Технология конструкционных материалов
Курсовая работа
Выполнил:
Муранов В.А., Группа: ПМ-971
Воронеж
Министерство
Образования Российской Федерации
Воронежский
Государственный Технический Университет
1999 год
Введение.
Основными
задачами российской промышленности являются более полнолное удовлетворение
потребностейнародного хозяйства высококачественной продукцией, обеспечение
технического перевооружения и интенсификации производства во всех областях.
Поставленные
задачи должны решать высококвалифицированные инженеры-машиностроители, в
деятельности которых применение на практике технологических наук имеет очень
большое значение.
В данной работе
мы рассматриваем лишь небольшую часть основных процессов изготовления детали на
примере втулки. Описаны основные параметры этой детали, технические
характеристики материала, из которого она изготавливается. Способ получения и
расчёта режимов резания технологических процессов, таких как фрезерование,
протягивание, сверление и
резьбонарезание. А также рассчитано основное технолгическое время
изготовления данной детали.
|
|
|
|
|
 |
|
|
|
Деталь — втулка.
Сталь45Х. |
Описание
конструкции детали.
Дано — втулка.
Изготавливается из сортового проката круг 
. Материал детали Сталь 45Х (данные по этой стали приведены
ниже); определяется ГОСТом 1050-74. Вид
проката, из которого изготавливается деталь, — круг горячекатный повышенной и
нормальной точности с постоянной характеристикой поперечного сечения; диаметр —
80мм. Определяется ГОСТом 2590-71. Внутренний диаметр проката — 25мм.
Втулка
конструктивно представляет собой вал с отверстием.
Втулка — тело
вращения. Из требований предъявляемых к шероховатости обрабатываемых
поверхностей можно сделать вывод, что поверхности, обрабатываемые по 6-ому
классу точности (RA=2,5) являются остновными, то есть по ним присходит соединение
втулки с другими деталями.
Втулку в
основном изготавливают из конструкционных и легированных сталей, отвечающих
требованиям высокой точности, хорошей обрабатываемости, малой чувствительности
к конструкционным напряжениям, повышенной износостойкостью.
Втулка работает
без смазки; нагрузки, действующие на неё, передаются черезтри отверстия
диаметром 5мм. При помощи этих отверстий втулка крепится к корпусу, а отверстие
диаметром 30мм используется для вала, который передаёт вращательное движение.
Деталь
достаточно технологична, допускает применение высокопроизводительных режимов
обработки, имеет хорошие базовые поверхности и проста по конструкции.
Расположение крепёжных отверстий допускает многоинструментальную обработку.
Поверхности вращения могут быть обработаны на многошпиндельных станках.
Выбор
заготовки.
При выборе
заготовки учитывают:
тип
производства;
материал
заготовки;
конфигурацию;
размеры;
элементы
детали.
Данная деталь —
втулка — изготавливается штамповкой на горизонтально-ковочных машинах (ГКМ).
Штамповка на ГКМ является одним из самых производительных способов и
рентабельна для заготовки данной детали. Производительность до 400 поковок в
час. Допуски и припуски на поковки, изготовляемые на ГКМ, ркгламентируются
ГОСТом 7505-55. Требуемое усилие на ГКМ расчитывается по формуле:
где Dnk — диаметр поковки в мм;
k—
коэффициент. Для поковок простой формы k=0.05
P=0.05·(80)2
= 320, тс
Точность и
качество поверхности заготовки, изготовливаемой ковкой по ГОСТу 7505-55 3-я
группа точности, определяется высотой неровностей и дефектным слоем (Rz+T)=1.5 мм
Кривизна DК (мкм/мм) для поковок диаметром 85мм,
обработанных ковкой, 3мм.
Общая кривизна
заготовки:
rК0 = DКL, где L — общая длина заготовки в м (с учётом
припуска 63мм).
rК0 = 0.003·0.063 = 1.89·10-4м
Значение
коэффициента уточнения Ку после обтачивания:
чернового и
однократного — 0.06
получистового —
0.05
чистового —
0.04.
Данная деталь —
втулка — относится ко второй группе (повышенной точности) — деталь
крупносерийного и среднесерийного производства.
Втулка
изготавливается из материала Сталь45Х (ГОСТ 1050-74). Приведём особенности этой
стали.
Материал
заготовки.
Сталь 45Х.
Заменитель —
стали: 40Х, 50Х, 45ХЦ, 40ХГТ, 40ХФ, 40Х2АФЕ.
