- •1.Общие вопросы проекта
- •1.1 Исходная информация для разработки дипломного проекта
- •1.2 Служебное назначение и техническая характеристика изделия
- •1.4 Краткая характеристика существующего уровня технологии
- •2.Технологическая часть
- •2.2 Анализ технических условий на изделие
- •2.3 Обоснование выбора материала и метода получения исходной заготовки
- •2.5 Обоснование и разработка технологического маршрута
- •2.6 Разработка технологических операций
- •2.6.1 Уточнение структуры операций
- •5.2 К2.8.2 Расчет точности технологических операций
- •5.3 Приспособление для проверки смещения базовой бобышки малой головки шатуна.
2.3 Обоснование выбора материала и метода получения исходной заготовки
При выборе технологических методов и процесса получения заготовок учитываются прогрессивные тенденции развития технологии машиностроения. Решение задач формообразования целесообразно перенести на заготовительную стадию и тем самым снизить расход материала, уменьшить долю затрат на механическую обработку и себестоимость готовой детали. Для этого необходимо в конструкции заготовки и технологии изготовления предусмотреть возможность экономии труда и материалов путем применения автоматизированных технологических процессов.
Для изготовления первичной заготовки шатуна 45 применяется метод горячей штамповки. Возрастающая популярность этого процесса обусловлена его достоинствами и рядом четко выраженных преимуществ перед штамповкой на молотах. Главное из них относиться к эффективности процесса и к качеству штампов. Повышение эффективности штамповочного производства связано с ростом производительности труда и снижением себестоимости штампов благодаря повышению их точности,
снижению припусков на механическую обработку лезвийным инструментом.
Снижение расхода материалов. Заменой штамповки на молотах прессовой сокращается расход материалов. Польза при этом не только в том, что снижаются затраты на доставку и подготовку материалов, но и в том, что значительно улучшаются условия труда штамповщиков.
Качество штампов и свойства сплавов. Горячей штамповкой обеспечивается более высокая плотность металла, более высокие механические свойства по сравнению со сплавами, полученными штамповкой на молотах. Штампы имеют хорошие точность и чистоту поверхности, малые припуски на обработку, что значительно облегчает их обработку.
Повышение производительности.
Механизация и автоматизация. Горячий штамп отличается от штампа, полученного на молотах, большой жесткостью и высокой прочностью, точностью и стабильностью размеров элементов и надежностью их сопряжения. Для управления качеством штампов приходиться учитывать меньшее число факторов, чем при штамповке на молотах. Все это создает благоприятные условия для механизации и автоматизации процесса.
Уменьшение капитальных затрат. Для изготовления одних и тех же штампов на ГКМ требуется значительно меньше производственных площадей, чем при штамповке на молотах, а также благодаря сокращению времени на сборку и обработку штампов. По опыту ряда заводов с переходом на горячую штамповку, съем с одного квадратного метра производственной площади увеличивается в 2-4 раза. Следовательно, для создания штамповочных и участков требуется меньше капитальных затрат.
6. Снижение себестоимости штампов. Этому способст-
вует снижение брака и улучшение качества штампов, а также уменьшение капитальных затрат, расхода материалов. В итоге, себестоимость штампов на 10-20% ниже, чем в цехах с другими способами изготовления штампов.
В качестве материала применяемого для изготовления шатуна используется углеродистая конструкционная сталь марки 40Р. Химический состав:
Бор-0,035%
Углерод-0,37~0,45%
Марганец-0,5~0,8%
Кремний-0,17-0,37%
Хром не более 0,25%
- Среднеуглеродистые стали в нормализованном состоянии, отличаются повышенной прочностью, но меньшей вязкостью и пластичностью. Их применяют после улучшения, нормализации и поверхностной закалки. В улучшенном состоянии, закалки и высокого отпуска на сорбит, стали в небольших сечениях обладают высокой вязкостью, пластичностью, малой чувствительностью к концентраторам напряжений, высоким пределом выносливости. Их применяют для изготовления небольших валов, шатунов, зубчатых колёс и других деталей, испытывающих циклические нагрузки.
При выборе материала шатуна необходимо учитывать следующие требования:
1)Материал должен иметь достаточно высокую прочность и жесткость.
2)Термообработка тв. по Бринелю: закалка-отпуск, Аопт=3,85-4,1мм.
3)заусенец не более 0,8мм.
4)Обработка поверхности мелкой дробью для повышения усталостной прочности шатунов.
5)Макроструктура металла в продольном разрезе шатуна должна характеризоваться направлением волокон вдоль его контура двутавру и местом перехода головки без петель и обрывов. Усадочные рыхлости, трещины и неметаллические включения не допускаются.
6)Микроструктура металла должна представлять собой равномерную мелкозернистую структуру сорбита без включений феррита. Толщина обез-углероженного слоя необработанных поверхностей не более 0,1 мм на сторону.
Шатун имеет профиль сечения - двутавровый. Стержень шатуна изготавливается в виде сечения с полками перпендикулярными плоскости качения шатуна. Такой стержень хорошо штампуется и имеет большую жёсткость, при относительно малом весе.
Исходя из перечисленных и ряда других обстоятельств, а также с точки зрения экономии металла и снижения себестоимости обработки, целесообразно заготовку шатуна и крышки шатуна получать методом штамповки с последующим отжигом, для снятия внутренних напряжений, правкой и 100% проверкой на дефектоскопе с последующим размагничиванием для выявления трещин, волокнистости и других скрытых дефектов. Наличие всех этих дефектов в поковке не допускается.