7) центробежное литье.

Литье в песчаные формы обеспечивает невысокое качество поверхности (ниже R_z =320 мкм), низкую точность (ниже 16 квалитета), трудно автоматизируется и не обеспечивает удовлетворительные условия труда. Для получения более высоких качественных показателей применяют литье в формы из жидких самоотвердевающих смесей (ЖСС). Этот способ литья применяют в любом виде производства. Формовочная смесь состоит из связки - жидкой композиции и огнеупорной составляющей - наполнителя. Наполнителем являются мелкозернистые кварцевые пески и феррохромовый шлак. В жидкую композицию входит жидкое стекло, поверхностно-активные вещества и вода. Для приготовления формовочной смеси - ЖСС - используют специальные установки.

Рисунок 3- Схема получения оболочки бункерным способом

Применение способа. Способ применяют для изготовления больших корпусов, точностью 14...16 квалитета, шероховатостью поверхности R_z =80...40 мкм. Процесс мощно легко механизировать и автоматизировать.

После изготовления формы образующей рабочую полость, заливаем расплавленным металлом и после охлаждения получаем отливку (заготовку) детали. технология крышка редуктор двигатель

Чтобы изготовить крышку применим литьё в формы из жидких самоотвердевающих смесей, для более высоких качественных показателей. Так как делаем заготовку большой толщины.

3.2 Штамповка

Штамповка - процесс обработки металлов давлением, при котором формообразование детали осуществляется в специализированном инструменте -- Штампе; разновидность кузнечно-штамповочного производства. По виду заготовки различают объёмную штамповку и листовую штамповку, по температуре процесса -- холодную штамповку и горячую.

Поскольку стоимость штампов наряду со стоимостью металла заготовки является основной составляющей себестоимости поковки, применение объёмной штамповки экономически выгодно при серийном производстве.

Объёмная штамповка сопровождается потерями металла с удаляемым заусенцем (облоем). Заготовки большой толщины обычно штампуют с нагревом до ковочной температуры (горячая листовая штамповка.)

Штамповка металла включает такие процессы получения изделий, как объемная горячая штамповка. При объемной штамповке придание заготовке заданной формы и размеров осуществляется путем заполнения металлом рабочей плоскости штампа.

После помещения расплавленного слитка стали в штамповочную машину, мы отжимаем пресс и получаем заготовку детали. Чтобы удалить облой, используем машину для снятия заусенцев.

Для изготовления крышки применим объёмную горячую штамповку, потому что делаем заготовку большой толщины.

4. Изготовление детали

Для доработки заготовки и распределения решётки на ней используем вертикальный консольно-фрезерный станок. В отличие от горизонтально-фрезерного, имеет вертикально расположенный шпиндель, который в некоторых моделях станков допускает смещение вдоль своей оси и поворот вокруг горизонтальной оси, расширяя тем самым технологические возможности станка. Фрезерование (фрезерная обработка) -- это процесс механической обработки, при котором режущий инструмент (фреза) совершает вращательное движение (со скоростью V), а обрабатываемая заготовка -- поступательное (со скоростью подачи S).

Чтобы сделать шесть симметричных отверстий проведём точную разметку и обработку на координатно-расточных станках. Высверлим сквозные отверстия, затем зенкированием доработаем не сквозные отверстия. А семь отдельно расположенных отверстий для крепления к корпусу, сделаем с использованием развёртывания. Основным инструментом для выполнения развёртывания являются так называемые развёртки, представляющие собой многолезвийные (4-20 лезвий) цилиндрические либо конические инструменты, имеющие ось вращения и при вращении которых происходит резание материала.

Выполнение работ по окончательной доработке деталей после механической обработки: зачистка заусенцев, притупление острых кромок - проводится специализированной машиной по удалению облоя.

После всех операций наносим на изделие лакокрасочное покрытие эпоксидной эмали ЭП-140 чёрную, предварительно обезжирив, загрунтовав и зашпатлевав поверхность.

Технология нанесения лакокрасочных покрытий состоит из следующих основных этапов: подготовки поверхности, окраски и сушки.

