Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Расчет технологической детали "Втулка"

на тему: Расчет технологической детали ”Втулка”

Содержание

Задание

Введение

1. Служебное назначение и конструкция детали

2. Анализ технологичности конструкции детали

3. Определение типа производства

4. Выбор метода получения исходной заготовки

5. Экономическое обоснование выбора метода получения исходной заготовки

6. Расчет припусков на заготовку

7. Выбор и обоснование варианта маршрутного технологического процесса

8. Выбор металлорежущего оборудования и его технические характеристики

9. Аналитический анализ режимов резания

10. Описание операций и расчёт режимов резания

11. Нормирование технологического процесса

12. Определение фактического типа и организационной формы производства

13. Расчёт количества металлорежущих станков на программу

14. Расчёт производственных и вспомогательных рабочих

15. Описание и принцип работы контрольного приспособления

16. Технико-экономические показатели

17. Список используемой литературы

Приложение:

Комплект технологической документации

Введение

Развитию и формированию учебной дисциплины «технология машиностроения» как прикладной науки предшествовал непрерывный прогресс машиностроения на протяжении последних двух столетий. Степень прогресса определяла интенсивность изучения производственных процессов, а, следовательно, и научное их обобщение с установлением закономерностей в технологии механической обработки и сборки.

Машиностроительная промышленность является ведущей отраслью, так как это главный потребитель сырья и рабочей силы. От нее зависит материально техническая база и обороноспособность страны. Именно в машиностроении материализуются научно-технические идеи, создаются новые системы машин, определяющие прогресс в других отраслях.

Современный уровень технического прогресса, создание совершенных высокопроизводительных, автоматизированных и высокоточных машин, основанных на использовании новейших достижений науки, требует подготовки высокообразованных инженеров, обладающих глубокими знаниями и хорошо владеющих новой техникой и технологией производства.

Эффективность производства, его технический прогресс, качество выпускаемой продукции во многом зависят от опережающего развития нового оборудования, машин, станков и аппаратов, от внедрения методов технико-экономического анализа, обеспечивающего решение технических вопросов, экономическую эффективность технологических и конструкторских разработок.

Целью данного курсового проектирования является:

Расширение, систематизация и закрепление теоретических и практических знаний, полученных студентами во время лекционных, лабораторных, практических занятий, а также в период прохождения инженерной производственной подготовки на базовых предприятиях;

Практическое применение этих знаний для решения конкретных технических, организационных и экономических задач;

Развитие и закрепление навыков ведения самостоятельной работы;

Проведение поиска научно - технической информации и работа со справочной и методической литературой, стандартами и нормами;

Обучение студента краткому изложению сущности проделанной работы, аргументировано объяснять принятые решения при ответах на вопросы.

Курсовой проект является одним из основных этапов подготовки студентов к дипломному проектированию. Основной задачей курсового проекта является разработка технологического процесса механической обработки заготовки на стадии технического проекта для различных видов и типов производства с выполнением ряда технических расчетных работ и технико-экономическим обоснованием принятых решений.

1. Служебное назначение и конструкция детали

Деталь втулка представляет собой полое тело вращения типа «втулка с буртом». Служит как промежуточный элемент для базирования в корпусных деталях подшипниковых опор. Втулка входит в корпусную деталь и дополнительно крепится 4-мя болтами или штифтами через отверстия Ш14мм. Применение втулок в подшипниках скольжения сокращает расход дорогостоящего и обычно дефицитного антифрикционного материала (оловянистые бронзы и баббиты), а также упрощает ремонт, сводя его к замене изношенной втулки новой.

Масса детали составляет 4,65 кг. Габаритные размеры детали 140Ч128 мм. Из конструктивных особенностей можно отметить наличие: сквозного центрального отверстия Ш40мм по которому перемещается шток; 4-х сквозных отверстий Ш14мм параллельных оси детали; резьбового отверстия М16Ч2-7Н под , в которое устанавливается манометр для измерения давления; выточки Ш50мм в которую вставляется уплотнительное кольцо; 3-х лысок на фланце; канавки для выхода шлифовального круга.

