Курсовая работа по машиностроению на тему Разработать технологию изготовления ниппеля для единичного производства

Деталь имеет форму тела вращения и представляет собой ступенчатый полый вал, где почти все ступени симметричны относительно оси, кроме одного выступа. Диаметры ступеней достаточно близки по размерам и расположены неравномерно, правая часть детали имеет более утолщенную форму. Деталь имеет 5 ступеней, одна из которых впоследствии обрабатывается в выступ. Кроме того, ниппель имеет глубокое сквозное отверстие.
Поскольку деталь является длинным телом вращения, то в ходе эксплуатации будет испытывать осевой изгиб, работать на кручение, возможно смятие и разбивка шлицев, срез и снятие резьбы.
Материал Ниппеля конструкционная легированная сталь 40ХН-Б ГОСТ 4543-1971. Но в данном госте и в ГОСТ 4543-2016 нет такой марки стали, можно предположить, что имелась ввиду хромоникелевая сталь с бором., но буквы Р нет в технических условиях.
Характеристики, необходимые для дальнейших расчетов, отражены в таблицах 1 и 2.
Твердость отожженного или высокоотпущенного проката 217 НВ,
Плотность стали 7820 кг/м3.
Сталь хорошо обрабатывается резанием в нормализованном состоянии, имеет достаточно высокие и вязкость при низких температурах и предназначена для изготовления деталей машин, подвергающиеся вибрационным и динамическим нагрузкам, к которым предъявляются требования повышенной прочности и вязкости.
Относится к классу улучшаемых. После такой термической обработки сталь приобретает структуру зернистого сорбита, хорошо воспринимающего знакопеременные и ударные нагрузки. Обладает небольшой прокаливаемостью (до 10 мм), поэтому механические свойства с увеличением сечения изделия понижаются. Поскольку, согласно чертежу, твёрдость НВ 255÷302, то необходимость в улучшении стали не требуется. Т.е. сталь будет находиться в состоянии поставки (нормализованная).
Деталь называется Ниппель, скорее всего будет использована в трубопроводной, пневмо- или гидроаппаратуре. Размеры проставлены от двух баз – торцов. Необходимости перерасчета размеров и допусков в ходе обработки отдельных ступеней ниппеля нет.
Неуказанные предельные отклонения размеров: отверстий Н14; валов по h 14; остальные - по ±IT14/2.
Наибольшая по диаметру часть детали Ø55 мм, но есть выступ с наружным радиусом R35 мм.
Первая ступень Ниппеля представляет собой поверхность с левой метрической резьбой М30LH-6g, степень точности наружного и среднего диаметров резьбы по 6 квалитету, а шероховатость равна R_z 40, можно уменьшить шероховатость до Ra=2.5 мкм.
Между первой и второй ступенью имеется фаска 45°. Вторая ступень представляет собой шлицевую поверхность с базированием по наружному диаметру: D-8×32×38e8×6d9. На поверхности Ниппеля имеются 8 шлицов с внутренним диаметром 32 мм по 14 квалитету шириной 6 мм, с боковыми поверхностями с точностью по 9 квалитету и наружным диаметром ∅38е8 мм с точностью по 8 квалитету и шероховатостью Ra=1,25 мкм. Часть второй ступени на длине 35 мм имеет точность по 9 квалитету и шероховатость Ra=2,5 мкм.
Третьей ступенью у нас будет выступ шириной 〖12〗_(-0,12) мм, это между 11 и 12 квалитетами и с шероховатостью R_z 80 боковых поверхностей и Ra=2,5 мкм с торца. Видно, этот торец будет соприкасаться с сопрягаемой деталью.
Четвертая ступень цилиндр диаметром 55 мм с точностью по 14 квалитету и с шероховатостью R_z 80, т.е. поверхность неответственная.
Пятая ступень представляет собой резьбовую поверхность с мелким шагом М42х1,5-7g6g степень точности наружного диаметра по 7 квалитету, а среднего диаметра резьбы по 6 квалитету, с шероховатостью Ra=2,5 мкм.
Центровые отверстия будут обработаны на фрезерно-центровальной операции, размеры отверстий Отв.центр.А6,3 ГОСТ 14034-74.
Также имеется на первом торце паз размерами по ширине 2 мм и глубиной 1 мм.
По оси имеется сквозное глубокое отверстие диаметром ∅18 мм длиной 262 мм. Отношение длины отверстия к его диаметру составляет L/D=262/18=14,6.
Имеется также канавка для выхода резьбы М42. А для М30 применяется сход резьбы. Две фаски по торцам 2×45° и 2,5×45° мм.
Переход от диаметра 38 к диаметру 55 происходит по галтели радиусом R1 мм.
По жесткости Ниппеля: деталь можно разделить на две части, левую относительно жесткую l/d=162/32=5. А правая точно жесткая. Выход из положения: сначала будем обтачивать правую часть, а затем базироваться по диаметру ∅55 мм и обрабатывать диаметры 30 и 38 мм.
Принимаем, Ниппель жёсткий и не требует при токарной обработке установки дополнительных опор.
Для наглядности укажем предельные отклонения для всех значений параметров точности ступеней: М30LH-6g; D-8×32×38e8×6d9; ∅38е〖9(〗_(-0,112)^(-0,050)) мм; ∅55〖h14〗_((-0.74) ) мм, М42×1,5-7g6g мм.
Технические требования.
Базовой поверхностью Г является наружный диаметр зубьев шлицов ∅38е〖8(〗_(-0,089)^(-0,050)) мм.
Радиальное биение торца 4 относительности поверхности Г не более 0,06 мм. И радиальное биение торца 8 относительности поверхности Г не более 0,04 мм.
Поскольку деталь является телом вращения, то основная обработка заготовки будет выполняться на токарном оборудовании, а отделочная – на кругло-шлифовальном станке, шлицевые зубья и выступ на диаметре Ø55 мм – на фрезерном оборудовании.
Способ установки заготовки - в центрах (что отражено на чертеже – плоскости 1 и 10 имеют центровые отверстия).