Материаловедение. Технология конструкционных материалов

         Сварка – технологический процесс получение не разъёмных соединений материалов посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, или пластическим деформировании, или совместным действием того и другого [1].

         Универсальные автоматы и полуавтоматы обеспечивают высокую производительность труда. Для расширения технологических возможностей станков используют системы с числовым программным управлением (ЧПУ). Высшей формой организации работы станков с ЧПУ является создание комплексных автоматизированных участков с централизованным управлением от ЭВМ. Сильно повышает производительность внедрения автоматических линий – систем автоматически действующих станков, связанных транспортирующими средствами и имеющих единое управляющее устройство. Они разделяются на синхронные и несинхронные. Современные средства автоматизации могут быть рационально использованы, в массовом производстве. Возможность быстрого перенаправления оборудования в условиях серийного производства при изготовлении даже небольших партий заготовок обеспечивают даже небольших гибкие автоматические производства (ГАП). ГАП организуется на базе оборудования, управляемого ЭВМ с помощью программ. ГАП способствует увеличению производительности труда в условиях серийного производства, обеспечивает повышения качества продукции [4].

         Одним из путей экономии металлов является увеличение производства качественных сплавов, обладающих улучшенными эксплуатационными характеристиками. Применение таких сплавов, поможет получить экономический эффект как при изготовлении, так и при ремонте быстро изнашивающихся деталей машин путем их замены на более прочные, с увеличенным сроком службы [4].

           Цели курсовой работы:

– закрепление, расширение и углубление теоретических знаний по дисциплине «Материаловедение. Технология конструкционных материалов»;

– приобретение навыков практического применения полученных теоретических знаний при решении технологических задач, предусмотренных техническим заданием на курсовую работу;

– получение навыков  самостоятельного творческого подхода  к решению конкретных инженерных задач;

– обучение самостоятельному пользованию специальной и периодической литературой: каталогами, справочниками, стандартами, ТУ, нормами, научно-производственными журналами, реферативной информацией и другой литературой;

– выработка навыков  оформления технической документации, составления пояснительной записки и оформления иллюстрированного материала (чертежей, схем, графиков) согласно действующего стандарта;

– овладение навыками использования современной вычислительной техники при решении конкретных инженерных задач;

– подготовка к более  сложному этапу процесса обучения –  защите дипломного проекта.

 В целом техническое задание на курсовую работу определяет четыре технологических задачи, которые должен решить студент при выполнении курсовой работы.

 Первый раздел определяет две задачи: обосновать выбор материала для изготовления заданной детали, обосновать технологию термической обработки первичной заготовки и самой детали.

 Из второго раздела технического задания вытекает одна задача: разработать технологический процесс изготовления отливок в разовой форме для заданной детали.

        Третий раздел определяет задачу: рассчитать режимы резания при механической обработке отливок для деталей машин лесного комплекса.

 

 

     

                  

 

                     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

на курсовую работу по дисциплине                                                                

 «Материаловедение. Технология конструкционных материалов»

 

Студент 234 группы лесомеханического факультета

Иммель Н.Н.  

 

Раздел 1     Обоснование выбора материала и  технологии термической

                    обработки деталей машин лесного  комплекса.

 

Вариант  28.

Исходные данные:

1. Тип машиностроительного производства – массовое.
2. Машина – трелевочный трактор ТДТ – 55.
3. Сборочная единица – двигатель СМД – 14Б.
4. Деталь – картер шестерен.
5. Метод получения первичной заготовки – литье в песчаную форму.
6. Материал детали – СЧ15.
7. Твердость материала после термической обработки – 163…229 НВ.
8. Условия работы детали:

            – нагрузки – статические;

            – среда – неагрессивная;

            – максимальная рабочая температура – до 100°С.

 

Порядок выполнения раздела 1:

1. Анализ условий работы детали.
2. Обоснование выбора материала для изготовления детали.
3. Обоснование технологии термической обработки первичной заготовки и детали.
4. Выбор оборудования и технологической оснастки для проведения термической обработки.
5. Охрана труда в термических цехах.

Раздел 2     Разработка технологического процесса изготовления

                    отливки в разовой форме для деталей машин

                    лесного  комплекса.

Вариант 68.

Исходные данные:

1. Тип машиностроительного производства – единичное.
2. Машина – трактор ТДТ–55.
3. Сборочная единица – тормозная лебёдка с карданным приводом.
4. Деталь – шкив.
5. Материал детали – СЧ 50.

 

Порядок выполнения раздела 2:

2.1 Обоснование выбора способа получения отливок.

2.2 Чертеж детали.

2.3 Разработка чертежа отливки.

2.3.1Выбор плоскости разъема.

2.3.2Определение припуска на механическую обработку.

2.3.3Определение минимально допустимой толщины стенок отливки.

2.3.4Определение радиусов галтелей и закруглений.

2.3.5Определение формовочных уклонов.

2.4 Разработка чертежа модели.

