Проектирование литой заготовки

СТАРООСКОЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)

МОСКОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ИНСТИТУТА СТАЛИ И СПЛАВОВ (ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА)

 

 

 

 

 

Курсовая работа

по дисциплине:

«Основы технологии машиностроения »

Тема: «Проектирование литой заготовки»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

               Выполнил:      Проверил:

              Студент группы: ТМ-08-зс   Преподаватель

              Комарова А.Ф.                              Макаров А.В.

                _______________     _____________

            «___»________2010г                                 « ___»________2010г

 

 

 

 

Старый Оскол

2010 г  

Содержание

Введение……………………………………………………………………………..……….…………3

Разработка технологического процесса механической обработки детали……………………………………………………………………………………………………..4

1. Анализ технологичности конструкции детали……………….……………..…4
2. Выбор и обоснование заготовки……….……………..…………..….………………….4
3. Выбор метода обработки поверхности…………...………………..………….……5
4. Расчет припусков на механическую обработку……………….…………...…6
5. Разработка технологического процесса…………………...………………...9
6. Расчет режимов резания…………………………………………………………….10
7. Расчет технической нормы времени………………………………………….11

Заключение………………………………………………………………….……………...……….12

Список использованной  литературы……………………………….………….……13

Приложение……………………………………………………………………….………………..14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

   Технология машиностроения – наука, занимающаяся изучением закономерностей процессов изготовления машин, с целью использования этих закономерностей для обеспечения выпуска машин заданного качества, в установленном производственной программой количестве и при наименьших народнохозяйственных затратах.

   Технология машиностроения развивалась с развитием крупной промышленности, накапливая соответствующие методы и приемы для изготовления машин. В прошлом технология машиностроения получила наибольшее развитие в оружейных мастерских и заводах, где изготовлялось оружие в больших количествах.

   Однако под технологией машиностроения обычно понимают научную дисциплину, изучающую преимущественно процессы механической обработки заготовки и сборки машин и попутно затрагивающие вопросы выбора заготовок и методы их изготовления. Это объясняется тем, что в машиностроении заданные формы деталей с требуемой точностью и качеством их поверхностей достигаются в основном механической обработкой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разработка технологического процесса механической обработки детали

1. Анализ технологичности детали

   Оценка технологичности изделия имеет целью установить соответствие конструкции современному уровню развития техники, ее экономичность, удобство в изготовлении и эксплуатации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Проектирование литой заготовки
1. Характеристика литейного сплава

 

   Литейные сплавы должны обладать определенным набором технологических свойств, важнейшими из которых являются жидкотекучесть, усадка, склонность к образованию горячих и холодных трещин, ликвидациям и газопоглащению.

   Чугун представляет собой сплав железа с углеродом ( до 2,14% ), имеющий в своем составе эвтектику. В зависимости от процентного содержания углерода, температуры, скорости охлаждения в  железоуглеродистых сплавов могут присутствовать структурные составляющие. Серый чугун получил широкое распространение в литейном производстве. Серый чугун широко применяется в машиностроительном производстве. Он сравнительно хорошо обрабатывается резанием, имеет высокие литейные и механические свойства. Недостатком серого чугуна является его сравнительно низкая вязкость.

   По требованию потребителя для изготовления отливок допускаются мерки чугуна СЧ 15, существенным недостатком серого чугуна является то, что при ускоренном охлаждении его структура по сечению может получиться неоднородной, т.к. процесс графитизации не успевает завершиться в полном объеме. Для получения равномерной структуры в расплав вводят специальные добавки - модификаторы ( магний и его сплавы, ферросилиций, силикокальций и др.

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Выбор рационального способа литья

 

Литьё  в песчано-глинистые формы - процесс получения сложных фасонных отливок в разовых литейных формах, изготавливаемых из песчано-глинистых формовочных материалов.

   Способ широко применяется в условиях  единичного и мелкосерийного производства отливок  из чугуна, стали и цветных сплавов, в том числе требующих применение большого количества стержней.

   Отливки, полученные в песчано-глинистых формах, имеют сравнительно низкую точность размеров соответствующую 16-17 квалитетам для отливок из стали и чугуна. Заготовки имеют большие припуски на механическую обработку, а следовательно, низкий коэффициент  использования материала К_им=0,55-0,7.

   Процесс изготовления песчано-глинистых литейных форм называется формовкой. Различают два основных вида формовки ручную и машинную.

   Машинную формовку используют в условиях массового и серийного типов производства. Она осуществляется на специальных формовочных машинах, которые производят уплотнение формовочных смесей и извлечение моделей из формы. Формовка осуществляется в опоках. Опока представляет собой приспособление в виде открытого ящика или жёсткой рамы и служит для удержания формовочной смеси при её уплотнении и при заливке расплава. Опоки изготавливаются из стали, чугуна и алюминиевых сплавов литьем, сваркой или собираются из отдельных элементов.

 

Способ изготовления отливок	Масса отливки, т	Область применения
Машинная формовка в крупных опоках	до 2	Бабки, суппорты, корпуса небольших станин

 

 

3. Проектирование литой заготовки

 

Классы размерной точности отливок по ГОСТ 26645-85

Литье в песчано-глинистые сырые формы из низковлажных                  (до 2,8%) высокопрочных (более 160 кПа) смесей, с высоким и однородным уплотнением до твердости не ниже 90 единиц.

