В данной курсовой работе будет представлен полный технологический процесс изготовления детали элемента конструкции ветродвигателя.
Описание детали
элемент конструкции ветряка
Она является валом ветродвигателя, то есть устройства для использования энергии ветра в качестве силы, приводящей в движение двигатель или механизм.
Мощность такого типа двигателя пропорциональна кубу скорости ветра, и рассчитывается она по формуле
N = сSV3/2
где — скорость ветра, с — плотность воздуха и — ометаемая площадь.
Основное назначение ветродвигателя — преобразование кинетической энергии ветра в механическую энергию за счет вращения вала ветродвигателя.
Эта так называемая ветроустановка позволяет использовать энергию ветра, как для получения электрической энергии, так и для теплоснабжения в весьма экономичном режиме работы.
Элемент конструкции ветряка представляет собой совокупность соединенных между собой конструктивных элементов ветродвигателя.
четыре конструктивных элемента
1) цилиндрический элемент диаметром 40 мм и длиной 45 мм с глухим отверстием диаметром 7 мм и глубиной 15 мм с фасками 2 мм х 30о — в торцевой части данного элемента, а также с фаской 1,5 мм х 45о;
2) шестигранный элемент с размером под ключ 65 и длиной 45 мм, с тремя сквозными цилиндрическими отверстиями диаметром 6 мм с шестью фасками 1мм х 45о соответственно, просверленными перпендикулярно центру каждой грани данного элемента;
3) цилиндрический элемент диаметром 60 мм и длиной 65 мм с прямоугольным пазом длиной 26 мм и глубиной 7 мм, и с фаской 1,5 мм х 45о;
4) цилиндрический элемент с резьбой М 30х 1 и длиной 32 мм, с фаской 1 мм х 45о и с точно таким же отверстием, как и у первого конструктивного элемента.
Все эти конструктивные элементы разъединены между собой соответствующими кольцевыми углублениями — проточками, которые соответствуют своим размерам по ГОСТу: между первым и вторым конструктивными элементами проточка имеет диаметр 34 мм и толщину 5 мм, между вторым и третьим элементами проточка имеет диаметр 50 мм и толщину 5 мм, и между третьим и четвертым элементами она имеет диаметр 24 мм и толщину 3 мм.
Реферат роза ветров
... числе перпендикулярно к среднему направлению ветра и даже против него. Эти элементы турбулентности имеют линейные размеры ... различий температуры, а, следовательно, и плотности, происходит тем интенсивнее, чем быстрее падает температура с высотой. ... Изучить причины образования ветра; Изучить основные характеристики ветра; Изучить влияние местности на типы ветров; Изучить климатические особенности ...
Все поверхности данной детали — вала ветродвигателя — имеют одинаковую шероховатость Ra 12,5, кроме конструктивного элемента, описанного в пункте 3, который имеет шероховатость Ra 1,6.
Деталь будет эксплуатироваться в условиях длительного времени работы, а также она должна обладать высокой жаропрочностью и повышенной хладостойкостью, так как при таких условиях ее можно будет использовать в ветроэнергетических установках, находящихся как в холодных, так и в теплых зонах климатических поясов.
Подбор материала
Учитывая вышеперечисленные условия эксплуатации, можно подобрать для изготовления данной детали деформируемый титановый сплав ВТ 18 системы Ti-Al-Zr—Mo-Nb-Si, относящийся к высокопрочным псевдоб-сплавам. Это один из наиболее жаропрочных и хладостойких титановых сплавов.
Сплав ВТ 18 также рекомендуется для деталей, работающих длительно (до 500 ч).
Химический состав сплава ВТ 18: Fe до 0.15%, C до 0.1%, Si=0.05-0.18%, Mo=0.2-1%, N до 0.05%, Nb=0.5-1.5%, Ti=76.82-82.05% , Al=7.2-8.2%, Zr=10-12%, O до 0.14%, H до 0.015% и прочие примеси — до 0.3%. , Механические свойства: ув= 1130 МПа, д = 6-8%, HB 10-1= 285 МПа. , Физические свойства приведены в Таблице 2.1. , Таблица 2.1 — Физические свойства сплава ВТ 18 , Вид полуфабриката — Пруток ВТ 18 КР 200х 80 ГОСТ 26492-85.
Выбор способа получения заготовки
Вид полуфабриката: пруток диаметром 80 мм и длиной 200 мм. Наиболее эффективный способ получения заготовки — горячая объемная штамповка в закрытом штампе. Плоскость штампа расположена вдоль осевого сечения заготовки.
Обоснование: при использовании данного способа, обработка полуфабриката для создания заготовки даст наиболее точное очертание детали (заготовка — отштампована из прутка с четырьмя элементами с напуском, а эти элементы представляют собой очертания конструктивных элементов детали).
