Разработка технологического процесса изготовления детали

Министерство  науки и образования  Российской  Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

Южно-Уральский  государственный университет

(национальный  исследовательский университет)

Кафедра «Технология машиностроения»

 

 

 

 

 

РАЗРАБОТКА  ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

ИЗГОТОВЛЕНИЯ  ДЕТАЛИ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

 по  дисциплине

«ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ»

 

 

 

 

 

 

                                                                                Руководитель

                                                                                    Третьяков А.Ю.

                                                                                             «__»_________2013г.

 

 

                                                                                   Автор проекта

                                                                                    студент группы

                                                                                              ПТ-295 Татаринцев А.В.

 

 

                                                                                       Проект защищен

                                                                           с оценкой

                                                                                       ______________

                                                                                                     «__»_________2013г.

 

 

 

 

 

 

ЗАДАНИЕ:

    1) Составить эскиз детали.

    2)  Выбор способа наиболее эффективного для изготовления заданной детали.

    3) Составить маршрутную технологию изготовления детали с обоснованием выбора исходной заготовки, обеспечивающей наименьший

припуск, а также  используемого оборудования и инструмента.

    4)Назначить методы контроля.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЭСКИЗ ДЕТАЛИ:

 

 

 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………...……………5

1. Технология изготовления заготовки……………………………6

1.1 Способы изготовления заготовки  …………………………………………6

1.2 Наиболее эффективный способ получения заготовки ……………...……9

1.3 Технология изготовления заготовки .……………….……………………10

2. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ………………………..………12

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………..…………………………….20

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК…………………………………………...21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Перекрытие — горизонтальная внутренняя защитная конструкция, которая разделяет по высоте смежные помещения в здании или сооружении. Как правило это несущая конструкция. Материал – Ст.3 – сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества с содержанием:

• С- 0,14 – 0,22%;
• Предел прочности Gв – 205 - 210 Мпа;
• Предел текучести Gt - 240 Мпа;
• Твердость по Бринеллю - HВ 131.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Технология изготовления заготовки

1.1 Способы изготовления заготовки:

Анализ детали: Деталь изготавливается из углеродистой конструкционной стали обыкновенного качества (Ст3) .

Используем обработку металла давлением, метод прессования.

 

Способы обработки металлов давлением 

Способы обработки металлов давлением (ОМД) предназначены для получения  машиностроительного профиля и фасонных заготовок. Придание требуемой формы и размеров при этих способах осуществляется за счет пластической деформации материала без нарушения его сплошности. Способы ОМД делятся на холодные и горячие. Основная масса заготовок изготовляется способами горячей ОМД, что объясняется меньшей трудоемкостью и энергозатратами. Однако заготовки, полученные холодными способами ОМД, отличаются более высокой точностью размеров и форм, а также лучшим качеством поверхности (без окалины), что связано с отсутствием нагрева. Холодная ОМД применяется при способах волочения, объемной штамповке мелких заготовок из пластичных цветных металлов и мало-углеродистых низколегированных сталей, а также при листовой штамповке.

Нагрев заготовок. Для нагрева заготовок перед горячими способами ОМД используют пламенные или электрические печи и устройства. Наибольшее распространение получили пламенные печи, так как они обладают более высокой тепловой мощностью и позволяют нагревать как мелкие, так и крупные заготовки. В качестве топлива в них используют мазут или природный газ. Электрические печи применяются для нагрева мелких и средних заготовок из цветных сплавов с высокой способностью к окислению, так как в них можно создавать инертную атмосферу. Для нагрева в электрических печах используют нагревательные элементы электросопротивления. При нагреве мелких и средних заготовок, имеющих форму прутка, эффективно использовать электроконтактные или индукционные нагревательные устройства. Серьезным недостатком электрических печей и устройств является сравнительно высокая стоимость установок и электроэнергии. По принципу нагрева различают камерные и методические печи. В процессе нагрева возникает перепад температур между внутренними и наружными зонами заготовки, сопровождаемый возникновением термических напряжений. При малой пластичности материала в заготовках могут образовываться трещины. Камерные печи проще по конструкции, однако, вследствие мгновенного воздействия высокой температуры на заготовку образование трещин в них более вероятно.