Допуск на радиальное биение наружной цилиндрической поверхности Ш70d10 относительно базовой поверхности A составляет 0,1 мм. Так как больше специальных требований на чертеже нет, то точность геометрической формы поверхностей и точность взаимного расположения поверхностей детали в пределах допусков на размеры. Наиболее точными поверхностями детали являются: внутреннее цилиндрические поверхности Ш40H8(+0,039) с шероховатостью Ra=0,4 мкм, Ш50H11(+0,16) с шероховатостью Ra=3,2 мкм, наружные цилиндрические поверхности 70d10 с шероховатостью Ra=3,2 мкм, 128h12 с шероховатостью Ra=6,3 мкм. Остальные поверхности выполнены по 14-му квалитету с шероховатостью Ra=6,3 мкм.

Соответственно служебному назначению исполнительными поверхностями втулки являются основное отверстие Ш40H8 и соосная ему наружная цилиндрическая поверхность 70d10. Основной конструкторской базой втулки является ось основного отверстия. Основной технологической базой при обработке является основное отверстие, относительно которого обрабатывается точность расположения остальных поверхностей.

В качестве материала для изготовления детали втулка используется конструкционная легированная сталь 40Х ГОСТ 4543-88. Хромистая сталь имеет очень широкое применение. Хром оказывает положительное влияние и является недорогой примесью. Сталь 40Х применяют для изготовления осей, валов, вал-шестерен, плунжеров, штоков, коленчатых и кулачковых валов, колец, шпинделей, оправок, реек, зубчатых венцов, болтов, полуосей, втулок и других улучшаемых деталей повышенной прочности.

Вид поставки: сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69, ГОСТ 10702-78. Калиброванный пруток ГОСТ 7414-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 1051-73. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77. Лист толстый ГОСТ 1577-81, ГОСТ 19903-74. Полоса ГОСТ 82-70, ГОСТ 103-76, ГОСТ 1577-81. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 8479-70. Трубы ГОСТ 8731-87, ГОСТ 8733-87, ГОСТ 13663-68.

Заменитель: стали 45Х, 38ХА, 40ХН, 40ХС, 40ХФ, 40ХР.

Таблица №1 Химический состав стали 40Х

Химический элемент

Кремний (Si)

0.17-0.37

Медь (Cu), не более

0.30

Марганец (Mn)

0.50-0.80

Никель (Ni), не более

0.30

Фосфор (P), не более

0.035

Хром (Cr)

0.80-1.10

Сера (S), не более

0.035

Таблица №2 Механические свойства стали 40Х

Термообработка, состояние поставки

Сечение, мм

?0,2, МПа

?B, МПа

?5, %

?, %

KCU, Дж/м2

Пруток. Закалка 860 °С, масло. Отпуск 500 °С, вода или масло

780

980

Поковки. Нормализация. КП 245

500-800

245

470

143-179

Поковки. Нормализация. КП 275

300-500

275

530

156-197

Поковки. Закалка, отпуск. КП 275

500-800

275

530

156-197

Поковки. Нормализация. КП 315

<100

315

570

167-207

Поковки. Нормализация. КП 315

100-300

315

570

167-207

Поковки. Закалка, отпуск. КП 315

300-500

315

570

167-207

Поковки. Закалка, отпуск. КП 315

500-800

315

570

167-207

Поковки. Нормализация. КП 345

<100

345

590

174-217

Поковки. Нормализация. КП 345

100-300

345

590

174-217

Поковки. Закалка, отпуск. КП 345

300-500

345

590

174-217

Поковки. Закалка, отпуск. КП 395

<100

395

615

187-229

Поковки. Закалка, отпуск. КП 395

100-300

395

615

187-229

Поковки. Закалка, отпуск. КП 395

300-500

395

615

187-229

Поковки. Закалка, отпуск. КП 440

<100

440

635

197-235

Поковки. Закалка, отпуск. КП 440

100-300

440

635

197-235

Поковки. Закалка, отпуск. КП 490

<100

490

655

212-248

Поковки. Закалка, отпуск. КП 490

100-300

490

655

212-248

Таблица №3

Механические свойства стали 40Х при повышенных температурах

t испытания, °C

?0,2, МПа

?B, МПа

?5, %

?, %

KCU, Дж/м2

Закалка 830 °С, масло. Отпуск 550 °С

200

700

880

118

300

680

870

400

610

690

500

430

490

Образец диаметром 10 мм, длиной 50 мм кованый и отожженный. Скорость деформирования 5 мм/мин, скорость деформации 0,002 1/с.

