И технологии машиностроения

Федеральное агентство по образованию

 

Санкт-Петербургский государственный горный институт

имени Г.В. Плеханова (технический университет)

 

Кафедра конструирования горных машин

и технологии машиностроения

 

 

материаловедение

 

 

Методические указания к курсовому проекту

для студентов специальностей 150402, 150404

всех форм обучения

 

Санкт-Петербург

 

УДК 621.7/09612.9(0.75.83)

 

Материаловедение: Методические указания к курсовому проекту /Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет). Сост.: В.И. Болобов, С.Ю. Кувшинкин, С.Л. Иванов, Ю.П. Бойцов, А.Я. Бурак СПб, 2010, 32 с.

 

 

Изложены цели и задачи курсового проекта, требования к графической части и к содержанию расчетно-пояснительной записки. Даны рекомендации и пояснения по выполнению проекта.

Методические указания предназначены для студентов специальности 150402 «Горные машины и оборудование» и 150404 «Металлургические машины и оборудование» всех форм обучения.

 

Табл. 19. Ил. 6. Библиогр.: 9 назв.

 

Научный редактор доц. А.П. Баталов

 

© Санкт-Петербургский горный

институт им. Г.В. Плеханова, 2010

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Настоящий курсовой проект является завершающей стадией изучения курсов «Технология конструкционных материалов» и «Материаловедение».

Целью курсового проектирования является систематизация знаний, полученных студентами в лекционных курсах, на практических и лабораторных занятиях, приобретение навыков решения конкретных вопросов, связанных с разработкой технологических процессов получения заготовок и их термической (химико-термической) и механической обработок.

В курсовом проекте разрабатываются технологические процессы изготовления элементов конструкций средней сложности, в отдельных случаях - специального инструмента.

 

Методические указания к выполнению курсового проекта

Курсовой проект после проверки руководителем и внесения в него соответствующих исправлений и дополнений допускается к защите. Законченный проект…  

Содержание пояснительной записки

Требования и структура записки

Пояснительная записка должна быть написана технически грамотно, понятным языком и иметь логичную и последовательную структуру. Объем пояснительной… Все решения, принимаемые автором курсового проекта, должны быть обоснованы с… Введение. кратко рассматриваются цель курсового проекта - разработка рациональной технологии получения заготовки и…

ВЫБОР МАТЕРИАЛА

Выбор материала детали осуществляется, исходя из условий работы детали в изделии, характера и величины действующей на деталь нагрузки, стоимостных… Массивные малонагруженные детали, не испытывающие значительных динамических… σВ ≥ 2,4 [σ] доп,

Свойства цементуемых сталей после цементации,

Закалки и низкого отпуска

Таблица 2 Механические свойства улучшаемых сталей после соответствующей термической обработки Марки стали Механические свойства …

Свойства термически упрочненных пружинно-рессорных сталей

Разработка технологии получения литой заготовки

  Последовательность проектирования технологического процесса изготовления литой… 1. Выбрать способ формовки и материал модели.

Выбор способа формовки, положения отливки в форме и определение плоскостей разъема

1. Способ формовки - машинный или ручной - определяется серийностью производства. При единичном и мелкосерийном производстве применяется ручная… 2. Приемы формовки - в двух или более опоках, по разъемной модели, в стержнях… 3. При выборе положения отливки в форме необходимо по возможности располагать наиболее ответственные части отливки в…

Разработка чертежа отливки

 

Чертеж отливки разрабатывается по чертежу готовой детали, на поверхности которой назначаются припуски на механическую обработку, напуски и формовочные уклоны.

Величина припуска в зависимости от класса точности отливок, размеров и расположения обрабатываемой поверхности по отношению к разъему (верх, низ, бок) регламентируется для чугунного фасонного литья ГОСТом 1855-55, для стального фасонного литья ГОСТом 2009-55 (см. табл. 1 и 2).

