Реферат: Основы проектирования технологических процессов изготовления изделий в машиностроении

Министерство образования Российской Федерации

Петрозаводский Государственный Университет им.Куусенена

Кафедра “Технологии металлови ремонта”

Курс “Материаловедение итеория конструкционных материалов”

Курсовая работа

Основы проектирования технологических процессовизготовления изделий в машиностроении

Выполнил: студент гр. 43104

КовалевскийВ.Н..

Руководитель:преподаватель

ЭгиптпА.Э.

Петрозаводск

<st1:metricconverter ProductID=«2005 г» w:st=«on»>2005 г</st1:metricconverter>.

Петрозаводский государственный университет

кафедра технологии металлов и ремонта

Основы проектирования технологических процессовизготовления изделий в машиностроении

Задание к курсовой работе

“Материаловедение и технологияконструкционных материалов”

Студенту Ковалевскому

Курса 1

Специальность 3113

Группа 43104

Содержание проекта

TOC o «2-3» h z «Заголовок 1;1; Заголовок01;2; Заголовок0;1; Заголовок 001;3»

1 ПРОИЗВОДСТВО ЗАГОТОВОК ВМАШИНОСТРОЕНИИ МЕТОДОМ ГОРЯЧЕЙ ОБЪЁМНОЙ ШТАМПОВКИ… PAGEREF _Toc105262985 h 3

1.1 Исходные данные PAGEREF _Toc105262986 h 3

1.2 Определение размеров исходного прутка проката PAGEREF _Toc105262987 h 3

1.2.1Определение геометрических размеров отрезаемого прутка проката PAGEREF _Toc105262988 h 6

1.3 Выбороборудования и инструмента PAGEREF _Toc105262989 h 7

1.3.1 Выборинструмента PAGEREF _Toc105262990 h 9

1.4 Расчет припуски и допуски на поковку PAGEREF _Toc105262991 h 10

1.4.1Определение припусков на механообработку PAGEREF _Toc105262992 h 11

1.5 Определение температурного интервала горячей объёмнойштамповки PAGEREF _Toc105262993 h 12

1.6 Термическая обработка штамповок PAGEREF _Toc105262994 h 13

1.7 Составление чертежа поковки PAGEREF _Toc105262995 h 13

1.8 Карта технологического процесса PAGEREF _Toc105262996 h 13

2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХКОНСТРУКЦИЙ… PAGEREF _Toc105262997 h 14

2.1 Исходные данные PAGEREF _Toc105262998 h 14

2.2 Заготовительные операции перед проведением сварочныхработ PAGEREF _Toc105262999 h 15

2.3 Сборка сварных конструкций PAGEREF _Toc105263000 h 16

2.4 Оборудование и инструмент для ручной дуговой сварки PAGEREF _Toc105263001 h 18

2.5 Определение массы изделия PAGEREF _Toc105263002 h 19

2.6 Расчёт режимов и нормирование работ дляэлектродуговой сварки PAGEREF _Toc105263003 h 21

2.6.1Определение числа проходов PAGEREF _Toc105263004 h 22

2.6.2Нормирование сварочных работ PAGEREF _Toc105263005 h 25

2.6 Карта технологического процесса дуговой сварки PAGEREF _Toc105263006 h 27

3 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА МЕХАНИЧЕСКОЙОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК… PAGEREF _Toc105263007 h 32

3.1 Разработка эскиза заготовки с припусками намеханическую обработку PAGEREF _Toc105263008 h 32

3.2 Технологический контроль PAGEREF _Toc105263009 h 32

3.3 Выбор баз PAGEREF _Toc105263010 h 32

3.4 Маршрут обработки PAGEREF _Toc105263011 h 33

3.5 План операций PAGEREF _Toc105263012 h 34

3.6 Расчет режимов резания PAGEREF _Toc105263013 h 34

4 ЗАКЛЮЧЕНИЕ… PAGEREF _Toc105263014 h 38

5 Список используемой литературы… PAGEREF _Toc105263015 h 39

Расчётно-графическая частьобъёмом в один лист формата А1 по согласованию с руководителем.

