Проектирование заготовок в машиностроении

6) Исходя из толщины листа  и марки стали 20Х по сортаменту  на сталь 

листовую горячекатанную ( ГОСТ 19903-74 и  19904-90) определим параметры листа и его массу mлиста .

Ширина: 1250 мм, длина: 2500 мм, масса 1м2: 471 кг.

7) Вычисляются диаметры заготовки  по формулам: наружный  ; внутренний

 мм,

 мм,

мм,

 мм,

мм.

Припуск торцевых поверхностей буртика табл.6 МУ (Ra=2,5, метод обработки- шлифование) Zб=0,3 мм припуск с одной стороны, с двух сторон ΔΣб=0,6 мм.

8) Рассчитаем площади: заготовки и листа. В зависимости от производственной программы определим количество листов.

Sзаг= πDзаг2/4= 3,14∙(56+2,8+5)2/4= 3195,3 мм2=3,195 м2

Sлис= 1250х2500= 3125000 мм2= 3125 м2

Производственная программа: 10000 шт/год.

Количество деталей получаемых из одного листа:

n= Sзаг/Sлис= 3125000/3195,3= 977 шт.

Количество листов для производственной программы 10000 шт/год:

N=10000/977= 11шт.

9) Вычисляем массу всего необходимого материала по формуле:

Мим=mлиста×N

Mлиста= 471∙3125=1471875 кг.

Мим= 1471875∙11=16190625 кг.

10) Находим коэффициент использования материала:

Ким=Мдет×n/Мим

Ким= 0,312∙977/16190625= 0,000018827.

11) Находим коэффициент входа годного:

Квг=Мзаг×n/Мим;

где Мзаг=Vзаг× ρ.

= 33113,184+29407,356+53666,525- 1705,133- 9546,263=104935,669 мм3

Мзаг=104935,669 ∙7,85∙10-6= 0,824 кг.

Квг=0,824∙977/16190625= 0,000049723.

12) Находим коэффициент весовой точности :

Квт=Мдет/Мзаг

Квт=0,312/0,824= 0,378.

Чертеж заготовки из листового проката выполнен на стр.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Сравним полученные заготовки (отливку, поковку, штамповку, заготовку  из проката) по коэффициенту весовой  точности.

 

Таблица 6

 

Способ производства заготовок	Квт
Литье в песчано-глинистые формы	0,825
Свободная ковка	0,319
Штамповка на молотах	0,666
Прокат	0,378

 

Коэффициент весовой точности выше у литья в песчано-глинистые формы. Благодаря низкой себестоимости, универсальности процесса, быстрой подготовке производства и с учетом того, что производство (10000 шт/год) среднесерийное и качество поверхности Rz 40 (к отливке не предъявляются особые технологические требования), целесообразно получить заготовку именно этим способом. Марка стали 20Х идеально подходит для изготовления отливок.

Штамповка: данный метод наиболее эффективен при крупносерийном производстве деталей массой от нескольких граммов до нескольких тонн. Из поковок изготовляемые штамповкой можно получить заготовку средней сложности при хорошем качестве поверхности и точности поверхности.

Прокат: низкий коэффициент использования материала, большая стоимость механической обработки для придания требуемых свойств материала необходимо проводить термообработку.

Свободная ковка: сложность получения необходимой заготовки, низкое качество и точность поверхности коэффициент весовой точности поковок не превышает 0,4.

 

7. Методы контроля качества.

 

Дефекты в отливках (газовые раковины, усадочные раковины, ужимины, горячие трещины, пригар, пористость) образуются в результате нарушения технологического процесса, неудовлетворительного качества исходных материалов и др.

Основными способами оценки качества отливок являются: разметка, внешний осмотр, травление, гидравлическое испытание. Применяются также ультразвуковая, магнитная, рентгено- и гамма-дефектоскопия. Для определения механических свойств материала отливок могут отливаться пробные образцы.

Эти неразрушающие методы контроля в последнее время получили широкое применение как в массовом, так и в серийном производстве.

Магнитная дефектоскопия. В машиностроении широко применяются магнитные методы контроля для выявления мельчайших трещин, шлаковых включений и других дефектов, расположенных на незначительной глубине или частично выходящих на поверхность.

Магнитная дефектоскопия позволяет производить сплошную проверку качества ответственных отливок вместо выборочной проверки, связанной с разрезкой или порчей деталей. Этот способ основан на том, что в намагниченном изделии магнитный поток способен частично рассеиваться при встрече препятствий типа трещин, неметаллических включений и др.

Для выявления дефектов, расположенных вблизи поверхности отливки, ее зачищают, а проверяемую деталь намагничивают. В месте нахождения дефекта магнитный поток рассеивается и выходит на поверхность. Намагниченную поверхность детали поливают суспензией в виде жидкости, в которой во взвешенном состоянии находится магнитный порошок. В качестве жидкости чаще всего применяется минеральное масло, керосин или мыльный раствор. Оседающий на поверхности отливки порошок втягивается в область неоднородности вышедшего на поверхность магнитного потока (на месте дефекта отливки) и располагается в виде характерных полос или замкнутых линий. Поверхность отливки предварительно очищается дробью или металлическим песком, чтобы по ней могла свободно стекать эмульсия. Для выявления дефектов на деталях с темной поверхностью могут применяться окрашенные порошки. После испытания отливку необходимо размагнитить. Для намагничивания и размагничивания деталей и для проведения магнитного контроля наша промышленность выпускает различные типы стационарных и переносных магнитных дефектоскопов.

 

Методы исправления брака.

Незначительные дефекты отливок исправляют заделкой замазками или мастиками, пропиткой различными составами, электрической или газовой сваркой.

