Рис. 6. Классификация поковок, штампуемых на молотах и горячештамповочных прессах
На рис. 5, 6 разделение деталей на группы I, II, III, IV произведено с учетом сложности поковок и точности их изготовления. Кроме того, к I группе относятся детали массового производства и высокой точности изготовления; ко II и III группам – детали серийного производства обычной и высокой точности.
Заготовки, полученные литьем (отливки)
При выборе литой заготовки в первую очередь следует определить класс точности в зависимости от типа производства и способа получения отливки.
15
Чугунные детали рекомендуется выполнять литьем в песчаноглинистые формы. Стальные отливки сложной формы весом 50-500 г рекомендуется отливать по выплавляемым моделям. В металлических формах (кокилях) отливаются детали главным образом из алюминия массой от 5 г до 500 кг. Литье в металлических формах под давлением производится для цинковых, алюминиевых, магниевых и латунных сплавов. Под давлением отливают блоки цилиндров, поршни, корпусы коробок передач, втулки, кольца и др.
В данном курсовом проекте заготовки для автомобильных деталей серийного производства рекомендуется выполнять штамповкой. Методика проектирования и разработки чертежа штампованной заготовки представлена в [10].
2.4. Разработка технологического маршрута изготовления детали
Основной задачей этого этапа работы является составление общего плана (маршрута) получения детали, начиная с заготовительной операции и до окончательного получения детали с заданными размерами и техническими параметрами. Маршрут обработки можно представить в виде следующей общей схемы:
Загото- |
|
Предвари- |
ви- |
|
тельная |
тельная |
|
тер- |
опера- |
|
мическая |
ция |
|
обработка |
Черновая механиче-
ская обра-
ботка
Окон- |
|
Чистовая |
чат. |
|
механич- |
термо- |
|
еская об- |
об- |
|
работка |
работка |
|
|
Контроль
В данной курсовой работе технологический маршрут изготовления детали необходимо представить в виде табл. 1.
Таблица 1. Технологический маршрут изготовления детали
№ |
Операция |
Цех (участок) |
Оборудование |
Инстру- |
п/п |
|
|
|
мент |
1 |
Заготовительная |
Заготовительный |
Пресс-ножницы |
Нож |
2 |
Изготовление заго- |
|
|
|
|
товки (ковка) |
Кузнечный |
Ковочный молот |
|
… |
|
|
|
|
N |
Контроль |
|
|
|
|
|
16 |
|
|
2.5. Разработка технологического процесса термической обработки
В рамках курсовой работы по дисциплинам «Материаловедение», «Материаловедение. ТКМ», наиболее важным является этап по разработке операций термической обработки детали с выбором необходимого оборудования, оснастки и инструмента.
Технологический процесс – это совокупность последовательных действий по изменению физико-механического состояния предметов труда с целью придания необходимых технических характеристик.
Разработка технологического процесса термообработки начинается с изучения технических условий на изделие. Обычно в технических условиях указывается твердость поверхности изделия, толщина слоя после термической обработки, величина допустимой деформации и другие показатели. После изучения технических условий выбирают основные операции термической обработки, тип оборудования, инструмент и т.д.
Технологический процесс термической обработки деталей включает в себя подготовительные, основные, отделочные и контрольные операции [1-3].
Подготовительные операции включают в себя комплекс мероприятий, направленных на предохранение изделий от образования трещин и других видов дефектов, например, обезжиривание деталей перед азотированием, укладку их в поддоны, защиту и изоляцию отдельных мест и т.д.
Основные операции включают в себя нагрев изделий для закалки, нормализации, отжига, отпуска, ХТО и т.д., выдержки и охлаждения. Выбор вида термической обработки обусловливается техническими требованиями к поверхностям деталей по физикомеханическим свойствам.
Отделочные операции состоят из очистки поверхности деталей, рихтовки и правки после коробления и т.д.
Контрольные операции являются заключительными в технологическом процессе. В них входят контроль твердости, толщины слоя после ХТО и закалки токами высокой частоты (ТВЧ) и т.п. Контроль осуществляется как представителями организации-изготовителя, так и заказчика.
17
Разработка технологических процессов термической обработки в общем случае включает в себя следующие работы: определение последовательности и содержания технологических операций; назначение и расчет режимов обработки; выбор оборудования; нормирование процесса; выбор средств контроля и испытаний; оформление рабочей документации на технологический процесс.
Выбор вида термической обработки
Все виды термической обработки в зависимости от назначения делятся на предварительные и окончательные.
