РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

ФГОУ ВПО «БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Факультет: «Механизация сельского хозяйства»

Кафедра: «Технология металлов и ремонт машин»

Специальность: «Механизация сельского хозяйства»

Форма обучения: очная

Курс, группа: 1,1

Вариант 1

Иванов иван иванович

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

по разделу «Металловедение и термическая обработка»

«К защите допускаю»

Руководитель:

к.т.н., профессор Левин Э.Л.

_________________________

_________________________

^{(подпись)}

«___» ____________ 200_ г.

Оценка при защите:

_________________________

_________________________

^{(подпись)}

«___» _____________ 200_ г.

Уфа 200_

ОГЛАВЛЕНИЕ

1 ЧЕРТЁЖ ДЕТАЛИ 3

2 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 4

3 ХАРАКТЕРИСТИКА ДЕТАЛИ 4

4 АНАЛИЗ УСЛОВИЙ РАБОТЫ ДЕТАЛИ 4

5 ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАДАННОЙ МАРКИ СТАЛИ 5

6 ВЫБОР ВИДА И СПОСОБА ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ 5

7 ВЫБОР ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ВСЕХ ОПЕРАЦИЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ 7

8 НАЗАНАЧЕНИЕ РЕЖИМОВ ОКОНЧАТЕЛЬНОЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ 7

9 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ 8

10 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ (ОПЕРАЦИОННАЯ) КАРТА 9

11 РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 9

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

2 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Наименование детали - ролик конического подшипника;

Марка стали - ШХ15;

Тип производства - массовый.

3 ХАРАКТЕРИСТИКА ДЕТАЛИ

Ролик роликового подшипника представляет собой усечённый конус, имеющий фаски по обеим торцевым поверхностям. Изго­тавливается точением из калиброванного круглого проката, кото­рый и является заготовкой для ролика.

4 АНАЛИЗ УСЛОВИЙ РАБОТЫ ДЕТАЛИ

Подшипники - опоры вращающихся валов, осей и т.д., распо­ложенные внутри узлов. При их замене требуется разборка всего узла. От их состояния зависят зазоры в сопряжениях других дета­лей, их взаимное расположение, интенсивность изнашивания. Ро­лик - деталь ответственная.

Ролики подшипника перекатываются по беговым дорожкам наружной и внутренней обойм. Подвергаются воздействию высо­ких контактных удельных нагрузок. При работе возникают пере­менные (циклические) контактные напряжения и может возникать контактная усталость металлов в виде выкрашивания поверхност­ных слоев.

Кроме того, ролики испытывают износ от трения. Износ уси­ливается наличием в смазке абразивных частиц (грязь, продукты износа). Поэтому материал ролика должен быть твердым, износо­стойким, выдерживать большие контактные нагрузки и обладать высокой контактной выносливостью. Обеспечить такие требования может легированная высококачественная сталь с высоким содер­жанием углерода (0,8... 1,2% С), после термической обработки на максимально высокую твердость - HRC 60... 65.

5 ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАДАННОЙ МАРКИ СТАЛИ

Сталь ШХ 15 можно классифицировать по следующим признакам:

- по назначению - конструкционная, шарикоподшипниковая;

- по химическому составу - низколегированная, хромистая;

- по содержанию углерода - высокоуглеродистая, заэвтектоидная;

- по степени раскисления - спокойная.

Критические и мартенситные точки (страница 368 /1/):

А_с1= 734°С;

А_r1=700°С;

А_Сcm=900°С;

А_rcm=713°С;

M_H=210°С.

Таблица 1 Химический состав стали ШХ15 в % по ГОСТ 801-78

Механические свойства стали ШХ15 в состоянии поставки: твердость в горячекатанном состоянии - НВ 2550.. .3400.

6 ВЫБОР ВИДА И СПОСОБА ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

Сталь ШХ15 поставляется заказчику в горячекатанном со­стоянии. После прокатки сталь охлаждается на воздухе. Структура - крупнопластинчатый перлит и разорванная цементитная сетка. Твердость - НВ 2550...3400. Механическая обработка резанием сталистакой структурой и твердостью очень затруднена. Сталь с та­кой исходной структурой нельзя закаливать, т.к. получится круп­ноигольчатый хрупкий мартенсит с высокими остаточными напря­жениями.

С целью улучшения обрабатываемости и подготовки структу­ры к окончательной термической обработке сталь подвергают предварительной термической обработке - отжигу на зернистый перлит, т.е. так называемому циклическому (маятниковому) отжи­гу.

