Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Материаловедение и ткм» (стр. 3 из 9)
На ГКМ изготавливаются следующие поковки: зубчатые колеса, шестерни, конические шестерни с валом; цилиндрические шестерни с валом, кольца, втулки, шестерни с фланцем и т. д. (рис.5).
В том случае, когда поковку невозможно технологически выполнить на ГКМ, необходимо проектировать штамповку на кривошипных прессах. На прессах штампуют детали весом до 200 кг типа плоских поковок, шестерен, крестовин, ступенчатых валов, валов-шестерен, поворотных кулаков, рычагов, шатунов, коленчатых валов и т.д. (рис. 6).
Штамповка на кривошипных прессах в 2 – 3 раза производительнее, а припуски и допуски на 20-35% ниже по сравнению со штамповкой на молотах, расход металла поковки снижается на 10 –15%. Допуски и припуски заготовок, штампуемых на кривошипных прессах, принимают по ГОСТ 7505-95.
На рис.5, 6 разделение деталей на группы I, II, III, IV произведено с учетом сложности поковок и точности их изготовления. Кроме того, к I группе относятся детали массового производства и высокой точности изготовления; ко II и III группам – детали серийного производства обычной
 |
и высокой точности.
Рис. 5. Классификация поковок, получаемых на ГКМ [1]
Заготовки, полученные литьем (отливки)
При выборе литой заготовки в первую очередь следует определить класс точности [1, 5] в зависимости от типа производства и способа получения отливки.
Чугунные детали рекомендуется выполнять литьем в песчано-глинистые формы. Стальные отливки сложной формы весом 50 – 500 г рекомендуется отливать по выплавляемым моделям. В металлических формах (кокилях) отливаются детали главным образом из алюминия массой от 5 г до 500 кг. Литье в металлических формах под давлением производится для цинковых, алюминиевых, магниевых и латунных сплавов. Под давлением отливают блоки цилиндров, поршни, корпусы коробок передач, втулки, кольца и др.
В данном курсовом проекте заготовки для автомобильных деталей серийного производства рекомендуется выполнять штамповкой [2, 8]. Методика проектирования и разработки чертежа штампованной заготовки представлены в [9].
| № п/п | Операция | Цех (участок) | Оборудование | Инструмент |
| 1 | Заготовительная | Заготовительный | Пресс-ножницы | Нож |
| 2 | Изготовление заготовки (ковка) | Кузнечный | Ковочный молот | |
| … | ||||
| N | Контроль |
2.5. Разработка технологического процесса термической
обработки
В рамках курсового проекта по дисциплине «Материаловедение и ТКМ» наиболее важным является этап по разработке операций термической обработки детали с выбором необходимого оборудования, оснастки и инструмента.
Технологический процесс - это совокупность последовательных действий по изменению физико-механического состояния предметов труда с целью придания необходимых технических характеристик.
Разработка технологического процесса термообработки начинается с изучения технических условий на изделие. Обычно в технических условиях указывается твердость поверхности изделия, толщина слоя после термической обработки, величина допустимой деформации и другие показатели. После изучения технических условий выбирают основные операции термической обработки, тип оборудования, инструмент и т.д.
Технологический процесс термической обработки деталей включает в себя подготовительные, основные, отделочные и контрольные операции [4].
Подготовительные операции включают в себя комплекс мероприятий, направленных на предохранение изделий от образования трещин и других видов дефектов, например, обезжиривание деталей перед азотированием, укладку их в поддоны, защиту и изоляцию отдельных мест и т.д.
Основные операции включают в себя нагрев изделий для закалки, нормализации, отжига, отпуска, ХТО и т.д., выдержки и охлаждения. Выбор вида термической обработки обусловливается техническими требованиями к поверхностям деталей по физико-механическим свойствам.
Отделочные операции состоят из очистки поверхности деталей, рихтовки и правки после коробления и т.д.
