Файл: Разработка технологического процесса механической обработки детали типа Шпиндель по варианту тпи. Спбз. 12. 23 по дисциплине Основы технологии машиностроения.docx
Добавлен: 10.11.2023
Просмотров: 96
Скачиваний: 8
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» ИНСТИТУТ ПРОМЫШЛЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ИНЖИРИНГА
Кафедра «Технология машиностроения»
Курсовая работа
на тему: «Разработка технологического процесса механической обработки детали типа «Шпиндель» по варианту ТПИ.СПбз.12.23»
по дисциплине: «Основы технологии машиностроения»
Шифр КР.ОТМ.СПбз.12.23 ПЗ
Выполнил:
студент группы СПбз-12-1
А.Д.Пержовский
Проверил:
ассистент кафедры
Технологии машиностроения
Э.М.Юсупова
Тюмень, 2015
СодержаниеВведение………………………………………………………………………….3
1. Служебное назначение детали……………………………………………...5
2. Анализ конструкции детали……………………………………………….10
3. Определение способа и метода получения заготовки…………………..11
4. Расчёт припусков и межопереходных размеров………………………...14
5. Расчёт режимов резания……………………………………………………22
6. Расчёт норм времени………………………………………………………..34
Заключение……………………………………………………………………...39
Список используемых источников…………………………………………..40
Приложение 1 чертёж детали………………………………………………….41
Приложение 2 Технологический процесс (МК, ОК, КЭ)…………………....42
Приложение 3 Иллюстрация технологического процесса ………………….43
ВведениеДанный курсовой проект выполнен по предмету «Основы технологии машиностроения». Темой проекта является разработка технологического процесса механической обработки детали СПбз.12.23 - «Шпиндель». Содержится расчётно-пояснительная записка, комплект технологических и графических документов.
В пояснительной записке изложен анализ данной детали, её материала, обоснование метода получения заготовки и последовательность механической обработки, характеристика металлообрабатывающего оборудования.
Выбор режущих, измерительных и вспомогательных инструментов, станочных приспособлений, а так же расчёт операционных припусков и режимов резания – все это обосновано в данном курсовом проекте.
Приложение содержит полный маршрут обработки детали и операционное описание с эскизами на две операции.
Цель проекта – является приобретение знаний и первичных навыков по технологической подготовке производства, включая анализ технологичности детали, закрепление знаний по предмету «Основы технологии машиностроения» и разработка технологического процесса производства детали типа вал с полным обоснованием целесообразности её производства, процесса производства по предложенным преподавателем плану, описание конструктивных особенностей детали и средств контроля качества, а так же обоснование технико-экономических характеристик детали по предложенным данным.
На основании сформулированной темы работы можно определить задачи, которые необходимо рассмотреть в ходе обоснования эффективности реализации предложенного проекта:
-определить вид и размеры заготовки;
-определить припуски на механическую обработку;
-составить план механической обработки;
-выбрать технологическое оборудование, приспособления, режущий и измерительный инструмент;-рассчитать режимы резания.
Проектирование технологического процесса обработки детали на металлорежущих станках производится в следующем порядке:
-изучение чертежа детали и технических условий на её изготовление, знакомство с назначением детали и условиями её работы в машине;
-выбор вида заготовки и определение её размеров;
-выбор черновых и чистовых баз и способов закрепления заготовки на станках;
-составление плана обработки детали (технологического маршрута) с указанием операций, установок, переходов;
-выбор станка для каждой операции, а также приспособлений, режущего и измерительного инструмента;
-определение межоперационных припусков и расчётных размеров обрабатываемых поверхностей для каждого перехода;
-расчёт рациональных режимов резания с проверкой их по допускаемой мощности или крутящему моменту станка, расчёт основного технологического времени по каждому переходу;
-расчёт затрат времени.
Сделать вывод всей курсовой работы над которой я работал.
-
Служебное назначение детали
Деталь «Шпиндель» - ответственная нагружаемая деталь, относящийся к деталям класса вал. В сборочном узле, она воспринимает и передаёт движение смежным деталям, что требует от шпинделя высокой прочности и твёрдости.
Деталь в работе испытывает однонаправленные циклические нагрузке, поэтому наиболее вероятными видами разрушения могут стать истирание внутренних поверхностей глухого отверстия и боковых поверхностей или же при превышении нагрузок возможен скол фрагмента шпинделя.
Шпиндель передаёт вращательное движение. Одним из способов избежать поломок является верный выбор материала заготовки и изменения состояния структуры путём термических и химико-термических обработок, которые придадут материалу особенные и необходимые свойства.
Остановим свой выбор на низкоуглеродистой стали 30Г, которая применяется для нагруженных деталей, но предъявляются требования невысокой прочности, и её химический состав указан в таблице 1.1.
