Процесс термической обработки детали 'Палец'. Дипломная (ВКР). Другое.
💣 👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Похожие работы на - Процесс термической обработки детали 'Палец'
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Нужна качественная работа без плагиата?
Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу Без плагиата!
Технологическое проектирование
заводов прошло путь от простой систематизации практического опыта в области
проектирования до создания научной дисциплины в течение короткого времени.
Основными задачами промышленности
является ввод в действие новых предприятий и агрегатов, а также увеличение
мощностей действующих предприятий путем их реконструкции, установления нового
оборудования, механизация и интенсификация производства и улучшение
технологических процессов. Изучение основных вопросов проектирования и создания
машиностроительных предприятий является весьма сложной задачей. Необходимо
применение комплекса знаний и найти рациональные методы решения этих задач,
необходимые для практических целей проектирования.
В данной дипломной работе был
разработан проект термического участка мощностью 2350 тонн в год в условиях
завода КЛМЗ корпорации «Казахмыс».
Предприятие перестраивается в
направлении производства новых образцов техники, запасных частей и узлов с
увеличением существующих объёмов выпуска. На заводе уделяется особое внимание
качеству выпускаемой продукции. Однако борьба за качество предусматривает не
только контроль уже произведённой продукции. Основная задача - повысить
качество на стадии изготовления. Этому в значительной мере способствуют модернизация
имеющегося оборудования, а также внедрение новой высокопроизводительной
техники, использование прогрессивных технологических процессов термообработки.
Основой проекта участка в данной
дипломной работе является детально разработанная технологическая часть. Решение
вопросов всех остальных частей проекта производится на основе данных и
требований технологического процесса, в результате чего определяются задания и
условия для разработки этих частей. Также одной из основных задач является
повышение качества выпускаемой продукции и снижение затрат на ее изготовление.
При проектировании технологического процесса одновременно разрабатываются и
решаются экономические, технические и организационные задачи, тесно связанные
между собой. В данном проекте применяется сталь 40Х - конструкционная
легированная улучшаемая сталь. В работе также отражается влияние производства
на окружающую среду и разработаны мероприятия по охране труда.
.1 Производственная
программа термического участка
Разработка проектирования
действующего участка необходима с целью повышения качества и расширения
номенклатуры металлопродукции, уменьшения численности обслуживающего персонала
и повышения производительности труда, улучшения условий труда путем механизации
трудоемких процессов, повышения экономической эффективности производства,
снижение себестоимости изделий, увеличения размера прибыли и повышения
рентабельности производства. Основанием для проектирования термических цехов,
отделений является годовая производственная программа.
Производственная программа- это перечень товарной продукции в тоннах (штуках), которая должна
быть изготовлена цехом за установленное время (год). В данной дипломной работе
необходимо спроектировать участок для термической обработки деталей производительностью
2350 тонн в год. Производственная программа составлена на основе номенклатуры
изделий, подвергаемых термической обработке на участке. В таблице 1.1 показана
производственная программа термического участка.
Таблица 1.1. Производственная программа
термического участка
Место расположения проектируемого
термического участка - город Караганда. Источником тепловой энергии для
проектируемого участка является электроэнергия.
1.2 Описание изделий и
условий их работы
Палец является сборочной единицей,
входящей в гидростойку шахтного оборудования.
Диск составной - сварная
конструкция. Диск составной состоит из свариваемых между собой колец. Кольца
свалованы из листа толщиной 30 мм и сварены ручной дуговой сваркой. Цикл
сварки, обуславливая появление уравновешенных упругих деформаций в зоне
сварного шва, приводит к возникновению остаточных сварочных напряжений в
сварном соединении. Необходимость снятия или снижения остаточных сварочных
напряжений обусловлено их вредным влиянием на работоспособность изделия. Снятие
напряжений производится термической обработкой низкотемпературным отжигом.
Палец балансира ПБ - ТОRО - деталь самосвала TOROPLUS, обладающий
грузоподъемностью 50 тонн. Деталь эксплуатируется в тяжелых напряженных
условиях. Материал пальца испытывает высокие динамические знакоперименные
нагрузки, интенсивные изнашивающие нагрузки.
Оси вагонетки - детали узла тележки
вагонетки. Оси являются опорными деталями. Оси должны обладать высокой
прочностью и вязкостью, что обеспечивается термообработкой - улучшением. Оси
подвергаются в процессе работы истиранию без значительных ударных нагрузок. При
выборе материала следует учитывать прокаливаемость.
