Разработка и проектирование технологических процессов и участков тепловой обработки изделий Для машиностроения

РАЗРАБОТКА И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И УЧАСТКОВ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ДЛЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ

 

Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Основы проектирования технологических процессов, цехов и участков по обработке материалов» для студентов направления подготовки

22.03.01 «Материаловедение и технологии материалов»

всех форм обучения

 

Нижний Новгород

2019

Составители: Е.Г. Терещенко, С.С. Дурдыева, Ю.А. Гетмановский

 

УДК 621.78

 

Разработка и проектирование технологических процессов и участков тепловой обработки изделий для машиностроения..: Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Основы проектирования технологических процессов, цехов и участков по обработке материалов» для студентов направления подготовки

22.03.01 «Материаловедение и технологии материалов»

всех форм обучения

 /НГТУ им. Р.Е. Алексеева; сост.: Е.Г. Терещенко,          С.С. Дурдыева, Ю.А. Гетмановский - Н.Новгород, 2019. - 78 с.

 

Изложены указания по составлению и оформлению пояснительной записки и графической части курсового технологического проекта. Наиболее подробно рассмотрены вопросы выбора технологических процессов тепловой обработки. Даны примеры выполнения.

Могут быть использованы при выполнении выпускной квалификационной работы по разделу «Технологическая часть».

 

Научный редактор А.А.Хлыбов

Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Основы проектирования технологических процессов, цехов и участков по обработке материалов» рассмотрены на заседании кафедры «МТМиТОМ»

 

Протокол № ____________ от «___» ____________ 20 __ г.

 

Заведующий кафедрой д.т.н., профессор Хлыбов А.А.

Дата, подпись _____________ «___» ___________ 20 __ г.

 

 

СОГЛАСОВАНО:

 

Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Основы проектирования технологических процессов, цехов и участков по обработке материалов» зарегистрированы в УМУ под учетным номером

_____________________

 

Начальник МО УМУ _____________ Горностаева А.В. «__» ______ 20__ г.

 

 

©Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, 2019.

Содержание**

1. Пояснительная записка…………………………………………………….4

2. Содержание разделов курса……………………………………………….5

3. Опорный конспект лекций………………………………………………...6

3.1. Общие вопросы технологического проектирования………………...6

3.2. Термическая обработка изделий машиностроения…………………20

3.3. Конструкция и оборудование промышленных зданий.

     Планировка производственных участков…………………………...46

3.4. Безопасность и экологичность производства……………………….57

4. Описание практических занятий………………………………………...67

5. Практические занятия и примеры выполнения…………………………68

6. Варианты для практических занятий……………………………………72

7. Контрольные вопросы……………………………………………………73

Заключение………………………………………………………………..74

Глоссарий………………………………………………………………….76

Библиографический список………………………………………………78

 

 

Пояснительная записка

Материалы представляют собой конденсированные системы различных типов. В зависимости от вида междуатомной связи, особенностей строения, свойств, применяемых технологий получения материалы подразделяют на следующие классы: металлические, неметаллические, композиционные.

В настоящем комплексе учебно-методических материалов рассматриваются процессы термической обработки материалов и изделий, которые широко применяются в машиностроении. К ним относятся разнообразные виды упрочняющей термической обработки деталей машин и инструментов. В систематизированном виде рассмотрены разнообразные технологические процессы термической обработки, вопросы их проектирования.

Представлены основные сведения о конструктивных элементах и объемно-планировочных решениях промышленных одноэтажных зданий, оборудовании зданий. Даны требования к планировке производственных участков и отделений. В заключительном разделе содержится рассмотрение вопросов безопасности и  экологичности  производства.

