Разработка технологического процесса изготовления детали

Федеральное агентство по образованию 
Южно-Уральский государственный университет 
Кафедра «Станки и инструмент»

РАЗРАБОТКА   ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО   ПРОЦЕССА 
ИЗГОТОВЛЕНИЯ   ДЕТАЛИ

Пояснительная записка к курсовому  проекту по курсу   
«Технология конструкционных материалов»

АТ-134.07.1.3.ПЗ

Руководитель 
Тополов Д.Ю.

Автор работы 
АТ-134

Работа  защищена 
с оценкой 

«__»_________2007 г

Челябинск  
2007 год 

     Аннотация

    В данной работе рассмотрены  способы изготовления детали из коррозионностойкой жаропрочной стали аустенистого класса. Из рассмотренных способов выбран наиболее эффективный, обеспечивающий высокую производительность и наименьшие затраты материала, энергии, оборудования и т. д.

 

    Содержание

1. Введение ………………………………………………………………………………4
2. Задание………………………………………………………………………………..5
3. Маркировка стали……………………………………………………………...6
4. Технологический процесс изготовления заготовки…………….7
5. Технологический процесс изготовления детали…………………11
6. Заключение………………………………………………………………………...14
7. Литература………………………………………………………………………15

      
Введение

     В современных условиях развития общества одним  из самых значимых факторов технического прогресса в машиностроении является совершенствование  технологии производства. Коренное преобразование производства возможно в результате создания более совершенных средств труда, разработке принципиально новых технологий.

    Развитие  и совершенствование  любого производства в настоящее время  связано с его  автоматизацией, созданием  роботехнических  комплексов, широким  использованием вычислительной техники, применением станков с числовым программным управлением. Все это составляет базу, на которой создаются автоматизированные системы управления, становятся возможными оптимизация технологических процессов и режимов обработки, создание гибких автоматизированных комплексов.

    Важным направлением научно-технического прогресса является также создание и широкое использование новых конструкционных материалов. В производстве все шире используются сверхчистые, сверхтвердые, жаропрочные, композиционные, порошковые, полимерные и другие материалы, позволяющие резко повысить технический уровень и надежность оборудования. Обработка этих материалов связана с решением серьезных технологических вопросов.

    Создавая  конструкции машин  и приборов, обеспечивая на практике их заданные характеристики и надежность работы с учетом экономических показателей, инженер должен уверенно владеть методами изготовления деталей машин и их сборки. Для этого он должен обладать глубокими технологическими знаниями.

    Предметом курса «Технология  конструкционных  материалов» являются современные рациональные  и распространенные в промышленности прогрессивные методы формообразования заготовок и деталей машин. Такими методами обработки конструкционных материалов являются: литьё, обработка давлением, сварка и обработка резанием. Эти методы в современной технологии конструкционных материалов характеризуются многообразием традиционных и новых технологических процессов, возникающих на их слиянии и взаимопроникновении.

 

    Задание

    

      
Маркировка  стали

     Марка стали 08Х18Н10. Жаропрочная коррозионностойкая сталь аустенистого класса

    Массовая  доля элементов в % (ГОСТ 5632-72):

    Назначение  стали

    В химической, машиностроительной и других отраслях промышленности для изготовления деталей работающих в средах средней агрессивности. В машиностроительной промышленности, как жаростойкая сталь, для изготовления деталей. Например: трубы, детали печной аппаратуры, теплообменники, муфели, роторы, патрубки и коллекторы выхлопных систем, электроды искровых зажигательных свечей и т.п.

    Температура начала интенсивного окалинообразования 800ºС

    

 
Технологический процесс изготовления заготовки

     Возможные способы изготовления заготовки:

1. Литьё в песчано-глинистые формы.

    Наиболее  распространенный, универсальный и практически единственный способ изготовления крупногабаритных отливок. Формовку производят по деревянным и металлическим моделям в опоках, набиваемых песчано-глинистыми смесями. Для образования внутренних полостей используют стержни, формуемые в стержневых ящиках из песчаных смесей с крепителями.

