Розробка технологічного процесу

Металургія

Міністерство сільського господарства і продовольства Російської Федерації

Головне управління вищих навчальних закладів

Башкирська ордена Трудового Червоного Прапора Державний аграрний університет

Факультет: механізація сільського господарства

Напрям - 560800 «Агроінженіерія»

Кафедра: - «Технології металів і ремонту машин»

Розробка технологічного процесу

термічної обробки деталі

Домашнє завдання

Уфа 2001.

Зміст

1) Креслення деталі 3

2) Вихідні дані 4

3) Характеристика деталі 4

4) Аналіз умов роботи 4

5) Характеристика заданої марки стали 4

6) Вибір виду термічної обробки 5

7) Вибір послідовності всіх операцій термічної обробки 6

8) Призначення режимів остаточної термічної обробки 6

9) Вибір обладнання 6

10 ) Технологічна (операційна) карта 6

11) Розробка заходів з безпеки життєдіяльності 7

12) Список використаної літератури 7

2) Вихідні дані.

Найменування деталі - вал первинної коробки передач;

Марка сталі - 25ХГМ;

Твердість HRC 60 ... 64;

Тип виробництва - масове.

3) Характеристика деталі.

Вал первинної коробки передач являє собою поверхню,складену з циліндрів різного діаметру. Хто має фаски по обохторцевих поверхонь, шліци. Виконаний у вигляді блоку провідних шестерень,які перебувають у постійному зачепленні з відомими шестернями всіхпередач переднього ходу.

4) Аналіз умов роботи.

Вал первинної коробки передач розташований всередині картера коробкипередач. При заміні потрібне розбирання вузла. Первинний вал - детальвідповідальна. Вал постійно обертається. У процесі експлуатації детальпіддається напруження кручення, тертя ковзання з змінним навантаженнямі обмеженою мастилом. Передбачувані ушкодження - втомних злами,зношування і тріщини. Зуби не повинні мати відколів, забоін. Шліци іканавки вала не повинні мати вм'ятин, задирів, щоб забезпечити безлюфтовийпосадку маточин синхронізатора. Тому матеріал вала повинен бути твердим,зносостійким, витримувати великі контактні навантаження і мати високуконтактної витривалістю. Забезпечити такі вимоги може легованасталь з вмістом вуглецю (0,15-0,25)% С, після термічної обробки намаксимальну твердість HRC60 ... 65.

5) Характеристика заданої марки сталі.

Сталь 25ХГМ можна класифікувати за такими ознаками:

- за призначенням - конструкційний (машинобудівна) Цементовані

(нітроцементіруемая);

- за хімічним складом - легована;

- по змісту вуглецю - низковуглецевий;

- за ступенем розкислення - спокійна.

Критичні та мартенситних точки:

АС1 = 770 `С

Аr1 = 665` C

АСm = 825 `C

Аrcm = 740` C

АС3 = 860 `C

Хімічний склад сталі 25ХГМ в% по ГОСТ 4543-71:

| C | Mn | Cr | Mo | Не більше |
| | | | | P | S | Cu | Ni |
| 0,23 - | 0,90 - | 0,90 - | 0,20 - | 0,035 | 0,035 | 0,30 | 0,30 |
| 0,29 | 1,2 | 1,2 | 0,30 | | | | |

Механічні властивості сталі 25ХГМ в стані поставки: твердість угарячекатаному стані - НВ2050 ... 2150.

6) Вибір виду термічної обробки.

Сталь 25ХГМ поставляється замовнику в гарячекатаному стані. Післяпрокатки сталь охолоджують на повітрі. Структура - дрібнозернистий перліт іферит. Твердість - НВ2050 ... 2150. Механічна обробка різанням сталітакої структури і твердістю дуже ускладнена. З метою поліпшенняоброблюваності і структури підготовки до остаточної термічноїобробці сталь піддають попередньої термічної обробки.

