Содержание
Введение
Анализ технологичности
Технология получения исходнойзаготовки
Возможные способы получения исходнойзаготовки
Выбор эффективного способа полученияисходной заготовки
Получение исходной заготовки дляхолодной листовой штамповки
Описание оборудования и инструментадля холодной листовой штамповки
Разработка технологии получениядетали резанием
Обработка фланца натокарно-винторезном станке
Обработка цилиндрической поверхностина токарно-винторезном станке
Сверление отверстия Ø20
Зенкерование отверстия Ø20
Развёртывание отверстия Ø20
Обработка заготовки навертикально-сверлильном станке
Нарезание резьбы М8
Обработка заготовки на фрезерномстанке
Обработка заготовки накруглошлифовальном станке
Контроль размеров детали
Заключение
Литература
Приложение
Введение
Даннаякурсовая работа предназначена для изучения курса ТКМ (технологияконструкционных материалов) в сфере технологического производства деталей. Вкачестве объекта изучения предложена деталь именуемая – «Крышка», заданоколичество деталей и материал.
Проанализировавпункт технологии получения исходной заготовки, будет выбран эффективный способполучения заготовки, то есть с помощью ОМД (обработка металлов давлением).Учитывая толщину детали, предложен такой технологический процесс как прокат,следовательно, нужно описать прокатные станы и валки, а так же технологияпроцесса прокатки листов. Исходя из того, что большинство поверхностей деталини как не обрабатывается, будет предложено получить заготовку таким способомкак холодная листовая штамповка. Получивзаготовку с нужными габаритами, переходим к пункту обработка поверхностейрезаньем, а точнее обработка на сверлильных, токарных и фрезерных станках.После получения детали – «Крышка» в количестве 2000 штук нужно проверитьфизические характеристики, в пункте контроль качества будут описаны видыпроверок.
1. Анализтехнологичности детали
/>
Допуск биения пов. А
Относительно пов. Б />
/>
Материал детали –легированная сталь 20ХН3 содержит: 0,20% углерода, 1% хрома, 3% никеля. Заготовкииз данного материала можно получить с помощью методов обработки давлением. Обработкуповерхностей проводят лезвийными и абразивными инструментами.
Указанная общаяшероховатость детали говорит о том, что поверхности заготовки находятся всостоянии поставки, то есть не подвергаются механической обработке. Обработкурезанием проводят над поверхностями 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. На поверхностях1 и 2 нарезают резьбу М8. Поверхность 3 является отверстием. Поверхность 4 –лыска Ra1,25, поверхность 5 – цилиндрическая поверхность с высокой точностьюизготовления. Поверхности 6, 7, 8, 9 – цилиндрические и торцевые поверхности,требующие снятия окалины, на поверхности 9 при вырубке листа и штамповкеобразуются заусенцы, которые также необходимо снять.
Данная деталь являетсятехнологичной. Её поверхность представляет собой тело вращения. Всецилиндрические поверхности можно легко получить точением и шлифованием. Радиусыскругления получаются при холодной листовой штамповке. Отверстия высокойточности получают сверлением с последующим зенкерованием и развёрткой.
Заготовку детали можнополучить различными способами. Первый способ: в цилиндрическом прутке диаметром100мм глухой прошивкой получают углубление диаметром 40мм. Раскаткой на оправкедобиваются уничтожения бочкообразности заготовки. Затем, учитывая точность />, на токарном станке получаютвнешний диаметр 60мм. Для крепления данной заготовки на токарном станкеиспользуют трёхкулачковый самоцентрирующийся патрон. Обтачивание наружнойцилиндрической поверхности производят с помощью проходного резца.
В качестве второгоспособа можно представить холодную листовую штамповку. Исходным материаломбудет являться листовой прокат толщиной 10мм. Листовой прокат обрезают донеобходимых размеров заготовки, и с помощью вытяжки без утончения стенокполучают полую пространственную деталь с требуемыми размерами. Опять же дляобеспечения необходимой точности поверхностей, на токарном станке производятдоводку внешнего диаметра.
Отверстие 3 дляпредотвращения биения получают на токарно-винторезном станке. Заготовку вданном случае закрепляют в трёхкулачковом самоцентрирующемся патроне, и сверломпросверливают отверстие необходимого диаметра. Далее для достижения необходимойточности отверстие зенкеруют и развёртывают. Отверстия 1 и 2 получают навертикально-сверлильном станке, заготовка закрепляется прижимными планками.Диаметры отверстий 1 и 2 выбирают по ГОСТ 19257-13. Резьбу в отверстиях такжеможно нарезать на сверлильном станке, только рабочим инструментом в данномслучае будет метчик.
