Министерство сельского хозяйства и продовольствия Российской Федерации

Главное управление высших учебных заведений

Башкирский ордена Трудового Красного Знамени Государственный аграрный университет

Факультет: механизация сельского хозяйства

Направление - 560800 «Агроинжениерия»

Кафедра: - «Технологии металлов и ремонта машин»

Разработка технологического процесса

Домашнее задание

Выполнил:

студент 2 курса 6 группы

Давлетшин Э.Р.

подпись

дата

Руководитель: профессор

Левин Э.Л.

Оценка

подпись

дата

Уфа 2001.

1) Чертёж детали 3

2) Исходные данные 4

3) Характеристика детали 4

4) Анализ условий работы 4

5) Характеристика заданной марки стали 4

6) Выбор вида термической обработки 5

7) Выбор последовательности всех операций термической обработки 6

8) Назначение режимов окончательной термической обработки 6

9) Выбор оборудования 6

10) Технологическая (операционная) карта 6

11) Разработка мероприятий по безопасности жизнедеятельности 7

12) Список использованной литературы 7

Наименование детали – вал первичной коробки передач;

Марка стали – 25ХГМ;

Твёрдость HRC 60…64;

Тип производства – массовое.

Вал первичной коробки передач представляет собой поверхность, составленную из цилиндров различного диаметра. Имеющий фаски по обеим торцевым поверхностям, шлицы. Выполнен в виде блока ведущих шестерён, которые находятся в постоянном зацеплении с ведомыми шестернями всех передач переднего хода.

Вал первичной коробки передач расположен внутри картера коробки передач. При замене требуется разборка узла. Первичный вал – деталь ответственная. Вал постоянно вращается. В процессе эксплуатации деталь подвергается напряжению кручения, трения скольжения с переменной нагрузкой и ограниченной смазкой. Предполагаемые повреждения – усталостные изломы, изнашивание и трещины. Зубья не должны иметь сколов, забоин. Шлицы и канавки вала не должны иметь вмятин, задиров, чтобы обеспечить безлюфтовую посадку ступиц синхронизатора. Поэтому материал вала должен быть твердым, износостойким, выдерживать большие контактные нагрузки и обладать высокой контактной выносливостью. Обеспечить такие требования может легированная сталь с содержанием углерода (0,15-0,25)%С, после термической обработки на максимальную твёрдость HRC60…65.

Сталь 25ХГМ можно классифицировать по следующим признакам:

- по химическому составу – легированная;

- по содержания углерода – низкоуглеродистая;

- по степени раскисления – спокойная.

Критические и мартенситные точки:

АС1 = 770 `С

Аr1 = 665 `C

АСm = 825 `C

Аrcm = 740 `C

АС3 = 860 `C

Mn Cr Mo Не более S Cu Ni 0,90– 1,2 0,90 – 1,2 0,20 – 0,30 0,035 0,035 0,30 0,30

Механические свойства стали 25ХГМ в состоянии поставки: твёрдость в горячекатаном состоянии – НВ2050…2150.

Сталь 25ХГМ поставляется заказчику в горячекатаном состоянии. После прокатки сталь охлаждают на воздухе. Структура – мелкозернистый перлит и феррит. Твёрдость – НВ2050…2150. Механическая обработка резаньем стали такой структуры и твёрдостью очень затруднена. С целью улучшения обрабатываемости и подготовки структуры к окончательной термической обработке сталь подвергают предварительной термической обработке.

6.1) Предварительная термическая обработка:

Способ предварительной термической обработки выбирается в зависимости от марки стали. Для заготовки из стали 25ХГМ выбираем изотермический отжиг. Отжиг состоит в нагреве до определённой температуры с последующей выдержкой и медленным охлаждением в печи для получения равновесной, менее твёрдой структуры, свободной от остаточных напряжений.

Температура нагрева для отжига рассчитывается по формуле:

tn = АС3+(30…50)`C = 860 + (30…50)`С = 890…910`C

Отжиг производится в следующей последовательности:

1) Нагрев до температуры 890…910`C;

2) Сравнительно быстрое охлаждение до 615…635`C;

3) Выдержка. Время изотермической выдержки определяем по справочнику. Для каждой стали свой график изотермического процесса ;

4) Охлаждение на воздухе.

6.2) Окончательная термическая обработка:

Операция окончательной термической обработки выбираются в зависимости от технических требований к заданной детали. Так как по техническим требованиям необходима высокая твёрдость и контактная выносливость, выбираем, с учётом марки стали следующие операции: цементация, закалка в масле и низкий отпуск. Цементацией называется процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя стальных деталей углеродом.

Назначаем последовательности всех операций изготовления вала первичной коробки передач (от проката до готового изделия). Последовательность операций изображается графически с указанием номера операции в общем техническом процессе изготовления детали (см. рис. 7.1).

1) Температура нагрева рассчитаем по формуле:

tn = АС3+(30…50)`C = 860 + (30…50)`С = 890…910`C

2) Время выдержки. Учитывая, что при газовой цементации цементированный слой толщиной 1 мм образуется за 6 - 7 часов, примем время выдержки равное 10 – 12 часам.

3)В качестве закаливающей среды выбираем масло трансформаторное, температурой 170`C.

4) Температура нагрева при отпуске: tн =180`C

5) Продолжение отпуска: 1,5-2 часа.

Окончательная структура после термической обработки – мартенсит отпуска с включениями глобулярных карбидов, сердцевина – сорбит, тростит.

Механические свойства 25ХГМ после термической обработки:

Твёрдость поверхности – HRC58…63, сердцевины – HRC35…45.

sв = 1080МПа; sт = 1080МПа; d=10%; KCU=78 Дж/см

Выбор оборудования производим в соответствии с назначенными видами и рассчитанными видами термической обработки.

Выбираем:

Для цементации - шахтная печь для газовой цементации СШЦ – 3.4/10. Диаметр 300 мм, высота 600 мм, максимальная температура 1050 `C, мощность 20 КВт.

Для отпуска - отпускной конвейерный электропечной агрегат с защитной атмосферой СКО-20.155.04/3 Максимальная температура нагрева 300`C, мощность 350КВт, площадь пода 2*1,5м.

Для отжига – закалочная печь с защитной атмосферой.

Технологическая карта приведена в конце работы.

1) При работе с использованием печей с контролируемой атмосферой регулярно проверить газоплотность печей.

2) При закалке изделий в масляных баках не допускать выброса и загорания масла.

3) Не открывать щитки управления механизмами печей без их обесточивания.

4) Пред началом работы проверить исправность вентиляции.

1) Седов Ю.Е., Адаскин А.М. Справочник молодого термиста. – М.: Высшая школа, 1986. – 239 с.

2) Солнцев Ю.П., Веселов В.А., Демянцевич В.П. и др. Металловедение и технология металлов. – М.: Металлургия, 1988. – 512 с.

3) Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. – М.: Машиностроение, 1990. – 528 с.