Изготовление типовой детали "фланец"

Содержание

 

Введение

1. Способ изготовления заготовки

2. Исходные данные по детали

3. Данные для расчета припусков и допусков

4. Расчет припусков и кузнечных напусков

5. Расчет размеров поковки и их допускаемые отклонения

6. Техническая характеристика станков

7. Расчет режимов резания и норм времени

Заключение

Список использованных источников

Введение

 

Фланцы могут быть элементами трубы, фитинга, вала, корпусной детали и т.д. Фланец в виде отдельных деталей чаще всего приваривают или привинчивают к концам соединяемых деталей.

Фланцы применяются для соединения изделий арматуры с трубопроводами, соединения отдельных участков трубопроводов между собой и для присоединения трубопроводов к различному оборудованию. Фланцевые соединения обеспечивают герметичность и прочность конструкций, а также простоту изготовления, разборки и сборки.

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 Мн/м² (40 кгс/см²), поверхности с выступом на одном Фланце и впадиной на другом с асбо-металлическими и паронитовыми прокладками – при давлениях до 20 Мн/м² (200 кгс/см²), Фланец с конической уплотнительной поверхностью – при давлениях выше 6,4 Мн/м² (64 кгс/см²).

Целью курсовой работы является: выбор, изготовления типовой детали – фланца, изучение химического состава стали 30ХГС, определение массы детали, определение припусков и кузнечных напусков, разработка технологического маршрута.

1. Способ изготовления заготовки

Так как производство крупносерийное выберем способ изготовления заготовки – горячую объемную штамповку. Штамповочное оборудование – КГШП (кривошипный горячештамповочный пресс).

2. Исходные данные по детали

Материал – сталь 30ХГС; химический состав (по массе) кремний (Si) 0,9÷1,2%, углерод (С) 0,28÷0,35%, марганец (Mn) 0,8÷1,1%, никель (Ni) до 0,3%, сера (S) до 0,035%, фосфор (P) до 0,035%, хром (Cr) 0,8÷1,1%, медь (Cu) до 0,3%; суммарная средняя массовая доля легирующих элементов (Si, Mn, Cr, Ni, Mo, W, V) 1,05+0,95+0,95+0,15 = 3,1%;

— масса детали М_д = 0,003976×7850 = 31,2кг.

3. Исходные данные для расчета припусков и допусков

—расчетная масса поковки, определяемая по выражению:

М_{п. р.}= М_д×К_р,

где М_{п. р.}– расчетная масса поковки; М_д – масса детали; К_р – расчетный коэффициент. К_р = 2; М_{п. р.}= 31,2×2 = 62,4кг.

– класс точности Т2;

– группа стали М2 (сталь со средней массовой долей углерода свыше 0,35 до 0,65% включительно или суммарной массовой долей легирующих элементов свыше 2,0 до 5,0% включительно).

– степень сложности С4. Размеры описывающие поковку геометрической фигуры диаметр 300×1,05 = 315 мм, диаметр 180×1,05 = 189 мм, длина 50×1,05 мм (1,05 – коэффициент увеличения габаритных линейных размеров детали, определяющих положение ее обрабатываемых поверхностей). Масса описывающей фигуры (расчетная), (31,5²×3,14×5,25+3,14×5,25×18,9²)×7,8 = 157кг. Отношение массы поковки к массе описывающей ее фигуры 62,4/157 = 0,4;

– конфигурация поверхности разъема штампа П – плоская;

–исходный индекс 16.

4.         Припуски и кузнечные напуски

–основные припуски на размеры (на сторону):

диаметр 300 и чистота поверхности 2,5 – припуск 3,2 мм;

диаметр 245 и чистота поверхности 3,2 – припуск 3,0 мм;

диаметр 215 и чистота поверхности 3,2 – припуск 3,0 мм;

диаметр 100 и чистота поверхности 2,5 – припуск 2,7 мм;

диаметр 180 и чистота поверхности 6,3 – припуск 3,0 мм;

толщина 50 и чистота поверхности 6,3 – припуск 2,7 мм;

толщина 50 и чистота поверхности 6,3 – припуск 2,7 мм;

глубина впадины 30 и чистота поверхности 3,2 – припуск 1,9 мм.