ветродвигатель кинетический энергия
Метод: деформирование нагретой заготовки в специализированном инструменте (штампе), внутренняя полость которого определяет форму и размеры получаемого изделия.
В сумме припуск на обработку первого конструктивного элемента будет составлять 2 мм — на точение (обдирочное +получистовое), третьего — 2,36 мм — на точение (обдирочное + получистовое) и шлифование (получистовое + чистовое), у четвертого — 2,2 мм — на точение (обдирочное +получистовое).
Второй конструктивный элемент — шестигранник — будет получен из цилиндра диаметром 75 мм путем резания дисковой фрезой (припуск до размера под ключ в сумме будет составлять 10 мм, то есть по 5 мм с каждой из сторон от оси вращения).
Изготовление детали
Выбор технологических операций получения детали:
1) точение — для получения поверхностей первого, третьего и четвертого конструктивных элементов, а также для получения проточек методом точения канавки
2) сверление — для получения отверстий в первом, втором и четвертом конструктивных элементах
3) нарезание резьбы — для получения резьбы на поверхности четвертого конструктивного элемента
Кафедра “Безопасность жизнедеятельности” : «Конструктивные элементы ...
Конструкция здания состоит из следующих элементов. Конструктивная схема двухэтажного дома. ... чердачное перекрытие. Фундамент. Фундаменты - подземные части здания, воспринимающие всю нагрузку от здания и (ветер, снег и т. д.), ... фундамента. Расстояние от низшего уровня поверхности земли до подошвы называют глубиной заложения ... между собой путем сварки закладных деталей. Рисунок 1. Типы объемных блоков ...
4) зенкование — для получения фасок в отверстиях первого, второго и четвертого конструктивных элементов
5) шлифование — для получения поверхности третьего конструктивного элемента (после точения)
6) обтачивание — для получения фасок первого, третьего и четвертого конструктивных элементов
7) фрезерование — для получения шестигранной поверхности во втором конструктивном элементе и для получения паза в третьем конструктивном элементе
Далее идет схема обработки детали.
Сначала необходимо убрать напуск до припуска (черновым точением), а затем сделать проточки в заготовке детали между конструктивными элементами с помощью токарной обработки — точением канавки — сначала черновым, а затем получистовым резцом — до получения параметра Ra 12,5
После этого идёт получение поверхностей конструктивных элементов самой детали.
Получение поверхности первого конструктивного элемента — цилиндра диаметром 40 мм с фаской 1,5 мм х 45о, а также с глухим отверстием диаметром 12 мм и глубиной 16 мм с фаской, из заготовки путем механической обработки, а именно точением, сверлением, обтачиванием и зенкованием.
Точение происходит в 2 этапа:
1) обработка поверхности обдирочным резцом до Ra 25 (1,5 мм припуск);
2) обработка получистовым резцом до Ra 12,5 (0,5 мм припуск).
Фаска будет получена обтачиванием поперечной подачи — в 2 этапа:
1) обдирочное — до Ra 25 (2,5 мм припуск);
2) получистовое — до Ra 12,5 (2,2 мм припуск).
Отверстие получают сверлением.
Фаску в отверстии получают угловым зенкованием — до Ra 3,2.
Получение поверхности второго конструктивного элемента — шестигранника с размером под ключ 65 и диаметром сквозных отверстий 6 мм с шестью фасками 1 мм х 45о соответственно, а именно фрезерованием, сверлением, а также зенкованием — для фасок в отверстиях.
Поверхность шестигранника будет получена из цилиндра благодаря фрезерованию — концевой фрезой, которое будет проходить в 2 этапа:
1) черновое (3 мм припуск);
2) получистовое (2 мм припуск).
Три сквозные отверстия, расположенные по центру каждой из граней конструктивного элемента (см. чертеж детали), диаметром 6 мм, необходимо просверлить.
Фаски в отверстиях получают угловым зенкованием — до Ra 3,2.
Получение поверхности третьего конструктивного элемента — цилиндра диаметром 60 мм с пазом длиной 26 мм и глубиной 7 мм, и фаской 1.5 мм х 45о, а именно точением (впоследствии шлифованием — для получения параметра Ra 1,6), обтачиванием — для фаски, и фрезерованием — для паза.
Точение будет происходить в 2 этапа:
1) обработка поверхности обдирочным резцом до Ra 25 (1,7 мм припуск);
2) обработка получистовым резцом до Ra 6,3 (0,5 мм припуск).
Затем пойдет шлифование (круглое) — в 2 этапа:
1) получистовое — до Ra 3,2 (0,1 мм припуск);
2) чистовое — до Ra 1,6 (0,06 мм припуск).
Технология высококачественного окрашивания поверхностей водоэмульсионными ...