Таблица 1

Припуски на механическую обработку для отливок из серого чугуна

Наибольший габаритный размер детали, мм	Положение поверхности при заливке	Номинальный размер, мм
до 50	50-120	121-200	261-500	501-800	801-1250
II класс точности
до 120	Верх Низ, бок	3,5 2,5	4,0 3,0	-	-	-	-
121-260	Верх Низ, бок	4,0 3,0	4,5 3,5	5,0 4,0	-	-	-
261-500	Верх Низ, бок	4,5 3,5	5,0 4,0	6,0 4,5	6,5 5,0	-	-
01-800	Верх Низ, бок	5,0 4,0	6,0 4,5	6,5 4,5	7,0 5,0	7,5 5,5	-
801-1250	Верх Низ, бок	6,0 4,0	7,0 5,0	7,0 5,0	7,5 5,5	8,0 5,5	8,5 6,5
1251-2000	Верх Низ, бок	7,0 4,5	7,5 5,0	8,0 5,5	8,0 6,0	9,0 6,5	9,0 6,5
III класс точности
до 120	Верх Низ, бок	-	4,5 3,5	-	-	-	-
121-260	Верх Низ, бок	-	5,0 4,0	5,5 4,5	-	-	-
261-500	Верх Низ, бок	-	6,0 4,5	7,0 5,0	7,0 6,0	-	-
501-800	Верх Низ, бок	-	7,0 5,0	7,0 5,0	8,0 6,0	9,0 7,0	-
801-1250	Верх Низ, бок	-	7,0 5,5	8,0 6,0	8,0 6,0	9,0 7,0	10,0 7,5
1251-2000	Верх Низ, бок	-	8,0 6,0	8,0 6,0	9,0 7,0	9,0 7,0	10,0 8,0

 

Таблица 2

Припуски на механическую обработку для стальных отливок

Наибольший габаритный размер детали, мм	Положение поверхности при заливке	Номинальный размер, мм
до 120	121-260	261-500	501-800	801-1250	1251-2000
II класс точности
до 120	Верх Низ, бок		-	-	-	-	-
121-260	Верх Низ, бок			-	-	-	-
261-500	Верх Низ, бок				-	-	-
501-800	Верх Низ, бок					-	-
801-1250	Верх Низ, бок						-
1251-2000	Верх Низ, бок
III класс точности
до 120	Верх Низ, бок		-	-	-	-	-
121-260	Верх Низ, бок			-	-	-	-
261-500	Верх Низ, бок				-	-	-
501-800	Верх Низ, бок					-	-
801-1250	Верх Низ, бок						-
1251-2000	Верх Низ, бок

 

Отверстия малых диаметров, впадины, пазы и другие особенности конфигурации детали, не выполняемые литьем, зачеркиваются сплошной линией. Слой металла, оставляемый на месте не выполняемых литьем элементов детали, называется напуском, который, как и припуск, подлежит удалению механической обработкой.

Все поверхности модели, перпендикулярные плоскости разъема, должны иметь формовочные уклоны, облегчающие извлечение модели из формы. Следовательно, формовочные уклоны будут иметь место и на отливке, т.к. последняя повторяет наружную конфигурацию модели. На обрабатываемых поверхностях формовочный уклон назначается сверх припуска на механическую обработку. Значения формовочных уклонов для наружных поверхностей моделей регламентируются ГОСТом 3212-57 (табл. 3).

 

Таблица 3

Формовочные уклоны

Измеряемая высота поверхности модели, мм	Модель
металлическая	деревянная
до 20	10 30¢	30
21-50	10	10 30¢
51-100	00 45¢	10
101-200	00 30¢	00 45¢
201-300	00 20¢	00 30¢
301-500	00 20¢	00 30¢
501-800	-	00 30¢
801-1180	-	00 20¢
1181-1600	-	00 20¢
1601-2000	-	00 20¢
2001-2500	-	00 15¢
более 2500	-	00 15¢

 

Разработка чертежа модели

Модель и стержневой ящик образуют модельный комплект. Модель - это прообраз будущей отливки. С помощью модели формообразуется, в основном, наружная… Таблица 4 Линейная усадка литейных сплавов Сплав Линейная усадка, % мелкое литье среднее…

Разработка чертежа стержня

Если модель служит для получения наружной конфигурации будущей отливки, то стержень формирует ее внутренние очертания. Стержни изготовляют из… Для более высокой газопроницаемости в стержне делают вентиляционные каналы.… На чертеже стержня должны быть показаны вентиляционный канал и арматура.

Расчет литниковой системы

, м2, где Q, кг – масса отливки и прибыли, r, кг/м3 – плотность металла (для чугуна и стали r » 7800 кг/м3),

Выбор опок

В зависимости от годовой программы можно подбирать опоки либо для изготовления одной отливки, либо для изготовления двух и более отливок… Данные для ориентировочного определения размеров опок представлены на рисунке…

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОВАНОЙ ЗАГОТОВКИ

1. Назначить по ГОСТ 7062-90 припуски, допуски и напуски. 2. Вычертить эскиз поковки. 3. Определить массу поковки.