Контрольные операции являются заключительными в технологическом процессе. В них входят контроль твердости, толщины слоя после ХТО и закалки токами высокой частоты (ТВЧ) и т.п. Контроль осуществляется как представителями организации-изготовителя, так и заказчика.
Разработка технологических процессов термической обработки в общем случае включает в себя следующие работы: определение последовательности и содержания технологических операций; назначение и расчет режимов обработки; выбор оборудования; нормирование процесса; выбор средств контроля и испытаний; оформление рабочей документации на технологический процесс.
Выбор вида термической обработки
Все виды термической обработки в зависимости от назначения делятся на предварительные и окончательные.
Предварительная термообработка проводится для улучшения обрабатываемости материала режущим инструментом, повышения его пластичности, снятия внутренних напряжений и улучшения структуры.
Предварительной термообработке подвергаются заготовки деталей машин. К видам предварительной термической обработки, как правило, относятся: отжиг, нормализация, улучшение.
Краткая характеристика видов предварительной термической обработки и область их применения представлены в табл.2.
Окончательная (упрочняющая) термообработка проводится для придания требуемых эксплуатационных характеристик (твердость, износостойкость и т.д.) поверхностям деталей машин.
Все детали, подвергаемые окончательной (упрочняющей) термообработке, можно разделить на две группы. К первой группе относятся детали, работающие на трение, поэтому проведенная термообработка должна обеспечить необходимую твердость, износостойкость поверхностного слоя. Ко второй группе относятся детали, испытывающие при работе значительные нагрузки различного характера: растягивающие, изгибающие, крутящие, контактные.
В деталях, испытывающих в процессе эксплуатации растягивающие и сжимающие нагрузки, напряжения по сечению распределены более или менее равномерно. Для таких деталей применяют сквозную закалку и отпуск.
В деталях, работающих на изгиб, кручение или при высоких контактных нагрузках, сквозное упрочнение сечения не обязательно, но, желательно поверхностное упрочнение при сохранении вязкой сердцевины.
Краткая характеристика видов окончательной термической обработки и область их применения представлены в табл.3.
Таблица 2. Виды предварительной термической обработки
| Наименование обработки | Краткая характеристика и применение | Режим |
| 1 | 2 | 3 |
| Отжиг | Медленное охлаждение нагретой стали (с печью, в горячей золе, песке, цементе и т.п.). В зависимости от температуры нагрева подразделяется на полный, неполный, диффузионный и рекристаллизационный | Скорость охлаждения до 50-100°С/час для углеродистых и 20-60°С/час для легированных сталей, затем на воздухе |
| Полный отжиг | Выравнивает структуру по всей площади сечения; снижает твердость и облегчает обрабатываемость; снимает внутренние напряжения; ликвидирует перегрев, измельчая структуру. Применяется для поковок и отливок только из доэвтектоидных сталей | Температура нагрева на 30-50°С выше АС3 |
| Неполный отжиг (сфероидизация) | Обеспечивает получение зернистого перлита, обладающего лучшей обрабатываемостью, чем пластинчатый перлит. Применяется только для эвтектоидных и заэвтектоидных сталей | Температура нагрева на 30-40°С выше АС1 |
| Диффузионный отжиг (гомоге- низационный) | Выравнивает химический состав по всему сечению. Отливки из легированных доэвтектоидных сталей | Температура нагрева на 150-200°С выше АС3, с длительной выдержкой |
| Рекристаллизационный отжиг | Снимает наклеп, увеличивая пластичность и уменьшая твердость, улучшает обрабатываемость. Все стали после холодной штамповки либо грубой механической обработки | Температура нагрева на 20-50°С ниже АС1 |
| Нормализация | Выравнивает и измельчает структуру; улучшает механические свойства стали; разрушает карбидную сетку у заэвтектоидных сталей. Применяется после горячей или грубой механической обработки стали, перед цементацией и после нее | Нагрев на 30-80°С выше АС3 (Аст), охлаждение на спокойном воздухе |
Рекомендуемый вид окончательной термообработки для различных деталей автомобилей и дорожных машин представлен соответственно в прил. 5.