3 Графік виконання курсової роботи

Для своєчасного виконання комплексу робіт, пов'язаних з курсовою роботою, студент складає графік виконання роботи та узгоджує його з керівником.

Графік виконання роботи повинен включати наступні етапи:

• вивчення, згідно із завданням до теми курсової роботи, відповідної наукової та технічної літератури;

• проведення порівняльного аналізу матеріалів та технологічних процесів термічної обробки;

• обгрунтування вибраної марки сплаву і режиму термічної обробки;

• розробка технологічного процесу;

• вибор устаткування для проведення термічної обробки

• оформлення, згідно з вимогами методичних вказівок, пояснюваль­ної записки;

- перевірку керівником роздрукованої пояснювальної записки;

- підготовку демонстраційних матеріалів, необхідних для захисту роботи.

4 Структура пояснювальної записки та її зміст

Пояснювальна записка до курсової роботи містить такі складові елементи:

1. Титульна сторінка.

1. Завдання до курсової роботи.

2. Реферат.

3. Зміст.

4. Вступ.

5. Основна частина.

6. Висновок.

7. Список використаної наукової та технічної літератури.

9. Додатки.

Титульна сторінка оформляється згідно з додатком А й містить назви університету, кафедри, тему роботи, групу і прізвище студента, по­саду та прізвище керівника, рік виконання роботи.

Завдання до курсової роботи оформляється на стандартному бланку.

Реферат містить коротку характеристику роботи (кількість сторінок, таблиць, рисунків, схем, наукових джерел, додатків), перелік ключових слів (від 5 до 15, великими літерами) та анотацію до роботи (не більше 150 слів). Застосування в рефераті не загальноприйнятих скорочень слів і термінів не допускається.

Вступ характеризує актуальність теми, сучасний стан сфери знань, що дослід­жується, дає коротку характеристику роботи. У вступі необхідно коротко зупини­тися на цілях і значенні термічної обробки виливків, кувань, інструменту, змінного устаткування і т. д.

Основна частина складається з опису виробів, вибору матеріалів, розробки режимів і технології термічної обробки.

Опис виробів, та умов їхньої роботи; пропоновані до них технічні вимоги. Характеристика виробів, аналіз умов їхньої експлуатації, визначення технічних вимог до них є передумовою для раціонального вибору відповідної марки стали. Характеризуючи вироби із зазначенням стадії виготовлення (лиття, кування, напівфабрикати, готові вироби і т. д.) та ескізним зображенням, варто вказати: найменування вузлів, де вони застосовуються; габаритні розміри; вагу; чистоту обробки; наявність концентраторів напруг, що збільшують імовірність виникнення гартівних тріщин (виточення, отвори, наявність різьблення, надрізи, гострі кути та ін.). Вищевказані зведення можна представити у вигляді таблиці.

Аналіз умов експлуатації виробів виконується за спеціальною літературою та довідникам. Визначається характер дії зовнішніх сил (навантажень). Зовнішні сили можуть бути статичними, динамічними або циклічними (повторно-змінними: контактними, рівномірно розподіленими і т. д.). Визначається максимальне навантаження; характер напруг (розтягання, вигин, скручування, стиск, динамічні ударні навантаження й ін.) та їхні значення; температурні умови роботи (постійні чи перемінні, інтервал); тип тертя, характер зносу (абразивний, окисний) і кількісні показники його; наявність агресивного середовища (кислотне, лужне, газове) і кількісні критерії корозії. У такий спосіб аналіз умов експлуатації повинне носити не відвернений характер, а нести найбільш повну інформацію, багату цифровим і фактичним матеріалом. Це дозволяє усвідомлено засвоїти технічні вимоги, що забезпечують надійність виробів і їх експлуатаційну стійкість.

Вимоги, пропоновані ТУ чи ДСТ, до виробу за різними характеристиками включають: визначені рівні механічних властивостей (твердість, міцність, пластичність, в’язкість та ін.) при наявності високих меж утоми і циклічної міцності для забезпечення надійності й тривалості роботи виробу.