Шток - это деталь, которая работает
в гидроцилиндре для подъема и наклона ковша экскаватора. Эта деталь входит в
цилиндро-поршневую группу. Основное требование, предъявляемое к штоку,
повышенная прочность в сочетании с мягкой сердцевиной. Это обеспечивается
термической обработкой, заключающейся в улучшении сердцевины и поверхностной
закалки токами высокой частоты.
Подшипник сцепки расположен между передней
подвеской и кузовом самосвала. Подшипники сцепки обеспечивают поворот кузова.
Условия работы характеризуются сложным комплексом возникающих в детали
напряжений. Подшипник сцепки аналогичен стандартному подшипнику качения, где
контакт трущихся поверхностей обеспечивают два кольца - обойма и сфера. При
работе подшипника сцепки имеет место трение от проскальзывания деталей при
наличии значительных контактных переменных нагрузок.
Палец эксплуатируется в сложных
напряженных условиях, испытывает высокие динамические нагрузки. Материал должен
обладать высокой поверхностной твердостью, в сочетании с мягкой сердцевиной.
Такими свойствами обладает сталь 40Х. Сталь 40Х - конструкционная легированная
улучшаемая сталь. Данная марка стали обладает повышенной прочностью и ее
применяют деталей ответственного назначения [1].
Таблица 1.2. Характеристика стали
40Х
Таблица 1.3.
Температура критических точек для стали 40Х
Диск составной изготавливается из
стали 20. Сталь 20 - конструкционная, углеродистая, качественная сталь для
сварных конструкций. Стали с содержанием углерода 0,2% и менее -
низкоуглеродистые. Цикл сварки приводит к возникновению остаточных сварочных
напряжений в сварном соединении. Снятие напряжений производится термической
обработкой - низкотемпературным отжигом.
Таблица 1.4. Характеристика стали 20
0,17-0,24 0,17-0,37 0,35-0,65
Палец балансира изготавливаются из
стали 20Х2Н4А. Материал пальца испытывает высокие динамические и интенсивные
изнашивающие нагрузки. Термическая обработка материалаобеспечивает требуемые
свойства. Материал - сталь низколегированная, цементуемая 20Х2Н4А. Сталь
содержит 0,2% С, 2% Сr и 4% Ni. Хром (Cr) - делает сталь стойкой против коррозии и окисления,
уменьшает склонность к ломкому разрушению.
Таблица 1.5. Характеристика стали
20Х2Н4А
0,025 0,025 1,25-1,65 3,25-3,65 0,30
Хромистая сталь имеет повышенную
стойкость против отпускания. Хром сильно увеличивает прокаливаемость и снижает
критическую скорость закалки. Хром повышает дозакаливание стали, способствует
получению высокой и равномерной твердости, обеспечивает повышенную
износоустойчивость. Никель (Ni) понижает критическую скорость охлаждения стали
и повышает дозакаливание стали. Сильно уменьшает склонность к ломкому
разрушению закаленной и отпущенной стали при комнатной и пониженных
температурах. Никель обеспечивает получение высокой пластичности и вязкости
одновременно с повышенной прочностью [4].
При выборе материала оси вагонетки
следует учитывать прокаливаемость. Для обеспечения прокаливаемость сечения оси
(d = 120
мм) при изготовлении выбирается материал 40Х. Сталь 40Х - легированная
улучшаемая сталь. Прокаливаемость легированной стали выше, чем у углеродистой.
Это позволяет получить высокие механические свойства в больших сечениях.
Шток эксплуатируется в сложных напряженных условиях, испытывает
высокие динамические нагрузки. Материал должен обладать высокой поверхностной
твердостью, в сочетании с мягкой сердцевиной. Такими свойствами обладает сталь
45. После улучшения и поверхностного упрочнения с нагревом ТВЧ детали из данной
марки стали удовлетворяют требованиям высокой поверхностной твердости и
повышенной износостойкости.
Таблица 1.6. Характеристика стали 45
В соответствии с условиями работы
подшипника сцепки, характеризующимися сложным комплексом возникающих в детали
напряжений, материал должен обладать высокой твердостью, износостойкостью и
контактной выносливостью. А также высокой прочностью, определяющей способность
детали противостоять значительным статическим и динамическим нагрузкам. ШХ15 -
шарикоподшипниковая сталь с содержанием 1,5% Cr.