Заданиевыдано 12.04.05

Сроксдачи 31.05.05

Руководитель__________

1 ПРОИЗВОДСТВО ЗАГОТОВОК В МАШИНОСТРОЕНИИМЕТОДОМ ГОРЯЧЕЙ ОБЪЁМНОЙ ШТАМПОВКИ

1.1 Исходные данные

Рисунок 1.1 — Эскиз шестерни.

1.2 Определение размеров исходного прутка проката

Объём заготовки определяется по формуле:

Vзаг = Vпок + Vз + Vв + Vуг, см3

(1)

где

Vзаг — объём заготовки, см3;

Vпок — объём поковки, см3;

Vз — объём заусенца, см3;

Vв — объёмвыдры при прошивки отверстия, см3;

Vуг — объём угара металла, см3.

Объём поковки представлен суммой простых геометрических элементовобъемов:

Рисунок 1.2 – Элемент №1

Рисунок1.3 – Элемент №2

Рисунок1.4 – Элемент №3

Vпок= V1+ V2+ V3, см3

(2)

где

Vпок — объем поковки, см3;

V1 — объемэлемента №1, см3;

V2 — объемэлемента №2, см3;

V3 — объем элемента №3, см3.

Объём элементов определяется по формуле:

<img src="/cache/referats/22111/image010.gif" v:shapes="_x0000_i1029">3

(3)

где

H — высотацилиндра, см;

D — наружный диаметр, см;

d — внутренний диаметр, см.

тогда

Масса поковки определяется по формуле:

(4)

где

<img src="/cache/referats/22111/image022.gif" v:shapes="_x0000_i1035"> — плотность стали, <img src="/cache/referats/22111/image024.gif" v:shapes="_x0000_i1036">.

тогда

Объём облоя определяется по формуле:

<img src="/cache/referats/22111/image028.gif" v:shapes="_x0000_i1038">3

(5)

где

F — площадь сечения выбирается по лит.1(табл. 1.7), принимаем2,4 см2;

Р- периметр расположения заусенца, см.

Периметр расположения заусенцаопределяется по формуле:

(6)

где

<img src="/cache/referats/22111/image032.gif" v:shapes="_x0000_i1040"> — наибольший диаметрзаготовки, <img src="/cache/referats/22111/image034.gif" v:shapes="_x0000_i1041">

тогда

Рисунок 1.5 – Потери на выдру

Объём выдры определяется поформуле:

<img src="/cache/referats/22111/image040.gif" v:shapes="_x0000_i1044">3

(7)

где

d — наружный диаметр фигуры №3, <img src="/cache/referats/22111/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1045">

S -толщина перемычки, мм.

Рисунок 1.6 – Толщина перемычки

Толщина перемычки определяется по формуле:

(8)

где

d — диаметр прошиваемого отверстия, <img src="/cache/referats/22111/image048.gif" v:shapes="_x0000_i1048">

h — высота, мм.

Высота определяется по формуле:

(9)

тогда

Масса выдры определяется поформуле:

(10)

При одном нагревезаготовок в пламенной печи, потери на угар стали, составляют 2% от суммыобъемов поковки и заусенца. При электронагреве 1%.

<img src="/cache/referats/22111/image062.gif" v:shapes="_x0000_i1055">3

(11)

Масса угара определяется по формуле:

(12)

Объём заготовки считается по формуле 1:

Масса заготовки определяется по формуле:

(13)

1.2.1 Определение геометрических размеровотрезаемого прутка проката

Основной операцией, является операция осадки(увеличение диаметра и снижение её высоты).

Рисунок 1.7 – Операция осадки

Для удобства штамповки, чтобы не было потериустойчивости, отношение длины к диаметру нормирует коэффициент:

Для всехтехнологических расчетов принимаем <img src="/cache/referats/22111/image080.gif" v:shapes="_x0000_i1064">.