Технологічні властивості: оброблюваність на різних етапах виготовлення (оброблюваність різанням, ковкість та ін.), схильність до зневуглецювання, окислювання і до росту зерна при нормальних умовах і тривалому нагріванні; загартовуваністьі прогартовуваність у робочих перетинах; стійкість гартівних структур при короткочасному чи тривалому впливі відпуску й ін. Основні із зазначених зведень стосовно різних стадій виготовлення можуть бути зведені в таблицю.

Вимоги до властивостей виробів. Необхідні рівні технологічних властивостей треба обумовити окремо. Необхідно враховувати такі фактори економічного характеру: вартість, мінімальний зміст легуючих добавок, особливо дефіцитних; умови постачання відповідно до ДСТ чи ТУ.

Вибір матеріалу. Вибір марок сталей і сплавів для виробів, що працюють в умовах складно-напруженого стану, є відповідальною частиною роботи.

При обґрунтуванні вибору марки сталі чи сплаву необхідно дати короткий огляд вітчизняної та закордонної літератури зо цього питання. Марка сталі повинна вибиратися на основі критичного підходу до застосовуваних на виробництві сталей і даних технічних вимог. Вибір передбачає порівняння між собою за фізико-механічними, технологічними та хімічними властивостями марок легованих і спеціальних сталей та сплавів, вуглецевих сталей, застосовуваних у промисловості для виготовлення виробів даного виду.

Зведення про марки сталей і сплавів, застосовуваних у промисловості даного виду виробів після різних термічних обробок, варто привести в таблиці Роблячи зіставлення марок сталей, варто зупинити вибір на одній марці сталі, найбільш відповідної за властивостями у термічно обробленому стані, пропонованим вимогам з урахуванням технологічних властивостей, особливості конструкції, що забезпечує мінімальне жолоблення й утворення тріщин, економічних розумінь (вартість, мінімальний зміст легуючих елементів), довговічності.

Після обґрунтованого вибору марки сталі описують дію легуючих елементів, у межах марочного складу обраної сталі. Аналіз впливу легуючих елементів ведеться з урахуванням наступної термічної обробки сталі.

При виборі та призначенні вуглецевих сталей (наприклад сталі 40 чи 45 і т.д.) слід віддати перевагу застосуванню сталей зі зниженим вмістом вуглецю, які менше піддаються деформаціям і утворенню тріщин при гартуванні (охолодженні у воді).

При використанні легованих сталей вплив легуючих елементів варто враховувати в тій мірі, у якій вони впливають на прогартовуваність, а також на властивості при розтяганні, ударному вигині.

Зі сталі однакового складу треба віддати перевагу застосуванню вакуумованної сталі, потім сталі, отриманої електрошлаковим переплавом чи рафінованої синтетичним шлаком і, нарешті, основної мартенівської сталі.

Визначивши марку сталі, необхідно відзначити особливості маркування, указати ступінь легованості, приналежність її до відомих груп за призначенням, хімічним складом, класифікувати за структурою в нормалізованому чи відпаленому станах; привести відповідні до обраної сталі ізотермічну і термокінетичну діаграми, описавши їхні характерні риси, властиві даній групі за призначенням.

Розробка режимів і технології термічної обробки. У цьому розділі необхідно виконати порівняльний аналіз процесів термічної обробки для виробів даного виду; з урахуванням техніко-економічних показників, зробити вибір раціонального варіанта термічної обробки. Необхідно перелічити і порівняти різні варіанти термічної обробки виробів даного виду, що забезпечують одержання необхідного комплексу механічних чи спеціальних властивостей, що дозволить усвідомити особливості кожного варіанта, детально ознайомитися із сучасним станом питання. Зіставляючи варіанти, варто описати їхню сутність, відзначити характерні ознаки, переваги й недоліки.