Таблица 1.7. Характеристика стали
ШХ15
1.4 Выбор материала для
детали - палец
Для обеспечения высоких
эксплуатационных характеристик составных деталей оборудования большое значение
имеет марка стали. Помимо этого, марка стали оказывает существенное влияние на
весь технологический процесс изготовления деталей, включая производство
поковок, обработку резанием, механическую и термическую обработку деталей.
Поэтому марка стали должна одновременно в максимальной степени способствовать
достижению высоких и стабильных механических и эксплуатационных свойств
деталей, обладать хорошей технологичностью на всех этапах технологического
процесса и не должна быть дорогой и дефицитной.
Для изготовления пальцев применяются
улучшаемые стали марок: 45, 40Х, 30ХГСА. Углеродистая сталь 45 отличается
низкой коррозионной стойкостью, сравнительно высоким температурным
коэффициентом модуля упругости и пониженной релаксационной стойкостью даже при
небольшом нагреве. Поэтому она непригодна для работы при повышенных
температурах[1].
Химический состав их приведен в
таблице 1.8. В таблице 1.9 показаны механические свойства этих сталей до
термической обработки.
Таблица 1.8.
Химический состав сталей 45, 40Х, 30ХГСА
Таблица 1.9.
Механические свойства сталей до термической обработки
Как в стали 45, так
и в стали 40Х углерод присутствует почти в одинаковых пропорциях. Этого
количество углерода достаточно чтобы обеспечить необходимую износостойкость и
контактную выносливость. Однако известно, что с ростом содержания углерода
увеличивается твердость и прочность, повышается порог хладноломкости и
уменьшается ударная вязкость и пластичность стали (Рисунок 1).
Высокое содержание
углерода увеличивает прочностные свойства мартенсита, включая и сопротивление
пластическим деформациям. С увеличением содержания углерода сильно возрастают
пределы упругости и текучести, например σ Т =780 МПа стали после
закалки и отпуска, а также снижается внутреннее трение при повышенных
напряжениях, или так называемое микропластическое внутреннее трение. Это
объясняется тем, что с увеличением содержания углерода изменяется субструктура
мартенсита и в результате отпуска выделяется возрастающее количество частиц
карбидной фазы, играющих роль препятствий для движения дислокаций [4].
Рисунок 1 - Влияние
содержания углерода на механические свойства стали
Но также с
увеличением содержания углерода ухудшается способность стали деформироваться в
горячем состоянии.
Сталь 40Х
легированная улучшаемая отличается более высокой релаксационной стойкостью, чем
углеродистая, и, кроме того, позволяет получить высокие прочностные свойства (в
том числе и предел упругости) в сочетании с повышенной вязкостью и
сопротивлением хрупкому разрушению.
Легированная
хромо-марганце-кремнистая сталь 30ХГСА используется для изготовления пальцев
особо ответственного назначения, которые могут работать при температурах до 200°С.
Рассматриваемый палец работает в обычных условиях (от 4 до 18 о С),
значит, более рационально будет использовать сталь 40Х, которая, во-первых,
дешевле стали 30ХГСА, во-вторых, по свойствам мало различима со сталью 30ХГСА.
При небольшом
содержании хром незначительно повышает ударную вязкость феррита, а при
содержании 1% он практически не влияет на упрочнение феррита (слабо упрочняет).
Хром вводят для обеспечения необходимой прокаливаемости, он растворим в обеих
фазах отожженной стали - в феррите и цементите. Легированный хромом цементит
медленнее растворяется в аустените, а аустенит замедленно распадается, чем и
объясняется меньшая критическая скорость закалки этих сталей по сравнению с
углеродистыми.
Хром в стали
образует карбиды, которые остаются устойчивыми при повышении температуры.
Избыточные карбиды, нерастворенные в аустените, препятствуют росту аустенитного
зерна. Поэтому сталь при наличии хотя бы небольшого количества нерастворимых
карбидов хрома сохраняет мелкозернистое строение до весьма высоких температур
нагрева. Прокаливаемость хромовой стали 40Х из-за невысокой устойчивости
переохлажденного аустенита, в общем, невелика [4].