Выписка из Федерального Государственного образовательного стандарта высшего образования по направлению подготовки 22.03.01 «Материаловедение и технологии материалов»

Выпускник, освоивший программу бакалавриата, должен обладать:

-.способностью использовать в профессиональной деятельности основы проектирования технологических процессов, разработки технологической документации, расчетов и конструирования деталей, в том числе с использованием программных средств;

-готовностью участвовать в разработке технологических процессов производства и обработки покрытий, материалов и изделий из них, систем управления технологическими процессами

 

Содержание разделов курса

Номер раздела	Наименование разделов, содержание лекций
1	Общие вопросы проектирования
	Понятие проектирования и задания. Тема проекта и документация: пояснительная записка и графическая часть
2	Технические условия, расчет годовой программы
	Содержание технических условий. Вопросы маркетинга. Годовая программа участка, тип машиностроительного производства
3	Выбор материала и упрочняющей обработки
	Обоснование выбора материала с учетом различных требований. Назначение вида термического упрочнения
4	Проектирование объемного термического упрочнения
	Обоснование выбора операций объемного упрочнения. Температурно-временные режимы нагрева. Условия охлаждения
5	Проектирование термического упрочнения поверхностных слоев деталей
	Обоснование вида поверхностного упрочнения в зависимости от технических условий. Виды поверхностной закалки и химико-термической обработки. Назначение режимов обработки
6	Проектирование термической обработки режущего инструмента
	Виды режущих инструментов. Типовая термическая обработка инструментов из быстрорежущей стали
7	Проектирование термической обработки изделий из цветных сплавов
	Термическая обработка сплавов алюминия и титана. Особенности обработки магниевых сплавов, латуней и бронз
8	Выбор нагревательных устройств
	Нагревательные устройства периодического и непрерывного действия. Применение в различных типах производства
9	Оформление технологической документации
	Стандарты ЕСТД. Маршрутные и операционные карты. Разные типы строк в картах
10	Сертификация продукции и система управления качеством продукции
	Понятие сертификации продукции. Международные стандарты системы обеспечения качества продукции. Стадии жизненного цикла продукции и этапы «петли качества»
11	Конструкция промышленных зданий
	Конструктивные элементы и объёмно – планировочные решения. Шаг колонн, размеры пролетов, высота здания
12	Оборудования промышленных зданий
	Технологическое,вспомогательное,подъемно-транспортное,санитарно – техническое, энергетическоеоборудование
13	Оборудование производственных участков
	Техническое, подъёмно – транспортное, вспомогательное и энергетическое оборудование
14	Планировка производственного участка
	Общие требования. Расположение оборудования, наличие проездов и проходов. Меры по безопасности работы оборудования
15	Безопасность производства
	Общие требования безопасности при термической обработке. Опасные зоны и вредные производственные факторы Расположение оборудования, наличие проездов и проходов. Меры по безопасности работы оборудования
Окончание таблицы

ОПОРНЫЙ КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

3.1. Общие вопросы технологического проектирования

Пояснительной записки

Технологическое проектирование ведется в такой последовательности основных этапов:

· анализ технических условий на материалы и изделия;

· изучение назначения изделий, условий работы;

· расчет годовой производственной программы выпуска продукции;

· обоснование типа производства продукции;

· выбор числа смен работы в сутки;

· выбор и обоснование марок материалов изделий;

· разработка технологического маршрутно-операционного процесса обработки и изготовления изделий, назначение режимов обработки;

· о выбор технологического и другого оборудования с заданными пара-метрами с учетом типа производства и расчет его количества, проведение технических расчетов;

· решение вопросов механизации технологических процессов;

· автоматизация регулирования и контроля параметров технологических процессов;

· система обеспечения качества продукции;

· рассмотрение вопросов сертификации;

· планировка расположения всего оборудования, шкафов управления, рабочих мест, проходов и т.д. на участке;

· мероприятия по безопасности жизнедеятельности и экологичности.

   Таким образом, в состав пояснительной записки входят следующие обязательные пункты и разделы:      

- стандартная этикетка на обложке записки;

- титульный лист на типовом бланке;

- задание на стандартном бланке;

- реферат.