Определим расчётный диаметротрезаемого прутка проката:

(14)

Расчётный диаметр приводим с учётом стандартныхдиаметров горячекатаной круглой стали ГОСТ 2590.

Принимаем <img src="/cache/referats/22111/image086.gif" v:shapes="_x0000_i1067">

Длина пруткарассчитывается по формуле:

(15)

1.3Выбор оборудования и инструмента

Для отрезки заготовокиспользуем пресс-ножницы гильотинного типа, рабочим инструментом которыхявляются ножи из инструментальной стали.

1 — отрезаемый пруток;

2 — неподвижный нож; 3- подвижный нож;

4 — упор для фиксации.

Рисунок 1.8 – Отрезка заготовки в пресс-ножницах

Для снижения усилиярезания заготовки нагревают, снижая их прочность во время резки.

Усилие резанияопределяется по формуле:

(16)

где

<img src="/cache/referats/22111/image096.gif" v:shapes="_x0000_i1072"> — коэффициент учитывающий состояние режущихкромок ножей, <img src="/cache/referats/22111/image098.gif" v:shapes="_x0000_i1073">;

<img src="/cache/referats/22111/image100.gif" v:shapes="_x0000_i1074"> — предел прочности металла, выбирается по лит.[1](табл.1.9) с учётом нагрева стали до 800°С,<img src="/cache/referats/22111/image102.gif" v:shapes="_x0000_i1075">;

<img src="/cache/referats/22111/image104.gif" v:shapes="_x0000_i1076"> — площадь среза прутка, мм2.

Площадь среза пруткаопределяется по формуле:

<img src="/cache/referats/22111/image106.gif" v:shapes="_x0000_i1077">2

(17)

тогда

По расчётному усилию выбираем ножницы.

Таблица 1.1 – Технические характеристики пресс-ножниц.

Модель

Усилие, кН

Размеры заготовки, мм

Мощность привода, кВт

Масса, кг

НБ 1427

500

3,8

1,9

Для штамповки используют двухстоечные паровоздушныемолоты.

P– давление паровоздушной смеси;

1 – стойка; 2– основание-шабот;

3 – силовой паро-воздушный цилиндр;

4 – шток; 5 – баба молота;

6 – верхняя часть штампа;

7 – нижняя часть штампа.

Рисунок 1.9 – Эскиз молота

По массепоковки определяем массу падающих частей молота (баба молота, нижняя частьштампа, привод) лит.[1] (табл.1.11).

Масса поковки <img src="/cache/referats/22111/image114.gif" v:shapes="_x0000_i1081">

Масса падающих частей — 1,5 тонны.

По массе падающих частей выбираем модель молота лит.[1](табл.1.12).

Таблица1 – Модель молота

Модель

Масса падающих частей, т

Наибольший рабочий ход бабы, мм

Масса молота с шаботом, т

Масса молота, т

М2143

2.0

1200

58.3

1.3.1 Выбор инструмента

В качестве инструмента используется молотовый штамп сналичием облоя (открытый штамп), изготовляемый из специальных легирующихинструментальных сталей: 5ХНМ, 5ХГМ, 4ХМФС, 8Х3.

1 — верхняяподвижная часть штампа, закрепляемая на бабе молота;

2 — плоскость разъема;

3 — нижняя неподвижная часть штампа, закреплённая нанижнем шаботе молота;

4 — внутренняя плоскость или фигура штампа;

5 — облой — заусенец;

6 — клиновидный выступ для креплений элементов штампав оборудование;

7 — прошиваемая перемычка будущего отверстия.

Рисунок 1.8 – Эскиз молотового штампадля поковки шестерни открытого варианта

Для облегченияизвлечения поковки из штампа на вертикальных стенках устанавливают штамповочныеуклоны в пределах от 3º до 7º.

