Выбор материала и технология производства заготовок деталей и инструментов
ВЫБОР МАТЕРИАЛА И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ЗАГОТОВОК ДЕТАЛЕЙ И ИНСТРУМЕНТОВ
Цель работы - провести анализ условий работы заданного изделия, выбор материала и технологических процессов получения выбранного материала и за-готовок.
Заданное изделие - валик 5.17.005 выполненный из легированной конструкционной стали 30ХГСА ГОСТ 4543-71 предназначен для работы в условиях длительно действующих знакопеременных динамических и контактных нагрузок при температуре от +2000С до - 500С в условиях средне агрессивных сред.
Характеристика материала сталь 30ХГСА.
Химический состав в % материала 30ХГСА
C |
Si |
Mn |
Ni |
S |
P |
Cr |
Cu |
0.28 - 0.34 |
0.9 - 1.2 |
0.8 - 1.1 |
До 0.3 |
До 0.025 |
До 0.025 |
0.8 - 1.1 |
До 0.3 |
Механические свойства при Т=20oС материала 30ХГСА.
Сортамент |
Размер |
Напряж. |
?В |
?T |
?5 |
? |
KCU |
Термообработка |
- |
Мм |
- |
МПа |
МПа |
% |
% |
КДж / м2 |
- |
Пруток |
? 15 |
1080 |
830 |
10 |
45 |
490 |
Закалка 880oC, масло, Отпуск 540oC, вода, | |
Твердость материала 30ХГСА после отжига, |
HB 10 -1 = 229 МПа |
Где:
- sВ - Предел кратковременной прочности, [МПа] sT - Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа] d5 - Относительное удлинение при разрыве, [ % ] y - 0Относительное сужение, [ % ]
KCU - Ударная вязкость, [ кДж / м2]
HB - Твердость по Бринеллю, [МПа]
Для получения более высоких прочностных характеристик применяется термообработка: Закалка 880OC, масло. Отпуск 540OC, вода.
Материал детали сталь 30ХГСА является конструкционной легированной сталью ответственного назначения производимой в Электропечах различного типа (Дуговых, индукционных). Это производство стали позволяет быстро нагревать, плавить и точно регулировать температуру металла, создавать окислительную, восстановительную, нейтральную атмосферу или вакуум. В этих печах выплавляются стали и сплавы любого состава, можно более полно раскислить металл с образованием минимального количества неметаллических включений - продуктов раскисления.
На рис. 1 приведена Схема индукционной тигельной электрической плавильной печи состоящей из водоохлаждаемого индуктора 3, внутри которого находится тигель 4 с металлической шихтой. Через индуктор проходит однофазный переменный ток повышенной частоты (500-1000кГц). Ток создает переменный магнитный поток, который пронизывает металл в тигле и наводит мощные вихревые токи (токи Фуко) нагревающие металл 1 до необходимой температуры.
Выплавленную сталь выпускают из плавильной печи в Разливочный ковш, из которого ее разливают в Изложницы или кристаллизаторы установок для непрерывной разливки стали, Где сталь затвердевает в слитки, которые затем подвергаются прокатке или ковке. На рис. 2 приведена Схема ковша для разливки стали. Стальной сварной кожух 1 вложен внутри огнеупорным кирпичом 2. В днище ковша имеется керамический стакан 3 с отверстием 4 для выпуска стали. Отверстие 4 закрывается и открывается стопорным устройством со стальной штангой 6, на конце которой закреплена пробка 5 из огнеупорного материала. На штангу надеты трубки 7 из огнеупора, предохраняющие ее от расплавления жидкой сталью. Стопор поднимают или опускают вручную или через привод с дистанционным управлением с помощью рычажного механизма 11.
Тигельный сталь прокатка деформация
Изложницы Представляют собой чугунные формы для изготовления слитков. В зависимости от сорта наливаемой стали и назначения слитка изложницы выполняют с квадратным, прямоугольным, круглым и многогранным поперечными сечениями.
На рис. 3 приведена Схема установки для непрерывной разливки стали. Жидкая сталь из ковша 1 1 через разливочное устройство 2 непрерывно подают в водоохлаждаемую изложницу без дна - кристаллизатор 3, из нижней части которого вытягивается затвердевший слиток 4. Перед заливкой металла в кристаллизатор вводят затравку, образующую его дно. Жидкий металл, попадая на кристаллизатор и его затравку, охлаждается, затвердевает, образуя корку. Затравка тянущими валками 5 вытягивается из кристаллизатора вместе с затвердевшим слитком, сердцевина которого находится в жидком состоянии. Скорость вытягивания слитка из кристаллизатора зависит от сечения слитка. На выходе из кристаллизатора слиток охлаждается водой, подаваемой через форсунки в зоне 6 вторичного охлаждения. Из зоны вторичного охлаждения слиток выходит полностью затвердевшим и попадает в зону 7 Резки, где его разрезают газовым резаком 8 на куски заданной длины. УНРС может иметь до восьми кристаллизаторов, что делает возможным одновременную заливку нескольких слитков.