1. Технические условия.

3. Назначение изделий, расчет годовой программы выпуска изделий, тип производства.

4. Выбор материала, технологические процессы обработки, контроль качества и сертификация продукции.

5. Оборудование, оснастка и средства механизации.

6. Технические расчеты.

7. Автоматизация управления параметрами технологических процессов обработки.

8. Планировка производственного участка.

9. Безопасность и экологичностъ производства.

Заключение. Технические показатели участка.

Список использованных источников.

Приложения:

- Маршрутная карта.

- Операционные карты.

- Распечатки и другие приложения.

Пояснительная записка должна представляться в сброшюрованном виде, а также в электронном варианте. На обложку пояснительной записки наклеивается стандартная этикетка. Чертежи, рисунки, и другие демонстрационные материалы представляются в презентации  формат PAUER POYNT

 

 Указания к выполнению графической части

Курсового проекта

Графическая часть выполняется в объеме не менее трёх файлов. Внизу, в правом углу каждого чертежа, вычерчивается основная надпись. Спецификация на чертеже располагается непосредственно над основной надписью. Все надписи должны быть выполнены в соответствии с государственным стандартом на шрифты чертежные. Рекомендуется использование компьютерной графики.

Обязательная графическая часть работы:

Чертеж1.Базовая деталь   Указываются технические требования: размеры, покрытие, механические характеристики, контролируемые параметры, марка материала вид заготовки и др

Чертеж2.Технологическая (или аппаратурно-технологическая) схема обработки изделия: графики проведения термической обработки в координатах «температура-время».

Чертеж 3. Планировка оборудования участка обычно в масштабе 1:50 или 1:100 в соответствии с требованиями, предъявляемыми к строительным чертежам.

  Рабочий чертеж детали может быть представлен ксерокопией или выполнен с использованием методов компьютерной графики.

 

 Технические условия

 

Каждому студенту выдается индивидуальное задание на курсовое проектирование, оформленное в соответствии с требованиями стандарта на типовом печатном бланке. В задании указывается тема проекта, исходные данные к проекту (годовая программа выпуска машин, количество изделий в машине, технические условия, номенклатура деталей, рабочие чертежи и др.); перечень разрабатываемых вопросов пояснительной записки и графического материала; дата выдачи задания и срок сдачи студентом законченного проекта. Задание составляется руководителем проекта и утверждается на заседании кафедры.

Технические условия – документ, устанавливающий требования, которым должны соответствовать продукция или услуги (международный стандарт ИСО-8402-86).

Требования к изделиям и материалам приводятся в технических условиях, где указываются: сортамент, технические требования (прочностные свойства, твердость, коррозионная стойкость и т.д.), правила приемки, методы испытаний и др. На детали машин, инструменты выдаются рабочие чертежи. Эти документы могут быть получены студентом во время практики. Указывается также номенклатура обрабатываемых изделий и, при необходимости, распределение изделий по объему выпуска. При отсутствии производственных документов используются литературные данные по указанию руководителя.

 

 Назначение изделий, расчет годовой программы

выпуска изделий, тип производства

 

 Дается характеристика проектируемых к производству изделий (материалов), их назначение, использование в машине (устройстве, аппарате и т.д.), условия работы, требования в отношении свойств.

При рассмотрении вопросов  целесообразности  проектирования выпуска новой продукции предварительно проводят маркетинговые исследования по анализу рынка сбыта этой продукции, его емкости. Изучают, насколько насыщен рынок данной продукцией изготовления других предприятий и фирм, какую свободную «нишу» может занять новая продукция. Анализируется, по каким потребительским характеристикам проектируемая продукция превосходит имеющуюся на существующем рынке.

 Студент в курсовом проекте дает общий анализ по рассматриваемым вопросам применительно к заданной теме.

Пример 1. Заданием предусмотрено проектирование участка термической обработки деталей универсального фрезерного станка. Годовая программа - 2500 станков в год.