700

140

175

800

900

100

1000

100

1100

100

1200

100

Таблица №4

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

t отпуска, °С

?0,2, МПа

?B, МПа

?5, %

?, %

KCU, Дж/м2

Закалка 850 °С, вода

200

1560

1760

552

300

1390

1610

498

400

1180

1320

417

500

910

1150

326

600

720

860

147

265

Таблица №5 Механические свойства в зависимости от сечения

Сечение, мм

?0,2, МПа

?B, МПа

?5, %

?, %

KCU, Дж/м2

Закалка 840-860 °С, вода, масло. Отпуск 580-650 °С, вода, воздух.

101-200

490

655

212-248

201-300

440

635

197-235

301-500

345

590

174-217

Таблица №6 Температура критических точек

Критическая точка

°С

Ac1

743

Ac3

815

Ar3

730

Ar1

693

325

Таблица №7 Ударная вязкость, KCU, Дж/см2

Состояние поставки, термообработка

+20

-25

-40

-70

Закалка 850 С, масло. Отпуск 650 С.

160

148

107

Закалка 850 С, масло. Отпуск 580 С.

Таблица №8 Предел выносливости

?-1, МПа

?B, МПа

?0,2, МПа

Термообработка, состояние стали

363

1Е+6

690

470

1Е+6

940

509

960

870

333

240

5Е+6

690

372

Закалка 860 С, масло, отпуск 550 С.

Таблица №9 Физические свойства

Температура испытания, °С

100

200

300

400

500

600

700

800

900

Модуль нормальной упругости, Е, ГПа

214

211

206

203

185

176

164

143

132

Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа

Плотность, pn, кг/см3

7850

7800

7650

Коэффициент теплопроводности

Вт/(м ·°С)

Уд. Электросопротив-ление (p, НОм · м)

278

324

405

555

717

880

1100

1330

Температура испытания, °С

20- 100

20- 200

20- 300

20- 400

20- 500

20- 600

20- 700

20- 800

20- 900

20- 1000

Коэффициент линейного расширения

(a, 10-6 1/°С)

11.8

12.2

13.2

13.7

14.1

14.6

14.8

12.0

Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг · °С))

466

508

529

563

592

622

634

664

Технологические свойства:

-- Температура ковки: начала 1250 °С, конца 800 °С. Сечения до 350 мм охлаждаются на воздухе.

-- Свариваемость: трудносвариваемая. Способы сварки: РДС, ЭШС. Необходимы подогрев и последующая термообработка. КТС - необходима последующая термообработка.

-- Обрабатываемость резанием: в горячекатаном состоянии при НВ 163-168, ?B = 610 МПа K? тв.спл. = 0.20, K? б.ст. = 0.95.

-- Склонна к отпускной способности.

-- Флокеночувствительна.

2. Анализ технологичности конструкции детали

Под технологичностью конструкции изделия понимается совокупность свойств конструкции изделия, проявляемых в возможности оптимальных затрат труда, средств, материалов и времени при технической подготовке производства, изготовлении, эксплуатации и ремонте по сравнению с соответствующими показателями однотипных конструкций изделий того же назначения при обеспечении установленных значений показателей качества и принятых условий изготовления, эксплуатации и ремонта.

Обработка конструкции на технологичность представляет собой комплекс мероприятий по обеспечению необходимого уровня технологичности конструкции по установленным показателям, направлена на повышение производительности труда, снижение затрат и сокращение времени на изготовление изделия при обеспечении необходимого его качества. Виды и показатели технологичности приведены в ГОСТ 18831-73, а правила отработки конструкции изделия и перечень обязательных показателей технологичности в ГОСТ 14.201-73. Оценка технологичности конструкции может быть двух видов: качественной и количественной. Качественная оценка характеризует технологичность конструкции обобщенно на основании опыта исполнителя и допускается на всех стадиях проектирования как предварительная. Количественная оценка технологичности конструкции изделия выражается числовым показателем и рациональна в том случае, если эти показатели существенно влияют на технологичность рассматриваемой конструкции.

Качественная оценка технологичности конструкции детали:

-- технологический контроль чертежа детали «втулка» дает полное представление о ее конструкции. На чертеже проставлены размеры с допусками и шероховатостью необходимыми для изготовления детали;

-- заготовкой для втулки служит штамповка, получаемая на горизонтально-ковачной машине из стали 40Х. Штамповка проста по конфигурации и не требует применения специальной оснастки;

-- деталь имеет удобные и надежные технологические базы в процессе обработки;

-- предусмотрена возможность непосредственного измерения большинства заданных на чертеже размеров;

-- деталь по форме средней сложности (канавки, сквозные отверстия, резьбовое отверстие, ступени, лыски);