6.1 Предварительная термическая обработка
Температура нагрева для отжига рассчитывается по формуле:

T_H = А_с1+(30...50)°С= 734+ (30...50)°С = 765...758°С (1)

Отжиг проводится в следующей последовательности:

1 Нагрев до температуры 765...785°С;

2 Медленное охлаждение до 680°С; выдержка; нагрев до 740°С и в такой последовательности 3...4 цикла. Перед отжигом на зернистый перлит с целью устранения сетки вторичного цементита целесообразно провести норма­лизацию с нагревом до температуры:

t_H = А_Сcm+ (50...70)°С= 900+(50...70)°С= 950...970°С (2)

(охлаждение на воздухе).

Механические свойства отожённой стали ШХ15 (страница 370/1/):

НВ 1790... 2070;

s_в=590...730 МПа;

d= 15...25%;

КСU =44 Дж/см².

6.2 Окончательная термическая обработка

Операции окончательной термической обработки выбираются в зависимости от технических требований к заданной детали. Так как по техническим требованиям необходима максимальная твер­дость и контактная выносливость, выбираем, с учетом марки стали, следующие операции: 1)закалка; 2) низкотемпературный отпуск. Назначение режимов приводится в разделе 8.

7 ВЫБОР ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ВСЕХ ОПЕРАЦИЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

Назначаем последовательность всех операций изготовления ролика (от проката до готового изделия).

Последовательность операций изображается графически, с указанием номера операции в общем технологическом процессе из­готовления изделия (рисунок 1).

8 НАЗАНАЧЕНИЕ РЕЖИМОВ ОКОНЧАТЕЛЬНОЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

В соответствии с маркой стали и требованиям к изделию вы­бираем способ закалки - неполную объемную закалку.

8.1 Температура нагрева под закалку:

t_H = А_С1+ (30...50)°С= 734+(30...50)°С= 735...758°С (3)

8.2 Время нагрева и выдержки (общее):

t₀ = t_H + t_В (4)

t_H - время нагрева ролика до заданной температуры, мин;

t_В - время выдержки при заданной температуре (для выравнивания химического состава аустенита), мин.

Время нагрева ролика до заданной температуры определяется по формуле:

t_H = 0,1´K₁´K₂´K₃´K₄ = 0,l´l7´l´2´l´l,5=51 мин. (5)

Время выдержки при заданной температуре принимаем (страница 19/4/) t_В = 3...5 мин.

t₀ =51+(3...5) = 54...56 мин.

8.3 Охлаждающая (закаливающая) среда

В качестве охлаждающей среды при закалке выбираем масло трансформаторное (страница 242/2/).

8.4 Температура нагрева при отпуске (страница 242/2/)

t_H = 150...160°С.

8.5 Продолжительность отпуска (страница 242/2)

1,5...2 ч.

Окончательная структура стали после термообработки - мелкоигольчатый отпущенный мартенсит и вторичные карбиды, твердость HRC 62...65.

9 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ

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

- для нагрева под закалку - закалочный конвейерный элек­тропечной агрегат с защитной (контролируемой) атмосфе­рой СКЗ - 12.100.10/9 (страница 246/3/). Техническая характеристика агрегата:

t_Hmax = 900°С;

N = 650...850 кВт;

Площадь пода - 1,2 ´ 10 м.

Для отпуска выбираем отпускной конвейерный электропечной агрегат с защитной (контролируемой) атмосферой СКО - 20.155.04/3

Техническая характеристика агрегата:

t_Hmax = 350°С;

N = 350 кВт;

Площадь пода - 2,0 ´ 4,5 м.

10 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ (ОПЕРАЦИОННАЯ) КАРТА

Технологическая карта приведена в конце работы.

11 РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

1 При работе с использованием печей с контролируемой атмосферой регулярно проверять газоплотность печей.

2 При закалке изделий в масляных баках не допускать выброс или загорание масла.

3 При работе с электропечами не допускать работу в мокрой одежде и обуви.

4 Не открывать щитки управления механизмами печей без их обесточивания.

5 Перед началом работы проверить исправность венти­ляции.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 Материалы в машиностроении под ред. И.В.Кудрявцева Том 3. М.: Машиностроение, 1968 - 446 с.

2 Фиргер И.В. Термическая обработка сплавов: Справочник. -Л.: 1982. -304 с.

3 Термическая обработка в машиностроении: Справочник. Под ред. Ю.М.Лахтина, А.Г.Рахштаота.-М.: Машинострое­ние, 1980-783 с.

4 Седов Ю.Е., Адаскин А.М. Справочник молодого термиста.
- М.: Высшая школа, 1986, - 239 с.

Поиск по сайту: