Выбор заготовки и характеристика материала детали
Введение
Актуальность работы. В настоящее время обработка конструкционных материалов является основным методом получения деталей и узлов машин и
механизмов в различных отраслях промышленности. Обработка конструкционных материалов включает в себя широкий круг приемов и способов изготовления деталей и изделий, таких как: обработка материалов резанием, обработка металлов давлением, термическая обработка, химико-термическая обработка, электрофизические и электрохимические методы обработки и др. Поэтому изучение научной дисциплины “Обработка конструкционных материалов” является необходимой составляющей в системе подготовки учителя технологии и предпринимательства для его будущей профессиональной деятельности в школе.
Целью данной курсовой работы является закрепление теоретических знаний, приобретенных студентами во время лекционных и лабораторных занятий, путем практического применения их при разработке технологического процесса обработки детали.
В свете достижения поставленной цели необходимо выделить ряд задач:
1. Выбрать и проанализировать литературу, методические указания к написанию курсовой работы по ОКМ;
2. Применить графические умения и навыки для выполнения графической части курсовой работы;
3. Описать деталь и обосновать выбор заготовки для нее;
4. Составить технологический процесс изготовления детали (выбрать оборудование, инструмент, приспособление, методы обработки);
5. Выполнить расчет режимов резания на 3 операции;
6. Начертить карту наладок на 3 операции.
Пояснительная записка состоит из введения, описания детали, выбора заготовки и характеристики материала детали, разработки технологического процесса изготовления детали, расчета режимов резания, усилий, мощности, машинного времени на точение, сверление, фрезерование, шлифование и списка литературы.
Описание детали
Деталь «Винт» представляет собой в целом цилиндрическое тело с наибольшими габаритными размерами: диаметром 20 мм и длиной 66 мм. Деталь имеет три ступени: первая ступень представляет собой цилиндрическое тело длиной 52 мм, на котором нарезана резьба М12-8q на длину 27 мм, также выполнена фаска 1х45°; вторая ступень представляет собой цилиндрическое тело 20 мм длиной 3 мм, на котором выполнена фаска 1х45°; третья ступень представляет собой цилиндрическое тело 14 мм длиной 11 мм, на котором профрезерованы четыре грани в размер 10 мм на глубину 10 мм.
Неуказанные предельные отклонения размеров соответствуют 14-ому квалитету точности.
Шероховатость большинства поверхностей детали составляет 
мкм; шероховатость торца 20 
мкм.
Деталь предположительно служит в качестве крепежного элемента в каком-либо приспособлении.
После механической обработки деталь подвергают химическому оксидированию.
Масса детали – 0,07 кг.
Выбор заготовки и характеристика материала детали
Деталь «Винт» имеет несложную форму. Материалом детали «Винт» является сталь 45 по ГОСТ 1050-88. Выбираем заготовку исходя из задания, что деталь изготавливаем в условиях, приближенных к мелкосерийному производству. Поэтому поковку выбирать нецелесообразно, так как стоимость штампа значительно удорожит себестоимость детали.
Штамповка - процесс пластической деформации материала с изменением формы и размеров тела. Существуют два основных вида штамповки - листовая и объёмная. Листовая штамповка подразумевает в исходном виде тело, одно из измерений которого пренебрежимо мало по сравнению с двумя другими (лист-до 6 мм). В противном случае штамповка называется объёмной. Для процесса штамповки используются прессы - устройства, позволяющие деформировать материалы с помощью механического воздействия.
Поковка - это заготовка или готовое изделие, получаемое свободной ковкой или штамповкой. Такие заготовки, как исходный материал для дальнейшего изготовления различных деталей, широко применяются на производстве. Готовые изделия сразу после изготовления могут использоваться в качестве деталей и узлов машин.
Исходя из того, что наибольший размер детали 20 мм и припусков в качестве заготовки выбираем пруток горячекатаный круглого сечения 25 мм обычной точности по ГОСТ 2590-88. Это обеспечит меньший расход материала.
Таким образом заготовкой является круглый прокат, обозначение которого:
Круг 
.
Обозначение материала детали – сталь 45 ГОСТ 1050-88 (сталь углеродистая качественная конструкционная).
Физические свойства [5, с. 101]:
а) плотность стали 
б) теплопроводность составляет 
.
в) температурный коэффициент линейного расширения 
.
г) примерная температура плавления 
.
Химический состав и свойства стали 45 [6, с. 65]:
а) Углерод С = 0,42…0,5 %;
б) Марганец Mn = 0,5…0,8 %;
в) Кремний Si = 0,17…0,37 %;
г) Хром Cr < 0,25 %;
д) Никель Ni < 0,25 %.
Так как в материале детали находится менее 0,25 % хрома, то данная сталь относится к некоррозионностойким.
Механические свойства стали 45 в состоянии поставки [4, с. 67]:
а) Временное сопротивление разрыву в = 620 МПа;
б) Напряжение при котором остаточная деформация равна 0,2% 0,2=340 МПа;
в) Предел текучести т = 355 Н/мм2;
г) Относительное удлинение = 20%;
д) Относительное сужение = 45%;
е) Ударная вязкость КСU = 0,5 МДж/м 2
ж) Твердость 207 НВ.
Технологические свойства:
Обрабатываемость давлением и сваркой – удовлетворительная.
Обрабатываемость режущим инструментом – хорошая.
Склонность к ТО – средняя, но прокаливаемость невелика.
Сталь 45 не подвергается литью.
Эксплуатационные свойства:
Материал является дешёвым, в связи с тем, что в его составе нет легирующих элементов: хрома, ванадия, титана, вольфрама; при этом он не является жаропрочным, жаростойким, то есть при высоких температурах будут ухудшаться механические характеристики, и появится окалина, приводящая к разрушению металла.
Коэффициент использования материала определяем по формуле:
, (2.1)
где MД – масса детали, кг; МД = 0,07 кг.
MЗ – масса заготовки, кг.
Массу заготовки определяем по формуле:
МЗ = · VЗ, (2.2)
где – плотность материала детали, кг/м3;
VЗ – объем заготовки, м3.
,
г.
.