Усовершенствование конструкции фрезерной бабки агрегатного фрезерно-сверлильного станка модели СБ949
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
»ьным нагрузкам, поэтому при изготовлении подвергается термической обработке. Целью термической обработки является получение заданных физико-механических свойств материала вала под действием различных температур и скоростей охлаждения, вследствие чего изменяется структура. Предварительная термическая обработка заготовок применяется для получения микроструктуры, обеспечивающей оптимальную обрабатываемость при механической обработке. Вал ведомый СБ 949-211.317 изготовляется из стали 40Х, поэтому для улучшения обрабатываемости резанием подвергается нормализации при температуре 930С. Для достижения необходимых механических свойств детали (прочность, твердость, вязкость), ее нужно подвергнуть окончательной термической обработки - это закалка при температуре 850С с охлаждением в воде потом в масле и отпуском при температуре 400С с охлаждением в воде потом на воздухе. При такой термической обработке достигаются необходимая твердость детали (42…46 HRC).
Рисунок 3 - Конструкция детали Вал ведомый СБ 949-211.317
Химический состав и механические свойства материала детали стали 40Х ГОСТ 4543-71 сведены в таблицы 1 и 2. Данную марку стали можно заменить на стали марок 45Х, 38ХА, 40ХН, 40ХС, 40ХФ, 40ХР.
Таблица 1 - Химический состав, % (ГОСТ 4543-71)
СSiMnCrNiCuSPне более0.36-0.440.17-0.370.5-0.80.8-1.10.30.30.0350.035
Таблица 2 - Механические свойства (после окончательной термообработки)
?0,2?В?5?KCU, Дж/см2HRCМПа8013209404944
где ?0,2 - предел текучести условный, МПа;
?В - временное сопротивление разрыву (предел прочности на растяжение), МПа;
?5 - относительное удлинение после разрыва, %;
? - относительное сужение, %;
KCU - ударная вязкость, определенная на образце с концентратором U, Дж/см2;
HRC - твердость по Роквеллу;
Влияние углерода. Структура стали после медленного охлаждения состоит из двух фаз - феррита и цементита.
Твердые и хрупкие частицы цементита повышают сопротивление движению дислокаций, т. е. повышают сопротивление деформации, и, кроме того, они уменьшают пластичность и вязкость. Вследствие этого с увеличением в стали углерода возрастают твердость, пределы прочности и текучести и уменьшаются относительное удлинение, относительное сужение и ударная вязкость.
Влияние кремния и марганца. Содержание кремния в углеродистой стали в качестве примеси обычно не превышает 0,35-0,4%, а марганца 0,5-0,8%. Кремний и марганец переходят в сталь в процессе ее раскисления при выплавке. Они раскисляют сталь, т. е. соединяясь с кислородом закиси железа FeO, в виде окислов переходят в шлак. Эти процессы раскисления улучшают свойства стали. Кремний, дегазируя металл, повышает плотность слитка.
Кремний, остающийся после раскисления в твердом растворе (в феррите), сильно повышает предел текучести. Это снижает способность стали к вытяжке, и особенно холодной высадке.
Марганец заметно повышает прочность, практически не снижая пластичности и резко уменьшая красноломкость стали, т. е. хрупкость при высоких температурах, вызванную влиянием серы.
Влияние серы. Сера является вредной примесью в стали. С железом она образует химическое соединение FeS, которое практически нерастворимо в нем в твердом состоянии, но растворимо в жидком металле. Соединение FeS образует с железом легкоплавкую эвтектику с температурой плавления 988С. Эта эвтектика образуется даже при очень малых содержаниях
серы. Кристаллизуясь из жидкости по окончании затвердевания, эвтектика преимущественно располагается по границам зерна. При нагревании стали до температуры прокатки или ковки (1000 - 1200С) эвтектика расплавляется, нарушается связь между зернами металла, вследствие чего при деформации стали в местах расположения эвтектики возникают надрывы и трещины. Это явление носит название красноломкости.
Присутствие в стали марганца, обладающего большим сродством к сере, чем железо, и образующею с серой тугоплавкое соединение MnS, практически исключает явление красноломкости. В затвердевшей стали частицы MnS располагаются в виде отдельных включений. В деформированной стали эти включения деформируются и оказываются вытянутыми в направлении прокатки.
Сернистые включения сильно снижают механические свойства, особенно ударную вязкость и пластичность в поперечном направлении вытяжки при прокатке и ковке, а также предел выносливости. Кроме того, эти включения ухудшают свариваемость и коррозионную стойкость.
Влияние фосфора. Фосфор является вредной примесью, и содержание его в зависимости от качества стали допускается не более 0,025 - 0,045%. Растворяясь в феррите, фосфор сильно искажает кристаллическую решетку и увеличивает пределы прочности и текучести, но уменьшает пластичность и вязкость. Снижение вязкости тем значительнее, чем больше в стали углерода. Фосфор значительно повышает порог хладноломкости стали и уменьшает работу развития трещины.
Вредное влияние фосфора усугубляется тем, что он обладает большой склонностью к ликвации. Вследствие этого в серединных слоях слитка отдельные участки сильно обогащаются фосфором и имеют резко пониженную вязкость.
Анализ технологичности конструкции детали
Технологический анализ конструкции обеспечивает улучшение технико-экономических показателей разрабатываемого технологического процесса. Оценка технологичности конструкции может быть двух видов: качественной и количественной. Качественная оценка характеризует технологичность конструкции обобщенно на основании опыта