Конструкция детали и технологический способ ее изготовления (токарное точение и фрезерование) предполагают применить заготовку в форме прутка круглого сечения диаметром 15мм. Такие заготовки получают одним из видов обработки металлов давлением - Прокаткой, при котором металл пластически деформируется вращающимися валками. Силами трения заготовка втягивается в валки, а силы нормальные к поверхности валков, уменьшают поперечные размеры заготовки.
Рис.4
На рис. 4 приведена схема основных видов прокатки.
Продольная (рис.4, А)-между двумя валками, вращающимися в Разные стороны, и перемещается перпендикулярно оси валков.
Поперечная прокатка (рис.4, Б) - валки, вращаясь в Одном направлении, придают вращение заготовке, которая деформируется перемещаясь вдоль оси валков.
Поперечно-винтовая прокатка (рис.4, В) - валки расположены под углом и сообщают заготовке при деформировании вращательное и поступательное движения.
Деформированный металл из-за повышенной плотности несовершенств в кристаллической решетке является термодинамически неустойчивым. При нагреве такого металла проходят процессы Возврата и рекристализации, приводящие к стабилизации системы и возвращению всех свойств к свойствам металла до деформации.
В зависимости от температурно-скоростных условий деформирования различают Холодную и горячую деформации.
Холодная деформация (температура деформирования ниже Температуры начала рекристаллизации ТКр) характеризуется Наклепом - упрочнением из-за образования полосчатой микроструктуры.
Изменения, внесенные холодной деформацией в структуру металла устраняются термической обработкой - Рекристаллизацией. При нагреве волокнистая структура деформированного металла Без фазовых превращений заменяется на Новые Равноосные зерна. Для сплавов рекристаллизация начинается при ТКр ?(0,5-0,6)*ТПл. ( ТПл - температура плавления сплава).
Горячую деформацию Проводят при температуре выше температуры рекристаллизации для получения полностью рекристаллизованной структуры.
При Горячей деформации сопротивление деформированию примерно в 10 раз меньше, чем при холодной деформации из-за отсутствия упрочнения. Поэтому горячую обработку применяют для изготовления крупных деталей, так как требуется менее мощное оборудование, но при этом происходит интенсивное окисление поверхности с образованием окалины, что ухудшает качество поверхности и точность размеров.
Обработку, при которой металл имеет частично рекристаллизованную структуру, называется Теплой деформацией.
Конструктивная особенность детали (валик 5.17.005.) с требованием получения 8 класса чистоты поверхностей позволяет применить тонкое (чистовое) точение как финишную обработку закаленной детали без последующего шлифования.
Похожие статьи
-
Т. к. партия изготовляемых деталей составляет 400шт. Производство не крупносерийное; материал детали не литейная сталь, в исключительных случаях...
-
Выбор материала изделия. Обоснование катетов сварных швов Материал изделия для изготовления сварной конструкции, необходимо выбирать в зависимости от...
-
Выбор метода и способа получения заготовки Необходимость экономии материальных ресурсов предъявляет высокие требования к рациональному выбору заготовок,...
-
Характеристики методов получения заготовок Вопросы по теме: Производство заготовок литьем. Производство заготовок пластическим деформированием. Получение...
-
Выбор заготовки, Технологический маршрут изготовления детали - Технология изготовления вала
Исходные данные: 1) рабочий чертеж детали; 2) Тип производства серийный. Деталь представляет собой тело вращения. В качестве заготовки можно принять...
-
Возможные способы получения заготовки Виды обработка металлов давлением Процессы обработки металлов давлением по назначению подразделяют на два вида: 1)...
-
Характер производства Для мелкосерийного и единичного производства характерно использование в качестве заготовок горячекатаного проката, отливок,...
-
Стальной аппарат с мешалкой. Он состоит из корпуса и перемешивающего устройства с приводом. Корпус! включает в себя: цилиндрическую обечайку с приварным...
-
Актуальными в настоящее время являются вопросы повышения надежности и долговечности машин, приборов, установок, повышение их качества и эффективности...
-
Вопросы по теме Выбор способа получения заготовки и последовательность построения технологического процесса. Исходные данные, необходимые при...
-
Общие принципы выбора заготовки - Заготовительное и литейное производство
Наиболее широко для получения заготовок в машиностроении применяют следующие методы: литье, обработка металла давлением и сварка, а также комбинация этих...
-
Выбор транспортных средств для заготовок и деталей производим исходя из габаритных размеров деталей, а так же планировкой рабочих мест, расположения...