Для облегчения заполнения металлом полости штампа нагретымметаллом назначают радиусы закругления всех переходов: наружное 1...6 мм,внутреннее принимаю в 3 раза больше.

1 — мостик; 2 — магазин;

3 — верхний штамп; 4 — нижний штамп;

5 — фигура штампа.

Рисунок 1.10 – Схема облойной канавки

Для уменьшения отходов в облой назначаем минимальнуювысоту облойного мостика:

(18)

Принимаем <img src="/cache/referats/22111/image124.gif" v:shapes="_x0000_i1086">

Стойкость открытых штампов выбираем по лит.[1](табл.1.13).

Принимаем стойкость – 9000 шт

1.4 Расчет припуски и допуски на поковку

Напуск – упрощение геометрической формы поковки иконструкции штампа по отношению к форме самой детали, в него входят всеотверстия диаметром меньше <st1:metricconverter ProductID=«30 мм» w:st=«on»>30 мм</st1:metricconverter> и упрощения геометрии фигуры.

Припуски – удаляемые из поковки слои дефектногонаружного металла при механической обработке.

Расчет припусков ведется с определением исходногоиндекса поковки.

Исходный индекс поковки – условный показатель,учитывающий в обобщенном виде сумму конструктивных характеристик (классточности, группу стали, степень сложности, конфигурацию поверхностиразъема) и массу поковки.

Расчётная масса поковки определяется по формуле:

(19)

где

<img src="/cache/referats/22111/image128.gif" v:shapes="_x0000_i1088"> — масса детали, кг;

<img src="/cache/referats/22111/image130.gif" v:shapes="_x0000_i1089"> — расчетныйкоэффициент выбираетсяпо лит.[1] (табл.1.1),<img src="/cache/referats/22111/image132.gif" v:shapes="_x0000_i1090">

тогда

Выбор класса точности поковки в зависимости от принятого оборудования лит.[1] (табл.1.2).

Принимаем для штамповочного молота класс точности –Т4.

Определение номера группы стали идущей на изготовлениепоковки производим по лит.[1] (табл.1.3).

Сталь 12ХН3А содержит:

— никель, Ni= 3%;

— хром, Cr= 1%;

— азот, N= 1%.

Принимаем группу стали – М2.

Степень сложности поковки определяется по формуле:

(20)

где

<img src="/cache/referats/22111/image138.gif" v:shapes="_x0000_i1093"> — масса поковки, кг;

<img src="/cache/referats/22111/image140.gif" v:shapes="_x0000_i1094"> — масса геометрическойфигуры, в которую вписывается форма поковки.

<img src="/cache/referats/22111/image140.gif" v:shapes="_x0000_i1095"> рассчитывается поформуле:

(21)

<img src="/cache/referats/22111/image145.gif" v:shapes="_x0000_i1097">3

(22)

(23)

(24)

тогда

Принимаем степень сложности – С1.

Исходный индекс поковки определяется по номограмме, лит.[1] (табл.1.4):

Принимаем исходный индекс – 9.

1.4.1 Определение припусков намеханообработку

Выбор припуска на механическую обработку по лит.[1] (табл.1.5).

Наружный диаметр поковки:

(25)

где

<img src="/cache/referats/22111/image165.gif" v:shapes="_x0000_i1107"> — припуск на сторону,мм.

тогда

Внутренний диаметр поковки:

(26)

Высота (ширина) венца:

(27)

Высота ступицы:

(28)

Допуски на размер поковки (пределы, в которых размерыпоковок будут считаться годными) назначаются с учетом износа штампа, когда при производственескольких тысяч поковок его размеры будут изменяться. Они выбираются по лит.[1] (табл.1.6).

