1. Технологическая часть

1.1 Описание детали (назначение, особенности конструкции, химический состав и физико-механические свойства материала

Ниппель переходной применяется а тех случаях, когда необходимо выполнить соединение труб различного диаметра, кроме того, он может обеспечить изменение скорости потока жидкости в трубах, имеющих маленький диаметр. Ниппель переходной может быть концентрического и эксцентрического типа. Вертикальные трубы обычно соединяются концентрическими переходными ниппелями, а горизонтальные – эксцентрическими. 

Ниппель для временного соединения обычно снабжается односторонним клапаном и используется во всевозможных пневматических (надувных) устройствах, в частности, велосипедных, автомобильных и авиационных шинах, спасательных плотах и жилетах, мячах и т. п.

В случае постоянного соединения трубопроводов ниппель может попутно исполнять и функцию их механического (силового) скрепления. В частности, сантехнический радиаторный ниппель применяется для соединения между собой секций батарей отопления и выполняется одновременно с левой и правой резьбой, что позволяет, вращая его специальным ниппельным ключом, стягивать вместе обе детали одновременно.

Таблица 1- Химический состав Ст40Х ГОСТ 4543-71

Марка стали	Массовая доля элементов в %
	Углерод	Марганец	Кремний
Ст40Х	0,14-0,22	0,40-0,65	0,12-0,30

Таблица 2- Физико-механические свойства Ст40Х ГОСТ 4543-71

Марка стали	Временное сопротивле-ние разрыву Rm, МПа	Предел текучести, Rр0,2, МПа	Относительное сужение Z, %
Ст40Х	380-490	250-210	26-23

1.2 Определение типа производства

Под типом производства понимается совокупность признаков, определяющих характеристику организационно-технологическо-производственного процесса, осуществляемого как на одном рабочем месте, так и на совокупности их в масштабе участка, цеха, завода

Для изготовления детали(червяк) в количестве 2100 штук выбираем тип производства по следующим критериям:

Количество - 2100шт, масса-0,8 кг, следовательно тип производства –среднесерийный, для которого характерны следующие признаки:

-номенклатура - ограничена сериями;

-повторяемость выпуска - периодический повтор;

-применяемое оборудование - универсальное и специальное;

-расположение оборудования- групповое;

-разработка техпроцесса- подетальная;

-применяемый инструмент- универсальный и специальный;

-закрепление деталей и операций за станками - определенные операции и детали закреплены по техпроцессу;

-себестоимость и трудоемкость единицы продукции – средняя

Определяем предварительный размер партии:

(1)

N-годовой выпуск изделий;

t-количество дней, на которое необходимо иметь запас деталей;

t=10-для средних деталей;

Ф-число рабочих дней в году, Ф=247дней

Определяем количество партий:

₍₂₎

1.3 Выбор прогрессивного способа получения заготовок

Процесс метода получения заготовки тесно связан с последующей механической обработкой, трудоемкостью, которая в высокой степени зависит от точности выполнения заготовки и приближения ее формы к конфигурации заготовки.

Для определения правильного способа получения заготовки необходимо учитывать материал детали, условия ее эксплуатации, технические требования на изготовление, объем и серийность выпуска, форму и размеры детали. Оптимальный метод получения заготовки определяется на основании всестороннего анализа перечисленных факторов и технико-экономического расчета себестоимости детали. Оптимальным считается метод получения заготовки, обеспечивающий технологичность изготовления из нее детали при минимальной себестоимости.

Сравним два варианта получения заготовки из круглого сортового проката и поковкой в подкладных штампах. При методе получения заготовки

поковкой мерные отрезки сортового проката, нарезанного на механической пиле, подогревают в печи кузнечного цеха, после чего подают на ковку паровоздушными молотами в подкладных штампах. После горячей ковки заготовка принимает цилиндрическую форму со ступенями.

Вариант 1

По первому варианту заготовка изготавливается из сортового проката круглого профиля по ГОСТ 2590-88.

Размер проката рассчитываю исходя из припусков на механическую обработку [4, стр.41, табл. 3.13]. При точении припуск на обработку составляет 3,8 мм.

По расчетным данным выбираю размер сортового проката обычной точности:

Круг 52 ГОСТ 2590-88

Ст3сп 2 ГОСТ 380-71

Определяем припуск на подрезку торцовых поверхностей заготовки

[3, стр.40, табл. 3.12].

Припуск составляет z_подр=1,9 мм на сторону.

