2.1 Назначение, условие работы изделия

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 асбо-металлическими 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.

2.2 Краткая конструкторско-технологическая характеристика

Деталь фланец 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.

Наружная цилиндрическая поверхность, 131,2h14 может быть выполнена с отклонением - 0,2 мм и + 0,5 мм а предельные размеры: наибольший - 131,2-0,2=131 мм; наименьший 131,2+0,5=131,7 мм.

К поверхностям заданы требования по шероховатости. Шероховатость задана параметром R_а со значением 1,6 мкм на наружных поверхностях (пов. 4,7), со значением 3,2 мкм на, со значением 6,3 мкм на фаску, со значением 12,5 мкм на отверстие. На плоские поверхности, отверстия, внутреннюю цилиндрическую поверхность шероховатость не задана, т.е. на эти поверхности распространяется знак, приведенный в правом верхнем углу чертежа 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 51, 12. Допуски для них берут по Н14 и Н7. Для размера 40 - мм.

2.3 Характеристика материала

В качестве материала для изготовления детали используется сталь 45 ГОСТ 1050-88, сталь конструкционная углеродистая качественная.

Таблица 1 - Химический состав в% материала сталь 45

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 45

Таблица 3 - Механические свойства при Т=20^oС материала сталь 45

у_в - Предел кратковременной прочности;

у_T - Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации);

д₅ - Относительное удлинение при разрыве;

ш - Относительное сужение;

KCU - Ударная вязкость;

Т - температура;

Е - Модуль упругости.

3. Проектирование детали

Определение классификационных индексов:

- Определение массы поковки (предварительный расчет)

G_дет=0,83 кг

К_им ^ср=0,62

тогда по градации данной поковки можно присвоить индекс G1.

- Определение степени сложности поковки:

Таблица 6 - Классификационные индексы

Рассмотрен наиболее эффективный способ поковки: штамповка на высокоскоростных молотах в закрытых штампах.

Спроектируем поковку получаемую на высокоскоростных молотах

- Назначение штамповочных уклонов:

б=0^о30, в=2^о

- Установление радиусов закруглений:

Наружные - Rн=1 мм

Внутренние - Rв=2 мм

- Назначение допусков, основных и дополнительных припусков, расчет линейных размеров, установление предельных отклонений.

Таблица 7 - Допуски, основные и дополнительные припуски, предельные отклонения на деталь и поковку

Дополнительные припуски на размеры (ф130, ф51, ф70) не назначаем, так как на них припуски назначаются при поковке в открытых штампах.

- Оформление чертежа поковки, разработка ТТ

Чертеж поковки получаемой на высокоскоростных молотах

- Определение фактического Ким:

3.3 Технико-экономический анализ

Таблица 8 - Характеристика рассматриваемых заготовок

- Анализ на металлоемкость (определение К_им ^скв)

Основной вариант:

К_им ^скв= К₂*К₃=0,56*0,75=0,42

Дополнительный вариант:

К_им ^скв= К₁*К₂*К₃=0,79*0,85*0,76=0,51

- Расчеты З_пр по каждому варианту заготовки.

Таблица 9 - Основные исходные данные для расчета З_пр

Литье:

ВСШ:

Анализируя Зпр, приходим к выводу, что ВСШ лучше, так как дешевле.

4. Технологический процесс

Определяем скорость резания при зенкеровании по формуле:

где C_v=16.3; D=12 мм, m=0.3, q=0.3, x=0.2, y=0.5; K_v - общий поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания:

Где:

K_мv=0,96 - коэффициент на обрабатываемость материала,

K_иv=1 - коэффициент на инструментальный материал,

K_lv=1 - коэффициент учитывающий глубину сверления.

мм/мин,

Определяем частоту вращения инструмента:

Определяем действительную скорость резания V_д, мм/мин:

.

Заключение

В ходе выполнения курсовой работы выполнен следующий объем работ:

? Проведен анализ детали «фланец».

? Выбран и экономически обоснован рациональный способ получения заготовки - штамповка на высокоскоростных молотах.

? Спроектирован технологический процесс. Рассчитаны режимы резания на все сверлильные операции.

Список литературы

фланец материал поковка резание

1. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2/ Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. 496 с., ил.

2. А.А. Панов Обработка металлов резанием. Изд-во Машиностроение - 1, 2004 г.

Размещено на Allbest.ru