6.1) Попередня термічна обробка:

Спосіб попередньої термічної обробки вибирається в залежностівід марки сталі. Для заготовки зі сталі 25ХГМ вибираємо ізотермічнийотжиг. Отжиг полягає в нагріванні до певної температури з подальшоювитримкою і повільним охолодженням у печі для одержання рівноважної, менштвердої структури, вільної від залишкових напруг.

Температура нагріву для відпалу розраховується за формулою: tn = АС3 + (30 ... 50) `C = 860 + (30 ... 50)` С = 890 ... 910 `C

Отжиг проводиться в такій послідовності:

1) Нагрів до температури 890 ... 910 `C;

2) Порівняно швидке охолодження до 615 ... 635` C;

3) Витяг. Час ізотермічної витримки визначаємо за довідником.

Для кожної стали свій графік ізотермічного процесу;

4) Охолодження на повітрі.

6.2) Остаточна термічна обробка:

Операція остаточної термічної обробки вибираються в залежностівід технічних вимог до заданої деталі. Так як з технічнихвимогам необхідна висока твердість і контактна витривалість,вибираємо, з урахуванням марки стали наступні операції: цементація, гарт волії та низький відпустку. Цементацією називається процес дифузійногонасичення поверхневого шару сталевих деталей вуглецем.

7) Вибір послідовності всіх операцій термічної обробки.

Призначаємо послідовності всіх операцій виготовлення валапервинної коробки передач (від прокату до готового виробу).
Послідовність операцій зображується графічно із зазначенням номераоперації в загальному технічному процесі виготовлення деталі (див. рис. 7.1).

8) Призначення режимів остаточної термічної обробки.

1) Температура нагріву розрахуємо за формулою: tn = АС3 + (30 ... 50) `C = 860 + (30 ... 50)` С = 890 ... 910 `C

2) Час витримки. Враховуючи, що при газовій цементації цементовий шар товщиною 1 мм утворюється за 6 - 7 годин, приймемо час витримки рівне 10 - 12 години.

3) Як гартуючу середовища вибираємо масло трансформаторне,температурою 170 `C.

4) Температура нагріву при відпустці: (н = 180` C

5) Продовження відпустки: 1,5-2 години.

Остаточна структура після термічної обробки - мартенсіввідпустки з включеннями глобулярних карбідів, серцевина - сорбіт, тростини.

Механічні властивості 25ХГМ після термічної обробки:

Твердість поверхні - HRC58 ... 63, серцевини - HRC35 ... 45.

(в = 1080МПа; (т = 1080МПа; (= 10%; KCU = 78 Дж/см

9) Вибір обладнання.

Вибір обладнання виробляємо у відповідності з призначеними видами ірозрахованими видами термічної обробки.

Вибираємо:

Для цементації - шахтна піч для газового цементації СШЦ - 3.4/10.
Діаметр 300 мм, висота 600 мм, максимальна температура 1050 `C, потужність
20 КВт.

Для відпустки - відпускний конвеєрний електропічний агрегат із захисноюатмосферою СКО-20.155.04/3 Максимальна температура нагріву 300 `C, потужність
350Квт, площа поду 2 * 1,5 м.

Для відпалу - Закалочная піч із захисною атмосферою.

10) Технологічна (операційна) карта.

Технологічна карта наведено в кінці роботи.

11) Розробка заходів з безпеки життєдіяльності.

1) При роботі з використанням печей з контрольованою атмосфероюрегулярно перевірити газощільні печей.

2) При загартування виробів у масляних баках не допускати викиду ізаймання масла.

3) Не відкривати щитки управління механізмами печей без їхзнеструмлення.

4) Перед початком роботи перевірити справність вентиляції.

12) Список використаної літератури:

1) Сєдов Ю.Є., Адаскін А.М . Довідник молодого термістах. - М.: Вища школа, 1986. - 239 с.

2) Солнцев Ю.П., Веселов В.А., Демянцевіч В.П. та ін Металознавство і технологія металів. - М.: Металургія, 1988. - 512 с.

3) Лахтін Ю.М., Леонтьева В.П. Матеріалознавство. - М.: Машиностроение,

1990. - 528 с.