Анализ материала детали и разработка технологического процесса ее изготовления

Исходные данные: материал: сталь 65, необходимо получить твердость HRC 50.Согласно ГОСТ 14969-73 «Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия (с Изменениями N 1, 2, 3, 4, 5)» исходная твердость заготовки (круга) НВ 217 (HRC 19), значит необходимо провести закалку. По справочным данным [1, таблица 2.17] для получения заданной твердости для стали 45 необходимо провести закалку в воде при температуре 830–850 °С, затем отпуск при температуре 400–500 °С. Сталь 65 – доэвтектоидная (содержание С = 0,40 %), критическая точка Ас3 = 782 °С [1, таблица 2.1]. Температура закалки для стали 65ТЗ = Ас3 + (30…50).(2.7)ТЗ = 782 + (30…50) = 812…832 °С.Принимаем температуру закалки Тз = 820 °С, температуру отпуска Тотп = 450 °С.При единичном производстве будет достаточно небольшой печи. На-грев планируем проводить на поддоне в камерной электропечи сопротив-ления широкого назначения с металлическими нагревателями СНО-2,0-4,0-1,4/10, у которой размер рабочего пространства: длина – 400 мм, ширина – 200 мм, высота – 140 мм, наибольшая температура применения – 1000 °С[1, таблица 2.8].Определим время нагрева для закалки.Общая продолжительность нагреваtобщ = tн + tв,(2.8)где tн – время нагрева до заданной температуры, мин; tв – время выдержки при этой температуре, мин.По способу № 1 время нагрева при закалке по формуле (2.5)k – коэффициент равномерности нагрева, принимаем k = 1 [1, таблица2.4];D – диаметр изделия, D = 140 мм.tn= 1*45*140/60=105 минПо способу № 2 время нагрева при закалке по формуле (2.7)tн = 0,1K1K2K3D1,(2.10)где D1 – размерная характеристика нагреваемого изделия, т. е. минимальный размер максимального сечения, D1 = 140 мм;K1 – коэффициент формы.Отношение длины к диаметру l : d = 100 : 140 = 0,7; в этом случае для ци-линдра K1 = 2 · 0,75 = 1,5;K2 – коэффициент среды, в газовой среде K2 = 2;K3 – коэффициент равномерности нагрева, K3 = 1 [1, таблица 2.4].tн = 0,1 · 1,5 · 2 · 1 · 70 = 21 мин.По способу № 3 время нагрева при закалкегде V – объем тела, см3;– поверхность тела в см2;W – геометрический показатель тела;К – суммарный физический фактор нагрева, К = 40 мин/см [1, таблица 2.6].Геометрический показатель тела для цилиндра [1, таблица 2.5]Где Д наружный диаметр 14 см.W=10*14\4*10+4*14=1.45t н = 40 *1,45 = 58 мин.Выбираем время нагрева по самому точному способу №3 tн = 60 мин. Время выдержки tв принимаем в пределах 1,5 мин на 1 мм сечения де-тали [1].tв = 1,5 · 140 = 210 мин.Время охлаждения рассчитываем по скорости охлаждения в воде [1, таблица 2.11]: с температуры закалки Тз = 750 °С до 500 °С скорость охла-ждения v1 = 600 °С/с, с 500 °С – v2 = 270 °С/с.Температура отпуска Тотп = 450 °С. Нагрев до температуры производим в той же печи. Время нагрева по формуле (4.5)t но = 40 *1,45 = 58 мин.Длительность выдержки назначаем по рекомендациям [1, таблица 2.12] (20–30 мин +1 мин на 1 мм условной толщины). Коэффициент формы садки равен 1 [1, таблица 2.14].tво =1(25 *1*140) = 165 мин.Общее время при отпускеtо =58 + 165 =223 мин.2.4 Расчет режимов чистовой токарной обработки поверхности, выбор оборудования.Определить режимы резания на чистовой операции наружного точения поверхности 1 вала (рисунок 2.2) с диаметра А010 = 141,8 мм до диаметра А015 = 140,2 мм. Шероховатость до обработки Ra = 6,3 мкм. Материал: сталь 65.Обработку будем проводить на токарном станке в самоцентрирующем патроне.Расчет режимов обработки проведем для двух переходов операции 010.Переход выполняется за два рабочих хода с глубиной резания 1,8 мм каждый при максимальном диаметре обработки, равном Ø120 мм.Величину подачи определим по [5]S = S табл. Кгде:S табл. - назначим значение подачи, равное 0,7 мм/об [5 с. 238 табл. 3];К - поправочный коэффициент в зависимости от различных материалов К = 0,65 [5 с 242 табл. 8] .