Статья опубликована в рамках: LXXXIII Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов: МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ» (Россия, г. Новосибирск, 16 декабря 2019 г.)
Наука: Технические науки
Секция: Машиностроение
Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции
РАЗРАБОТАТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОРПУСА ПОДШИПНИКА В УСЛОВИЯХ СЕРИЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА
АННОТАЦИЯ
В данной выпускной квалификационной работе (ВКР) разработан и предложен прогрессивный технологический процесс изготовления детали «корпус подшипника» из серого чугуна марки СЧ15 в условиях серийного производства с использованием принципов концентрации операций механической обработки.
В работе на основе анализа технических требований, предъявляемых к детали, дано обоснование выбора материала и метода получения заготовок корпуса и крышки корпуса, а также предложен маршрут механической обработки детали.
Прогрессивным направлением развития машиностроительного производства является комплексная автоматизация технологических процессов и применение металлорежущих станков с числовым программным управлением (ЧПУ).
Цель настоящей работы заключается в снижении трудоемкости изготовления корпуса подшипника в условиях серийного производства за счет применения современного оборудования с ЧПУ и многоместной технологический оснастки.
Корпусные детали предназначены для размещения в них сборочных единиц и отдельных деталей. В крышку корпуса устанавливается масленка для подачи смазки к паре трения «вал-подшипник». Корпус должен обеспечивать постоянство точности. Рассматриваемый корпус (рисунок 1) служит для базирования подшипника скольжения относительного положения присоединяемых деталей, как в статическом состоянии, так и при эксплуатации машины, поэтому должен обладать достаточной жесткостью и виброустойчивостью. Основными конструкторскими базами детали являются поверхности, которыми корпус присоединяется к станине и другим частям оборудования.
Технические требования необходимы для изготовления детали определяются механическими свойствами материала изделия и ее служебным предназначением. Исходя из анализа технических требований, представленных на рабочем чертеже (рисунок 1) можно сделать вывод, что имеющихся проекций и сечений детали, достаточно для проведения анализа технических требований. Все поверхности детали обозначены исходными данными, то есть их точности, шероховатости, размеры, представлены новые технические требования на изготовление корпуса подшипника.[1]
Рисунок 1. Рабочий чертеж
Выбор материала деталей и вида термообработки определяется необходимостью обеспечить работоспособность деталей в течение заданного срока в конкретных условиях эксплуатации.
В данной работе корпуса подшипника изготавливается из чугуна СЧ15 ГОСТ 1412-79, так как этот материал обеспечивает комплекс физико-механических свойств, необходимых для надежной работы узла при данных условиях эксплуатации.
Проанализировав технологичность конструкции по использующемся материалу следует заметить, что СЧ15, ГОСТ 1412-79 имеет хорошие литейные свойства. Жидкотекучесть, линейная усадка составляет 1,1%.
СЧ15, ГОСТ 1412-79. — серый чугун.
В марке цифра 15 означает значение предела прочности при растяжении и изгибе (150 МПа).
1. Расчет коэффициента использование металла (КИМ):
По требованию КИМ деталь технологична.
2. Коэффициент унификации конструктивных элементов детали:
По требованию Куэ деталь технологична.
3. Коэффициент точности изготовления детали:
По требованию Ктид деталь технологична.
4. Коэффициент шероховатости детали:
По требованию Кш деталь технологична.
Таблица 1.
Химический состав материала СЧ15 [3]
|
C, % |
Si, % |
Mn, % |
S, % |
P, % |
|
3.5 - 3.7 |
2 - 2.4 |
0.5 - 0.8 |
до 0.15 |
до 0.2 |
Таблица 2.
Механическая свойства при Т=200С материала СЧ15 [3]
|
Сортамент |
Твердость материала |
Предел прочности на растяжение, σв |
|
- |
НВ |
МПа |
|
Отливка ГОСТ 1412-79 |
130 - 241 |
150 |
Таблица 3.
Физические свойства материала СЧ15 [3]
|
Т, оС |
E 10-5, МПа |
a 106 1/Град |
λ Вт/(м·град) |
r кг/м3 |
С Дж/(кг·град) |
R 109 Ом·м |
|
20 |
0,9 |
|
59 |
7000 |
|
|
|
100 |
|
9 |
|
|
460 |
|
Примечание:
Т - температура, при которой получены данные свойства;
E- модуль упругости первого рода;
a - коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o-T);
l - коэффициент теплопроводности; r - плотность материала;
C- удельная теплоемкость материала (диапазон 200 - T );
R- удельное электросопротивление.
При выборе способа получения заготовки учитывают: технологические свойства материала детали, геометрическую форму и размеры детали, требуемую точность выполнения заготовки, шероховатость и качество ее поверхностных слоев, массу детали, тип производства. В данном случае рассматривается среднесерийный тип производства заготовки корпуса, поэтому будет рационально получать такую заготовку литье в ХТС ГОСТ 53464-2009.
Для получения заготовок корпуса и крышки используется литье в ХТС.
Литье в ХТС
Холодно-твердеющие смеси (ХТС) являются специальные смеси, что после изготовления никак не призывают нагрева в сушильных печах. Вследствие связующим элементом и затвердителям, они затвердевают на воздухе за 10-15 мин.
Использование ХТС для изготовления детали экономически целесообразно тогда, когда отношение массы формы к массе заливки металла не выше 3:1. Метод литья в ХТС дает возможность обеспечить наилучшее качество поверхности и отсутствие газовых повреждений.
Таблица 4.
Допуски линейных размеров отливок в миллиметрах [2]
|
Номинальный размер |
Допуск для размеров отливок, для классов точности 8 |
|
Св 6 до 10 включ.(9; 10) |
0,8 |
|
Св 40 до 63 включ ( 47 ) |
1,2 |
Таблица 5.
Допуски формы поверхностей отливок в миллиметрах [2]
|
Номинальный размер нормируемого участка |
Допуск формы поверхностей элементов отливки, не более степеней коробления элементов отливки 7 |
|
Св 125 до160 включ. |
0,64 |
Таблица 6.
Допуски массы отливок [2]
|
Номинальная масса отливки, кг |
Допуск массы отливки, %, не более, для классов точности массы отливки 8
|
|
Св 1,0 до 4,0 включ. |
8,0 |
КИМ= 
= 
=0,7
Таблица 8.
Общий припуск поверхности отливки [2]
|
Общий допуск элемента поверхности, мм |
Вид окончательной механической обработки |
Общий припуск на сторону, мм, не более, для ряда припуска отливки |
|
Св 1,10 до 1,20 включ. |
Чистовая Черновая |
1,8 1,2 |
Вывод: литье в ХТС более экономично и удобно, чем литье в песчано-глинистой формы. Потому что с помощью литье ХТС можно получит гладкие поверхности, затрачивая мало энергии.
Показано, что при использовании обрабатывающего центра и двухместного приспособления, трудоемкость механообработки снизилась на 30% по сравнению с базовым вариантом в основном за счет сокращения вспомогательного и подготовительно-заключительного времени выполнения технологических операций, благодаря применению станков с ЧПУ и многоместного приспособления.
Список литературы:
- Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учебное пособие для машиностроительных специальностей ВУЗов. - Мн: Выш. школа, 1983.
- Допуски и посадки. Справочник. В 2-х ч./ В.Д. Мягков, М.А. Палей и др. - Л.: Машиностроение, 1983.
- Обработка металлов резанием. Справочник технолога. Под ред. Г.А. Монахова. - М.: Машиностроение, 1974.
Оставить комментарий