Курсовая работа: Анализ процессов изготовления детали корпуса
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНМЮ
ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра технологии машиностроения.
Курсовая работа
по дисциплине
«Система технологий отраслей»
на тему: «Анализ процессов изготовления детали корпуса 651».
Выполнил
Принял:
Липецк 2007
Содержание
1 Разработка и конструкционно-технический анализ чертежа детали
2 Анализ и расчет характера сопряжений заданных поверхностей
2.1 Пояснение, назначения указанных посадок
2.2 Определение указанных размеров и отклонений
2.3 Определение величин допусков предельных значений, зазоров и натягов
2.4 Построение схем полей допусков
3 Характеристика материала деталей и описание способа его получения
4 Выбор вида заготовки и описание метода и способа ее получения для заданной детали
5 Выбор возможной последовательности механической обработки заданных поверхностей и описание технологий выполнения отдельных операций
Заключение
Библиографический список
1. Разработка и конструкционно-технический анализ чертежа детали
Корпусная деталь, максимальный диаметр которой = 94 мм, минимальный =72 мм. Деталь имеет одно сквозное центральное отверстие диаметром = 42 мм. Данное отверстие имеет паз, ширина которого = 6 мм, длина = 45 мм, глубина = 5мм. Деталь представляет собой тело вращения, состоящее из 3-х дисков, на среднем дисковом утолщении имеется лыска. Шероховатости детали ª√3,2 и в√3,2.
2. Анализ и расчет характера сопряжений заданных поверхностей.
2.1 Пояснение, назначения указанных посадок.
Посадки U/h – «прессовые тяжелые». Характеризуются большими гарантированными натягами (0, 001 ÷ 0,002) d и.с. Предназначены для соединений, на которые воздействуют тяжелые, в том числе и динамические нагрузки. Применяются, как правило, без дополнительного крепления соединяемых деталей. При столь больших натягах возникают в основном упруго-пластические и пластические деформации. Детали должны быть проверены на прочность. Рекомендуется опытная поверка выбранных посадок, особенно в массовом производстве. Сборка обычно осуществляется методами пластических деформаций, но применяются и в продольных запрессовках. В отдельных случаях детали перед сборкой сортируются и подбираются по размерам. Для посадок с большими натягами предусмотрены относительно широкие допуски деталей (8-го, иногда 7-го квалитета). В отдельных случаях с целью получения большей прочности соединений и повышения гарантированного натяга допуск основного отверстия или основного вала может быть ужесточен на один квалитет.
Посадки F/с8 – «ходовые». Характеризуются умеренным гарантированным зазором, достаточным для обеспечения свободного вращения в подшипниках скольжения при консистентной и жидкой смазке в легких и средних режимах работы (умеренные скорости – до 15 рад/c, нагрузки, небольшие температурные деформации). Применяются и в опорах поступательного перемещения, не требующих столь высокой точности центрирования, как в точных посадках движения или скольжения. В неподвижных соединениях применяются для обеспечения легкой сборки при невысоких требованиях к точности центрирования деталей.
2.2 Определение предельных размеров и отклонений.
1) 72h9
dmax = dн + es = 72 + 0 =72
dmin = dн + ei = 72 + (-0,074) = 71,026
Тd = dmax – dmin = 72,000 – 71,026 = 0,973
2) 42F8
Dmax = Dн + ES = 42 + 0,064 = 42,064
Dmin = Dн + EI = 42 + 0,025 = 42,025
TD = Dmax – Dmin = 42,064 – 42,025 = 0,039
2.3 Определение величин допусков предельных значений, зазоров и натягов.
1) Ø42 F8
Dmin > dmax – зазор, подходит посадка F8/c8
Контрдеталь: Ø42 с8
dmax = 42 + (-0,130) = 41,870
dmin = 42 + (- 0,169) = 41,831
Td = dmax – dmin = 41,870 – 41,831 = 0,039
Smin = Dmin – dmax = EI – es = 0,025 – (-0,130) = 0,155
Smax = Dmax – dmin = ES – ei = 0,064 – (- 0,169) = 0,233
TS = Smax – Smin = 0,233 – 0,155 = 0,078
2) Ø72 h9
dmin > Dmax – натяг, подходит посадка h9/U9
Контрдеталь: Ø72 U9
Dmax = 72 + (-0,087) = 71,923
Dmin = 72 + (-0,161) = 71,839
TD = Dmax – Dmin = 71,923 – 71,839 = 0,084
Nmin = dmin – Dmax = EI – es = -0,074 + 0,087 = 0,013
Nmax = Dmin – dmax = ES – ei = 0 + 0,161 = 0,161
TD = Nmax – Nmin = 0,161 – 0,013 = 0,148
2.4 Построение схем полей допусков.
1)
2)
3. Характеристика материала деталей и описание способа его получения.
Кислородно-конвнртерный процесс.
Первые цехи кислородно–конвертерного передела были построены в 1956-1957 гг. В настоящее время этот способ получил в металлургии очень широкое распространение.
Кислородные конвертеры футерованы основными огнеупорными материалами – хромомагнезитом и т.д. Это даёт возможность использовать для ошлакования и удаления из металла серы и фосфора основной флюс – известь. Поэтому для выплавки стали используется передельный чугун марок М1, М2, М3, обычно применяемый в мартеновском производстве.
Перед заливкой чугуна в конвертер загружают известь.(4-10% от массы металла в зависимости от содержания в нём серы и фосфора). Для ускорения окисления углерода и других примесей может быть также использована железная руда и окалина.
