Курсовая работа по Металловедение на тему Разработка техпроцесса детали фланец

ВВЕДЕНИЕ
Ведущую роль в ускорении научно-технического прогресса призвано сыграть машиностроение, которое в кратчайшие сроки необходимо поднять на высший технический уровень. В этой связи первостепенной задачей являются разработка и массовое производство современной электронно-вычислительной техники.
Ближайшая цель машиностроителей - изменение структуры производства, повышение качественных характеристик машин и оборудования. Новые подходы потребуются в инвестиционной и структурной политике, в развитии науки и техники.
На преодоление дефицита трудовых ресурсов, повышение производительности труда нацелены многие экономические эксперименты, в основе которых лежат организационные, научно-технические и экономические решения. В этом же направлении действуют и другие научно-технические программы. По мнению специалистов, они позволят не только создать новые приборы, машины и механизмы, прогрессивные технологические процессы, но и сэкономить труд около 3 млн. человек.
Слово «технология» означает науку, систематизирующую совокупность приемов и способов обработки (переработки) сырья, материалов, полуфабрикатов соответствующими орудиями производства в целях получения готовой продукции. В состав технологии включается и технический контроль производства. Важнейшие показатели, характеризующие технико-экономическую эффективность технологического процесса: расход сырья, полуфабрикатов и энергии на единицу продукции; количество и качество получаемой готовой продукции, изделий; уровень производительности труда; интенсивность процесса; затраты на производство; себестоимость продукции, изделий.
Предметом исследования и разработки в технологии машиностроения являются виды обработки, выбор заготовок, качество обрабатываемых поверхностей, точность обработки и припуски на нее, базирование заготовок; способы механической обработки поверхностей - плоских, цилиндрических, сложно профильных и др.; методы изготовления типовых деталей - корпусов, валов, зубчатых колес и др.; процессы сборки (характер соединения деталей и узлов, принципы механизации и автоматизации сборочных работ); конструирование приспособлений.
Технология машиностроения постоянно обновляется и изменяется по мере развития техники. Совершенствование технологии — важное условие ускорения технического прогресса.
Данная курсовая работа является составной частью инженерных методов проектирования. Современные тенденции развития машиностроительного производства ориентированы на широкое применение прогрессивных конструкционных и инструментальных материалов, упрочняющей технологии, на комплексную автоматизацию на основе применения станков.
В курсовой работе приведено решение задач, связанных с проектированием технологии изготовления детали «фланец» в условиях крупносерийного производства.
При выполнении работы принятие решений по выбору вариантов технологических процессов, оборудования, оснастки, методов получения заготовок производится на основании технико-экономических расчетов, что дает возможность предложить оптимальный вариант.

1 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ
1.1. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ДЕТАЛИ, УСЛОВИЙ ЕЁ РАБОТЫ В УЗЛЕ
Фланец - плоское или прямоугольное кольцо с равномерно расположенными отверстиями для болтов и шпилек, служащие для прочного и герметичного соединения труб, СВЧ волноводов и трубопроводной арматуры, присоединения их друг к другу, к машинам, аппаратам и ёмкостям, для соединения валов и других вращающихся деталей (фланцевое соединение). Фланцы используют попарно (комплектом).
Фланцы могут быть элементами трубы, фитинга, вала, корпусной детали и т.п. Фланцы в виде отдельных деталей чаще всего приваривают или привинчивают к концам соединяемых деталей. Форма уплотнительной поверхности фланца в трубопроводах зависит от давления среды, профиля и материала прокладки. Гладкие уплотнительные поверхности с прокладками из картона, резины и паронита применяются при давлениях до 4 МПа (40 бар), поверхности с выступом на одном фланце и впадиной на другом с асбометаллическими и паронитовыми прокладками - при давлениях до 20 МПа (200 бар), фланец с конической уплотнительной поверхностью - при давлениях выше 6,4 МПа (64 бар).
Фланцы изготавливаются по нормативным документам: плоские фланцы - ГОСТ 12820-81; воротниковые фланцы - ГОСТ 12821-81, также воротниковые фланцы могут изготавливаться по стандартам DIN 2633, с конструкциями и размерами по DIN 2633; свободные фланцы на приварном кольце - ГОСТ 12822-80.