Режим термической
обработки назначают в зависимости от состава стали и условий работы. Палец
эксплуатируется в сложных напряженных условиях, испытывает высокие динамические
нагрузки. Материал должен обладать высокой поверхностной твердостью, в
сочетании с мягкой сердцевиной. Такими свойствами обладает сталь 40Х. После
улучшения и поверхностного упрочнения с нагревом ТВЧ детали из данной марки
стали удовлетворяют требованиям высокой поверхностной твердости и повышенной
износостойкости. Первоначальной термической обработкой пальца из стали 40Х
является отжиг. При отжиге одновременно обеспечивается мелкозернистая структура
и улучшение структуры стали для облегчения последующей механической обработки.
Сталь 40Х доэвтектоидной. Для доэвтектоидной стали проводят полный отжиг детали
при 840 0 С, выдерживаются при этой температуре и медленно охлаждаются
с печью. В этом случае феррито - перлитная структура переходит при нагреве в
аустенитную, а затем при медленном охлаждении превращается обратно в феррит и
перлит. Происходит полная перекристаллизация. Далее проводят закалку с
отпуском. Она основана на перекристаллизации стали при нагреве до температуры
выше критической. Температура нагрева стали при закалке та же, что и при полном
отжиге: для доэвектоидной стали на 30-50° выше точки Ас 3 . После выдержки 2 часа при этой
температуре для завершения закалки следует быстрое охлаждение. Таким путем
предотвращают превращение аустенита в перлит. Закаленная сталь имеет
неравновесную структуру мартенсита. Для смягчения действия закалки сталь
отпускают, нагревая до температуры ниже точки А 1 . Отпуск стали
смягчает действие закалки, уменьшает или снимает остаточные напряжения,
повышает вязкость, уменьшает твердость и хрупкость стали. Отпуск производится
путем нагрева деталей, закаленных на мартенсит до температуры ниже критической.
При высоком (500-700°)
отпуске сталь из состояния мартенсита переходит соответственно в состояние
сорбита отпуска. Чем выше отпуск, тем меньше твердость отпущенной стали и тем
больше ее пластичность и вязкость. При высоком отпуске сталь получает наилучшее
сочетание механических свойств, прочности, пластичности и вязкости, поэтому
высокий отпуск применяется для стали после закалки ее на мартенсит - для многих
деталей, подверженных действию высоких напряжений. Так как палец работает в
условиях высоких изнашивающих нагрузок необходимо проводить поверхностное
упрочнение с нагревом ТВЧ.
Закалка ТВЧ -
токами высокой частоты (индукционная закалка). Разогрев детали производится за
счет наведения в ней токов высокой частоты. Деталь помещается внутрь индуктора,
подключенного к истокам токов высокой частоты. Достоинство способа - высокая
производительность. Структура после закалки: на поверхности мелкоигольчатый
мартенсит, а сердцевина остается вязкой и пластичной (сорбит отпуска).
Состояние закаленных деталей отличаются очень сильной неравновесностью структуры.
Это обусловлено повышенной концентрацией углерода в твердом растворе, высокой
плотностью дефектов кристаллического строения, а также внутренними
напряжениями. Поэтому всегда закаливание детали подвергается дополнительной
термообработке - отпуску. Отпуск стали смягчает действие закалки, уменьшает или
снимает остаточные напряжения. В данном случае применяем низкий отпуск. Низкий
отпуск применяется для деталей, которые должны иметь высокую твердость и
прочность. При низком отпуске мартенсит закалки превращается в мартенсит
отпуска. Мартенсит отпуска отличается от мартенсита закалки отсутствием
внутренних напряжений за счет выделения из него избытка углеводорода в виде
мельчайших карбидов. Твердость мартенсита отпуска такая же или немного меньше,
чем у мартенсита закалки (58 - 62 HRC). Механические свойства стали 40Х после
закалки и высокого отпуска приведены в таблице 1.11.
Таблица 1.11.
Механические свойства стали 40Х после термической обработки (закалки и высокого
отпуска)
а) б)
а - у поверхности детали сорбит
258-269 НВ;
б - середина сечения детали -
перлит, сорбит и сетка феррита, твердость 248-258 НВ
Рисунок 4 -
Микроструктура стали 40Х после закалки и высокого отпуска
Палец, как
ответственная деталь, работает на истирание, и одновременно подвергается
действию ударных нагрузок. Поэтому шток должен иметь высокую поверхностную
твердость, хорошую износостойкость и в то же время не быть хрупкими, т.е. не разрушаться
под действием ударов.