– дополнительные припуски, учитывающие:

смещение поковки по поверхности разъема штампа 0,3 мм;

отклонение от плоскости 0,3 мм;

– штамповочный уклон для наружной поверхности – не более 7⁰, принимается 3⁰; для внутренней – не более 7⁰, принимается 7⁰.

5.         Размеры поковки и их допускаемые отклонения

 

– размеры поковки:

диаметр 300+(3,2+0,3)×2 = 307 мм принимаем 307 мм;

диаметр 245+(3,0+0,3)×2 = 251,6 мм принимаем 252 мм;

диаметр 215+(3,0+0,3)×2 = 221,6 мм принимаем 222 мм;

диаметр 100–(2,7+0,3)×2 = 94 мм принимаем 94 мм;

диаметр 180+(3,0+0,3)×2 = 186,6 мм принимаем 187 мм;

толщина 50+(2,7+0,3)×2 = 53,3 мм принимаем 53 мм;

глубина 30×0,8 = 24 мм.

– допускаемые отклонения размеров:

диаметр 307 мм; диаметр 252 мм; диаметр 222 мм;

диаметр 187 мм; глубина 24 мм; толщина 53 мм; диаметр 94 мм;

– допускаемое отклонение от плоскости 0,6 мм;

– допускаемое отклонение от соосности выемки 24×0,01 = 0,24 мм (допускаемое отклонение от соосности не пробитых отверстий в поковках не более 1% глубины отверстия);

– допускаемая величина остаточного облоя 1,2 мм;

– допускаемая величина на смещение по поверхности разъема штампа 1,0 мм.

В соответствии с точностью размера  мм и шероховатостью поверхности Ra = 2,5 мкм выбираем следующий технологический маршрут:

1). Обтачивание черновое, при этом достигается 12 квалитет точности, шероховатость поверхности Rz = 80мкм;

2). Обтачивание чистовое, при этом достигается 10 квалитет точности, шероховатость поверхности Rz = 40 мкм;

3). Шлифование чистовое, при этом достигается 7 квалитет точности, шероховатость поверхности Ra = 2,5 мкм.

Для обработки указанной поверхности в качестве чистовой технологической базы выберем наружную поверхность  мм. Приспособление для базирования заготовки – 3-х кулачковый самоцентрирующий патрон.

Для выполнения токарных операций будем использовать токарно-винторезный станок 16К20, для выполнения шлифовальной – круглошлифовальный станок 3М150.

Выберем следующие инструменты:

резец проходной упорный отогнутый Т15К6;

шлифовальный круг 24А 32Н С2 6 К5 А2 ПП 100 м/с;

штангенциркуль ШЦЦ-II-250-0,01.

Расчет припусков.

Общий припуск на обработку поверхности:

номинальный 2Z_ном = D_заг– D_дет = 307 – 300 = 7мм;

максимальный 2Z_max = D – D = 310,3 – 299,895 = 10,405мм;

минимальный 2Z_min = D – D = 305,3 – 300 = 5,3мм.

В соответствии с выбранным маршрутом обработки данной поверхности разобьем общий припуск на межоперационные:

припуск на диаметр на чистовое точение при креплении заготовки в патроне равен 2Z_ном = 0,30мм; на шлифование 2Z_ном = 0,15мм.

Припуск на черновое точение определим по выражению:

2Z_черн = 2Z_общ – (2Z + 2Z ) = 7 – (0,4+0,55) = 6,05мм.

Максимальные и минимальные операционные припуски определим следующим образом:

2Z_{i max} = D – D ,

где D – наибольший предельный размер до обработки; D – наименьший предельный размер после обработки на данной операции.

2Z = 310,300 – 300,43 = 9,87мм;

2Z = 300,95 – 300,340 = 0,61мм;

2Z = 300,55 – 299,895 = 0,655мм;

2Z_{i min} = D – D ,

где D – наименьший предельный размер до обработки; D – наибольший предельный размер после обработки данной операции.

