Федеральное агентство по образованию рф

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

(СибАДИ)

Сургутский филиал

Расчетно-пояснительная записка к курсовой работе

по материаловедению и ТКМ

Тема: Технологический процесс термической

обработки вал-шестерня

Выполнил: студент Велиханлы Х.Э

Группа: АТ-110

Проверил: Калянов А.И

Сургут – 2011

Федеральное агентство по образованию РФ

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

(СибАДИ)

Сургутский филиал

Задание

на курсовой проект по материаловедению и ТКМ

Студенту АТ факультета 110 группы

Велиханлы Х.Э

Разработать технологический процесс термической обработки

вал-шестерня

Исходные данные:

Вариант – 3б

Материал детали – 60ХФА

Метод упрочнения (термообработки) – ТВЧ

Термообрабатываемая поверхность – Зубья

Глубина упрочняемого слоя, мм – 3,0...3,5

Твердость - 56...60 HRC

Объём курсового проекта: пояснительная записка 23 листа; графический материал 2 листа формата А4

Дата выдачи: "25" 04 2011 г.

Срок выполнения: "25" 05 2011 г.

Студент __________________ (Роспись).

Сургут – 2011

Оглавление работы

1. Введение

1.1. Определение типа производства

1.2. Выбор материала для изготовления детали:

1.2.1. Описание эксплуатационных требований

1.2.2. Описание технологических требований

1.2.3. Описание экономических требований

2. Обоснование способа получения заготовки

3. Разработка технологического маршрута изготовления детали

4. Разработка чертежа заготовки:

4.1. определение класса точности поковки;

4.2. определение группы стали;

4.3. определение степени сложности поковки;

4.4. определение массы заготовки

4.5. выбор конфигурации поверхности разъема штампа;

4.6. определение исходного индекса;

4.7. выбор припусков на механическую обработку;

4.8. определение допусков на размеры поковки;

4.9. выбор кузнечных напусков.

4.9.1. Выбор штамповочных уклонов.

4.9.2. Определение штамповочных радиусов.

4.9.3. Подготовка наметки под прошивку отверстия.

5. Чертеж заготовки.

6. Разработка технологического процесса Т.О.

7. Операционная кapтa

8. Список используемой литературы.

ВВЕДЕНИЕ

Машиностроение является главной отраслью народного хозяйства, которая определяет возможность развития других отраслей.

Машиностроение – комплекс отраслей промышленности, изготовляющих орудия труда, транспортные средства, а также предметы потре6ления и продукцию оборонного назначения. Уровень развития машиностроения определяет производительность труда в целом, качество продукции других отраслей промышленности, о6ороноспособность страны. Машиностроение – техническая основа интенсификации материального производства и база повышения его эффективности. Оно призвано играть ведущую роль в ускорении научно-технического прогресса.

Машиностроение должно развиваться опережающими темпами: предусматривается ускоренное развитие производства приборов и средств автоматизации, вычислительной техники, прогрессивных видов металлоо6рабатывающего и электротехнического оборудования, приборов и аппаратов для атомных электростанций и химической промышленности, сельхозмашин, машин для легкой и пищевой промышленности, транспорта. Наряду с созданием систем и комплексов машин, оборудования и приборов для комплексного технического перевооружения, автоматизации и механизации отдельных отраслей производства, важнейшей задачей машиностроения является создание машин и агрегатов большой единичной мощности для металлургии, угольной, горнодо6ывающей, химической и нефтяной промышленности, энергетики и других отраслей. Наиболее важной частью машиностроения является станкостроительная промышленность, о6еспечивающая машиностроение и другие отрасли металлообрабатывающими станками, кузнечнопрессовым и литейным оборудованием, режущими и измерительными инструментами. Опережающие темпы роста машиностроения позволяют резко увеличить выпуск многих видов изделий, используемых в 6ыту. Отрасль машиностроения охватывает десятки тысяч о6ъединений, заводов, конструкторских и технологических 6юро и научно-исследовательских институтов. Удельный вес продукции машиностроения в о6щем объеме продукции промышленности превышает одну четверть.