Высокая твердость
поверхности пальца при сохранении вязкой и прочной сердцевины достигается
методом поверхностной закалки, в частности токами высокой частоты (ТВЧ). Такой
метод является одним из самых высокопроизводительных методов поверхностного
упрочнения металлов. Открытие этого метода иразработка его технологических
основ принадлежит талантливому русскому ученому В.П. Вологдину.
Высокочастотный
нагрев основан на следующем явлении. При прохождении переменного электрического
тока высокой частоты по медному индуктору вокруг последнего образуется
магнитное поле, которое проникает в стальную деталь, находящуюся в индукторе, и
индуктирует в ней вихревые токи Фуко. Эти токи и вызывают нагрев металла.
Особенностью
нагрева ТВЧ является то, что индуктируемые встали вихревые токи распределяются
по сечению детали не равномерно, а оттесняются к поверхности. Неравномерное
распределение вихревых токов приводит к неравномерному ее нагреву:
поверхностные слои очень быстро нагреваются до высоких температур, а сердцевина
или совсем не нагревается или нагревается незначительно благодаря
теплопроводности стали. Толщина слоя, по которому проходит ток, называется
глубиной проникновения тока. Толщина слоя в основном зависит от частоты
переменного тока, удельного сопротивления металла и магнитной проницаемости.
Высокая скорость
высокочастотного нагрева (сотни градусов в секунду) обусловливает следующую
важную особенность фазовых превращений: с повышением скорости нагрева фазовые
превращения смещаются в область более высоких температур. К этому следует
добавить, что в доэвтектоидных сталях повышение температуры при индукционном
нагреве как бы обгоняет диффузию углерода, в результате чего избыточный феррит
превращается в малоуглеродистый аустенит.
Следовательно,
температура высокочастотной закалки должна быть выше температуры закалки при
обычном печном нагреве и тем выше, чем больше скорость нагрева и грубее
выделения избыточного феррита. Оптимальный интервал температур закалки ТВЧ для
легированной стали 40Х при скорости нагрева 200 о С/сек с исходной
структурой сорбит составляет 900 о С[10].
С увеличением
степени перегрева скорость зарождения центров аустенита растет быстрее линейной
скорости их роста. Поэтому в условиях высокочастотного нагрева, отличающихся
сильным перегревом выше точек Ас 1 и Ас 3 и почти отсутствием
выдержки при максимальной температуре, образуется очень мелкое аустенитное
зерно.
Оптимальная
температура закалки обеспечивает характерную для высокочастотного нагрева
структуру мелкоигольчатого («бесструктурного») мартенсита.
Твердость
поверхностного слоя пальцев, закаленных при нагреве ТВЧ, получается на 3-4
единицы Н R С выше, чем твердость при
обычной объемной закалке, при этом возможны причины возникновения такого
явления, как сверхтвердость. Это тонкое строение мартенсита, повышенная
концентрация углерода в мартенсите и наличие на поверхности значительных
сжимающих остаточных напряжений. Если эти напряжения сразу не приводят к
разрушениям - трещинам или отколам - для снятия напряжений может быть проведен
отпуск в печах или масляных ваннах. Однако часто последующий отпуск не дает
положительных результатов. Единственным средством, снижающим остаточные
напряжения раньше, чем произошел откол или трещина, является самоотпуск. Он
осуществляется за счет тепла, которое остается в закаливаемой поверхности, если
прекратить подачу охлаждающей жидкости раньше, чем деталь полностью охладится
[3].
Рисунок 5 -
Микроструктура стали 40Х после закалки ТВЧ-мелкоигольчатый (бесструктурный)
мартенсит, твердость 524-580НВ
При температуре
самоотпуска 200°С твердость поверхностно-закаленного изделия сравнивается с
твердостью, полученной после объемной закалки с нагревом в печи. Таким образом,
если после поверхностной закалки применяется отпуск выше 200°С, то явление
сверхтвердости исчезает. Поэтому для сохранения повышенной твердости самоотпуск
проводят при температуре немного выше 100°С. При самоотпуске
поверхностно-закаленных изделий твердость снижается главным образом в пределах
слоя, где структура состоит преимущественно из мартенсита.
Применение нагрева
ТВЧ для поверхностной закалки пальцев позволяет резко сократить
продолжительность технологического процесса термической обработки.
