2
Конструкторско - технологическая часть
2.1 Разработка технологических процессов изготовления
деталей - представителей
2.1.1 Схема маршрутной технологии изготовления деталей- представителей
С годовой программы цеха выбирают не менее двух деталей-представителей, на которые разрабатываются маршрутные технологические процессы их изготовления. Наиболее рациональный вариант процесса устанавливается после технико-экономического анализа возможных методов изготовления детали.
Например, один из вариантов маршрутной технологии изготовления деталей может быть таким:
- приготовление порошковой смеси (отделение порошковой металлур- гии);
- прессование (отделение порошковой металлургии);
- термическая обработка - спекание (отделение порошковой металлургии);
- механическая обработка (механический цех);
- дополнительная термическая обработка (термический цех);
- окончательная механическая обработка (механический цех);
- контроль качества изделий.
Схема маршрутной технологии изготовления методом порошковой металлургии детали-представителя «втулка с буртом» приведена на рисунке
2.1. Исходя из того, что деталь имеет среднюю плотность, высокую точность
исполнительных размеров, и шероховатость, которая может быть получена без дополнительной обработки, для ее изготовления принимается такая
технологическая
схема: приготовление шихты - прессование
- спекание - калибровка - пропитки маслом
- виброобработка - контроль.
Деталь "шестерня" имеет высокую плотность, высокую точность изготовления и высокую твердость поверхности, поэтому для ее изготовления принимается такая технологическая схема: приготовление шихты - прессование - спекание - калибровка - химико-термическая обработка - виброобработка - контроль.
На выбранные две детали-представителя разрабатывается подробный технологический процесс термической обработки. Выбирая технологический процесс термической обработки детали, рекомендуется рассмотреть два-три возможных варианта и выбрать оптимальный как с экономической точки зрения, так и с целью обеспечения высоких служебных характеристик.
Подготовка шихты
Прессования детали
Спекание в защитно- восстановительной среде
Маслопропитывания
Калибровка
Виброобработка
Контроль
Готовое изделие
Рисунок 2.1 - Схема маршрутной технологи изготовления детали «втулка с фланцем» методом порошковой металлургии
Схема маршрутной технологии изготовления методом порошковой металлургии детали-представителя «шестерня» приведена на рис. 2.2.
Подготовка шихты
Пресование детали
Спекание в защитно-восстановительной среде
Калибровка
ХТО
Виброобработка
Контроль
Готовое изделие
Рисунок 2.2 - Схема маршрутной технологии изготовления детали «шестерня» методом порошковой металлургии
2.1.2 Расчет параметров технологии изготовления детали-представителя «втулка с буртом»
Чертеж детали приведены на рис. 1.1
По результатам анализа технологичности деталей-представителей и условий производства на базовом отделении, принимаем для изготовления детали "втулка с буртом" в отделении проектируемого маршрутную технологию, приведенную на рис. 2.1
Рассчитываем выходные параметры для разработки технологии.
Площади сечения детали:
(м2);
(м2)
(м2).
Объем детали:
(м3) = 47,1 (см3)
Масса детали определяется по формуле :
(м).
Основным материалом для приготовления порошковой смеси выбираем железный порошок ПЖР2.200.26 ДСТУ 9849-86. Для получения заданного материала готовится такая порошковая смесь (проценты - по массе):
- Порошок железный ПЖР2.200.26 ГОСТ9849-86 - 98,8%;
- Графит карандашный ГК-1 ГОСТ 4404-78 - 0,5%;
- Цинк стеариновокислий ТУ 6-09-17-262-88 - 0,7%.
Компоненты в нужном количестве засыпаются в барабанный смеситель. Для качественного перемешивания принято время смешивания 1час [4].
Массу порции навески шихты, необходимой для изготовления одного изделия, определяется по формуле :
(м).
Определяем
максимальную силу прессования по
формуле. Максимальная сила прикладывается
к самой большой площади сечения
.
Давление прессования,
необходимое для получения плотности
6,4 на материале ПК40 при двустороннем
прессовании в стальных пресс-формах,
берем с [4]. Он составляет 600 МПа.
Н
= 1319 кН.
Расчетную силу пресса определяется по формуле :
кН.
Силу калибровки определяется по формуле :
Рк = n ∙ Р = 1,3 ∙ 1780,65 = 2315 кН.
Согласно [1] температура спекания избирается ориентировочно с соотношение:
tсп = (0.7… 0.8) tпл (ºC),
где tпл – температура плавления основного компонента шихты (tпл Fe = 1535ºC).
tсп = 0,75 ·1535 = 1153 ºC.
Время спекания согласно [1] определяется по формуле:
τ = 3600 + Кс · А (с),
где Кс · А – время нагрева ящика с деталями до температуры спекания (~ 1800 с);