Курсовая работа по деталям машин на тему на тему: Разработка механического участка по изготовлению делали типа

1.1 Описание служебного назначения детали
Деталь – Втулка
На рисунках 1 и 2 приложения А представлен вид детали в 3D. На рисунке 3 приложения А и чертеже 1 приложения В представлен главный вид детали втулка, который относится к ответственным деталям и является телом вращения;
- Втулка изготовлена из серого чугуна СЧ20 (по ГОСТу 1412-85). Химический состав и физические свойства материала определим с помощью базы данных программы КОМПАС-3D V18.1 и занесем в таблицы 1 и 2 приложения Б
- Всего в детали 14 обрабатываемых поверхностей имеющие значения: 2 поверхности Ra 0.8 мкм, 1 поверхность Ra 1.6 мкм, 11 поверхностей Ra 6.3 мкм
1.2 Определение химического состава, физических и технологических свойств материала детали
В таблице 1 приложения Б указаны основные химические элементы, входящие в состав материала - серый чугун СЧ20.
Различные химические элементы могут изменять эксплуатационные характеристики получаемых материалов. Серый чугун СЧ 20 характеризуется следующим соотношением химических элементов:
Основной состав представлен железом. Он включается в состав практически всех сплавов, в данном случае концентрация около 92.8%.
Твердость и другие качества связаны с углеродом. В рассматриваемом случае концентрация этого химического элемента составляет от 3,3 до 3,5%.
В состав включается кремний и марганец. Они определяют основные эксплуатационные характеристики. На кремний приходится всего 1,4-2,4% состава. Концентрация фосфора не более 0,20%, серы менее 0.15%, марганца в диапазоне от 0,7 до 1,0%.
В таблице 2 приложения Б указана характеристика физических свойств материала - серый чугун СЧ20.
Технологические свойства материала- серый чугун СЧ20.
Плотность серого чугуна СЧ20 составляет 7100 кг/м3 при температуре 20 градусов Цельсия. Стоит учитывать, что показатель снижается при повышении температуры. Серьезное повышение температуры приводит к перестроению структуры, она становится более пластичной.
Чугун СЧ20 предназначен: 1. для изготовления отливок картеров, крышек, блоков цилиндров, тормозных барабанов, головок и гильз цилиндров и других деталей автомобиле- и тракторостроения; 2. для станин, станков, разметочных плит, гидроцилиндров, клапанов, оснований станков, салазок, столов в станкостроении; 3. для выхлопных труб, маховиков, фундаментальных рам картеров, крышек рабочих цилиндров, блоков и других ответственных деталей дизелестроения; 4. для зубчатых колес, шестерней, шкивов, рам редукторов, муфт сцепления, паровых цилиндров и других средненагруженных деталей химического машиностроения; 5. для деталей работающих при сжатии (башмаков, колонн) в строительстве; 6. для различных труб и радиаторов отопления; ней; 7. для отливок деталей горно-металлургического оборудования.
-чугун СЧ 20 сравнительно дешевый конструкционный материал. Он получил широкое распространение практически во всех отраслях машиностроения благодаря ценным литейным и технологическим свойствам. 4
Жидкий чугун выпускают в ковши, откуда его выливают в формы или миксеры (сборники-смесители, где сплав сохраняется некоторое время в жидком состоянии). Полученные в печах чугуны разделяют на литейные и передельные. Литейные чугуны применяют для производства чугунных отливок, передельные — для производства стали. Для отливки изделий чугунплавят в вагранках, пламенных и электрических печах. Расплавленный при температуре 1380—1420°С жидкий чугун выпускают через летку в футерованные огнеупором литейные ковши для разливки чугуна по формам, изготовляемым из формовочного песка со связками. В последние годы применяют прогрессивные способы литья чугуна: под давлением, центробежным способом в оболочковые формы. Залитый в форму чугун находится в ней до момента полного перехода в твердое состояние, вначале расширяясь, а впоследствии давая усадку около 1 %. Отливку под давлением производят на специальных установках, состоящих из котла с расплавленным металлом, разъемных форм, механизма давления и раскрытия форм. Центробежный способ литья основан на принципе действия центробежных сил на металл, залитый во вращающуюся форму. Таким способом можно отливать различные изделия — трубы, кольца, втулки, сплошные и биметаллические.
Таким образом, серый чугун СЧ20 подходит для изготовления втулки т.к. марка серого чугуна СЧ20 обладает эксплуатационными качествами, которые необходимы для его создания.
1.3 Анализ технологичности детали
Основной задачей анализа технологичности конструкции детали является уменьшение трудоемкости и металлоемкости, возможность обработки детали высокопроизводительными методами. Под технологичностью детали понимается совокупность её свойств, обеспечивающая в заданных условиях производства и эксплуатации наименьшие затраты труда, средств, материалов и времени при технологической подготовке производства, изготовлении и ремонте изделия.