1.6
Маршрутная технология изготовления пальца
При разработке
технологического процесса термической обработки изделия является установление
маршрутной технологии его изготовления, в которой указываются движение изделия
по цехам и совершаемые операции [2]. Таким образом, палец из стали 40Х
изготавливается согласно маршрутной технологии представленной ниже. Палец
приходит на термообработку в виде отрезной заготовки заданного диаметра и
длинны с припуском на механическую обработку. После отжига заготовка поступает
на предварительную механическую обработку. Далее подвергнувшись улучшению
проводится контроль твердости. После закалки ТВЧ контроль твердости повторяют.
Далее проводят окончательную механическую обработку и деталь поступает на
сборку.
Рисунок 6 - Проектирование режимов
термической обработки пальца
1.7 Расчет времени
нагрева и выдержки деталей при закалке
Нагрев деталей под
закалку осуществляется до 860 о С со скоростью нагрева .
Общая продолжительность
нагрева, т.е. общее время пребывания изделий в нагревающей среде τ общ ,
состоит из двух слагаемых - времени нагрева до заданной температуры τ н
и времени выдержки при этой температуре τ В :
Время нагрева τ н расчитывается по формуле Смольникова Е.А:
где V - обьём тела, см 3 ;-
поверхностность тела, см 2 ;
- геометрический
показатель тела, см.
К - суммарный физический
фактор нагрева, мин/см. ( )
Способ Смольникова Е.А.
является наиболее точным при расчете времени нагрева под закалку, так как в нем
учитывается геометрический показатель всего тела.
Расчет времени
нагрева и выдержки при закалке для пальца
Цилиндрические
поверхности пальца представляют собой сплошные цилиндры, нагреваемые со всех
сторон, поэтому геометрический показатель тела можно определить по формуле:
где -
диаметр, закаливаемого изделия, см;
Следовательно,
время нагрева пальцев под закалку:
Время выдержки обычно
составляет 20-25% от времени нагрева .
Следовательно, выдержка
пальцев при температуре 860°С:
Расчет времени нагрева и
выдержки при закалке для оси вагонетки
Ось вагонетки представляет собой сплошной циллиндр нагреваемыей со всех сторон,
поэтому геометрический показатель детали
Следовательно, время
нагрева вала под закалку
Время выдержки вала
при температуре 860°С:
Расчет времени нагрева и
выдержки при закалке для пальца балансира
Палец балансира также
представляет собой сплошной цилиндр, нагреваемый со всех сторон, поэтому
геометрический показатель детали
Следовательно, время
нагрева под закалку:
Время выдержки
при температуре 860°С:
Расчет времени нагрева и
выдержки при закалке для штока
Принятые цилиндрические
поверхности представляют собой сплошные цилиндры, нагреваемые со всех сторон.
Тогда геометрический
показатель первой поверхности:
Геометрический
показатель второй поверхности:
Геометрический
показатель третьей поверхности:
Общий
геометрический показатель всей поверхности:
Следовательно,
время нагрева штоков под закалку:
Время выдержки обычно
составляет 20-25% от времени нагрева .
Следовательно, выдержка
штоков при температуре 860°С:
Расчет времени нагрева и
выдержки при закалке подшипника сцепки
Ось представляет собой
сплошной цилиндр, нагреваемый со всех сторон. Тогда геометрический показатель
детали
Следовательно, время
нагрева оси под закалку
Время выдержки
оси при температуре 860°С:
1.8 Расчет времени
нагрева и выдержки деталей при отпуске
Нагрев деталей под
отпуск осуществляетсядо 640 0 С.
Время нагрева деталей
при отпуске берется из расчета 1 минута на 1 мм условной толщины (диаметр)
детали.
Тогда время нагрева
деталей при отпуске:
Время выдержки при
высоком отпуске (выше 400 0 С) берется из расчета 10 минут + 1 минута
на 1 мм условной толщины (диаметр) детали.
Тогда время выдержки
деталей при отпуске:
Общее время отпуска
определяется по формуле (1.1).
Тогда общее время при
отпуске составит
1.9 Расчет времени
нагрева, выдержки и охлаждения деталей при закалке ТВЧ
Для выбора наиболее
рациональных режимов высокочастотной закалки пользуются так называемыми
номограммами преимущественных режимов. Номограмма представляет собой
зависимость времени нагрева от диаметра нагреваемого изделия при определенной
частоте тока.