... составами окрашивают оштукатуренные, бетонные поверхности. А также поверхности отделанные листами сухой штукатурки. Обои структурные предназначенные под окраску. Нельзя совершенствовать технологию малярных работ без механизации ... офисы помещения. которые, требуют высококачественной отделки. Применить простую ли улучшенную окраску поверхности можно в настоящее время разве что в подсобном помещении ...
Паз будет получен фрезерованием цилиндрической концевой фрезой — в 3 этапа:
1) черновое до Ra 25 (2,5 мм припуск);
2) чистовое до Ra 3,2 (1 мм припуск);
3) тонкое до Ra 1,6 (0,5 мм припуск).
Фаска будет получена обтачиванием поперечной подачи — в 4 этапа:
1) обдирочное до Ra 25 (2,5 мм припуск);
2) получистовое до Ra 6,3 (2,2 мм припуск);
3) чистовое до Ra 3,2 (1,5 мм припуск);
4) тонкое до Ra 1,6 (0,5 мм припуск).
Получение поверхности четвертого конструктивного элемента с резьбой М 30 х 1 и с крепежным отверстием диаметром 12 мм и глубиной 16 мм с фаской из заготовки путем механической обработки, а именно точением, нарезанием резьбы, сверлением и зенкованием.
Точение будет происходить в 2 этапа:
1) обработка поверхности обдирочным резцом до Ra 25 (1,7 мм припуск);
2) обработка получистовым резцом до Ra 12,5 (0,5 мм припуск).
Резьба будет нарезаться круглой плашкой М 30 с шагом 1 мм, до получения параметра Ra 12,5.
Фаска будет получена обтачиванием поперечной подачи — в 2 этапа:
1) обдирочное — до Ra 25 (2,5 мм припуск);
2) получистовое — до Ra 12,5 (2,2 мм припуск).
Отверстие получат сверлением.
Фаску в отверстии получат зенкованием, которое проходит в 2 этапа:
1) черновое — до Ra 12,5;
2) чистовое — до Ra 3,2.
Последовательность обработки резанием пойдет следующим образом:
1) удаление слоя напуска с заготовки — черновым точением — до слоя припуска на механообработку;
2) получение проточек способом точения канавки (сначала — черновым, а затем — получистовым резцом);
3) фрезерование концевой фрезой — для получения поверхности 2 конструктивного элемента (сначала черновое, затем — получистовое) и для получения паза 3 конструктивного элемента (черновое, чистовое и тонкое);
4) точение 1, 2 и 3 конструктивных элементов (сначала черновым, затем — получистовым резцом);
5) сверление отверстий в 1, 2 и 4 конструктивных элементах;
6) зенкование отверстий 1, 2 и 4 конструктивных элементов — для получения в них фасок;
7) шлифование — для окончательного получения поверхности 3 конструктивного элемента (получистовое, затем — чистовое);
8) нарезание резьбы на поверхности 4 конструктивного элемента (плашкой);
9) обтачивание поперечной подачей — для получения фасок на поверхности 1, 2 и 4 конструктивных элементов (для 1 и 4 элементов — обдирочное и получистовое, а для 3 элемента — обдирочное, получистовое, чистовое и, наконец, тонкое — до параметра Ra 1,6).
Таким образом, при таком выборе последовательности обработки резанием можно получить не только наиболее точную деталь, соответствующую своему чертежу, но и равномерно распределить механическую обработку различными инструментами благодаря их наименьшей эксплуатации. Это поможет повысить трудоемкость производства, особенно при таком экономически выгодном способе изготовления, как штамповка.
Заключение
В данной курсовой работе был представлен весь технологический процесс изготовления элемента конструкции ветряка — вала. С помощью рассмотренных в работе этапов создания данной детали, был наглядно и подробно продемонстрирован каждый процесс. При помощи данных процессов, имеется возможность создать точную деталь в машиностроительном цехе любого технического завода.
Технология получения и обработки заготовки
... получения заготовки (литьем или обработкой давлением), а также режима термической или химико-термической обработки, которые формируют эксплуатационные свойства материала, детали. В данной курсовой работе ... обладают более высокой прочностью и жаропрочностью. Они не содержат дефицитных элементов и обладают хорошими технологическими и механическими характеристиками. Например, небольшой интервал ...
Список использованных источников
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/kursovaya/tehnologiya-obrabotki-materialov/
1. Технология самолетостроения: Учебник для авиационных вузов/ А.Л. Абибов, Н.М. Бирюков [и др.].-М.: Машиностроение, 1982. — 551с;
2. Арзамасов Б.Н. Конструкционные материалы: справочник/ Под общ. ред. Б.Н. Арзамасова.-М.:Машиностроение,1990. — 687с;
3. Чимитов П.Е Методические указания по курсовой работе для студентов специальности «самолетостроение»/ П.Е Чимитов. — Иркутск: ИрГТУ, 2013 — 49с.