Решение этих задач невозможно без совершенствования применяемых конструкционных материалов и без создания новых, более совершенных.

Основными направлениями научно-технического прогресса в промышленности являются: электрификация производства — широкое применение электрической энергии в технологических процессах и двигательных устройствах, в средствах управления производством, широкое развитие и внедрение радиоэлектроники; химизация производства, отличающаяся расширением сырьевой базы промышленности, разработкой и внедрением химических материалов и методов обработки; комплексная механизация и автоматизация производства — замена ручного труда механизмами, переход от механизации отдельных операций к комплексной механизации всего процесса труда, разработка и внедрение в производство автоматизированных систем управления (АСУ) и промышленных роботов, которые завершают комплексную автоматизацию производственных процессов, освобождая человека от участия в процессе производства и возлагая на него функции контроля и оперативного управления, требующие высокой квалификации, создание гибких автоматизированных производственных систем (ГАПС).

На базе новейших научных открытий возникли принципиально новые, более совершенные и производительные технологические процессы, резко увеличивающие производительность труда и повышающие качество продукции. К таким процессам следует, например отнести процессы элионной технологии, которые основаны на использовании сфокусированных лучей различных видов энергии: лазерные, ультразвуковые, плазменные, электронно-лучевые, ионно-лучевые, электроискровые, световые и некоторые другие. Также огромные перспективы имеют нанотехнологии.

Новая техника и технологии, вводимые в производство, должны быть непременно лучше и эффективнее прежних. В противном случае нельзя достигнуть ни роста производительности труда, ни снижения себестоимости продукции, ни увеличить необходимые накопления на повышение жизненного уровня граждан России, на новое строительство, развитие науки, культуры, здравоохранения и т. д.

Также необходимо учитывать, что именно развитие отечественного машиностроения, а не импорт машин, является единственно правильным направлением в прогрессивном развитии промышленности и государства в целом.

Термическая обработка. Термическая обработка представляет собой совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения металлических изделий с целью изменения структуры и свойств сплавов.

Термической обработке подвергают слитки, отливки, поковки, сварные соединения, детали машин, инструменты и др.

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.

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.

Виды термической обработки:

Отжиг (полный, неполный, нормализационный) – это вид термической обработки, в результате которой металл или сплав приобретает равновесную структуру с минимальной свободной энергией, отличающиеся высокой пластичностью и невысокой твердостью. При отжиге сталь нагревают на 30-50⁰С выше критической точки Ас₃ (Ас₁) и после прогрева и последующей выдержки при температуре нагрева, проводят медленное охлаждение. Как правило, детали охлаждают вместе с печью со скоростью 30-100 ⁰С/час. При нормализации сталь после нагрева и выдержки охлаждают на спокойном воздухе.

Закалка – вид термической обработки, в результате которой в сплавах образуются неравновесные структуры (мартенситные), отличающиеся высокой твердостью. Закалка сталей заключается в их нагреве выше критической температуры A₃ (для доэвтектоидных сталей) или A₁ (для заэвтектоидных сталей), выдержке при этой температуре для завершения фазовых превращений и охлаждении со скоростью, равной или большей критической скорости закалки стали в охлаждающих средах.

Отпуск - это вид термической обработки, в результате которой в закаленных сплавах происходят превращения, приближающие их структуру к равновесной. Для обеспечения требуемых свойств, в зависимости от температуры нагрева применяют три вида отпуска: низкий (150–180⁰С), средний (350–450⁰С), и высокий (500–650⁰С).

Поверхностная закалка ТВЧ – используется явление магнитной индукции и поверхностного распределения индуцированного тока в детали. Деталь устанавливается внутрь водоохлаждаемого медного индуктора. Нагрев до температуры закалки происходит за 2 – 10 с. Глубина слоя 2 – 5 мм.

Сердцевина изделия при закалке ТВЧ остается вязкой и изделие может воспринимать ударные нагрузки.

Применятся обычно для углеродистых сталей, содержащих около 0,4%С.