На универсальном фрезерном станке можно проводить различные операции обработки металлов. Он объединяет возможности горизонталь­но-фрезерного и вертикально-фрезерного станков. Это позволяет предполагать, что универсальный фрезерный станок может найти при­менение в средних и, возможно, малых фирмах.

Заданная программа выпуска станков не превышает фактическую программу производства в середине 90-х годов фрезерных станков в акционерном обществе «ЗеФС». Из изложенного видно, что имеется перспектива сбыта запроектированной продукции.

Пример 2. Задано проектирование участка термической обработки деталей автомобиля «Газель» Годовая программа - 30 тысяч автомобилей.

Автомобиль типа «Газель» имеет в грузовом варианте грузоподъем­ность 1,5 тонны. Предусмотрено до 10 модификаций этого автомобиля, в том числе грузовой автомобиль, самосвал, микроавтобус, скорая помощь, грузовой фургон с цельнометаллическим кузовом и др. Такая универсальность обеспечивает расширение рынков сбыта.

Сравнительно небольшие размеры автомобиля предопределяют не очень высокую цену, возможность его использования малыми фирмами, фермерскими хозяйствами, при перевозках товаров и т.д. Как видно, имеются значительные возможности по сбыту продукции.

Студент выполняет расчет годовой программы производства изделий для выпуска планируемого количества машин по заданной номенк­латуре отдельно для каждого наименования изделия с учетом запас­ных частей, неизбежных технологических потерь и т.д. Годовая программа устанавливается в штуках и единицах массы. Для листовых материалов дополнительно определяют количество продукции в квадратных метрах.

Полученные данные оформляют в форме таблицы с указанием наиме­нования изделия, марки материала, массы одной штуки и годовой программы в штуках и единицах массы. При необходимости приводятся габаритные размеры изделия, пористость и т.д. Более детальные характеристики заданной номенклатуры изделий даются в отдельных таблицах.

При расчете годовой программы выпуска инструментального производства (режущих инструментов, штампов и т.д.) руководствуются ук­рупненными нормативами годовой потребности. Для инструментов и приспособлений нормативы задаются в единицах массы на один металлорежущий станок производственных цехов (табл. 1). В случае штампов и прессформ исходят из данных о единицах массы в расчете на одну тонну штамповок или отливок основного производства (табл. 2).

Меньшие значения в таблице относятся к изделиям пониженной точности и сложности, а большие - повышенной точности и сложности.

Для механических цехов заводов среднего машиностроения (произ­водство автомобилей, металлорежущих станков, двигателей внутреннего сгорания и т.д.) можно принимать следующее ориентировочное коли­чество металлорежущих станков: малые - до 125, средние – 125…250, крупные - более 250 станков. Для среднесерийного производства сложных изделий (автомобилей, двигателей внутреннего сгорания, станков и т.д.) принимают при проектировании ориентировочно в механических цехах S = 180…200 металлорежущих станков (по данным М.Е. Егорова).

Таблица 1

Годовая программа участка

№ п/п	Марка мате-риала	Размеры  листов, мм	Порис-тость, %	Масса одного  листа, кг	Годовая программа
					число листов Н, шт	масса М, кг	Площадь, м^2
1	ПТ/Ф-1	600´100´0,4	40	0,0648	500 515	33 34	30 31
2	ПТ/Ф-2	700´200´0,6	40	0,2265	7776 8010	1762 1815	1089 1122
3	ПТ-ГП	500´100´0,4	45	0,0495	1000 1030	50 52	50 51
Итого					9276 9555	1845 1901	1169 1204

 

Пример 3. Задание.

