Министерство образования и науки Российской Федерации

Национально исследовательский

Иркутский Государственный Технический Университет

Кафедра СМ и ЭАТ

Допускаю к защите

Руководитель______________

_________________________

Разработка технологического процесс изготовления детали «Вал»

Пояснительная записка

к курсовой работе по дисциплине

Технология обработки материалов

Выполнил студент группы СМо-11-2 ___________ И.С.Савин

^{группа подпись И.О. Фамилия}

Принял преподаватель ___________ П.Е.Чимитов

^{подпись И.О. Фамилия}

Курсовой проект защищен

с оценкой______________

Иркутск, 2012

Содержание

1.Описание детали

Деталь «Вал» используется для передачи крутящего момента. Форма вала – цилиндр с шестигранником.

Состоит из нескольких участков. Первый участок имеет цилиндрическую форму и диаметр 55 мм. Второй участок имеет форму шестигранника с «размером под ключ», равный 80 мм. Также этот участок имеет 3 сквозных отверстия диаметром 6 мм, у которых шероховатость равна 0,2. На третьем участке, который имеет тоже цилиндрическую форму, присутствует шпоночный паз, который соединяет с валом зубчатое колесо. Последний участок также имеет цилиндрическую форму, на котором нарезана резьба М32. Для всей поверхности вала Ra = 12,5. Вал является ответственной деталью, которая испытывает вибрационные и динамические нагрузки, поэтому к нему предъявляются требования прочности и износостойкости.

2.Выбор материала

Для данного вала подойдет сталь 18Х2Н4МА. Так как это деталь достаточно большая, то она при вращении будет подвергаться высоким вибрационным и динамическим нагрузкам. Обычно валы достаточно долго служат, поэтому к ним предъявляется требование высокой износостойкости и прочности. Также у данной стали большой диапазон рабочих температур ( ­-70 — +450 С ), что сказывается на широком ее применении, следовательно, вал тоже можно применять в этом отрезке температур.

Химический состав

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Mo	Cu
0.14 - 0.2	0.17 - 0.37	0.25 - 0.55	4 - 4.4	до 0.025	до 0.025	1.35 - 1.65	0.3 - 0.4	до 0.3

Механические свойства

Ϭв = 1130 МПа

Ϭт = 835 Мпа

δ = 12%

γ = 50%

KCU = 980 кДж/м²

Твердость материала 18Х2Н4МА после отжига HB = 269 Мпа

Полуфабрикат

Полуфабрикатом для данной детали будет круглый сортовой прокат d= 90 мм и длиной 300 мм

3. Заготовка

Способ получения заготовки – литье под давлением.

ЛПД занимает одно из ведущих мест в литейном производстве. Этим способом изготовляют литые заготовки самой различной конфигурации массой от нескольких грамм до нескольких десятков килограмм. Выделяются следующие положительные стороны процесса ЛПД:

• Высокая производительность и автоматизация производства, наряду с низкой трудоёмкостью на изготовление одной отливки, делает процесс ЛПД наиболее оптимальным в условия массового и крупносерийного производств.

• Минимальные припуски на механообработку или не требующие оной, минимальная шероховатость необрабатываемых поверхностей и точность размеров, позволяющая добиваться допусков до ±0,075 мм на сторону.

• Чёткость получаемого рельефа, позволяющая получать отливки с минимальной толщиной стенки до 0,6 мм, а также литые резьбовые профили.

• Чистота поверхности на необрабатываемых поверхностях, позволяет придать отливке товарный эстетический вид.

Также выделяют следующие негативное влияние особенностей ЛПД, приводящие к потере герметичности отливок и невозможности их дальнейшей термообработки:

• Воздушная пористость, причиной образования которой являются воздух и газы от выгорающей смазки, захваченные потоком металла при заполнении формы. Что вызвано неоптимальными режимами заполнения, а также низкой газопроницаемостью формы.

• Усадочные пороки, проявляющиеся из-за высокой теплопроводности форм наряду с затрудненными условиями питания в процессе затвердевания.

• Неметаллические и газовые включения, появляющиеся из-за нетщательной очистки сплава в раздаточной печи, а также выделяющиеся из твёрдого раствора.

Задавшись целью получения отливки заданной конфигурации, необходимо чётко определить её назначение: предъявляются высокие требования по прочности, герметичности. От правильного сочетания технологических режимов ЛПД, зависит качество изделий, а также затраты на их производство. Соблюдение условий технологичности литых деталей, подразумевает такое их конструктивное оформление, которое, не снижая основных требований к конструкции, способствует получению заданных физико-механических свойств, размерной точности и шероховатости поверхности при минимальной трудоёмкости изготовления и ограниченном использовании дефицитных материалов. Всегда необходимо учитывать, что качество отливок, получаемых ЛПД, зависит от большого числа переменных технологических факторов, связь между которыми установить чрезвычайно сложно из-за быстроты заполнения формы.

Основные параметры, влияющие на процесс заполнения и формирования отливки, следующие:

• давление на металл во время заполнения и подпрессовки;

• скорость прессования;

• конструкция литниково-вентиляционной системы;

• температура заливаемого сплава и формы;

• режимы смазки и вакуумирования.

Сочетанием и варьированием этих основных параметров, добиваются снижения негативных влияний особенностей процесса ЛПД. Исторически выделяются следующие традиционные конструкторско-технологические решения по снижению брака:

• регулирование температуры заливаемого сплава и формы;

• повышение давление на металл во время заполнения и подпрессовки;

• рафинирование и очистка сплава;

• вакуумирование;

• конструирование литниково-вентиляционной системы;

Также, существует ряд нетрадиционных решений, направленных на устранение негативного влияние особенностей ЛПД:

• заполнение формы и камеры активными газами;

• использование двойного хода запирающего механизма;

• использование двойного поршня особой конструкции;

• установка заменяемой диафрагмы;

• проточка для отвода воздуха в камере прессования;

Эскиз получаемой заготовки на рисунке 3.2