Подготовка поверхности включает в себя очистку поверхности, грунтовку и шпатлевку.

Очистку поверхности осуществляют химическим (травление) способом.

Грунтовка состоит в нанесении на поверхность детали слоя грунта. Цель грунтовки - улучшение адгезии лакокрасочного покрытия с поверхностью детали и придание дополнительной защиты от действия внешней среды. Грунт наносят распылением. После нанесения слоя грунта производят сушку.

Шпатлевка - выравнивание загрунтованной поверхности. Шпатлевку применяют в тех случаях, когда поверхность имеет дефекты. Шпатлевка представляет собой пастообразную массу, состоящую из пигментов, наполнителей и лаков с добавлением или без добавления пластификаторов. Шпатлевки наносят на поверхность при помощи краскораспылителя - в этом случае их разбавляют растворителем.

Лакокрасочные покрытия представляют собой неметаллические пленки, применяемые для защиты поверхности деталей от воздействия внешней среды и придания им красивого внешнего вида. Основными требованиями к лакокрасочным покрытиям являются: непроницаемость пленок для газов и жидкостей; хорошая адгезия к поверхности металлических и неметаллических изделий; высокая термостойкость в заданном интервале температур и высокие электроизоляционные свойства. Окраску деталей производят распылением. Окрашивание распылением является более высокопроизводительным процессом, при этом получается высокое качество поверхности, но этот способ связан с повышенным расходом материала и окрашивание необходимо вести в специальной камере.

Поверхность, покрытая эмалью ЭП-140, обладает противокоррозионными свойствами, высокой влагостойкостью, стойкость к бензину, минеральным маслам. Пленка эмали обладает стойкостью к термическому воздействию, критической точкой является температура 250°С., учитывая перечисленное будем использовать именно эту эмаль для нашей детали.

Сушка является заключительным этапом производства.

Заключение

Мы рассмотрели процесс получения одной из деталей двигателя внутреннего сгорания. И можно с уверенностью утверждать, что это трудоёмкий и длительный процесс. Поэтому целесообразно автоматизировать и механизировать данный процесс.

Конструкторская мысль никогда не стоит на месте. Основные направления дальнейшего развития и усовершенствования двигателей внутреннего сгорания - повышение экономичности и минимизация вредных для экологии веществ в составе выхлопных газов. Применение слоистых топливных смесей, конструирование комбинированных и гибридных деталей двигателя внутреннего сгорания - лишь первые этапы долгого пути.

Список используемых источников

1. Вырубов Д.Н. Двигатели внутреннего сгорания: теория поршневых и комбинированных двигателей / Д.Н. Вырубов и др. М.: Машиностроение, 1983.

2. Двигатели внутреннего сгорания / Под ред. д-ра техн. наук проф. В.Н. Луканина. М.: Высш. школа, 1985.

3. Хачиян А.С. Двигатели внутреннего сгорания / А.С. Хачиян и др. М.: Высш. шк., 1985.

4. Системы впрыска бензина. Устройство, обслуживание, ремонт: Практ. пособие / Росс Твег. М.: Издательство “За рулем", 1998.

5. Редукторы. Муфты. Двигатели. Справочно-методическое пособие. Улан-Удэ, Издательство ВСГТУ,2009.

6. Брюханов А. Н., Ковка и объёмная штамповка, 2 изд., М., 1975.

Е. А. Попов.

7. Кожевников Д.В., Кирсанов С.В. Металлорежущие инструменты. Учебник (гриф УМО). Томск: Изд-во Томского ун-та. 2003. 392 с. (250 экз.).

8. Кожевников Д.В., Кирсанов С.В. Резание материалов. Учебник. М.: Машиностроение. 2007. 304 с. (2000 экз.).

9. Лакокрасочные покрытия в машиностроении. Справочник. Изд. 2-е, перераб. и доп. Под ред. канд. техн. наук М.М. Гольдберга. М., Машиностроение, 1974, 576 с.

Размещено на Allbest.ru