Спроектировать участок по производству алмазосодержащих пластин-заготовок на связке из оловянно-никелевой бронзы для отрезных кругов. Круги предназначены в качестве алмазно-абразивного инструмента для обеспечения разделения пластин кремния диаметром 76 мм с группой изделий электронной техники по разделительным дорожкам на элементы – кристаллы размером 2,5´2,5 мм. Годовой объем выпуска пластин кремния составляет 5 миллионов штук. Выполнить расчет программы участка для выпуска пластин-заготовок кругов.

Решение.

Для разделения пластин кремния широкое применение получил метод скоростного абразивного прорезания бескорпусными отрезными кругами по ОСТ 11 31 ^. 7000-85. Принимаем отрезные круги размером 56´40´0,035 мм марки ACM 10/7-100, обеспечивающие ширину дефектной зоны 80 мкм               (0,080 мм). Для пластин кремния диаметром 76 мм средняя длина одной прорези сос­тавляет  = 60 мм по данным НИИ. На одной пластине при размере разделяемых элементов 2,5´2,5 мм количество прорезей по ширине пластины составляет:

      .

    Перпендикулярно первой серии прорезей разрезается еще n ₂ = 29 мм прорезей. Общее количество прорезей на одной пластине

n = n ₁ + n ₂ = 29 + 29 =58 прорезей.

Длина всех прорезей на одной пластине кремния равна:

z = n = 60 × 58 = 3480 мм = 3,48 м.

По данным НИИ стойкость одного отрезного круга толщиной 35 мкм составляет С = 700 метров длины пути резания. Следовательно, один круг может разрезать нижеприведенное число пластин кремния:

          N = С/z = 700/3,48 = 201 пластина.

Для разделения Н = 5000000 штук пластин кремния на элементы необходимо иметь следующее число отрезных кругов:

                                 К = H/ N = 5000000/201 = 24876.

Из одной алмазосодержащей пластины штампуется один отрезной круг и, следовательно, необходимо изготовить 24876 алмазосодержащих пластин в год. С учетом неизбежных технологических потерь 3% общий годовой выпуск алмазосодержащих пластин составит:

К_п = 24876 × 103/100 = 25623 пластин (потери при производстве кругов из алмазосодержащих пластин не учтены).

 Тип производства – крупносерийное.

 Далее проводят расчет потребного количества порошков меди, олова, никеля и алмазов, исходя из химического состава материала, как показано в примере 2.

 Пример 4. Задание.

Выполнить расчет годовой программы выпуска металлорежущих инст­рументов для производства в две смены деталей фрезерных станков. Годовая программа составляет 2110 станков.

Решение.

 Принимаем в механических цехах общее количество металлорежущих станков S = 180 штук для производства машин средней сложности.

При массе одной детали не более 5,65 кг (см. пример 1) и числе обрабатываемых деталей одного типоразмера 2110 штук производство среднесерийное. При среднесерийном производстве машин средних размеров и работе в две смены q = 90…100 кг на один металлорежущий станок; K ₁ = 1,0;                                       K ₂ = 1,0. Принимаем при повышенной точности q = 100 кг.

Тогда общая годовая потребность в металлорежущем инструменте для изготовления фрезерных станков составит:

Q = 1,0 × 1,0 × 100 × 180 = 18000 кг.

Таким образом, общая потребность во всех металлорежущих инстру­ментах равна по массе 18 тонн в год.

Для определения конкретной потребности в металлорежущих инст­рументах при механической обработке резанием четырех зубчатых колес по примеру 1 необходимо иметь данные о количестве металло­режущих станков, занятых на обработке вышеуказанных деталей.

Пример 5. Задание.

Выполнить расчёт годовой программы выпуска штампов холодной штамповки для производства в три смены штампованных деталей объемом 3000 тонн (по массе) в год (50 тысяч автомобилей).

Решение.

 При массе детали менее 10 кг и числе обрабатываемых деталей одного типоразмера 50 тысяч штук производство крупносерийное. В случае крупносерийного производства машин средних размеров и работе в три смены q = 8…11 кг на одну тонну штампуемых деталей автомобиля; К ₁ =1,0; К ₂ = 1,4. Принимаем при повышенной точности и сложности деталей q = 11 кг.