Поэтому заготовки, склонные к образованию  трещин, нагревают в методических

печах, где они постепенно переметаются из зоны с меньшей температурой в  зону

с большей температурой. В таких  печах также нагревают заготовки  сложной формы с большими перепадами размеров и толщин.

Способы получения машиностроительного  профиля. К машиностроительному

профилю относятся длинномерные заготовки  постоянного сечения: листы, ленты, прутки простой (круг, квадрат, прямоугольник  и т. д.) и сложной (уголок, швеллер, тавр, двутавр, рельс и т. д.) форм поперечного сечения, периодический н гнутый профили, проволока, трубы. Применение машиностроительного профиля с рационально подобранной формой поперечного сечения позволяет резко снизить трудоемкость механической и других видов обработки, а также повысить прочность металлоконструкций при значительном снижении расхода материалов. Для получения машиностроительного профиля применяют прокатку, прессование и волочение.

Прокатка. Основную массу машиностроительного профиля получают различными способами прокатки. Сущность этого способа заключается в том, что рабочие инструменты - валки, непрерывно вращаясь, захватывают, перемещают и деформируют нагретую или холодную исходную заготовку. В качестве оборудования при этом используют прокатные станы. По назначению прокатные станы делятся на следующие основные типы: обжимные, заготовительные, рельсобалочные, сортовые, листопрокатные, трубопрокатные, проволочные и специальные. В качестве исходной заготовки при Прокатке используют слитки. Вначале их подвергают черновой обработке на обжимных станах - блюмингах или слябингах. На блюмингах получают квадратную заготовку - блюм, предназначенную для дальнейшей обработки на сортовых, рельс обалочных, трубопрокатных, проволочных или специальных станах с целью получения сортового проката различного профиля. Слябинги предназначены для получения прямоугольной заготовки, которую используют при изготовлении листового проката на листопрокатных станах.

Прессование. Способы прокатки имеют ограничения как по форме поперечного сечения, так и по точности и качеству поверхности получаемого профиля. Машиностроительный профиль с более сложным по форме поперечным сечением по сравнению с прокаткой получают способом прессования. Он заключается в продавливании нагретой исходной заготовки через профильное отверстие рабочего инструмента — матрицы. При этом можно использовать материалы с низкими пластическими свойствами, такие как сплавы вольфрама, молибдена и т. д. Для прессования используются горизонтальные и вертикальные гидравлические прессы с усилием до 50 МН.

Волочение. При необходимости повышения точности и качества поверхности

профилей, полученных прокаткой к  псессованнем. применяют способ волочения.

Холодная исходная заготовка в  этом случае протягивается через профильное отверстие рабочего инструмента - волоки (фильеры). Основной продукцией волочения является проволока диаметром 0.002-10 мм. Процесс волочения осуществляется на волочильных станах.

Штамповка. Штамповкой называется способ ОМД, при котором необходимые

формы в трех измерениях придаются  нагретой или холодной заготовке  при помощи специального инструмента-штампа.

1.2 Наиболее эффективный способ получения заготовки:

Как говорилось выше заготовку будем получать методом прессования. Так как производство мелкосерийное и форма заготовки простая.

 

 

3. Технология изготовления заготовки:

Прока́тный стан — комплекс оборудования, в котором происходит пластическая деформация металла между вращающимися валками. В более широком значении — система машин, выполняющая не только прокатку, но и вспомогательные операции: транспортирование исходной заготовки со склада к нагревательным печам и к валкам стана, передачу прокатываемого материала от одного калибра к другому, кантовку, транспортирование металла после прокатки, резку на части, маркировку или клеймение, правку, упаковку, передачу на склад готовой продукции и др.

Рис. Прокатный стан.

 

 

 

 

 

 

Для изготовления листа используем прокатный стан:

Схема прокатки.

После прокатки листа используем параллельные или гильотинные рычажные

или приводные ножницы, что бы обрезать лист по размерам детали.

 

 

Схема отрезания листа.

 

Изготавливаем уголки:

Схема прокатки уголка.

Что бы подогнать уголок к заданным размерам используем пресс – ножницы:

Схема процесса отрезания уголка.