Тогда:S = 0,7 * 0,65 = 0,45 мм/обСкорость резания определим по формулеV = Vтабл. К1 К2 К 3 К4 Кгде:Vтабл. - табличное значение скорости, равное 120 м/мин [5] с 248 табл. 15 ;К1 = 1,0 [5 с 249 табл. 16];К2 = 0,8 [5 с 249] ;К 3 = 1,0 [5 с 249 табл. 17], при Т = 150 мин;К4 = 1,0 [5 с 250];К= 0,9 [5 с 245 табл. 12], при = 1 мм.Тогда:V = 120 *1,0 * 0,8 * 1,0 *1,0 * 0,9 = 86,4 м/минn = 1000 * V = 1000 * 86,4 = 166,76 об/мин П * D 3,14 * 55вращения n = 165 об/мин [ 5 с 130 ] Тогда:V = П D n = 3,14 * 120* 165 = 62.72 м/мин 1000 Sмин = S n = 0,23 *120 = 27.6 мм/минОпределим эффективную мощность резания:Nэ = Nэ табл. ( V/100) Кnгде:Nэ табл. = 2,9 кВт [5 с. 250 табл. 190]КN = 0,75 [5 с. 250 табл. 20]Тогда:Nэ = 2,9 * (85,48/100) * 0,75 = 1,86 кВтЧто меньше мощности электродвигателя главного привода, равной 10 кВт [4 Т 2 с. 17 табл. 9].Переход 2.Переход выполняется за один рабочий ход с глубиной резания 1.8 мм при максимальном диаметре обработки, равном Ø51мм.Величину подачи определим по [5]S = S табл. Кгде:S табл. - назначим значение подачи, равное 0,7 мм/об [5 с. 238 табл. 3];К - поправочный коэффициент в зависимости от различных материалов К = 0,65 [5 с 242 табл. 8] .Тогда:S = 0,7 * 0,65 = 0,45 мм/обСкорость резания определим по формулеV = Vтабл. К1 К2 К 3 К4 Кгде:Vтабл. - табличное значение скорости, равное 120 м/мин [5] с 248 табл. 15 ;К1 = 1,0 [5 с 249 табл. 16];К2 = 0,8 [5 с 249] ;К 3 = 1,0 [5 с 249 табл. 17], при Т = 150 мин;К4 = 1,0 [5 с 250];К= 0,9 [5 с 245 табл. 12], при = 1 мм.Тогда:V = 120 *1,0 *0,8 *1,0 *1,0 *0,9 = 86,4 м/минn = 1000 * V = 1000 * 86,4 __ = 169,85 об/мин П * D 3,14 * 47Ближайшая по паспорту частота вращения n = 170 об/мин [ 5 с 130 ] Тогда: V = П D n = 3,14 * 51 * 170 =27,93 м/мин 1000 Sмин = S n = 0,23 * 81,93 = 18,81 мм/мин Определим эффективную мощность резания: Nэ = Nэ табл. ( V/100) Кn где:Nэ табл. = 2,9 кВт [5 с. 250 табл. 190] КN = 0,75 [5 с. 250 табл. 20] Тогда: Nэ = 2,9 * (83,93/100) * 0,75 = 1,82 кВтЧто меньше мощности электродвигателя главного привода, равной 10 кВт [4 Т 2 с. 17 табл. 9].ЗАКЛЮЧЕНИЕВ курсовом проекте по заданному эскизу детали проведен анализ материала детали: изучены химический состав, физические и механические свойства, возможность термической обработки.На основании требований эскиза к точности размеров и качеству поверхности составлен технологический маршрут изготовления детали, рассчитаны припуски и операционные размеры.По рассчитанным размерам определены параметры режимов обработки на операциях термической обработки детали и чистовой токарной обработки одной наружной поверхности, подобрано технологическое оборудование.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ1 Солнцев Ю.П. Технология конструкционных материалов [Электрон-ный ресурс]: учебник для вузов/ Солнцев Ю.П., Ермаков Б.С., Пирай-ненВ.Ю.– Электрон.текстовые данные.– СПб.: ХИМИЗДАТ, 2014.– 504 c.– Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/225452 Буслаева Е.М. Материаловедение [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Буслаева Е.М.– Электрон.текстовыеданные.– Саратов.Медиа, 2012.– 148 c.– Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/7353 Материаловедение и технология конструкционных материалов : ме-тод. рекомендации по выполнению курсового проекта / сост. М. Р. Кадыров.– Краснодар : КубГАУ, 2019. – 24 с. Режим доступа: https://edu.kubsau.ru/mod/resource/view.php?id=71844 Чеботарев М. И., Карпенко В. Д., Тарасенко Б.Ф., Горовой С. А. Разработка технологического процесса и расчет параметров режима термиче-ской обработки деталей (методическое указание к расчетно-графической работе по материаловедению). Образовательный портал Куб ГАУ, Красно-дар, 2016. Режим доступа:http://edu.kubsau.ru/file.php/115/03_Ispravlen_Raschtnograficheskaja_rabota _Razrabotka_tekh._proc_termicheskoi_obrabotki_Karpenko.d ocx1.pdf