Тогда общая годовая потребность во всех штампах холодной штамповки для производства 50 тысяч автомобилей составит:

                            Q = 1,0 × 1,4 ×11 × 3000 = 46200 кг.

Таким образом, общая потребность в штампах холодной штамповки равна по массе 46,2 тонны в год.

Определение конкретной потребности применительно к заданным штампам возможно при наличии данных о массе деталей автомобиля, обработанных этими штампами в год.

 

Основные положения по выбору материалов

Современное материаловедение представляет широкие возможности в отношении выбора машиностроительных материалов в соответствующих упрочняющих обработок. Могут быть различные инженерные решения по этому вопросу. Как правило, прорабатывается несколько вариантов выбора вида материалов и конкретных марок. Типовые примеры по выбору металлических материалов в машиностроении приведены в соответствующей литературе. При решении вопросов выбора материалов необходимо принимать во внимание целый комплекс различных требований:

                       Эксплуатационные требования

Материалы должны удовлетворять условиям работы деталей в данной машине, обеспечивать необходимую прочность, вязкость, износостойкость, коррозионную стойкость, надежность, долговечность и т.д. в соответствии с техническими требованиями на изделия по ТУ.

Технологические требования

К материалам предъявляются требования технологичности при из­готовлении заготовок деталей машин и их дальнейшей обработке (хорошие литейные свойства при использовании способов литья, пластичность для обрабатываемых давлением материалов, обрабатываемость резанием, прокаливаемость, закаливаемость, свариваемость, эластичность и т.д.).

Экономические требования

При выборе учитывают затраты на приобретение материалов, изго­товление изделий, эксплуатационные затраты, требования утилизации отходов.

В зависимости от применяемого материала и условий работы изделий анализируются различные показатели, характеризующие данную конкретную разновидность материала. Так, для термопластов учитывают способность к вынужденной высокоэластичной деформации и температурные интервалы различных физических состояний. В случае применения таких хрупких при комнатных температурах материалов, как конструкционная керамика, высокопрочные мартенситно-стареющие стали и др., необходимо учитывать величину показателя вязкости разрушения К _1с.

Следует также принимать во внимание, что выбор материала в значительной мере предопределяет технологические процессы упрочняющей термической обработки и наоборот. Так, для изделий из цементуемых низкоуглеродистых сталей упрочнение обеспечивается проведением цементации, закалки и низкого отпуска. Для деталей из среднеуглеродистых улучшаемых сталей типовая окончательная термическая обработка включает закалку и высокий отпуск. Грамотное решение вопросов выбора материалов  возможно лишь при глубоком усвоении студентом предшествующих дисциплин по сопротивлению материалов, основам проектирования и конструирования машин, материаловедению и свойствам материалов.

Пример. Задание.

Выбрать марку стали для зубчатых колес фрезерного станка. Рабочее сечение (максимальное) равно 70 мм, глубина поверхностного упрочняемого слоя 1,6…1,8 мм; твердость HRC 58…62; предел текучести сердцевины не ниже 1000 МПа. Производство среднесерийное.

Решение. Как видно, необходимо применить один из способов поверхностного упрочнения. К основным таким способам в машиностроитель-ной промышленности относятся поверхностная индукционная закалка, цементация или нитроцементация с последующей упрочняющей термической обработкой, реже азотирование. Исходя из заданной глубины упрочняемого слоя и механических свойств, с учетом сечения детали могут быть применены цементация или нитроцементация, которые рекомендуются в станкостроении для зубчатых колес.

Для заданного рабочего сечения возможно использование хромо-
марганцевых сталей с дополнительным легированием марок 25ХГТ, ЗОХГТ, 25ХГМ. Далее необходимо принять условия проведения цементации. При достаточно большом объеме производства обычно используют газовую цементацию в эндогазе. Это позволяет автоматически регули­ровать заданную концентрацию углерода на поверхности цементованного слоя (углеродный потенциал) по температуре точки росы атмосферы (влажности газа).