Термообрабатываемые чугуны и цветные тугоплавкие сплавы класс размерной точности отливки 13, свыше 630 до 1600мм.

Степень коробления элементов отливки по ГОСТ 26645-85

Свыше 0,2, разовые формы, термообрабатываемые отливки, степень коробления 7.

Степень точности поверхности отливок по ГОСТ 26645-85

Литье в песчано-глинистые сырые формы из низковлажных                  (до 2,8%) высокопрочных (более 160 кПа) смесей, с высоким и однородным уплотнением до твердости не ниже 90 единиц.

Термообрабатываемые чугуны и цветные тугоплавкие сплавы, степень точности поверхности отливки 15, свыше 630 до 1600мм.

Соответствие между шероховатостью и степенями точности поверхности  отливок по ГОСТ 26645-85

Степень точности поверхности 15, среднее арифметическое отклонение профиля Ra не более 50 мкм.

Классы точности массы отливок по ГОСТ 26645-85

Литье в песчано-глинистые сырые формы из низковлажных                  (до 2,8%) высокопрочных (более 160 кПа) смесей, с высоким и однородным уплотнением до твердости не ниже 90 единиц.

Номинальная масса отливки свыше 1кг до 10кг, класс точности массы отливки 10.

Ряды припусков на обработку отливок по ГОСТ 26645-85

Степень точности поверхности 15, ряды припусков 7.

Допуски размеров отливки по ГОСТ 26645-85,мм

Интервалы номинальных размеров 1000-1600, класс точности размеров отливок 13, допуски размеров отливок, не более 14мм.

 

Допуски формы и расположение элементов отливки                          по ГОСТ 26645-85,мм

Номинальный размер нормируемого участка отливки свыше 1200 до 1600, степень коробления элементов отливки 7, допуски формы и расположение элементов отливки 6,40мм.

Общие допуски элементов отливки по ГОСТ 26645-85,мм

18мм

Допуски неровностей поверхности отливки по ГОСТ 26645-85,мм

Степень точности поверхности отливки 15, допуск неровностей поверхности отливки 1,2мм.

Допуски массы отливки по ГОСТ 26645-85

Номинальная масса отливки свыше 1 до 4 кг, допуск массы отливки 16,0%.

Минимальный литейный припуск по ГОСТ 26645-85

Ряд припуска отливки 7, минимальный литейный припуск на сторону не более 0,8мм.

Общий припуск на сторону по ГОСТ 26645-85

Общий допуск элемента поверхности свыше 18 до 20 мм, вид окончательной механической обработки - чистовая, общий припуск на сторону 17,5мм.

Размеры уклонов на отливках при литье в песчано-глинистые формы

Отношение а/Н =1/10, для значений Н свыше 25 до 500 мм, уклон β=5⁰30^\

Толщина стенок отливок при литье в песчаные формы

Чугун серый, мелкие ( до 2кг ), наименьшая толщина стенки 3-4 мм.

                    

 

 

 

 

 

 

Физико-механические свойства серого чугуна по ГОСТ 1412-85

 

Марка чугуна	Временное сопротивление при растяжении Qв, МПа, не менее	Твердость НВ, МПа	Плотность P, кг/м3	Линейная усадка Е, %	Модуль упругости при растяжении Е*10-2МПа	Удельная теплоёмкость при температуре от 20 до 2000С G, Дж	Коэффициент линейного расширения при температуре от 20 до 2000С	Теплопроводимость при 200С, Вт
СЧ 15	150	1630-2290	7,0 * 103	1,1	От 700 до 1100	460	9,0 * 10-6	59

 

Химический состав  серого чугуна по ГОСТ 1412-85

 

Марка чугуна	Массовая доля элементов, %
	С	Si	Mn	P	S
СЧ 15	3,5 – 3,7	2,0 – 2,4	0,5 – 0,8	≤0,2	≤0,15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Термическая обработка отливок

 

Термическая обработка – технологический процесс, состоящий из нагрева, выдержки при определенной температуре и охлаждения изделий, проводимый для изменения физико-механических  и химических свойств материала. В результате термической обработки происходят, изменения в структуре метала, позволяющие снять или уменьшить остаточное напряжение, получить требуемую твёрдость и другие механические свойства изделий.

 

Термическая обработка серого чугуна

 

Наименование термической обработки	Основные технологические параметры процесса				Структуры и фазовые перемещения	Исходная структура основной массы	Конечная структура	Назначение термической обработки
	Скорость нагрева	Температура нагрева, 0С	Продолжительность выдержки	Охлаждение
Нормализация серого чугуна	Медленно до  5500С	850 - 950	Достаточно для насыщения аустенита углеродом (0,5 – 3ч.)	На воздухе	Насыщение аустенита углеродом и его превращение в перлит	Перлит + феррит	Перлит сорбито - обработанный перлит	Увеличение, связанное с углеродом, повышенная твердость, прочность, износостойкость

 

Нормализация термическая обработка, заключающаяся в нагреве изделия до температуры в пределах интервала структурных превращений, выдержке при данной температуре до полного прогрева заготовок с последующим охлаждением на воздухе. Нормализация позволяет улучшить механические свойства заготовки ( повышает прочность и вязкость ), а также придать металлу однородную мелкозернистую структуру.