Разработка эскиза поковки

  Таблица 10 Припуски на механическую обработку и предельные

Определение массы и размеров исходной заготовки

Наибольшее распространение в кузнечно-прессовых цехах получили нормальные и удлиненные слитки с восьмигранным поперечным сечением. Масса таких… Слиток состоит из трех основных частей. Масса донной части обозначается ,… Масса слитка, необходимого для изготовления поковки:

Режим нагрева и охлаждения

График горячей обработки слитка до момента получения заданной по чертежу поковки состоит из нескольких этапов (рисунок 4): 1 – нагрев заготовки до… Если слитки привозят к ковочному прессу нагретыми до температуры 650-700 0С…  

Определение последовательности кузнечных операций

Основные технологические операции – это операции, связанные с изменением формы и размеров слитка или промежуточной заготовки, с целью получения… Вспомогательные операции – это операции, связанные с подготовкой слитка или… Отделочные операции - это операции, связанные с получением требуемого по чертежу качества поверхности поковки.

Разработка технологического процесса изготовления поковки горячей объемной штамповкой

Технологический процесс разрабатывают в следующем порядке. 1. Рассчитать массу детали. 2. Определить степень сложности поковки.

Разработка чертежа поковки

1) точность изготовления: I класс – повышенная; II класс – нормальная; 2) группа стали: М1 – углеродистая сталь, легированная сталь с содержанием… 3) степень сложности поковки: С1, С2, С3, С4;

Выбор исходной заготовки

Для определения массы исходной заготовки необходимо рассчитать ее объем. При штамповке вдоль оси (в торец) объем исходной заготовки определяется… , где – коэффициент, учитывающий угар металла, ; – объем холодной поковки, определяемый по чертежу (по номинальным…

Особенности нагрева при штамповке

Ориентировочно время нагрева кованных и катанных заготовок из углеродистой конструкционной стали при одиночном расположении в печи можно определить… Таблица 6: Время нагрева кованных и катанных заготовок (М1) при одиночном расположении в печи, мин Диаметр или сторона …

Технологические операции

Технологические операции штамповки предназначены для приближения исходной заготовки к форме и размерам поковки. Каждая технологическая операция выполняется в соответствующем ручье (полости) штампа. Наименование операции и соответствующего ей ручья одинаковы.

Все операции делятся на заготовительные и штамповочные. К заготовительным операциям относятся пережим, подкатка, протяжка, формовка, гибка, осадка, высадка, отрубка, прошивка, к штамповочным операциям – предварительная (черновая) и окончательная (чистовая) штамповка.

Предварительная штамповка производится в предварительном ручье штампа; окончательная – в окончательном ручье. Предварительный ручей отличается от окончательного большими радиусами закругления, штамповочными уклонами и отсутствием облойной канавки. Штамповка в штамповочных ручьях осуществляется нанесением нескольких ударов максимально возможной силы.

Предварительная термическая обработка

Предварительной термической обработке подвергаются заготовки деталей с целью устранения дефектов предыдущих операций горячей обработки (литья,… Для определения времени t1 можно воспользоваться эмпирической формулой t1 = КD,

Разработка технологического процесса механической обработки

Технологический процесс механической обработки должен обеспечить: точность геометрических параметров поверхностей, качество поверхностей, заданную… Следует начинать с разработки технологического маршрута обработки, обоснования… По обоснованному технологическому маршруту следует выбрать модели станков, приспособлений, режущие и мерительные…

Окончательная термическая (химико - термическая) обработка

Стальные детали, относящиеся к I-ой группе (цементуемые стали), подвергаются цементации (нитроцементации), полной закалке и низкому отпуску. Оптимальная глубина цементованного слоя для большинства деталей горных машин… Нитроцементация проводится при температур 820-860°С со скоростью 0,15 мм/ч; глубина слоя 0,2-0,8 мм.

Режимы термической обработки цементуемых сталей

После цементации

* Вид термической обработки: З - закалка, О - отпуск. ** Стали 12ХН3А, 18Х2Н4МА после цементации подвергаются промежуточному… Времена нагрева деталей под закалку (t1) и выдержки (t2) при соответствующей температуре аналогичны, используемым при…

ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Чертежи должны быть выполнены в соответствии со всеми нормами и требованиями ЕСКД.