Заделка замазками или мастиками – декоративное исправление мелких поверхностных раковин. Перед заполнением мастикой дефектные места очищают от грязи, обезжиривают. После заполнения исправленное место заглаживают, подсушивают и затирают пемзой или графитом.

Пропитывание применяют для устранения пористости. Отливки на 8…12 часов погружают в водный раствор хлористого аммония. Проникая в промежутки между кристаллами металла, раствор образует оксиды, заполняющий поры отливок.

Для устранения течи отливки из цветных металлов пропитывают бакелитовым лаком.

Газовую и электрическую сварку применяют для исправления дефектов на необрабатываемых поверхностях (раковины, сквозные отверстия, трещины). Дефекты в чугунных отливках заваривают с использованием чугунных электродов и присадочных прутков, в стальных отливках – электродами соответствующего состава.

Устранение дефектов и брака достигается правильным выполнением технологических процессов прокатки, ковки и штамповки.

Способы устранения внешних дефектов поковок могут быть разделены на три группы. К первой группе относятся способы устранения дефектов путем снятия значительного внешнего слоя с поверхности поковки, ко второй — способы устранения дефектов дополнительным пластическим деформированием, к третьей — способы устранения окалины путем удаления либо только окисленного слоя, либо окисленного слоя и незначительного поверхностного слоя поковки.

С помощью способов первой группы, к которым относятся вырезка, вырубка и зачистка, удаляют такие дефекты, как трещины, плены, складки, зажимы.

Глубокие дефекты удаляют в горячем состоянии заготовки вырубкой специальным топором.

Зачистка абразивными кругами рекомендуется для удаления на мелких и средних по массе поковках (до 30 кг) разнообразных дефектов — трещин, плен, зажимов, заусенцев, образовавшихся при отрубке или пробивке отверстий, ненужных выступающих частей и др. Этот метод зачистки иногда также применяют для предварительной обработки базовых поверхностей на поковках. Крупные поковки зачищают с помощью переносных пневматических или электрических наждачных станков.

Дефекты в зависимости от их величины, а также от прочности, жесткости и габаритных размеров поковки могут быть устранены в холодном или горячем состоянии, на наковальне, в тисках, а при наличии на участке соответствующего оборудования — с помощью правильного ручного или небольшого гидравлического рихтовочного пресса.

К третьей группе относятся различные способы очистки от окалины. Наибольшее распространение в кузнечном производстве получили галтовка в барабанах, дробеметная и дробеструйная очистки, травление в ваннах, а также очистка вручную металлической щеткой.

Наружные трещины, появляющиеся при низких температурах ковки; при быстром охлаждении вследствие термических напряжений; при пережоге во время нагрева; при недоброкачественности исходной заготовки. Основной путь предупреждения появления трещин — соблюдение температурноскоростных условий нагрева и охлаждения при ковке.

Кривизна, возникающая вследствие неравномерного охлаждения в процессе ковки, неравномерного прогрева при осадке, а также при завышении длины заготовки относительно диаметра. Этот вид дефекта исправляют правкой в горячем состоянии.

Отклонение механических свойств устраняется при соблюдении рациональных режимов деформаций и термической обработки, указанных в технологических инструкциях.

Пережог - неисправимый брак.

 

Методы контроля механических и физико-химических свойств материала заготовки.

Механические свойства материалов определяют на специальных образцах, разрушающим методом. 
 Наиболее распространенными механическими характеристиками являются: твердость, пределы прочности и упругости, ударная вязкость.

Физико-химические показатели технологичности: температуры плавления и полиморфного превращения, модуль упругости, химический и фазовый состав сплава.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

В данной расчетно-графической работе были рассмотрены несколько способов получения заготовок и найден наиболее эффективный – способ литья в песчано-глинистые формы. Разработаны технологические процессы литья, свободной ковки на молотах, горячей объемной штамповки и изготовления детали из листового проката. Спроектированы чертежи отливки, поковки, штамповки и проката. Должным вниманием был охвачен контроль качества детали, методы устранения дефектов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1. Проектирование заготовок в машиностроении: учеб. пособ./ В.А. Дмитриев.- Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 200.- 174 с., ил.
2. Производство заготовок: Методические указания для контрольных работ. /Сост. Н.А. Пестов, Ю.Ю. Кузнецова – Северодвинск: Севмашвтуз. – 2011г. -15с.
3. Производство заготовок в машиностроении М.Г. Афонькин , М.Р. Магницкая.- Л.: Машиностроение, 1987. - 256с.
4. Технология конструкционных материалов: Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов / А.М. Дальский, Т.М. Барсукова, Л.Н. Бухаркин и др.; Под редакцией А.М. Дальского. - 5-е издание; исправленное. – М.:Машиностроение, 2004.-512с., ил.
5. Материаловедение и технология конструкционных материалов: Учебник для студентов машиностроительных специальностей / Г.П.Фетисов, М.Г. Карпман, В.М. Матюшин и др.; Под редакцией Г.П.Фетисова. - М.: Высшая школа, 2001.-638с., ил.
6. Листовая штамповка. Атлас схем. Учебное пособие для вузов./ Мещерин В.Т. М.: Машиностроение. 1975.
7. ГОСТ 26645-85. Отливки из металлов и сплавов.
8. ГОСТ 7062-90. Поковки из углеродистой и легированной стали.
9. ГОСТ 7829-70. Поковки из углеродистой и легированной стали.
10. ГОСТ 7505—55 Допуски и припуски на поковки, изготовляемые методом горячей объемной штамповки.
11. ГОСТ 19903-74. Прокат листовой горячекатаный. Сортамент.

 

 

 

 

 

 

Лист для замечаний