Рекомендується керуватися наступними прогресивними напрямами:

1. Використання залишкової теплоти попередньої операції, наприклад, теплоти операцій гарячого формоутворення (кування, штампування, лиття, прокатки, зварювання й ін.) для операцій наступної термообробки.

1. Наступність операцій структурної зміни з використанням тепла попередніх операцій, наприклад цементації та нітроцементації для безпосереднього гартування, перерваного гартування для самовідпуску і т. д.

2. Застосування швидкісних методів нагрівання.

3. Використання підвищених температур нагрівання для прискорення операцій структурного перетворення і дифузійних процесів.

4. Застосування спеціальних заходів для зменшення деформацій на заключних стадіях термообробки.

5. Інтенсифікація процесів за допомогою впливу активізаторів, наприклад, ультразвуку для охолодження (при гартуванні) й очищення поверхневих забруднень; магнітного поля для охолодження при відпуску (інструмент зі швидкорізальної сталі й ін.)

7. Застосування спеціальних середовищ нагрівання й охолодження, що запобігають окислюванню й зневуглецюванню.

8. Заміна трудомістких процесів хіміко-термічної обробки (азотування й ін.) швидкісним загартуванням.

9. Застосування комбінованої обробки (ВТМО, НТМО й ін.).

10. Застосування синтетичних гартівних середовищ замість мастила.

Для підвищення експлуатаційної міцності деталей варто застосовувати й інші, крім термічних, методи поверхневого зміцнення (дробоструменний наклеп, накатка роликами й ін.)

Важливим моментом при розробці режимів термічної обробки є визначення і конкретизація параметрів. Мається на увазі: вибір температури, нагрівання, розрахунок часу нагрівання і витримки при різних операціях термічної обробки; вибір середовища охолодження; розрахунок кривих охолодження виробів у середині й у поверхневих шарах з наступним накладенням їх на термокінетичні діаграми обраних марок сталей; визначення характеру структурних перетворень і твердості загартованої сталі.

Вибір температурного режиму термічної обробки з урахуванням структурних перетворень проводиться за довідниковими даними (з довідників, підручників, наукових статей, звітів з науково-дослідних робіт і под.).

Визначивши температуру гартування, варто описати характер структурних перетворень при нагріванні сталі для аустенізації з урахуванням впливу легуючих елементів, тобто необхідно дати кількісну оцінку їхньої розчинності в аустеніті, охарактеризувати дифузійну рухливість і вплив на міцність міжатомного зв’язку. Варто охарактеризувати також вплив легування на здатність сталі до збереження дрібнозернистого стану при нагріванні й витримці, стійкість проти перегріву, схильність до росту аустенітного зерна при цементації і т. д.

Температуру відпуску доцільно визначити з аналізу кривих поліпшення: варто представити графік зміни механічних властивостей у залежності від температури відпуску.

Описати вплив легування на характер перетворення на різних стадіях відпуску, структурний стан і механічні властивості обраної легованої сталі.

Розрахунок часу нагрівання і витримки проводиться за відомими методиками теплових розрахунків при термічній обробці.

Розрахунок кривих охолодження виробів у серцевині та поверхневому шарі, а також у місцях, найбільш важливих з погляду одержання в них після гартування необхідної структури, накладення отриманих кривих охолодження на кінетичну діаграму обраної сталі дозволить приблизно установити характер структурних перетворень (з урахуванням розмірів оброблюваних виробів) у найбільш важливих елементах перерізу виробів.

Охолодні середовища повинні забезпечувати одержання швидкості охолодження у визначених перерізах виробу, по величині більшої за критичну швидкість гартування. Основним середовищем охолодження для легованих сталей є мінеральне мастило, однак для виробів великих перерізів з низьколегованих сталей доцільніше застосування технічної води. В окремих випадках застосовують гартування у водяних розчинах солей і лугів і ін. При східчастому чи ізотермічному гартуванні використовують мастило з температурою 180-200°С чи розплавлені суміші селітр із температурою 250-500°С, псевдозріджений шар та ін. Охолодження нагрітих виробів складної конфігурації здійснюють у затискних пристосуваннях.