Использование при цементации в эндогазе сталей 25ХГТ или 30ХГТ приводит к внутреннему окислению легирующих элементов. Вследствие уменьшения содержания легирующих элементов возрастает критическая скорость закалки и соответственно снижается прокаливаемость и уменьшается предел выносливости. Вредное влияние внутреннего окисления устраняет до-полнительное легирование молибденом, который увеличивает прокаливае-мость стали. Таким образом, целесообразнее из вышеперечисленных сталей применить сталь марки 25ХГМ.

На основании проведенного анализа назначаем для зубчатых колес фрезерного станка легированную цементуемую сталь 25ХГМ, рекомендуемую для деталей с максимальным рабочим сечением 60-80 мм. Зубчатые колеса подвергаются цементации в эндогазе, закалке, низкому отпуску. После термической обработки сердцевина деталей из стали 25ХГМ имеет предел текучести 1100 МПа и предел прочности при растяжении 1200 МПа.

Подробно вопросы о назначении тех или иных материалов рассматри­ваются в специальном курсе. Эти вопросы применительно к конкретным ти­повым деталям машиностроения излагаются в курсе «Основы проекти­рования и конструирования машин».

 

Защита курсового проекта.

 

Выполненный проект студент защищает на заседании комиссии из преподавателей профилирующей кафедры. Председателем комиссии является заведующий кафедрой или один из его заместителей. На защиту представляются чертежи и пояснительная записка после проверки руководителем проекта и утверждения заведующим кафедрой. Защита проводится в форме доклада студента о содержании выполненного проекта в течение 10 минут на открытом заседании комиссии. Члены комиссии могут задать проектанту любой вопрос по тематике курсового проекта. После защиты чертежи и пояснительная записка остаются на кафедре и студенту не возвращаются.

 

Оценка курсового проекта

Каждый член комиссии оценивает выполнение проекта по принятой системе оценок. По результатам оценки всеми членами комиссии председателем устанавливается общая оценка.

При оценке курсового проекта принимаются во внимание следующие критерии:

· уровень решения вопросов выбора материалов, разработки технологических процессов, выбор оборудования, планировки спроектированного участка;

· материаловедческая и технологическая подготовка студента;

· качество оформления пояснительной записки и выполнения графи-ческой части, соответствие требованиям государственных стандартов ЕСКД и ЕСТД;

· полнота раскрытия и выполнения темы проекта;

· техническая грамотность и умение доказательно защищать разрабо-танные в проекте решения.

После завершения защиты курсовых проектов допущенными к данному заседанию студентами комиссия на закрытом заседании принимает решение об итоговых оценках. Решение комиссии объявляется защищавшим проекты студентам и всем присутствующим председателем на открытом итоговом заседании.

Примеры выбора технологий термической обработки изделий

  Пример 1. Задание. Требуется разработать технологический процесс термической обработки зубчатых колес для коробки передач автомобиля. Глубина упрочняемого слоя 0,5…0,7 мм; твердость поверхностного слоя Н R С 60…65; сердцевины - H R C 35…45. Для изготовления колес была выбрана сталь марки 25 ХГМ.

  Решение. Исходя из заданных технических условий и принятой мари стали, проектируем маршрутную технологию, включающую операции нитроцементации, закалки и низкого отпуска.

Термическую обработку в условиях крупносерийного производства автомобилестроения проводим в безмуфельном агрегате. Технологичес­кий процесс ведется в такой последовательности:

1. Нитроцементация. Температура 1-й зоны равна 780 °С, II и III зон - 840°С; время пребывания деталей в печи 5 ч. Расход газовой среды (м³/ч): эндогаз 25…30; природный газ 1,5…2,5; аммиак 0,8…1,2.