-
Заготовка Для изготовления заготовок листов под стойку гидромотора применим гидроабразивную резку металла. Этот метод позволяет качественно резать не...
-
Производство стали - Разработка технологического процесса изготовления детали "зубчатое колесо"
Сущность процесса Основными материалами для производства стали являются передельный чугун и стальной лом (скрап). Содержание углерода и примесей в стали...
-
Новые технологии производства и обработки стали - Новые технологии производства чугуна и стали
Электроннолучевая плавка металлов Для получения особо чистых металлов и сплавов используют электроннолучевую плавку. Плавка основана на использовании...
-
Технологическая схема зависит от вида и характера, вида и качества исходных материалов, от уровня развития техники (рис.1.). Рисунок 1- Технологическая...
-
Выбор инструментальных приспособлений произведен по методике изложенной в [13]. Исходные данные: конструкция крепежной части; конструкция посадочного...
-
Успешное выполнение ремонта в значительной мере зависит от качества разборки. Разборочный процесс принято изображать в виде технологической схемы. При...
-
Материал детали - сталь 45 ГОСТ 1050-74. Данная сталь нелитейная, поэтому выбор литейной заготовки не целесообразен. Так как разность диаметров большая,...
-
Оборудование и инструмент - Технология литейного производства
Оборудование. Для обработки дерева применяют циркулярные и ленточные пилы, станки: фуговальные, рейсмусовые, фрезерные, шлифовальные, шипорезные....
-
Механизация и автоматизация технологических процессов Технология переработки полимеров - это область науки и техники, изучающая процессы, предназначенные...
-
Основные положения к выбору способа литья - Технология конструкционных материалов
При выборе способа литья для получения заготовки в первую очередь должен быть рассмотрен вопрос экономии металла. Металлоемкость можно снизить...
-
Разливка, Пути повышения качества стали - Производство стали
Разливка стали в слитки. Из сталеплавильного агрегата сталь выпускается в сталеразливочный ковш, предназначенный для кратковременного хранения и разливки...
-
Технологический процесс прокатки - Прокат и его производство
Исходным продуктом для прокатки могут служить квадратные, прямоугольные или многогранные слитки, прессованные плиты или кованые заготовки. Процесс...
-
Материалы, применяемые при ремонте козлового крана Все материалы, применяемые для ремонта металлоконструкций, по своим механическим и качественным...
-
Анализ конструкции (объекта дипломного проектирования) на предмет снижения ее массы, применения новых материалов, совершенствования конструктивных...
-
Маршрутная технология процесса изготовления деталей - Ремонт токарного станка
Выбор заготовки: при выборе заготовки для механической обработки заменяемой детали нужно учитывать технические требования, предъявляемые к детали....
-
Выбор сварочного оборудования, приспособления и инструменты - Технология и техника сварки
Чтобы изготовить лист бортовой обшивки применяем следующее оборудование: Тельфер - это небольшой подъемный кран, находящийся внутри цеха, используемый...
-
Для производства преформ на производственной линии SIPA PPS48 используется сырье в гранулах - полиэтилентерефталат. Полиэтилентерефталат - синтетический...
-
Для изготовления рельсов можно применять конструкционные улучшаемые стали. Учитывая, что по техническим требованиям требуются высокие характеристики,...
-
Таблица 1. Приспособления, инструмент для разборочно-сборочных работ Наименование инструмента Обозначение инструмента Стандарт Ключ гаечный с открытым...
-
Технологичность конструкций литых деталей - Технология конструкционных материалов
Конструкция литой детали должна обеспечивать высокий уровень механических и эксплуатационных характеристик при заданной массе, конфигурации, точности...
-
Анализ служебного назначения детали. Назначение технических требований Задача данного раздела - на базе анализа технических требований к детали...
-
Для литья на подложку обычно используют материалы с невысокой температурой переработки, такие как полипропилен, АБС-пластики и смеси на их основе....
-
Сырье поступает на предприятие автотранспортом, разгружается в цехе кран-балкой и складируется на отведенных для складирования местах в отделении...
-
Выбор вида заготовки зависит от конструктивных форм деталей, их назначения, условий их работы в собранной машине, испытываемых напряжений. Существует...
-
Порядок выполнения заданной детали. Обработка заготовки на токарно-винторезном станке (черновая) I-центра; II-заготовка; III - резец черновой токарный...
-
Инструмент и оборудование для прокатки Инструментом прокатки являются валки , которые в зависимости от прокатываемого профиля могут быть гладкими (рис....
-
При выборе материала для изготовления деталей необходимо учитывать их свойства, условия работы, характер нагрузок и напряжений. Пальцы: выполняют из...
-
Материалы для верха обуви Для наружных деталей верха обуви обычно используют натуральную кожу, искусственные, синтетические и текстильные материалы. Все...
Выбор материала и технология производства заготовок деталей и инструментов