Разработка технологического процесса
Министерство сельского хозяйства и продовольствия Российской Федерации
Главное управление высших учебных заведений
Башкирский ордена Трудового Красного Знамени Государственный аграрный университет
Факультет: механизация сельского хозяйства
Направление - 560800 ВлАгроинжениерияВ»
Кафедра: - ВлТехнологии металлов и ремонта машинВ»
Разработка технологического процесса
термической обработки детали
Домашнее задание
Выполнил: студент 2 курса 6 группыДавлетшин Э.Р. подпись
дата | Руководитель: профессор Левин Э.Л. Оценка подпись дата |
Уфа 2001.
Содержание
1) Чертёж детали 3
2) Исходные данные 4
3) Характеристика детали 4
4) Анализ условий работы 4
5) Характеристика заданной марки стали 4
6) Выбор вида термической обработки 5
7) Выбор последовательности всех операций термической обработки 6
8) Назначение режимов окончательной термической обработки 6
9) Выбор оборудования 6
10) Технологическая (операционная) карта 6
11) Разработка мероприятий по безопасности жизнедеятельности 7
12) Список использованной литературы 7
2) Исходные данные.
Наименование детали тАУ вал первичной коробки передач;
Марка стали тАУ 25ХГМ;
Твёрдость HRC 60тАж64;
Тип производства тАУ массовое.
3) Характеристика детали.
Вал первичной коробки передач представляет собой поверхность, составленную из цилиндров различного диаметра. Имеющий фаски по обеим торцевым поверхностям, шлицы. Выполнен в виде блока ведущих шестерён, которые находятся в постоянном зацеплении с ведомыми шестернями всех передач переднего хода.
4) Анализ условий работы.
Вал первичной коробки передач расположен внутри картера коробки передач. При замене требуется разборка узла. Первичный вал тАУ деталь ответственная. Вал постоянно вращается. В процессе эксплуатации деталь подвергается напряжению кручения, трения скольжения с переменной нагрузкой и ограниченной смазкой. Предполагаемые повреждения тАУ усталостные изломы, изнашивание и трещины. Зубья не должны иметь сколов, забоин. Шлицы и канавки вала не должны иметь вмятин, задиров, чтобы обеспечить безлюфтовую посадку ступиц синхронизатора. Поэтому материал вала должен быть твердым, износостойким, выдерживать большие контактные нагрузки и обладать высокой контактной выносливостью. Обеспечить такие требования может легированная сталь с содержанием углерода (0,15-0,25)%С, после термической обработки на максимальную твёрдость HRC60тАж65.
5) Характеристика заданной марки стали.
Сталь 25ХГМ можно классифицировать по следующим признакам:
- по назначению - конструкционная (машиностроительная) цементируемая (нитроцементируемая);
- по химическому составу тАУ легированная;
- по содержания углерода тАУ низкоуглеродистая;
- по степени раскисления тАУ спокойная.
Критические и мартенситные точки:
АС1 = 770 `С
Аr1 = 665 `C
АСm = 825 `C
Аrcm = 740 `C
АС3 = 860 `C
Химический состав стали 25ХГМ в % по ГОСТ 4543-71:
| C | Mn | Cr | Mo | Не более |
| P | S | Cu | Ni |
| 0,23 тАУ 0,29 | 0,90тАУ 1,2 | 0,90 тАУ 1,2 | 0,20 тАУ 0,30 | 0,035 | 0,035 | 0,30 | 0,30 |
Механические свойства стали 25ХГМ в состоянии поставки: твёрдость в горячекатаном состоянии тАУ НВ2050тАж2150.
6) Выбор вида термической обработки.
Сталь 25ХГМ поставляется заказчику в горячекатаном состоянии. После прокатки сталь охлаждают на воздухе. Структура тАУ мелкозернистый перлит и феррит. Твёрдость тАУ НВ2050тАж2150. Механическая обработка резаньем стали такой структуры и твёрдостью очень затруднена. С целью улучшения обрабатываемости и подготовки структуры к окончательной термической обработке сталь подвергают предварительной термической обработке.