2Z = 305,300 – 300,95 = 4,35мм;

2Z = 300,430 – 300,350 = 0,08мм;

2Z = 300,340 – 300,000 = 0,34мм;

Результаты всех вычислений запишем в табл. 1

Таблица 1

№	Операция	Получаемый размер	Dmax, мм	Dmin, мм	2Z, мм	2Zmax, мм	2Zmin, мм
0	Штамповка	307	310,300	305,300	—	—	—
1	Токарная, черновая	300,95h12 (-0,520)	300,950	300,430	6,05	9,87	4,35
2	Токарная, чистовая	300,55h10 (-0,210)	300,550	300,340	0,40	0,61	0,08
3	Шлифование	300h7	300,000	299,895	0,55	0,655	0,34

В соответствии с точностью размера 100H7 и шероховатостью поверхности Ra = 2,5 мкм выбираем следующий технологический маршрут:

1). Сверление и рассверливание при этом достигается 11квалитет точности, шероховатость поверхности Rz = 80 мкм;

2). Зенкерование чистовое, при этом достигается 9 квалитет точности, шероховатость поверхности Rz = 40 мкм;

3). Развертывание точное, при этом достигается 7 квалитет точности, шероховатость поверхности Ra = 2,5 мкм;

Для выполнения токарных операций будем использовать станок вертикально-сверлильный 2Н135.

Выберем следующие инструменты:

зенкер насадной со вставочными ножами из быстрорежущей стали.

штангенциркуль ШЦЦ-II-250-0,01.

Расчет припусков.

Общий припуск на обработку поверхности:

номинальный 2Z_ном = D_отв – D = 100 – 94 = 6мм;

максимальный 2Z_max = D – D^min = 100,035 – 92,8 = 7,235 мм;

минимальный 2Z_min= D – D^max = 100 – 96,4 = 3,6 мм.

В соответствии с выбранным маршрутом обработки данной поверхности разобьем общий припуск на межоперационные:

Припуск на сверление определим по выражению:

2Z_свер = 2Z_общ – (2Z + 2Z ) = 6 – (0,32+0,1) = 5,58мм.

Максимальные и минимальные операционные припуски определим следующим образом:

2Z = D – D ,

где D – наибольший предельный размер после обработки; D – наименьший предельный размер до обработки.

2Z = 99,8 – 92,8 = 7мм;

2Z = 99,987 – 99,58 = 0,407мм;

2Z = 100,035 – 99,9 = 0,135мм.

2Z = D –D ,

где D – наименьший предельный размер после обработки; D – наибольший предельный размер до обработки.

2Z = 99,58 – 96,4 = 3,18мм;

2Z = 99,9 – 99,8 = 0,1мм;

2Z = 100 – 99,987 = 0,013мм.

Таблица 2

№	Операция	Получаемый размер	Dmax, мм	Dmin, мм	2Z, мм	2Zmax, мм	2Zmin, мм
0	Штамповка	94	96,4	92,8	—	—	—
1	Сверление	99,58H11 (+0,220)	99,8	99,58	5,58	7	3,18
2	Зенкерование	99,9H9 (+0,087)	99,987	99,9	0,32	0,407	0,1
3	Развертывание	100H7 (+0,035)	100,035	100	0,10	0,135	0,013

Наименование	Значение
Наибольшая длина обрабатываемого изделия, мм:	1000
Высота оси центров над плоскими направляющими станины, мм:	215
Пределы оборотов, об/мин	12,5–1600
Пределы подач, мм/об
Продольных	0,05–2,8
Поперечных	0,002–0,11
Мощность электродвигателя главного привода, кВт	11
Наибольший диаметр изделия, устанавливаемого над станиной, мм	400
Наибольший диаметр обработки над поперечными салазками суппорта, мм	220
Наибольший диаметр прутка, проходящего через отверстие в шпинделе, мм	50
Габаритный размеры станка, мм
Длина	2795
Ширина	1190
Высота	1500
Масса станка, кг	3005