Розроблені в проекті режими термічної обробки варто представити у вигляді графіка. Доцільно на цьому ж графіку зобразити застосовувані режими термічної обробки, якщо вони відрізняються від розроблених, і вказати переваги останніх з урахуванням скорочення циклу обробки.

Енергоємне термічне виробництво як негативну сторону включає виділення пилу і газів, що негативно впливають на екологічну рівновагу. Зміни в складі атмосфери є наслідком виносу продуктів горіння палива, випарів від розплавлених солей, витоку газів з печей для хіміко-термічної обробки, випарів мастила і продуктів її згоряння і т. д.

Варто зупинити вибір на найбільш екологічному “чистому” варіанті термічної обробки й віддати перевагу варіантам, при застосуванні яких способи екологічного захисту, з урахуванням використання відповідного спеціального устаткування, є в достатньому ступені технологічні й економічні.

Контроль якості продукції. Контроль якості виробів проводиться за операціями і після остаточної обробки повинен виключити імовірність потрапляння в експлуатацію виробів, що не відповідають вимогам ДСТУ і технічним умовам за фізико-механічними і технологічними властивостями.

Описуючи контроль якості виробів, варто докладно вказати види браку, виходячи з особливостей обраної марки матеріалу і розроблених режимів термічної обробки.

Легування сталі додає їй у деяких випадках збільшує імовірність виникнення специфічних видів браку, підвищується чутливість до флокенів, особливо у сталей мартенситного класу, збільшується зневуглецювання сталі з кремнієм; у силу зменшення теплопровідності сталі зростає імовірність утворення тріщин при нагріванні й особливо в період між гартуванням і наступним відпуском; підвищується схильність до оборотної крихкості в сталях, позбавлених оптимального легування молібденом і вольфрамом; у нержавіючих сталей з’являються специфічні види міжкристалітной корозії і под.

Варто вказати бракувальні ознаки, обумовлені специфікою легування, і методи контролю якості між окремими операціями та після остаточної термічної обробки. Особливу увагу при цьому варто приділяти методам контролю, що не руйнують.

Вибір обладнання. До основного обладнання можна віднести обладнання, яке призначене для виконання основних операцій (нагрівання, охолодження) технологічного режиму: печі, печі-ванни, нагрівальні установки гартувальні баки, преси, машини. Вибір обладнання проводять згідно з розробленим технологічним процесом та режимами термічної обробки деталей.

Охорона праці і техніка безпеки. У цьому розділі в загальному вигляді треба привести заходи щодо техніки безпеки, промислової санітарії, охорони навколишнього середовища відповідно до розробленого технологічного процесу термічної обробки і вибраного обладнання.

Графічна частина роботи включає:

1. Робочі креслення виробів чи їхні ескізи - приводяться в пояснювальній записці на аркушах формату А4 (297*210 мм).

2. Схеми, що характеризують відповідні структурні стани.

3. Таблиці з приведеними в них хімічним складом, механічними й іншими властивостями порівнюваних матеріалів.

4. Графіки розроблювальних режимів термічної обробки.

5. Розгорнуту карту розробленого технологічного процесу.

6. Графіки зміни механічних властивостей.

Висновки. У висновках необхідно по пунктах представити підсумки дослідження.

Список наукової літератури складається згідно з держстандартами і містить список використаних літературних джерел. Літературні джерела можна розміщувати у списку в порядку появи посилань у тексті. У повному бібліографічному описі книги вказують прізвище та ініціали автора (авторів), назву книги, місто видання, видавництво, рік видання, кількість сторінок. Зразок щодо оформлення списку літератури є у додатку Б “Список літератури”.

Додатки. До додатків включають таблиці, схеми, графіки, розгорнуту карту технологічного процесу, інший допоміжний матеріал.