1.2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЧЕРТЕЖА ДЕТАЛИ
Деталь фланец (чертеж) относится к деталям типа тел вращения, включает в себя внешние и внутренние цилиндрические поверхности, торцы, фаски, пазы и отверстия, внутренние канавки. Их геометрическая форма и размеры не вызывают значительной трудности для обработки на металлорежущих станках. Класс детали 71.
Указанная на чертежах точность - 14 квалитет - может быть обеспечена путем тонкого точения или шлифования.
К точным поверхностям фланца относятся: наружная цилиндрическая поверхность.

Рисунок 1 – Чертеж детали «Фланец»
Наружная цилиндрическая поверхность, ⊘ 145h14 может быть выполнена с отклонением - 0,2 мм и + 0,5 мм а предельные размеры: наибольший - 145,2-0,2=145 мм; наименьший 145,2+0,5=145,7 мм.
На плоские поверхности, отверстия, внутреннюю цилиндрическую поверхность шероховатость не задана, т.е. на эти поверхности распространяется знак, приведенный в правом верхнем углу чертежа Rz со значением 80 мкм и обозначающий, что эти поверхности не обрабатываются.
В правой части чертежа записаны технические требования. Эти требования относятся к размерам, у которых не указаны допуски изготовления. Допуски для них берут из таблиц допусков и посадок для отверстий - , для валов по , для остальных - .
К отверстиям относят: по размеру 48, 10. Допуски для них берут по Н14 и Н7. Для размера ⊘ 48 - мм.

1.3. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ НА МАТЕРИАЛ ЗАГОТОВКИ
В качестве материала для изготовления детали используется сталь 40 ГОСТ 1050-2013, сталь конструкционная углеродистая качественная.
Таблица 1 - Химический состав в% материала сталь 45
С Si Mn Ni S P Cr Cu As
0.37-0.45 0.17-0.37 0.5-0.8 До 0.30 До 0.035 До 0.030 До 0.25 До 0.30 До 0.08

Никель сообщает стали коррозионную стойкость, высокую прочность и пластичность, увеличивает прокаливаемость. Сера является вредной примесью. Она увеличивает истираемость стали, понижает сопротивление усталости и уменьшает коррозионную стойкость. Фосфор также является вредной примесью. Хром - наиболее дешевый и распространенный элемент. Он повышает твердость и прочность, незначительно уменьшая пластичность, увеличивает коррозионную стойкость; содержание больших количеств хрома делает сталь нержавеющей и обеспечивает устойчивость магнитных сил. Медь увеличивает антикоррозионные свойства.
Таблица 2 - Физические свойства материала сталь 40
T E 10-5 r
Град МПа кг/м3
20 2.00 7826
Таблица 3 - Механические свойства при Т=20oС материала сталь 40
Сортамент Размер, мм σв, МПа σT, МПа δ5, % ψ, % KCU, кДж / м2
Поковки 100 - 300 570 335 19 4к 390
σв - Предел кратковременной прочности;
σT - Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации);
δ5 - Относительное удлинение при разрыве;
ψ - Относительное сужение;
KCU - Ударная вязкость;
Т - температура;
Е - Модуль упругости.


2 РАСЧЕТНО – ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 ВЫБОР СПОСОБА ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВКИ. РАСЧЕТ ЕЕ РАЗМЕРОВ.
Коэффициент унификации конструктивных элементов детали
Ку.э = Оэ.у/Оэ,
где Оэ.у - число унифицированных элементов детали, шт.;
Оэ - общее число конструктивных элементов детали, шт.
К конструктивным элементам детали относятся: линейные размеры, углы, отверстия, радиусы закругления, конусы, резьбы, галтели, фаски, проточки, крепления и т.д.
Числовые значения параметров конструктивных элементов определяется по справочнику [Косилова А.Г. (1986) Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т.].
В соответствии с чертежом детали, представленном на рисунке 1, разобьем ее на конструктивные элементы, и проанализируем их размеры.
Общее количество конструктивных элементов детали втулка получилось: QЭ =10 штук, унифицированных QЭУ =8 штук.