2. Закалка от температуры 830°С в масле с температурой 180°С.

3. Промывка зубчатых колес от масла в горячей воде в течение 45 мин.

4. Отпуск при температуре 180°С с выдержкой 2 ч.

Пример 2. Задание. Разработать технологический процесс термической обработки режущего инструмента (метчиков для нарезания резьбы в отверстиях) из стали марки У12А.

  Решение. Исходя из требований к инструменту и марки стали, проектируем маршрутную технологию, включающую закалку и низкий отпуск.

Принимаем технологический процесс термической обработки метчи­ков в автоматическом агрегате из следующих операций:

1. Закалка:

предварительный нагрев до 300…400°С в шахтной газовой печи; окончательный нагрев до 780…820°С в соляной ванне; охлаждение предварительное в щелочной ванне при 150…200°С; охлаждение окончательное до комнатных температур сжатым воздухом.

2. Промывка в горячей  проточной воде с температурой не ниже 70°С.

     3. Отпуск при 180…200°C в соляной ванне.

     4. Двухкратная промывка в горячей проточной воде при 70°С.

      5. Пассивирование в водном растворе NaNO₂ (2…3 %) и Na₂CO₃ (0,3 %) при температуре не ниже 70°С.

     6. Просушивание воздухом при 160…180°С.

Пример 3. Задание. Требуется разработать технологический процесс термической обработки пуансонов для холодной штамповки. В качестве материала пуансонов была выбрана сталь марки Х12Ф1.

Решение. Исходя из термических требований к пуансонам и принятой марки стали, проектируем маршрутную технологию, состоящую из закалки и низкого отпуска.

Принимаем следующий технологический процесс:

1. Закалка:

подогрев до 800…850°С в соляной ванне; выдержка 13 мин; окончательный нагрев до 1040…1070°С в другой соляной ванне: выдержка 5 мин; охлаждение в минеральном масле.

2. Очистка металлическим песком.

3. Отпуск при 150…170°С; выдержка 10…12 ч.

4. Очистка металлическим песком.

Приведенные примеры показывают подход к проектированию техно­логических процессов термической обработки. Изучение многообразных разновидностей такой обработки проводится по литературным данным и заводским аналогам.

Более подробная характеристика технологических процессов дается при проработке и составлении операционных карт МК/ОК по Государственным стандартам Единой системы технологической документации.

 

Некоторые материаловедческие вопросы назначения

Рекомендации по выбору марки среднеуглеродистой улучшаемой стали, назначению закалки и высокого отпуска деталей машин

Среднеуглеродистые улучшаемые стали с содержанием 0,3…0,5 % углерода выбираются в случае необходимости обеспечения объемного упрочнения детали по всему сечению или части сечения. Это достигается проведением полной закалки с нагревом выше А_{С 3}, и последующим высокотемпературным отпуском (500…650 °С). Далее необходимо выбрать группу стали по степени  нагруженности  (табл. 16), а из этой группы выбрать разновидность стали по наличию легирующих элементов и конкретную марку стали в зависимости от заданного в условиях задачи численного значения предела текучести, ударной вязкости и других показателей с учетом поперечных размеров детали. Подробные сведения о механических свойствах сталей приведены в соответствующей справочной литературе и компьютерной базе данных СТАЛЬ (содержит сведения о 600 марках сталей).

Затем по справочнику проверяется, обеспечивается ли заданный предел текучести, ударная вязкость и другие показатели для выбранной марки стали в том сечении, которое имеет деталь, после проведения закалки и высокого отпуска. При необходимости проводят повторный выбор марки стали с более высоким уровнем свойств и ее проверку.

Пример 1. Задание. На деталь машины (шатун ДВС) с поперечным сечением 30 мм действуют равномерно распределенные по сечению напряжения растяжения. Предел текучести материала не ниже 700 МПа. Требуется выбирать марку стали для рассматриваемой детали.