Частота тока выбирается
в зависимости от необходимой глубины закаленного слоя, которая определяется в
соответствии с техническими требованиями детали. В данном дипломном проекте
закалке токами высокой частоты подвергаются такие детали, как шток, вал,
плунжер, ось. В соответствии с технологическими требованиями для этих деталей
оптимальные свойства после закалки ТВЧ получаются при глубине закаленного слоя
1,5-2 мм, что соответствует использованию сравнительно высокой частоты в
пределах 25000-440000 Гц. Условно зададимся средним значением частоты тока
66000 Гц.
Тогда время нагрева при
закалке ТВЧ составит:
Охлаждение деталей
проводится со скоростью ,
тогда оптимальное время для охлаждения детали с температуры нагрева 900 о С
до температуры начала самоотпуска равной 200 о С составит 3 секунды.
Контроль технологических
процессов термической обработки
Выполнение операций по
контролю металлов и качества термической обработки сочетается с контролем за
соблюдением технологических процессов.
Основным объектом
контроля технологического процесса термической обработки являются контроль
температуры, времени нагрева и выдержки, контроль атмосферы в печи, контроль
глубины закаленного слоя, исправности индукторов, приспособлений и
инструментов.
Вода для закалки и
охлаждения электрооборудования установок должна отвечать требованиям по
температуре, механическим и минеральным примесям.
При работе на установках
с ламповым генератором контролируется анодное напряжение, напряжение на
контуре, токи анода и сетки. А также контролируется скорость перемещения детали
относительно индуктора и зазор между индуктором и деталью. Зазор контролируют
индикатором, щупом или другим мерительным инструментом. Контроль скорости
перемещения детали относительно индуктора выполняют при настройке режима для
каждой партии.
Контроль атмосферы в
рабочем пространстве печи проводят постоянно в процессе работы. Контроль
приспособлений и инструмента осуществляют путем систематического осмотра
внешнего вида и узлов крепления [8].
Основные виды брака и
дефектов, возникающие при термической обработке
Под дефектом детали
понимают каждое отклонение от формы, размеров, массы, внешнего вида, макро- и
микроструктуры, физических или механических свойств и норм, установленных
соответствующими стандартами или техническими условиями. Причины дефектов при
термической обработке штоков следующие: применение сталей несоответствующих
марок; внутренние пороки стали, своевременно не обнаруженные; нарушения
технологического процесса термической обработки (температурного режима, состава
среды, в которой происходит термообработка); применение неправильных приемов
работы и контроля; неудачная конструкция детали
В процессе закалки при
охлаждении стали в результате структурных превращений и изменения объема
металла появляются внутренние напряжения. Эти напряжения приводят к следующим
дефектам: образованию трещин, деформации и короблению, изменению объема стали,
обезуглероживанию и окислению, появлению мягких пятен, низкой твердости и
перегреву.
Закалочные трещины - это
неисправимый брак,
Похожие работы на - Процесс термической обработки детали 'Палец' Дипломная (ВКР). Другое.
Теория Поколений Курсовая Работа
Реферат: Реформы С.Ю. Витте
Реферат: Маршрутизаторы Cisco в сетях X.25
Дипломная работа по теме Центральный Банк и его роль в банковской системе Российской Федерации
Курсовая работа по теме Определение напряженно-деформированного состояния многозамкнутого тонкостенного подкреплённого стержня из КМ
Реферат: Управление операциями
Курсовая работа: Структура, задачи и организация управления предприятием
Курсовая работа по теме Разработка модели бизнеса торгового предприятия по продаже и аренде звукового оборудования и музыкальных инструментов
Проблема Определения Типа Сложного Гос Образования Эссе
Реферат по теме Оценка деловой репутации компании
Начало Декабрьского Сочинения
Творчество В Жизни Выдающихся Личностей Реферат
Курсовая работа: Правовое регулирование гражданства Республики Беларусь
Какие События Тревожат Человека Сочинение
Курсовая работа по теме Морально-етичні проблеми роману Генріха Белля "Більярд о пів на десяту"
Контрольная работа по теме Женщины в истории науки
Сочинение по теме Как подготовится к свадьбе
Курсовая работа: Дидактичний експеримент у трудовому навчанні
Реферат по теме Исследование магнитных свойств материалов, микроскопия магнитных сил, принцип работы
Источники Финансирования Предприятия Реферат
Реферат: Жизнь и деятельность генерала Брусилова
Реферат: Conservation Management Of Water In Raised Mires
Сочинение: Тема игры в пьесе Александра Островского Лес