Общая длина заготовки:

L_з= L_д+2·z_подр, (3)

L_д – номинальная длина детали, мм.

L_з= 77+2·1,9=80,8 мм

Объем V_з , см³, заготовки находим по формуле:

V_з, (4)

D_з.п.- диаметр заготовки, взятый с плюсовым припуском;

V_з см³,

Определяем массу заготовки М_з, кг по формуле:

М_з = γ · V_з , (5)

γ - плотность материала, кг/см³;

V_з – объем заготовки, см³.

М_з =141,9 · 0,00785=1,11 кг

Выбираем оптимальную длину проката для изготовления заготовки.

Потери на зажим заготовки L_заж принимаем 5 мм.

Заготовку отрезают на ножницах. Это самый производительный и деше­вый способ.

Длину торцового обрезка проката L_об, мм определяем из соотношения:

L_об= (0,03 - 0,06) d (6)

d — диаметр сечения заготовки, мм.

L_об=0,03 · 90=27мм

Число заготовок х, шт., исходя из принятой длины проката по стандартам, определяется по формуле:

х = (7)

Из поката длиною 4м

х₄ =шт.

Принимаю 45 заготовок из данной длины проката.

Из проката длиною 7м

Х₇ =шт.

Принимаю 81 заготовок из данной длины проката.

Остаток длины (некратность) L_нк, мм определяется в зависимости от принятой длины проката по формуле:

L_нк= L_пр – L_от – L_заж - (L_з · х) (8)

или остаток длины П _нк, %

П _нк= (9)

из проката длиною 4м

L_нк4 = 4000 - 27 – 5- (80,8·45) =77 мм

П _нк4 =

из проката длиною 7м

L_нк7 = 7000 - 27 – 5 -(80,8·81) =24,2 мм

П _нк7 =

Из расчетов на некратность видно, что прокат длиною 7 м для изготовления заготовок более экономичен, чем прокат длиною 4 м.

Потери материала на зажим при отрезке П_заж, % по отношению к длине проката составят:

П_заж = (10)

П_заж =

Находим потери материала на длину торцевого обрезка проката П_от в процентном отношении к длине проката:

П_от = (11)

П_от =

Общие потери П_по, % к длине выбранного проката

П_по = П_нк + П_от + П_заж (12)

П_по = 0,35+0,38+0,71=1,44 %

Расход материала на одну деталь М_зп , кг с учетом всех технологических неиз­бежных потерь определяем по формуле:

М_зп = (13)

М_зп = кг

Определяем коэффициент использования материала по формуле:

К_им = (14)

М_д - масса детали, кг;

М_зп - масса заготовки с учетом технологических потерь.

_Ким =

Вариант 2

Второй способ получения заготовки – объемная штамповка на горизонтально-ковочной машине (ГКМ). Для обоснования выбора заготовки имеем следующее по ГОСТ 7505:

1. Группа стали М1.

2. Степень сложности С1.

3. Класс точности поковки устанавливается в зависимости от технологического процесса и оборудования для ее изготовления. Для гидравлических прессов – Т1.

4. Исходные данные для последующего назначения основных припусков и допускаемых отклонений определяются от массы, марки, степени сложности М1 и класса точности поковки.

5. Исходный индекс – 15.

6. Рассчитываем объем:

V=π V=πdL/4 (15)

V₁=3,14·2,14²·2,2/4=13 см³

V₂=3,14·5,1²·1,4/4=29 см³

V₃=3,14·3,4²·4,9/4=44 см³

V₃=3,14·0,6²·8,1/4=2,3 см³

V_об.= 13+29+44-2,3=85,7 см³

7.Определяем массу заготовки: (16)

G_заг=γ· V=0,00785кг/см²·83,7=0,9 кг.

Принимаем технологические потери (облой, угар),

П_т - коэффициент потерь, П_т=15%,

G_зп= G_заг(100+ П_т)/100=0,9(100+15)/100=1,04 кг. (17)

8. Коэффициент использования металла К_им

К_им=0,8/0,9=0,89

Основным показателем, характеризующим экономичность выбранного

метода изготовления заготовок, является коэффициент использования материала, который при изготовлении деталей из штамповок составляет К_им =0,89, из проката К_им=0,7.

Расчет двух вариантов получения заготовки показывает, что заготовка, полученная в результате штамповки более экономична по использованию материала, чем заготовка, полученная из проката, поэтому в качестве прогрессивного метода получения заготовки принимаем штамповку.