Действительные размеры: <img src="/cache/referats/22111/image183.gif" v:shapes="_x0000_i1116"><img src="/cache/referats/22111/image185.gif" v:shapes="_x0000_i1117">

Действительные размеры: <img src="/cache/referats/22111/image189.gif" v:shapes="_x0000_i1119"><img src="/cache/referats/22111/image191.gif" v:shapes="_x0000_i1120">

Действительные размеры: <img src="/cache/referats/22111/image195.gif" v:shapes="_x0000_i1122"><img src="/cache/referats/22111/image197.gif" v:shapes="_x0000_i1123">

Действительные размеры: <img src="/cache/referats/22111/image201.gif" v:shapes="_x0000_i1125"><img src="/cache/referats/22111/image203.gif" v:shapes="_x0000_i1126">

1.5 Определение температурного интервалагорячей объёмной штамповки

Цель нагрева – снижение механической прочности иповышение пластичности стали перед штамповкой.

Для исключения перегрева стали (ухудшения зёрен) ипережога стали (окисления зёрен) предел температуры нагрева рассчитывают по формуле:

(29)

где

<img src="/cache/referats/22111/image207.gif" v:shapes="_x0000_i1128"> — температураплавления марки стали, <img src="/cache/referats/22111/image209.gif" v:shapes="_x0000_i1129">

тогда

В случае горячей объёмной штамповки (наклёпотсутствует) рекомендуется завершить обработку давлением не ниже температурырассчитанной по формуле:

(30)

где

<img src="/cache/referats/22111/image215.gif" v:shapes="_x0000_i1132"> — содержание углерода встали, <img src="/cache/referats/22111/image217.gif" v:shapes="_x0000_i1133">

тогда

Зона горячего объемного штампования Стали 12ХН3Анаходится в пределе от 828°С до 1289°С.

Если штамп закаливать при температуре <

900°С, то холодный вариант обработки давлением.

1.6 Термическая обработка штамповок

Производится для снятия внутренних напряжений,вследствие, наклепа и для подготовки поковки к механической обработке резанием(снижение твердости и улучшение обрабатываемости).

Отжиг – нагрев от 750°С до 900°С в зависимости отсодержания углерода в стали, выдержка при этой температуре и медленноеохлаждение вместе с печью до 100…200°С.

Нормализация – нагрев, как при отжиге, но охлаждениена воздухе.

Для заданной марки стали рекомендуется вид термическойобработки: нормализация + отпуск при 640…680°С.

1.7 Составление чертежа поковки

Первично в тонких линиях: поставляется контур детали,затем жирными линиями наносится контур поковки с учетом напусков, припусков,допусков штамповочных уклонов, радиусов закруглений и технических условий напоковку в тексте.

1.8 Карта технологического процесса

Карта технологического процесса представлена в левойчасти чертежа поковки.

2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВАСВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Под технологическим процессом изготовления изделий вмашиностроении, согласно ГОСТ 3.1109-82, понимают часть производственногопроцесса, содержащего целенаправленные действия по изменению состояния предметатруда. Предметами труда при изготовлении сварных конструкций в большинствеслучаев служат заготовки из металлических сплавов, чёрных и цветных металлов,профили проката или механически обработанные изделия, которые, с помощьюсварки, преобразуются в изделия различной степени сложности.

Рационально разработанный проект должен обеспечитьизготовление изделия при минимальной трудоёмкости операций, при минимальномрасходе сварочных материалов и электроэнергии с высоким качеством сварныхконструкций, и при полном соблюдении мер по технике безопасности.

По окончании проектирования, устанавливаетсяпринципиальная технология с действующими стандартами и техническими условиями.В технических условиях содержатся требования к материалам и заготовкам,сборочным операциям, сварочным операциям, квалификации сварщиков, способамконтроля и испытаниям конструкции,окраске, маркировке.

В карте технологических процессов приведены данные озаготовке, сборке, сварке изделия. Составленная карта должна быть понятна безпояснительной записки. В большинстве случаев технология изготовления сварныхизделий, включает всю совокупность операций в порядке очереди, приведённой водной общей карте технологического процесса, используя ключевые слова вповелительном наклонении.