При продувке вследствие механического воздействия струи кислорода происходит перемешивание металлической ванны. В области вдувания кислорода развивается температура до 300 градусов С.
В отличие от конвертеров с воздушным дутьём уже с самого начала продувки происходит окисление углерода, кремния и других примесей как непосредственно кислородом дутья, так и закисью железа по первичным и вторичным реакциям. В кислородном конвертере уже в начале плавки образуется хорошо нагретый актив основной шлак с необходимым содержанием извести СаО; происходит удаление серы и фосфора с образованием Р2О5 х 4СаО и СаS и СаS в шлаке. По достижении заданного содержания углерода продувку прекращают, выпускают и раскисляют сталь.
Кислородно - конвертерный передел является наиболее высокопроизводительным способом выплавки стали. Кислородный конвертер ёмкостью 300-350 т выплавляет в год 3 млн. т стали. Она характеризуется пониженным содержанием вредных примесей: серы, фосфора, азота. По качеству эта сталь превосходит бессемеровскую и томасовскую сталь и примерно равноценна мартеновской. В кислородных конвертерах успешно осваивается и производство ряда марок легированных сталей. Достоинством такого способа является его «универсальность» в отношении исходных материалов: возможность выплавки качественной стали из чугунов различного химического состава. С увеличением ёмкости конвертеров существенно возрастает их технико – экономическая эффективность, будут строится наиболее крупные в мире конвертеры ёмкостью 350 – 400 т.
Доменный процесс.
Чугун выплавляют в печах шахтного типа – доменных печах. Процесс получения чугуна в доменных печах заключается в восстановлении оксидов железа, входящих в состав руды, оксидам углерода, водородом, выделяющимся при сгорании топлива в печи и твердым углеродом. Подготовка железной руды и плаке включают дробление, сортировку, усреднение и другие операции.
Процессы, протекающие в доменной печи, разделяют на: горение топлива; разложение компонентов шихты; восстановление железа; науглероживание железа, восстановление марганца, кремния, фосфора, серы, шлакообразование.
Все эти процессы проходят в доменной печи одновременно, но с разной интенсивностью, при различных температурах и на разных уровнях.
Горение топлива. Вблизи фурм углерода кокса, взаимодействия с кислородом воздуха сгорает. В результате горения выделяется теплота и образуется газовый поток. Горячие газы, поднимаясь, отдают теплоту шихтовым материалов и нагревают их.
Восстановление железа в доменной печи. Шихта (агломерат, кокс) опускаются навстречу потоков газов и при t 500-700 градусов С начинается восстановление оксидов железа. В результате взаимодействия оксида железа с оксидом углерода и твёрдым углеродом кокса, а также с водородом происходит восстановление железа. Восстановление железа из руды в доменной печи происходит по мере продвижения температуры в несколько стадий – от высшего оксида к низшему.
Науглероживание железа. В шахте доменной печи наряду с восстановлением железа происходит его науглероживание при взаимодействии с оксидом углерода, коксом, сажестым углеродом. Это приводит к образованию жидкого расплава, который начинается стекать в горн. Капли насыщаются углеродом.
В результате восстановления оксидов железа, части оксидов марганца и кремния, фосфатов и сернистых соединений в данной печи образуется чугун.
Легирование сталей.
Легированной называется сталь, в которую, кроме элементов, содержащихся в углеродистой стали специально вводят легирующие элементы (хром, никель, титан, молибден, валадий, медь, и другие) . Содержание легирующих элементов сталях может изменятся в очень широких пределах. Сталь считается легированным хромом, если содержание этого элемента составляет 1% и более. Сталь является легированной и в том случае, если в ней содержаться только элементы, характерные для углеродистой стали, но количество кремния, марганца должно быть более 1%.
В конструкционных сталях легирование осуществляется с целью улучшения механических свойств – прочности, пластичности и других. Кроме того, легирующие элементы существенно увеличивают стоимость стали, а некоторые из них являются дефицитными металлами, поэтому добавление их в состав должно быть строго обосновано.
Сталь 40х – улучшаемая сталь. Улучшаемыми называются: среднеуглеродистые конструкционные стали (0,3 – 0,5% C), подвергаемые закалке и последующему высокотемпературному отпуску. После такой обработки стали приобретают структуру сорбита, хорошо воспринимающую ударные нагрузки. Углеродистые улучшаемые стали (35,40, 45 и 50) обладают небольшой прокаливаемостью до 10 (мм), поэтому механические свойства с увеличением сечения изделия понижаются. Если от деталей требуется более высокая поверхностная твёрдость (шпиндели, валы и т.д.), то после закалки их подвергают отпуску на твёрдость 40-50 HRC. Для получения высокой поверхностной твёрдости используют закалку.
Основными легирующим элементом является хром, содержание которого обычно составляет 0,8 – 1,1%. Легирующие элементы, увеличивая прочность стали, понижают её пластичность и вязкость. Стали, легированные хромом, применяются особо широко (40х и45х).
Легирующие элементы могут растворятся либо в аустените, либо в феррите, образуя твёрдые растворы (хром в том числе). Взаимодействуя с железом, легирующие элементы могут образовывать интерметаллические соединения. Искажение кристаллической решётки железа оказывает влияние на свойства феррита, что снижает его ударную вязкость.
Влияние хрома на свойства феррита проявляется более значительно после термической обработки.
4 Выбор вида заготовки и описание метода и способа ее получения для заданной детали.
Значение параметров отливки.
| Параметр | Размеры ,мм | |||||
| Ø72h9 | Ø94 | 45 | Ø48F8 | Ø82h9 | 37
| |