3.6 Назначение технологических операций штамповки

Для производства технологического процесса штамповки исходя из условий производства и формы изготовляемой детали назначаем следующие технологические операции:

- осадка – изменение формы и размеров заготовки под действием нагрузки;

- штамповка – процесс придания заготовки формы изготовляемой детали;

4. Разработка процесса предварительной термической обработки

4.1 Выбор, обоснование и характеристика необходимых видов термической обработки

Предварительная термическая обработка после процесса штамповки стали, марки 40ХН заключается в отжиге.

Так как по заданию к курсовому проектированию применяется низколегированная сталь, то для неё необходимо применить полный отжиг стали, состоящий из нагрева стали до температуры 830  850 ⁰С, выдержке при этой температуре, медленного охлаждения вместе с печью до температуры 600 ⁰С и дальнейшим охлаждением на воздухе.

4.2 Расчет режимов термической обработки

Время нагрева стальных изделий до заданной температуры зависит главным образом от температуры нагрева, степени легированности и др.

Время на нагрев до необходимой температуры определяем по формуле

где С – время нагрева на 1мм изделия = 1,28

D – диаметр нагреваемого изделия, мм;

П одставляя значения в формулу определяем время нагрева заготовки:

= 1,28*36,6= 46,848 мин

Продолжительность выдержки изделия при заданной температуре (без нагрева) определяем по формуле:

= 2,5 мин + 36,6/3 = 14,7 мин

4.3 Механические свойства после предварительной термической обработки

Отжиг – процесс термической обработки, обуславливающий получение равновесных(устойчивых) структур распада аустенита во время охлаждения с определенной температуры нагрева или выше. В процессе отжига происходит изменение дисперсности фаз, изменение формы и размера аустенита; в результате получается равновесная феррито-перлитная структура, снижается твердость, повышается пластичность и вязкость.

Аустенит – твердый раствор внедрения углерода в Fe_ где углерода содержится 0.45 % с твердостью 180 220НВ.

4.4 Выбор нагревательного устройства

Для проведения процесса предварительной термической обработки – отжига, по задания к курсовому проектированию выбираем отжигательную шахтную печь с подвижным подом периодического действия, т. к. деталь производится мелкосерийным производством

5. Предварительная механическая обработка

Она заключается в:

1. Отрезке заусенца при помощи обрезного штампа

2. Правка штампуемой поковки в холодном состоянии

3. Очистка поковки от окалины травлением в серной кислоте 18-20 % при 55 градусах Цельсия.

6. Разработка процесса окончательной термической обработки

6.1 Выбор, обоснование и характеристика видов термической обработки

Окончательная термическая обработка проводится для упрочнения поверхностного слоя эвольвенты зубчатого колеса и снятия внутренних напряжений после процесса штамповки.

Для проведения процесса окончательной термической обработки применяем следующие режимы

- закалка;

- высокий отпуск.

6.2 Расчет режимов окончательной термической обработки

Для производства процесса закалки время на нагрев изделия определяем по формулам :

= 1,28*36,6= 46,848 мин

Время выдержки рассчитываем по формуле:

= 2,5 мин + 36,6/3 = 14,7 мин

Время на охлаждение изделия в масле исходя из скорости охлаждения определяем по формуле:

где t_н – температура начала охлаждения, ⁰С;

t_охл – температура конца охлаждения, ⁰С;

V_охл – скорость охлаждения, град/сек.

Подставив значения в формулу определяем время охлаждения в масле:

По рассчитанным параметрам закалки строим график характеризующий процесс закалки.

Для осуществления процесса высокого отпуска расчет времени нагрева изделия производим по формуле

= 1,28*36,6= 46,848 мин

Время выдержки при проведении высокого отпуска составляет 75 минут ( из справочной литературы)

Время охлаждения изделия при проведении высокого отпуска определяем исходя из скорости охлаждения по формуле:

где t_н - температура нагрева, ⁰С;

V_охл - скорость охлаждения, град/сек.

П одставив значения в формулу определяем время охлаждения: