МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

“КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ”

КАФЕДРА МЕТАЛОЗНАВСТВА ТА ТЕРМІНОЇ ОБРОБКИ

РОЗРАХУНКОВО-ГРАФІЧНА РОБОТА

з курсу: технологія, обладнання та проектування цехів

на тему : «Шестерня трансмісії трактора»

Виконавець

Студент групи ФТ-02 Пильгук В.В.

Керівник Христенко В.В.

Київ 2013 рік

ЗМІСТ

Вступ

1. Коротка характеристика виробу…………………………………………… 4

2. Обрати матеріал та обґрунтувати вибір………………………………….... 5

3. Розробка маршрутної технології виготовлення деталей…………………. 8

4. Розробити технологію термічної обробки виробу………………………... 9

   1. Вибір і обгрунтування технологічного процесу……………………… 9

4.1.1 Цементація…………………………………………………………… 9

4.1.2 Гартування…………………………………………………………… 10

4.1.3 Відпуск……………………………………………………………….. 11

4.2 Розробити технологічні параметри обраного режиму (температуру, час нагрівання та витримки, швидкість та час охолодження, робоче середовище та ін.)…………………………………………………………… 12

4.3 Контроль якості………………………………………………………... 14

ВСТУП

Одним з основних завдань у машинобудуванні є широке технологічне раціональне виробництво деталей в промисловості. Для повного забезпечення в промисловості необхідно підвищити кількість високоефективної техніки.

Велике значення для її розширення має проблема підвищення довговічності деталей поршнів і іншої техніки, і витрати запасу частин. Широке застосування термообробки в машинобудуванні обумовлено можливістю ефективного підвищення якості надійності машин і входять до них механізмів, збільшення терміну служби і підвищення технологічних характеристик, що призведе до поліпшення якості робіт на таких машинах. Тому подальше вдосконалення та реконструкція термічних цехів - головне завдання, яке необхідно вирішити найближчим часом. В основі термічної обробки лежать процеси нагрівання і охолоджування, тому нагрівальні і охолоджуючі пристрою становлять основу обладнання термічних цехів. Безперервне вдосконалення термічних процесів, обладнання та впровадження найбільш прогресивних методів виробництва - характерні риси сучасної промисловості.

1 Коротка характеристика виробу

Зубчасті колеса широко застосовують в машинах, механізмах і приладах різних галузей машинобудування. Найкраща макроструктура зубчастих коліс виходить при штампуванні, коли розташування волокон відповідає конфігурації колеса, так як в цьому випадку міцність на вигин підвищується. Зубчасте колесо коробки передач, має циклічні навантаження і тертя при русі. При терті поверхонь має місце знос поверхні. При роботі піддається циклічний вигин і контактне напруження. Отже, для даної деталі потрібно мати добру межу витривалості, високу контактну і втомну міцність, міцність при вигині, ударі і зносостійкість зуба, твердість поверхні, що забезпечують надійність і тривалість в експлуатації даного зубчастого колеса у відповідному вузлі.

2 Обрати матеріал та обгрунтувати його

Зубчасте колесо має володіти високою твердістю на поверхні і невисокою міцністю серцевини. Тому в якості матеріалу для цієї деталі можна вибрати наступні сталі: 18ХГТ, 25ХГТ, 30ХГТ.

Таблиця 1.1 - Хімічний склад сталей

Марка сталі	C	Si	Mn	Cr	Ti	S	P	Ni	Cu
						Не більше
18ХГТ	0,17- 0,23	0,17- 0,37	1,5- 2,0	1,00- 1,30	0,03- 0,09	0,035	0,035	0,30	0,30
25ХГТ	0,22-0,29	0,17-0,37	0,80-1,10	1,00-1,30	0,03-0,09	0,035	0,035	0,30	0,30
30ХГТ	0,24-0,32	0,17-0,37	0,80-1,10	1,00-1,30	0,03-0,09	0,035	0,035	0,30	0,30

Таблиця 1.2 - Температура критичних точок сталей, ºС

Марка сталі	Ас1	Ас3 (Асm)	Ar3 (Arcm)	Ar1	Mн
18ХГТ	740	825	730	650	360
25ХГТ	750	940	-	710	210
30ХГТ	770	825	740	665	-

Таблиця 1.3 - Технологічні властивості

Марка сталі	Зварюваність	Обробка різанням	Флок-чутливість	Схильність до відпускної крихкості
18ХГТ	Зварюється без обмежень (крім ХТО)	Після нормалізації при НВ = 156-159, σв = 530 МПа	не чутлива	Мало схильна
25ХГТ	Зварюється	-	чутлива	Схильна
30ХГТ	Обмежено зварюється	Після нормалізації при НВ = 364, σв = 860 МПа	не чутлива	Мало схильна

Основними легуючими елементами конструкційної машинобудівної сталі, є: хром, нікель, молібден, вольфрам, титан, алюміній, марганець, кремній, бор. Роль легуючих елементів і в цементації сталі полягає насамперед у тому, що зменшує критичну швидкість охолодження і підвищують прокаливаемость. У наслідку цього деталі можуть гартуватися в олії або на повітрі, що сприяє зменшенню деформації і викривлення при загартуванні, знижує небезпеку утворення тріщин і залишкових напружень у перехідному шарі.

Міцність серцевини, в тому числі її втомна міцність, може бути значно підвищена за рахунок більш високого вмісту в сталі вуглецю, при цьому спостерігається деяке падіння в'язкості. Введення в сталь до 0,25 - 0,30% С покращує також її оброблюваність різанням проти сталі, що містить 0,1 - 0,18% С, це має важливе значення, так як багато легуючих елементів погіршують оброблюваність різанням. У сталі 25ХГТ присутні титан, марганець, хром, які є легуючими елементами, а також фосфор, сірка, мідь і нікель - шкідливими домішками. Шкідливі домішки в сталі знаходяться в малій кількості і тому не сильно впливають на властивості сталі. Головним легуючими елементами є хром. Він підвищує механічні властивості, сталі при статичному і ударному навантаженні, підвищує прокаливаемость і стійкість на стирання. Марганець - утворює з вуглецем карбіди, що сприяють підвищенню твердості поверхні і міцності і утрудняє зростання зерна. Титан - є розкислювачем азоту, завдяки чому сталь виходить більш щільною й однорідною, і підвищується жароміцність.

Аналізуючи сталі 18ХГТ, 25ХГТ, 30ХГТ можна сказати, що механічні властивості цих сталей дуже схожі. Як видно з таблиці 1.2. температура критичних точок також мало відрізняється. А з таблиці 1.3 можна сказати, що у сталей 18ХГТ і 30ХГТ однакові технологічні властивості. Зробивши висновки, можна сказати, що сталі за всіма вимогами підходять для даної деталі. Але так як вміст вуглецю більше 0.1 - 0.18% поліпшує оброблюваність різанням і має важливе значення, то підходять сталі 25ХГТ і 30ХГТ. Так як сталі розрізняються тільки вмістом вуглецю, то візьмемо сталь 25ХГТ, вона повністю задовольняє вимогам експлуатації зубчастих коліс коробки передач.