    В настоящее время  основную массу отливок  изготовляют литьем в обычные песчаные формы, характеризуемые низкой стоимостью, недифицитностью материалов и простой организацией технологического процесса, наличием прогрессивных технологических решений.

    При литье в песчаные формы применяют  литейные чугуны и  стали, медные, алюминиевые, магниевые, тугоплавкие сплавы.

2. Литьё в кокиль

    При литье в кокиль отливки получают путем заливки расплавленного металла в металлические формы-кокили. По конструкции различают кокили: вытряхные, с вертикальным разъемом, с горизонтальным разъемом и др.

    Полости в отливках оформляют песчаными, оболочковыми или металлическими стержнями. Кокили с песчаными или оболочковыми стержнями используют для получения отливок сложной конфигурации из чугуна, стали и цветных сплавов, а с металлическими стержнями- для отливок из алюминиевых и магниевых сплавов.

    Для получения сложной  полости отливки  используют разъемные  стержни, состоящие  из нескольких частей.

    Все операции технологического процесса литья в  кокиль механизированы и автоматизированы. Кокильное литье  применяют в массовом и серийном производствах для изготовления отливок из чугуна, стали и сплавов цветных металлов с толщиной стенок 3-100 мм, массой от нескольких десятков граммов до нескольких сотен килограммов.

     При литье в кокиль сокращается расход формовочной и  стержневой смесей. Затвердевание отливок  происходит в условиях интенсивного отвода теплоты от залитого металла, что обеспечивает более высокие  плотность металла  и механические свойства, чем у отливок, полученных в песчаные формы. Кокильные отливки имеют высокую геометрическую точность размеров и малую шероховатость поверхности, что снижает припуски на механическую обработку вдвое по сравнению с литьем в песчаные формы. Этот способ литья высокопроизводителен.

     Недостатки  кокильного литья: высокая  трудоемкость изготовления кокилей, их ограниченная стойкость, трудность  изготовления сложных  по конфигурации отливок.

3. Литьё под давлением

    Литьем  под давлением получают отливки в металлических формах(пресс-формах), при этом заливку металла в форму и формирование отливки осуществляется под давлением.

    Литье под давлением используют в массовом и крупносерийном производствах отливок с минимальной толщиной стенок 0,8 мм, с высокой точностью размеров и малой шероховатостью поверхности за счет точной обработки и тщательного полирования рабочей полости пресс-формы; без механической обработки или с минимальными припусками, что резко сокращает объем механической обработки отливок; с высокой производительностью.

    Недостатки  литья под давлением- высокая стоимость пресс-форм и оборудования; ограниченность габаритных размеров и массы отливок; наличие воздушной пористости в массивных частях отливок, снижающей прочность деталей, и др.

    Выбор наиболее эффективного способа изготовления заготовки

    Наиболее  эффективный способ изготовления заготовки - способ литья в  песчано-глинистые  формы, т. к. этот способ позволяет изготовить большое количество заготовок, близких  по размеру к искомой  детали. Процесс литья  в песчано-глинистые  формы может быть частично автоматизирован. Также этот способ является наиболее экономически выгодным.

    Технология  изготовления заготовки

    По  чертежу изготавливают разъемную модель заготовки. Материалом для модели служит дерево.

    

      
Для получения внутренней полости в заготовке, в форму необходимо установить стержень, который изготавливают в специальных стержневых ящиках.

     Затем изготавливают  литейную форму. Для  этого на модельную  плиту 1 устанавливают нижнюю половину модели 2, модели питателей 3 и опоку 4, в которую засыпают формовочную смесь и уплотняют (рис. 1).

    Затем опоку поворачивают на 180º. Устанавливают верхнюю половину модели 5, модели шлакоуловителя 6, стояка 7 и выпоров 8. По центрирующим шипам устанавливают верхнюю опоку 9, засыпают формовочную смесь и уплотняют (рис 2).

    

     После извлечения модели стояка и выпоров форму  раскрывают. Из полуформ извлекают модели и модели питателей  и шлакоуловителей, в нижнюю полуформу устанавливают стержень и накрывают нижнюю полуформу верхней(рис.3, 4)

    

 
 Технологический процесс изготовления детали