 

 

 

 

 

2 ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ

Для получения детали необходимо воспользоваться сваркой для соединения уголков и листа. Для этого я выбрал ручную дуговую сварку.

      Возможные способы  изготовления детали:

Сварка - один из наиболее широко распространенных технологических процессии получения неразъемных соединений. С помощью различных способов сварки соединяет между собой детали, изготовленные из черных и цветных металлов, а также некоторых керамических материалов, пластмассы, стекла и т.д. Сварка - основной способ соединения деталей в машиностроении, судостроении, автомобилестроении, самолето- и ракетостроении, приборостроения, в строительстве при сооружении различных металлоконструкций, в том числе н железобетонных.

Экономическая эффективность применения сварки по сравнению с механическими способами соединения деталей и литьем заключается в экономии металла, снижении трудоемкости работ и технологической гибкости процесса.

Ручная дуговая сварка металлическим электродом. Ручная дуговая сварка, при

которой основные операции выполняются  сварщиком вручную (зажигание дуги,

поддержание устойчивого горения  дуги, перемещение электрода к  детали по мере его плавления и  вдоль шва), применяется в производстве металлоконструкций, изготовленных  из углеродистых, легированных и высоколегированных сталей, чугуна, меди и ее сплавов, !1люминия и его сплавов. Сварка производится электродами с покрытием диаметром 1-8 мм. Применяют стыковые, угловые, нахлесточные сварные соединения без разделки и с разделкой кромок деталей, изготовленных из материала толщиной 2-30 мм. Ручная дуговая сварка удобна и экономична при выполнении коротких и криволинейных швов в любых пространственных положениях (нижнем, вертикальном и потолочном), а также при сварке в труднодоступных местах(например, при монтаже металлоконструкций). Сварка

выполняется от источников переменного  и постоянного тока. Качество шва  зависит от квалификации сварщика. Способ обладает низкой производительностью (скорость наплавки до 15 м/ч) по сравнению  с автоматическими и полуавтоматическими способами сварки. Величина сварочного тока не превышает 500 А» Для повышения производительности процесса ручной дуговой сварки применяют различные кантователи, манипуляторы и другие приспособления, обеспечивающие установку изделия Для сварки швов в нижнем положении.

Автоматическая дуговая  сварка под слоем флюса. Способ применяется в серий-

ном и массовом производстве для  выполнения прямолинейных и кольцевых  швов большой протяженности на металле  толщиной от 2 мм и выше из углеродистых, легированных сталей, меди и ее сплавов, алюминия и его сплавов. Способ широко применяется в котлостроенин, судостроении, производстве сварных труб, цистерн, рам и т. д. Применяют все типы сварных соединений с разделкой и без разделки кромок деталей. Сварка производится от источников переменного и постоянного тока. Для выполнения процесса автоматической сварки недостаточно одного автомата, который выполняет основные сварочные операции. При автоматической сварке под флюсом необходимо применять дополнительные устройства. Эти устройства необходимы для вращения или перемещения изделий, а также специальных направляющих, по которым перемещается автомат. Перемещение дуги может выполняться движением как автомата, так и изделия. Автоматическая сварка обладает высокой производительностью. Скорость сварки достигает до 200 м/ч за счет больших сварочных токов (до 2000 А).

Полуавтоматическая дуговая  сварка в углекислом газе. Подача электродной

проволоки в зону сварки производится подающим механизмом, а перемещение дуги осуществляется сварщиком вручную. Способ применяется для сварки коротких щвов во всех пространственных положениях деталей из углеродистых и низколегированных сталей, чугунов. Сваривают стыковые, угловые, тавровые и нахлесточные соединения с разделкой и без разделки кромок. Сварка производится от источников постоянного тока. Способ отличается достаточно высокой производительностью (до 40 м/ч) и низкой себестоимостью по сравнению с ручной дуговой сваркой. Для повышения производительности сварки часто применяют специальные приспособления (вращатели, кантователи и др.). Качество сварки зависит от квалификации сварщика, как и при ручной дуговой сварке. Из-за ограничения диаметра электродной проволоки (до 2,5 мм) способ рекомендуется применять для деталей толщиной не более 10 мм.