Вид поставки:
1. Сортовой
прокат, в том числе фасонный. ГОСТы: 4543-71, 2590-71, 2591-71, 10702-78.
2.
Калиброванный пруток. ГОСТы: 7417-75, 8559-75, 8560-78, 1051-73.
3. Шлифованный
пруток и серебрянка. ГОСТ 14955-77.
4. Лист
толстый. ГОСТы: 1577-81, 19903-74.
5. Полоса.
ГОСТы: 103-76, 82-70.
6. Поковки и
кованные заготовки. ГОСТы: 1133-71, 8479-70.
Назначение:
валы, шестерни, оси, болты, шатуны, втулки и другие детали, к которым
предъявляются требования повышенной твёрдости, износостойкости, прочности и
работающие при незначительных ударных нагрузках.
Температура
критических точек, 0С
| АС1 |
АС3(АСm) |
r3(АrCm) |
Ar1 |
MH |
| 735 |
770 |
690 |
660 |
355 |
Химичекий
состав (ГОСТ 4543-71):
| С |
0.41-0.49 % |
| Si |
0.17-0.37 % |
| Cr |
0.80-1.10 % |
| Mn |
0.50-0.80 % |
| P |
Не более 0.035 % |
| S |
Не более 0.035 % |
| Cu |
Не более 0.30 % |
| Ni |
Не более 0.30 % |
Ударная
вязкость, КСИ, Дж/см2
| Температура, 0С |
| +20 |
— 40 |
— 80 |
| 55 |
51 |
39 |
Механические
свойства.
|
Г
О
С
Т
|
Состояние поставки, режимы
термообработки |
Сечение,
мм
|
 КП
|
s0.2 sВ d3 y |
КСИ
Дж/см2
|
HB, не более |
| 4543-71 |
Пруток. Закалка 8400С, масло.
Отпуск 5200С, вода или масло
|
25 |
- |
830 |
1030 |
9 |
45 |
49 |
- |
| 8479-70 |
Поковки, нормализация. |
До 100
300-500
500-800
|
315 |
315
315
315
|
570
570
570
|
17
12
11
|
38
30
30
|
39
29
29
|
167-207
167-207
167-207
|
| …закалка, отпуск |
500-800 |
315 |
315 |
570 |
11 |
30 |
29 |
167-207 |
| …нормализация |
До 100
100-300
300-500
|
345 |
345
345
345
|
590
590
590
|
18
17
14
|
45
40
38
|
59
54
49
|
174-217
174-217
174-217
|
| …закалка, отпуск |
500-800
100-300
300-500
|
395 |
345
395
395
|
590
615
615
|
12
15
13
|
33
40
35
|
39
54
49
|
174-217
187-229
187-229
|
|
100-300
300-500
|
440 |
440
440
|
635
635
|
14
13
|
40
35
|
54
49
|
197-235
197-235
|
|
До 100
100-300
|
490 |
490
490
|
655
655
|
16
13
|
45
40
|
59
54
|
212-248
212-248
|
| 100-300 |
540 |
540 |
685 |
13 |
40 |
49 |
223-262 |
| До 100 |
590 |
590 |
735 |
14 |
45 |
59 |
235-277 |
| До 100 |
640 |
640 |
785 |
13 |
42 |
59 |
248-293 |
| s-1, МПа |
n |
Состояние металла |
| 343 |
- |
s0,2=830 МПа, sВ=980 МПа, НВ=285 |
| 380 |
- |
s0,2=550 МПа, sВ=780 МПа, НВ=217 |
| 774 |
106 |
sВ=1590 МПа |
| 588 |
5×106 |
sВ=1150 МПа |
| 588 |
- |
Закалка 8300С, масло; отпуск
5750С |
Технологические
свойства.
Температура
ковки, 0С: начала —1250, конца — 780. Заготовки сечением до 100мм
охлаждаются на воздухе. 101-300 — в мульде.
Свариваемость:
трудносвариваемая. Способы сваривания: РДС, необходимы подогрев и последующая
термообработка. Обрабатываемость резанием — в горячекатном состоянии при НВ
163-168,sВ=610МПа, Кvтв.спл.=1.20, Кv б.ст.=0.95
Флокеночувствительность:
есть.
Склонность к
отпускной хрупкости: есть.
Прокаливаемость
(ГОСТ 4543-71)
| Расстояние от торца, мм |
Примечание |
| 1.5 |
4.5 |
7.5 |