Предварительная термообработка проводится для улучшения обрабатываемости материала режущим инструментом, повышения его пластичности, снятия внутренних напряжений и улучшения структуры.
Предварительной термообработке подвергаются заготовки деталей машин. К видам предварительной термической обработки, как правило, относятся: отжиг, нормализация, улучшение.
Краткая характеристика видов предварительной термической обработки и область их применения представлены в табл. 2.
Окончательная (упрочняющая) термообработка проводится для придания требуемых эксплуатационных характеристик (твердость, износостойкость и т.д.) поверхностям деталей машин.
Все детали, подвергаемые окончательной (упрочняющей) термообработке, можно разделить на две группы. К первой группе относятся детали, работающие на трение, поэтому проведенная термообработка должна обеспечить необходимую твердость, износостойкость поверхностного слоя. Ко второй группе относятся детали, испытывающие при работе значительные нагрузки различного характера: растягивающие, изгибающие, крутящие, контактные.
Вдеталях, испытывающих в процессе эксплуатации растягивающие и сжимающие нагрузки, напряжения по сечению распределены более или менее равномерно. Для таких деталей применяют сквозную закалку и отпуск.
Вдеталях, работающих на изгиб, кручение или при высоких контактных нагрузках, сквозное упрочнение сечения не обязательно, но, желательно поверхностное упрочнение при сохранении вязкой сердцевины.
Краткая характеристика видов окончательной термической обработки и область их применения представлены в табл. 3.
18
Таблица 2. Виды предварительной термической обработки
Наименование |
Краткая характеристика и применение |
|
Режим |
|
||||
обработки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Скорость охла- |
||||
|
Медленное охлаждение нагретой стали |
ждения |
до |
50- |
||||
|
(с печью, в горячей золе, песке, цементе |
100 С/час |
для |
|||||
Отжиг |
и т.п.). В зависимости от температуры |
углеродистых и |
||||||
нагрева подразделяется на полный, не- |
20-60 С/час для |
|||||||
|
||||||||
|
полный, диффузионный и рекристалли- |
легированных |
||||||
|
зационный |
|
|
сталей, |
затем на |
|||
|
|
|
|
воздухе |
|
|
||
|
Выравнивает структуру по всей площади |
|
|
|
|
|||
|
сечения; снижает твердость и облегчает |
Температура на- |
||||||
|
обрабатываемость; снимает |
внутренние |
||||||
Полный отжиг |
напряжения; ликвидирует перегрев, из- |
грева на 30-50 С |
||||||
|
мельчая структуру. Применяется для по- |
выше АС3 |
|
|||||
|
ковок и отливок только из доэвтектоид- |
|
|
|
|
|||
|
ных сталей |
|
|
|
|
|
|
|
|
Обеспечивает |
получение |
зернистого |
Температура на- |
||||
Неполный отжиг |
перлита, обладающего лучшей обраба- |
|||||||
(сфероидизация) |
тываемостью, чем пластинчатый перлит. |
грева на 30-40 С |
||||||
|
Применяется только для эвтектоидных и |
выше АС1 |
|
|||||
|
заэвтектоидных сталей |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Температура на- |
||||
Диффузионный |
Выравнивает химический состав по все- |
грева |
на |
150- |
||||
отжиг (гомоге- |
му сечению. |
Отливки из легированных |
|
|
|
|
||
низационный) |
доэвтектоидных сталей |
|
200 С выше АС3, |
|||||
|
с |
длительной |
||||||
|
|
|
|
выдержкой |
|
|||
|
Снимает наклеп, увеличивая пластич- |
Температура на- |
||||||
Рекристаллиза- |
ность и уменьшая твердость, улучшает |
|||||||
обрабатываемость. Все стали после хо- |
грева на 20-50 С |
|||||||
ционный отжиг |
||||||||
|
лодной штамповки либо грубой механи- |
ниже АС1 |
|
|||||
|
ческой обработки |
|
|
|
|
|
||
|
Выравнивает и измельчает структуру; |
Нагрев |
на |
30- |
||||
|
улучшает механические свойства стали; |
80 С |
выше |
АС3 |
||||
Нормализация |
разрушает карбидную сетку у заэвтекто- |
|||||||
идных сталей. Применяется после горя- |
(Аст), охлажде- |
|||||||
|
чей или грубой механической обработки |
ние |
на |
спокой- |
||||
|
ном воздухе |
|
||||||
|
стали, перед цементацией и после нее |
|
||||||
|
|
|
|
|
||||
Рекомендуемый вид окончательной термообработки для различных деталей автомобилей и дорожных машин представлен соответственно в прил. 5.
19