Лыску получают нафрезерных станках. Деталь устанавливают на горизонтально-фрезерный станок и спомощью одноугловой фрезы получают требуемую поверхность. Анализ шероховатостипоказывает, что основная часть поверхностей детали особой обработки не требует.Поэтому для снятия окалины и срезания заусенцев проведём обтачиваниеповерхностей 6, 7, 8, 9 на токарном станке. Лыска должна обладатьшероховатостью Ra1,25. Такая шероховатость достижима на операции чистовогофрезерования. Точность диаметральных размеров поверхности 5 требует чистовогошлифования. Поверхность 3 с той же точностью также требует обработки, которуюцелесообразней провести зенкерованием, а затем развёртыванием.
Из проведённого вышеанализа технологичности можно заключить, что данная деталь имеет достаточнотехнологичную конструкцию, её производство не требует специальногооборудования, приспособлений и инструментов.
2. Технологияполучения исходной заготовки
2.1Возможные способы получения исходной заготовки
Перечислим возможныеспособы получения заготовки. Заготовку можно получить из стального прутка />с последующей ковкой иобработкой режущим инструментом. Также заготовку можно получить с помощьюхолодной штамповки из листового проката или горячей объёмной штамповкой.Принимая во внимание программу выпуска детали 2000 штук в месяц, считаю, чтонаиболее выгодным и эффективным способом изготовления будет являться холоднаялистовая штамповка. При ковке из стального прутка слишком большое количествометалла уйдёт в стружку при обработке резаньем на токарном станке. Для горячейобъёмной штамповки данная деталь слишком проста. При данном способе получениязаготовки требуется изготовление отдельного, подходящего только для этой деталиштампа, поэтому для большей производительности и снижения припусков подмеханическую обработку заготовку лучше получить с помощью холодной листовойштамповкой.
2.2 Выборэффективного способа получения исходной заготовки
Как было выведено впредыдущем пункте, наиболее эффективным способом изготовления данной деталибудет являться холодная листовая штамповка. Помимо того что при данном способеизготовления детали уменьшаются припуски на механическую обработку идостигается высокая производительность, холодная листовая штамповка обладаетдостаточно высокой точностью размеров и качеством поверхности, позволяющие доминимума сократить отделочные операции обработки резанием, сравнительнаяпростота механизации и автоматизации процессов штамповки, хорошаяприспособляемость к масштабам производства, в данном случае к крупносерийному. Даннаядеталь изготавливается из листа толщиной 10мм, для получения необходимой формыприменяют вытяжку без утонения стенки. Для предотвращения появления складок нафланце применяют прижим. Как видно ни при каком другом способе изготовлениятаких небольших затрат материалов добиться нельзя.
2.2.1 Получение исходной заготовки дляхолодной листовой штамповки
Исходной заготовкой дляданной детали будет являться лист толщиной 10мм. Листовой прокат получают напрокатном производстве. Сущность прокатного производства заключается в том, чтометалл пластически деформируется вращающимися валками. Взаимное расположениевалков их форма и количество могут быть разными. Выделяют три основных видапрокатки: продольную (а), поперечную (б) и поперечно-винтовую (в). Приизготовлении листового проката используют продольную прокатку.
Для производствалистового проката берут стальной слиток массой до 50 тонн в горячем состояниипрокатывают на слябинге или блюминге, получая заготовку
/>
прямоугольного сечения,называемую слябом. Иногда вместо прокатных заготовок широко применяют заготовкив виде слябов, полученные непрерывной разливкой. Слябы прокатывают большейчастью на непрерывных станах горячей прокатки, состоящих из двух групп рабочихклетей – черновой и чистовой, расположенных друг за другом. Перед каждойгруппой клетей сбивают окалину в окалиноломателях. После прокатки полосу сворачиваютв рулон.
/>
Прокатный стан
Далее для полученияисходной заготовки лист должен пройти операцию вырубки. Вырубка осуществляетсяметаллическим пуансоном и матрицей. Пуансон вдавливает часть заготовки вотверстие матрицы. В начальной стадии деформирования происходит врезаниережущих кромок в заготовку и смещение одной части заготовки относительно другойбез видимого разрушения. При определённой глубине внедрения режущих кромок взаготовку у режущих кромок зарождаются трещины, быстро проникающих в толщулиста, и как следствие мы получаем заготовку нужной нам формы.
Полученной заготовкенужно придать форму стакана, пространственной детали цилиндрической формы сфланцем.
Для этого проводятоперацию вытяжки без утонения стенок.
/>
Сущность процессазаключается в том, что вырубленную заготовку укладывают на плоскость матрицы.Пуансон надавливает на центральную часть матрицы и смещает в отверстие матрицы.Центральная часть заготовки тянет за собой периферийную, которая образуетстенки вытянутой детали и её фланец. Но при определённом соотношении диаметровзаготовки и вытянутой детали на фланце могут возникнуть складки. Дляпредотвращения появления складок применяют прижим, с определённой силойприжимающий фланец заготовки к плоскости матрицы. После проведённых операцийполучаем цилиндрический стакан с фланцем.
Описание оборудования и инструмента для холодной листовойштамповки
В качестве оборудованиядля холодной листовой штамповки следует применять штамп с пружинным буфером,обеспечивающим постоянное усилие. На рисунке приведены схема штампа и эскиззаготовки.
