Введение
Целью курсового проекта является углубление и закрепление знаний в области технологии, механизации и автоматизации.
Задачи курсового проекта:
Оценка технологичности конструкции, выбор и подробная разработка технологической последовательности изготовления деталей, узлов и подузлов, включая заготовительные, сборочные и сварочные операции, контроль;
Выбор способа и метода сварки, расчет параметров процесса;
Выбор оборудования из номенклатуры выпускаемого серийно, наиболее рационального для выполнения тех или иных операций и развитие навыков в проектировании специальной технологической оснастки и инструмента.
Исходными данными для выполнения курсового проекта являются:
чертеж изделия: коленчатый вал
годовая программа выпуска: n=500 шт.
способы сварки для соединения составных частей изделия: автоматическая сварка под флюсом и электрошлаковая сварка
материал изделия: Сталь 15
Характеристика изделия
Сварку применяют не только как способ соединения деталей, но и как технологический способ изготовления самих деталей. Сварные детали во многих случаях с успехом заменяют литые и кованые. Для изготовления сварных деталей не требуется моделей, форм или штампов. Это значительно снижает их стоимость при единичном и мелкосерийном производстве. Сварка таких изделий, как зубчатые колеса или коленчатые валы, позволяет изготовлять их более ответственные части (венец, шейка) из высокопрочных сталей, а менее ответственные (диск и ступица колеса, щека коленчатого вала) из дешевых материалов. По сравнению с литыми деталями сварные допускают меньшую толщину стенок, что позволяет снизить массу деталей и сократить расход материала. Большое распространение получили штампосварные конструкции, заменяющие фасонное литье, клепаные и другие изделия. Применение сварных и штампосварных конструкций позволяет во многих случаях снизить расход материала или массу конструкции на 30...50%, уменьшить стоимость изделий в полтора — два раза.
Применение сварных конструкций гарантирует бесспорное снижение веса конструкций тогда, когда литые конструкции не могут быть технологически выполнены, в частности с толщиной стенок, допускаемой прокатом. Так, например, литая конструкция ограждения коленчатого вала весила 123 кг, а сварная только 17,8 кг.
Результаты усталостных испытаний натурных секций крупных сварных валов позволили сделать вывод, что метод контактной сварки непрерывным оплавлением можно применять для изготовления многоопорных коленчатых валов мощных дизелей. Зона сварного шва, расположенная посередине шатунных и коренных шеек, не является опасной с точки зрения сопротивления усталости. Испытания натурного вала дизеля, состоящего из восьми подобных секций и изготовленного по указанной выше технологии, были проведены на специальном стенде завода Русский дизель. Результаты испытаний подтвердили возможность изготовления крупных коленчатых валов дизелей методом контактной сварки и равнопрочность указанных сварных валов цельнокованым валам.
Во всех коленчатых валах, как в кованых, так и сварных, разрушение происходило от масляного отверстия диаметром 5 мм в шейке.
При наличии трещины в сварном шве между телом коленчатого вала и диском шестерни шов срубить до устранения трещины и заварить вновь, а затем проверить биение торцовых поверхностей диска относительно осей коренных шеек. Биение не должно быть более 0,065 мм.
Для коленчатых валов (в том числе и для сварных) имеется возможность дополнительного повышения усталостной прочности за счет применения поверхностного наклепа галтельного сопряжения. После упрочняющей чеканки вибрирующим роликом галтелей коренных и шатунных шеек секция коленчатого вала прошла базу испытаний 10 циклов при напряжениях 5,0 кгс/мм (по шейке) и 10,6 кгс/мм (по щеке). Секция коленчатого вала с неупрочненными галтелями, испытанная на этом же уровне напряжений, сломалась после 1,1 >10 циклов.
Рис 1. Чертеж изделия