2.5 Разработка чертежа стержня.

2.6 Определение массы отливки.

2.6.1 Выбор размеров опок.

2.6.2 Расчет элементов литниковой системы.

2.6.3Разработка чертежа литейной формы в разрезе.

2.7 Определение массы стержня и формовочной смеси.

2.8 Оценка технико-экономической эффективности.

 

Раздел 3   Определение режимов  резания при механической обработке

                   отливок для деталей машин  лесного комплекса.

Вариант 68.

Исходные данные:

1. Тип машиностроительного производства – единичное.

2. Машина – трактор ТДТ–55.
3. Сборочная единица – тормозная лебёдка с карданным приводом.
4. Деталь – шкив.
5. Материал детали – СЧ 50.
6. Условия обработки отливки:

– глубина резания  – t=1,1 мм;

• твердость 220 НВ;
• диаметр обрабатываемой поверхности d=275 мм;
• длина обрабатываемой поверхности     l=80 мм.

 

Порядок выполнения раздела 3:

1. Выбор режущего инструмента.
2. Выбор подачи.
3. Определение скорости резания.
4. Определение силы резания.
5. Определение мощности резания.
6. Определение машинного времени.

 

 

Техническое задание  выдано 10 сентября 2003г.

Дата защиты курсовой работы – 18 декабря 2003г.

 

Руководители курсовой работы

 

                                                                                     доцент Высоцкий А. Г.

                                                                    ст. преподаватель Миронов В. П.

Техническое задание  принял к исполнению

                                                                                         студент Иммель Н.Н.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    1 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МАТЕРИАЛА И ТЕХНОЛОГИИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАВОТКИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН ЛЕСНОГО        КОМПЛЕКСА

 

          1.1 Анализ условий работы детали

               На передней плоскости блока картера двигателя смонтированы картер распределительных шестерен и его крышка, между которыми расположены шестерни, осуществляющие привод всех механизмов и агрегатов двигателя, кроме электрогенератора, водяного насоса и вентилятора. Ведущей шестерней является шестерня, посаженная с натягом на носок коленчатого вала со шпонкой. Эта шестерня находится в зацеплении с двумя промежуточными шестернями.

         Первая промежуточная шестерня является шестерней привода масляного насоса и приводит во вращение шестерню масляного насоса. Вторая промежуточная шестерня вращается на оси, запрессованной в переднюю стенку блока-картера двигателя, и входит в зацепление с двумя ведущими шестернями. Первая шестерня приводит во вращение кулачковый валик топливного насоса высокого давления. Вторая шестерня с помощью специального поводка, соединенного с этой шестерней приводит во вращение счетчик моточасов двигателя. Эта шестерня приводит также во вращение шестерню привода насоса гидросистемы[5].

         Картер распределительных шестерен  является корпусной деталью, с  помощью которой смонтированы  шестерни привода механизмов  и агрегатов двигателя, поэтому он испытывает статические нагрузки при изменениях крутящего момента, передаваемого от двигателя.

         Так как картер залит маслом, то среда, в которой находится  картер распределительных шестерен, — не агрессивная. Температура при перегрузках может достигать значение до 100°С[5].

        Длительная работоспособность трактора зависит от надежности и долговечности деталей и узлов. Надежность работы деталей во многом определяется сопротивлением материала распространению трещин, то есть его вязкостью разрушения. Это значит, что основное требование, предъявляемое к детали при эксплуатации — высокое сопротивление нагрузкам (статическим), чтобы не появились микротрещины, вырывы. Картер распределительных шестерен должен иметь статическую и усталостную прочность.

          Прочность детали, и особенно  усталостная, в значительной степени зависит от состояния поверхности и наличия в ней концентраторов напряжений. Надежность — свойство детали сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения.

        Долговечность — свойство детали  сохранять работоспособность до  предельного состояния (невозможности ее дальнейшей эксплуатации). Долговечность зависит от усталости, износа, коррозии детали[2].

         Следовательно, существует комплекс прочностных и других параметров, которые находятся в наибольшей зависимости с эксплуатационными свойствами картера распределительных шестерен. К таким свойствам, повышающим предел выносливости, сопротивление контактной усталости, сопротивление износу, коррозии. К наиболее важным технологическим свойствам чугунных картеров относятся герметичность картера, износостойкость, работоспособность. Они определяют поведение чугуна при работе картера под давлением валов и шестерен[2,6].

         Сопряженные поверхности картера с другими деталями должны иметь высокую износостойкость, минимальный коэффициент трения. Кроме того, картер распределительных шестерен должен иметь низкую себестоимость, а это связано с технологическими свойствами — литейные свойства и обрабатываемость резанием[7].

         Износ, который определяет долговечность  детали, представляет собой процесс удаления материала в результате многократного нарушения фрикционных связей, и поэтому, как правило, носит усталостный характер, особенно для деталей, находящихся в соприкосновении друг с другом. Эти разрушения происходят, несмотря на статические давления[6].