/>
3. Разработкатехнологии получения детали резанием
3.1.1 Обработкафланца на токарно-винторезном станке 1К625ДГ
Для срезания заусенцев,образовавшихся во время холодной листовой штамповки, и снятия окалины обточимзаготовку на токарно-винторезном станке.
/>
I – трёхкулачковый патрон; II – проходной резец; 1 – заготовка; 2– обтачиваемая поверхность.
3.1.2 Обработка цилиндрической поверхностина токарно-винторезном станке
Для придания большейточности внешней поверхности заготовки обточим её на токарном станке.
/>
I – трёхкулачковый патрон; II – резец проходной; III– центр;1 – заготовка; 2 – обтачиваемая поверхность.
3.1.3 Сверлениеотверстия Ø20
В данной деталисверлением получают отверстия 1. Режущим инструментом в данном случае служитспиральное сверло. При сверлении отверстий на токарно-винторезном станке дляустановки и закрепления заготовки будем использовать трёхкулачковыйсамоцентрирующийся патрон.
/>
I– трёхкулачковый патрон; II– спиральное сверло; 1 – отверстие Ø20
3.1.4 Зенкерованиеотверстия Ø20
Для повышения точности иуменьшения шероховатости внутренней поверхности проводят операцию зенкерования.
/>
I – зенкер; II – трёхкулачковый патрон;
1 – зенкерованиеотверстия.
3.1.5 Развёртываниеотверстия Ø20
Для достижения точностиØ20+0,025 применяют развёртывание – окончательную обработкуцилиндрического отверстия.
/>
I – трёхкулачковый патрон; II – развёртка; 1 – развёртываемаяповерхность.
3.2.1 Обработка заготовки навертикально-сверлильном станке 2С132
Для полученияотверстий под нарезание резьбы М8 воспользуемся вертикально-сверлильном станке.Для закрепления заготовки на станке будем использовать прижимные планки.
/>
I – сверло спиральное; II– прижимные планки; 1 – сквозное отверстие Ø6,70.
3.2.2 Нарезаниерезьбы М8
Нарезку резьбы проведём на вертикально-сверлильном станке. Рабочиминструментом в данном случае будет метчик. Деталь закрепляется на рабочем столес помощью прижимных планок
/>
I – метчик для нарезки резьбы М8; II– прижимные планки; 1 – нарезание резьбы сквозногоотверстия.
3.3 Обработказаготовки на фрезерном станке 6К81Г
Для получения лыскизаготовку фрезеруют одноугловой фрезой на горизонтально-фрезерных станках. Дляполучения шероховатости Ra 1,25 применяют чистовое фрезерование
/>
I – фреза; II – прижимные планки; 1 – фрезерование лыски.
3.4 Обработказаготовки на круглошлифовальном станке
/>
I – шлифовальный круг; II – трёхкулачковый патрон; III – центр; 1 – шлифуемая поверхность.
4. Контроль размеров детали
Средства контролявыбираются в зависимости от типа производства. Так для еденичного типахарактерны универсальные средства: штангенциркуль, микрометр и др. Длямассового типа применяют специальные средства: калибр-пробка и калибр-скоба. Всерийном производстве в зависимости от процента контроля могут применяться какте, так и другие мерительные средства.
Для данной деталиконтролю подлежит внешняя цилиндрическая поверхность Ø60, сквознойотверстие Ø20 и биение поверхности цилиндрической поверхности Ø60относительно поверхности отверстия Ø20.
Исходя из исходнозаданной партии 2000 штук, в качестве контроля размеров будем применять:резьбовую калибр-пробку, калибр-пробку, калибр-скобу и биениеметр.
/>
/>
I – микрометрический щуп; II – индикатор; III – стойка индикатора; IV – вращающийся стол; V – основание; 1 – деталь.
Заключение
В данном курсовом проектебыли рассмотрены несколько способов получения заготовок и найден наиболееэффективный – способ холодной листовой штамповки. Разработан технологическийпроцесс обработки заготовки. Должным вниманием был охвачен контроль качествадетали, проводимый резьбовой калибр-пробкой, калибр-пробкой, биениеметром икалибр-скобой, так как партия изготовления деталей 2000 штук.
Литература
1. Дальский А.М. Технологияконструкционных материалов / Дальский А.М, Арутюнова И.А. и др. Москва, 1990 — 570 с.
2. Технологияобработки материалов: сборник заданий к курсовой работе./ А.В. Щурова. — Челябинск:ЮУрГУ, 2007.
3. Поляков Ю.Л.Листовая штамповка легированных сплавов. – М.: Машиностроение, 1980. – 96 с.
4. Мещерин В.Т.Листовая штамповка. Атлас схем. Учебное пособие для вузов. М.: Машиностроение.1975.
5. Козловский Н.С.Основы стандартизации, допуски, посадки и технические измерения. / Н.С.Козловский, А.Н. Виноградов. – М.: Машиностроение. 1982. – 284 с.