2.1Исходные данные

Разработать технологический процесс изготовлениясварной цилиндрической ёмкости из листовой стали ГОСТ 17066-80, ГОСТ 19282-73.

Марка стали 09Г2 с пределом прочности s

= 450 МПа.

Количество изделий в партии – 3.

Ширина листов – 1500мм.

Длина листов – 2000мм

Рисунок 2.1 – Эскиз свариваемой ёмкости

2.2 Заготовительные операции передпроведением сварочных работ

К заготовительным операциям относят следующие операции:правка материала, разметка, раскрой, обработка кромок и торцов, гибочные ивальцовочные работы. Правку листовой стали проводят в холодном состоянии. Слесарнымметодом правят незначительные по размеру листы, с применением ручного инструмента.Большей производительностью работ достигают с применением листоправильных вальцов(рис.2.2). При этом устраняют общие и местные неровности, волнистость кромки идр.

1 – приводные ролики; 2 – нижние приводные ролики; 3 –лист

Рисунок 2.2 –Схема правки листовой стали

Разметкой называется процесс вычерчивания детали наматериале в натуральную величину с нанесением линий сгибов, вырезов и центровотверстий. При заготовке нескольких одинаковых деталей их размечают по шаблону(шаблон – фанера, картон и др.). Наметка заключается в переносе необходимых дляизготовления детали размеров с шаблона на материал. Чертилкой обводятся линииконтура детали, наметчик набивает керны через 50…70 мм.

Резка металла производится на пресс-ножницах, газо-резальныхмашинах и ручными резаками. Механическая резка ножницами, является основнымспособом получения прямых срезов для деталей толщиной до 20…30 мм. Для резкилистовой стали применяют гильотинные и дисковые ножницы.

1,4 – ножи; 2 – разрезаемый лист;

3 – прижим; 5 – упор; 6,7 – дисковые ножницы

Рисунок 2.3 – Резка листовой стали нагильотинных ножницах

Технические данные гильотинных ножниц приведены втаблице 2.1.

Таблица2.1 – Технические данные гильотинных ножниц

Длина ножей, мм

Высота хода ножей, мм

Число ходов ножей, в мин

Мощность электродвигателя, кВт

Масса, т

1500

4,5

3,5

Детали сложной конфигурации, как правилообрабатываются с применением газокислородной резки. Оборудование длягазокислородной резки стальных заготовок компонуется в виде поста, куда входят:баллон с кислородом, баллон с горючим газом или ацетиленовым генератором,редукторы, шланги, резаки. Техническая характеристика резака для ручнойкислородной резки приведена в таблице 2.2.

Таблица 2.2 – Техническая характеристика газокислородногорезака

Тип

Толщина разрезаемого листа, мм.

Расход газа, м3/г

Давление газа, КПа

Масса, кг

Кислород

Ацетилен

Пропан-бутан

«Маяк 2-02»

3 — 350

2,5-40

300-1200

--//--//--

0,3-0,8

1,05

Для предания необходимой геометрической формы цилиндразаготовке, к отрезанным на гильотинных ножницах листам применим гибку.

Гибочные работы в зависимости от толщины металла, атакже радиуса кривизны производят в холодном или нагретом состоянии. Цилиндрическуюформу придают деталям на трех валковых гибочных вальцах.

Холодную гибку на вальцах, листовых деталей, позаданному радиусу называют вальцовкой. Чтобы деталь после вальцовки получила

еще рефераты

Еще работы по технологии

Реферат по технологии

Кинематический и силовой расчёт механизмов лебёдки

29 Августа 2013

Реферат по технологии

Домашние роботы

29 Августа 2013

Реферат по технологии

Изготовление филёнчатых дверей

29 Августа 2013

Реферат по технологии

Автоматизация центрифугирования (Автоматизація та монтаж вібіркових пристроїв процесу фільтрування)

29 Августа 2013