Технологичной при качественной оценке следует считать такую геометрическую конфигурацию детали и отдельных ее элементов, при которой учтены возможности минимального расхода материала и использования, наиболее производительных и экономичных для определенного типа производства методов изготовления. В связи с этим проанализировать чертеж детали и определить:
Из каких конструктивных элементов состоит деталь?
При обработке имеются ли удобные базирующие поверхность, которые обеспечивают возможность совмещения и постоянства баз?
Какие используются измерительные средства для контроля размеров детали?
Количественная оценка технологичности выражается показателями, численное значение которых характеризует степень удовлетворения требований к технологичности. Размер поверхностей детали, их шероховатость и класс шероховатости, квалитет поверхностей корпуса указаны в таблице 3 приложения Б.
1.3.1 Коэффициент точности обработки
K_(т.ч.)=1-1/A_ср (1)
где Аср-средний квалитет точности размеров детали
A_(ср.)=((1×n_1+2×n_2+...14×n_14))/(n_1+n_2…n_14 ) (2)
где 1,2…. 14 – квалитеты точности;
n1, n2…. n14 –количество размеров детали соответствующего квалитета
K_(т.ч.)=1-1/A_ср =1-1/12,7=0,92
A_(ср.)=((1×n_1+2×n_2+...14×n_14))/(n_1+n_2…n_14 )=((6×1+7×2+8×1...14×14))/(1+2+1+14)=12,7
1.3.2 Коэффициент шероховатости поверхности
K_(ш.)=1/Б_ср (3)
где Бср-средний коэффициент шероховатости поверхностей детали
Б_(ср.)=((1×n_1+2×n_2+...14×n_14))/(n_1+n_2…n_14 ) (4)
где 1,2…. 14 – классы шероховатости поверхности
n1, n2…. n14 –количество размеров, соответствующего класса шероховатости
K_(ш.)=1/Б_ср =1/4.78=0.21
Б_(ср.)=((1×n_1+2×n_2+...14×n_14))/(n_1+n_2…n_14 )=((4×15+6×1+10×2))/(15+1+2)=4.78
Полученные данные представлены в таблице 4 приложения Б для их сравнения с базовыми значениями.
Вывод: на основании анализа значений коэффициентов точности обработки и шероховатости можно сделать вывод, что деталь технологична
1.4 Определение типа производства
В машиностроении условно различают три типа производства: массовое, серийное и единичное.
Тип производства согласно ГОСТ 3.1108-74 характеризуется коэффициентом закрепления операций за одним рабочим местом или единицей оборудования.
В зависимости от годового объёма выпуска и массы детали тип производства можно определить табличным методом.
Массу детали (m) можно определить с помощью программы Компас 3D, объем годового выпуска деталей определяется руководителем.
При массе детали в 0,52 кг объему годового выпуска, которое равно 500 шт., производство можно определить предварительно по таблице 5 приложения Б.
Если детали выпускаются повторяющимися партиями в течение продолжительного времени, то необходимо определить величину производственной партии.
Величина производственной партии n, шт., определяется по формуле
n=N a/Ф_(р.д.) (5)
где N - годовой объем выпуска деталей, по заданию N=500 шт.;
а - число дней, на которые необходимо иметь запас деталей;
а = 2…5 дней – для крупных деталей;
а = 3…15 дней – для средних деталей;
а = 10… 30 дней – для мелких деталей;
принято а = 30
Фр.д – число рабочих дней в году (247 рабочих дней, 2 смены по 8 часов).
n=N a/Ф_(р.д.) =500 30/247=61
Вывод: табличным методом был определен тип производства - мелкосерийный, величина производственной партии – 61 шт.
В таблице 6 приложения Б указано описание мелкосерийного типа производства
1.5 Определение вида заготовки и обоснование выбора
Максимально приблизить геометрические формы и размеры заготовки к размерам и форме готовой детали – одна из главных задач в заготовительном производстве. Оптимизируя выбор метода и способа получения заготовки, можно не только снизить затраты на ее изготовление, но и значительно сократить трудоемкость механической обработки.
Серый чугун СЧ20 отлично себя зарекомендовал для получения отливок, начиная от не ответственных изделий и заканчивая особо ответственными. Серый чугун имеет небольшие режущие усилия и демонстрирует очень хорошую обрабатываемость.
В качестве заготовки имеем отливку 2 класса группы a по ГОСТ 26645-85.
В соответствии с ГОСТ 26645-85 имеем отливку с припуском на обработку поверхности 0.2 мм на сторону.