6.1) Предварительная термическая обработка:
Способ предварительной термической обработки выбирается в зависимости от марки стали. Для заготовки из стали 25ХГМ выбираем изотермический отжиг. Отжиг состоит в нагреве до определённой температуры с последующей выдержкой и медленным охлаждением в печи для получения равновесной, менее твёрдой структуры, свободной от остаточных напряжений.
Температура нагрева для отжига рассчитывается по формуле:
tn = АС3+(30тАж50)`C = 860 + (30тАж50)`С = 890тАж910`C
Отжиг производится в следующей последовательности:
1) Нагрев до температуры 890тАж910`C;
2) Сравнительно быстрое охлаждение до 615тАж635`C;
3) Выдержка. Время изотермической выдержки определяем по справочнику. Для каждой стали свой график изотермического процесса ;
4) Охлаждение на воздухе.
6.2) Окончательная термическая обработка:
Операция окончательной термической обработки выбираются в зависимости от технических требований к заданной детали. Так как по техническим требованиям необходима высокая твёрдость и контактная выносливость, выбираем, с учётом марки стали следующие операции: цементация, закалка в масле и низкий отпуск. Цементацией называется процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя стальных деталей углеродом.
7) Выбор последовательности всех операций термической обработки.
Назначаем последовательности всех операций изготовления вала первичной коробки передач (от проката до готового изделия). Последовательность операций изображается графически с указанием номера операции в общем техническом процессе изготовления детали (см. рис. 7.1).
8) Назначение режимов окончательной термической обработки.
1) Температура нагрева рассчитаем по формуле:
tn = АС3+(30тАж50)`C = 860 + (30тАж50)`С = 890тАж910`C
2) Время выдержки. Учитывая, что при газовой цементации цементированный слой толщиной 1 мм образуется за 6 - 7 часов, примем время выдержки равное 10 тАУ 12 часам.
3)В качестве закаливающей среды выбираем масло трансформаторное, температурой 170`C.
4) Температура нагрева при отпуске: tн =180`C
5) Продолжение отпуска: 1,5-2 часа.
Окончательная структура после термической обработки тАУ мартенсит отпуска с включениями глобулярных карбидов, сердцевина тАУ сорбит, тростит.
Механические свойства 25ХГМ после термической обработки:
Твёрдость поверхности тАУ HRC58тАж63, сердцевины тАУ HRC35тАж45.
sв = 1080МПа; sт = 1080МПа; d=10%; KCU=78 Дж/см
9) Выбор оборудования.
Выбор оборудования производим в соответствии с назначенными видами и рассчитанными видами термической обработки.
Выбираем:
Для цементации - шахтная печь для газовой цементации СШЦ тАУ 3.4/10. Диаметр 300 мм, высота 600 мм, максимальная температура 1050 `C, мощность 20 КВт.
Для отпуска - отпускной конвейерный электропечной агрегат с защитной атмосферой СКО-20.155.04/3 Максимальная температура нагрева 300`C, мощность 350КВт, площадь пода 2*1,5м.
Для отжига тАУ закалочная печь с защитной атмосферой.
10) Технологическая (операционная) карта.
Технологическая карта приведена в конце работы.
11) Разработка мероприятий по безопасности жизнедеятельности.
1) При работе с использованием печей с контролируемой атмосферой регулярно проверить газоплотность печей.
2) При закалке изделий в масляных баках не допускать выброса и загорания масла.
3) Не открывать щитки управления механизмами печей без их обесточивания.
4) Пред началом работы проверить исправность вентиляции.
12) Список использованной литературы:
1) Седов Ю.Е., Адаскин А.М. Справочник молодого термиста. тАУ М.: Высшая школа, 1986. тАУ 239 с.
2) Солнцев Ю.П., Веселов В.А., Демянцевич В.П. и др. Металловедение и технология металлов. тАУ М.: Металлургия, 1988. тАУ 512 с.
3) Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. тАУ М.: Машиностроение, 1990. тАУ 528 с.
Вместе с этим смотрят:
11-этажный жилой дом с мансардой
14-этажный 84-квартирный жилой дом
16-этажный жилой дом с монолитным каркасом в г. Краснодаре
180-квартирный жилой дом в г. Тихорецке
2-этажный 3-секционный 18-квартирный жилой дом в г. Мирном