Таблица 1.1
Химический состав стали 30Г (ГОСТ 4543-71)
| Массовая доля элементов, % | |||||||||
| С | Si | Mn | S | P | Cr | Ni | Mo | N | Cu |
| 0,17-0,24 | 0,17-0,37 | 0,70-1,00 | ≤ 0,035 | ≤ 0,035 | ≤ 0,30 | ≤ 0,30 | - | ≤ 0,008 | ≤ 0,30 |
В состоянии поставки материал имеет следующие механические свойства, представленные в таблице 1.2.
Таблица 1.2
Механические свойства стали 30Г| НД | Режим термообработки | Сечение, мм | Ϭв, н/мм2 | Ϭ, % | Ψ, % | KCU, Дж/см2 | HB | ||||||||
| Операция | t, °C | Охлаждающая среда | |||||||||||||
| ГОСТ 4543-71 | Закалка Отпуск | 845-875 550-650 | Вода и воздух Воздух | До 80 | 540 | 20 | 45 | 78 | | ||||||
Твёрдость стали 30Г в таблице 1.3.
Таблица 1.3
Твёрдость стали 30Г и режимы нагрева под термическую обработку
| Предел выносливость, Н/мм2 | Термообработка | Ударная вязкость, KCU, Дж/см2, при t, °C | Термообработка | |||||||
| Ϭ-1 | τ-1 | +20 | 0 | -20 | -40 | -70 | -80 | |||
| 360 | 220 | Закалка с 840°С в воде, отпуск при 500-550°С | 100 | - | 35 | - | 16 | | Нормализация с 870°С, воздух | |
| Химический состав: С-0,35%, Si-0,26%, Mn-0,77%, S-0,020%, P-0,023% | ||||||||||
Легирующие элементы, присутствующие в стали оказывают различное влияние на карбидную фазу и фазовые превращения.
Марганец (Mn) – положительно действует на зерновую структуру сплава, а также способствует более хорошей прокаливаемости. Увеличивает износостойкость и прочность.
Углерод (С) – повышает прочность стали.
Кремний (Si) – увеличивает прочность и износоустойчивость стали. Как и марганец делает сталь более стабильной и надёжной.Молибден (Mo) – формирует карбиды, предотвращающие возникновение ломкости стали, позволяет сохранять прочность при высоких температурах. Также увеличивает устойчивость к коррозии, прочность, твёрдость, прокаливаемость, ударную вязкость и способствует лучшей обрабатываемости.
Хром (Cr) – придаёт сплаву повышенные антикоррозийные свойства, карбиды хрома увеличивают износостойкость и прокаливаемость. Чрезмерное содержание хрома в сплаве повышает его хрупкость.
Никель (Ni) – повышает прочность, ударную вязкость и коррозийную стойкость.
Сера (S) - является крайне вредной примесью в стали и оказывает резко отрицательное влияние на её свариваемость, вызывая образование горячих трещин. Содержание в стали не должно превышать 0,04—0,05%. Увеличение хрупкости стали при повышенном содержании серы используется иногда для улучшения обрабатываемости на станках, благодаря чему повышается производительность при обработке.
Фосфор (Р) - является вредной примесью. Он образует с железом соединение Fe3P, которое растворяется в железе. Кристаллы этого химического соединения очень хрупки. Обычно они располагаются по границам зёрен стали, резко ослабляя связь между ними, вследствие чего сталь приобретает очень высокую хрупкость в холодном состоянии (хладноломкость). Особенно сказывается отрицательное влияние фосфора при высоком содержании углерода. Обрабатываемость стали фосфор несколько улучшает, так как способствует отделению стружки.
Медь (Cu) - увеличивает антикоррозионные свойства, она вводится главным образом в строительную сталь.
Азот (N) - позволяет повысить предел текучести и ударную вязкость металла.
Для получения высокой твёрдости и износостойкости поверхностного слоя металла, деталь подвергают термической обработки. Закалки при температуре 845-875°С в охлаждающей среде вода или воздух, а отпуск при 500-550°С на воздухе. В таблице 1.4 указаны технологические свойства стали 30Г.Таблица1.4
Технологические свойства стали 30Г
| Ковка | Охлаждение поковок, изготовленных | ||
| Вид полуфабрикатов | Температурный интервал ковки, °С | из заготовок | |
| Размер сечения, мм | Условия охлаждения | ||
| Заготовка | 1250-800 | до 400 | на воздухе |
После термической обработки структура поверхностного слоя представляет собой мартенсит с твёрдостью:
.В таблице1.5 указаны физические свойства стали 30Г.
Таблица1.5
Физические свойства стали 30Г
| Т(Град) | Е 10-5(МПа) |  106 (1/Град) |  (Вт/м·град) | р(кг/м3) | С(Дж/(кг/·град) |
| 20 | 2.04 | | | 7810 | |
| 100 | | 12.6 | 76 | | 470 |
| 200 | | 13.9 | 65 | | 483 |
| 300 | | 14.6 | 53 | | 546 |
| 400 | | 15 | 44 | | 601 |
| 500 | | 15.5 | 38 | | 764 |
| 600 | | 15.6 | | | |
| 700 | | 14.8 | | | |