материалка / материаловеденье123 / вилка

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Воткинский филиал

КУРСОВАЯ РАБОТА

по курсу «Материаловедение»

Выбор материалов и режимов термической

обработки в зависимости от условий работы

деталей и элементов конструкций

Выполнил: студент гр. Т-513

Гусев Д.С.

Проверил: доцент, к.т.н.

Сметанин В.И. п

Воткинск

2005

Содержание:

1. Анализ исходных данных

2. Выбор способа формообразования

3. Выбор материала для изготовления детали

4. Назначение вида и режима термической обработки

5. Описание свойств готовой детали

Задание № 38

Выбрать способ формообразования, марку материала и режим термической обработки для вилки переключения скоростей, испытывающей при работе большой изгибающей нагрузки и трение со смазкой. Наибольшая толщина 15 мм.

Требуемые механические свойства по всему сечению: σ_В ≥ 550МПа, σ_т ≥ 320МПа,δ≥20%,KCU≥ 80Дж/см² .

^{Введение}

Задача выбора материала детали, способа получения заготовки и термической обработки заключает в себе решение нескольких проблем:

1.выбранный материал детали должен обеспечивать необходимую прочность и надёжность детали при заданных нагрузках;

2.способ получения заготовки должен учитывать свойства выбранного материала, форму детали и быть достаточно экономичным;

3.термообработка детали должна обеспечить выполнение эксплуатационных и экономических требований, а так же повысить конструкционную прочность детали.

Анализ исходных данных

Значения прочностных характеристик (σ_В ≥ 550МПа, σ_т ≥

320МПа,δ≥20%,KCU≥ 80Дж/см² . ) характерны для группы сталей.

Для изготовления вилки с заданными механическими свойствами подходят легированные стали.

Вилки можно изготовлять и из других видов сталей, но нас интересует экономичность в изготовлении детали, а легированые стали являются самыми дешевыми из подходящих по механическим свойствам для данной детали.

Исходя из стоимости данных видов сталей, следует искать нужный материал среди углеродистых конструкционных сталей.

Выбор способа формообразования

Выбор способа получения заготовки для детали зависит от конструкции, размеров детали, от выбранного материала, а так же от типа производства.

Вилки переключения скоростей изготавливают штамповкой. Для данной детали выбираем способ формообразования горячую штамповку, изготовление штампов значительно повышает себестоимость детали, но при серийном производстве затраты оправдываются.

В деталях не должно быть трещин, раковин и других дефектов, влияющих на прочность.

Одно из важнейших условий при изготовлении деталей является её экономичность при наименьших затратах. Поэтому выбираем способ формообразования горячую штамповку.

Выбор материала для изготовления детали

Сравнение свойств предварительно выбранных материалов полностью соответствующих заданным требованиям и наименьшей себестоимостью представлены в таблице 1. [№5стр84]

Сталь	σт, МПа	σВ, МПА	δ, %	KCU, Дж/м2
30Г	320	550	20	80
35Г	340	570	18	70
30	300	500	21	80
35	320	540	20	70

В качестве материала для данной детали может быть рекомендована сталь 30г так как она более дешева и удовлетворяет механическим свойствам.

Назначение стали 30Г после нормализации: патрубки, вилки, болты, фланцы, змеевики . [№5,стр83]

Химический состав: ГОСТ 4543-71

С- 0.27-0.35%,Si- 0.17-0.37%,Mn- 0.70-1.00%,C_r-0.30 [№5, стр.84]

Механические свойства:

Механические свойства вилки: σ_В ≥ 550МПа, σ_т ≥ 320МПа,δ≥20%,KCU≥ 80Дж/см² даны по всему его сечению, т.к. нормализация вызывает перекристаллизацию стали и устраняет крупнозернистую структуру, получаемую при штамповке.

Назначение вида и режима термической обработки

Для достижения требуемых механических свойств, приведенных выше, рекомендуется провести нормализацию от 860⁰С,затем высокий отпуск от 600⁰С и охлаждение на воздухе.

Описание свойств готовой детали

Механические свойства готовой детали:

σ_В ≥ 550МПа, σ_т ≥ 320МПа,δ≥20%,KCU≥ 80Дж/см² . [№5,стр84]

Вилки, изготовленные из стали 30Г методом горячей штамповки с последующей нормализацией и высоким отпуском и охлаждением на воздухе, обладают следующими механическими свойствами приведенные выше. Нормализация применяется для получения мелкозернистой структуры, повышения прочности и вязкости, снятия внутренних напряжений.

Конечная структура крюка после термической обработки феррит+перлит.[№1,стр114]

Вывод: СТАЛЬ 30Г НАИЛУЧШИМ ОБРАЗОМ ПОДХОДИТ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВИЛКИ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ СКОРОСТЕЙ, ТАК КАК ОНА СООТВЕТСТВУЕТ ЗАДАННЫМ КРИТЕРИЯМ И ПОЗВОЛЯЕТ ИЗГОТОВИТЬ ВИЛКУ С НАИМЕНЬШЕИ СЕБЕСТОИМОСТЬЮ.

Литература:

1. Н.С. Ачеркан, “Справочник металлиста”,Москва,1985,издательство “Машиностроение”

2. В.М. Кована, “Справочник технолога машиностроителя”,Москва, 1983,издательство “Машиностроение”

3. В.И.Анурьев, “Справочник конструктора-машиностроителя”,2001,издательство “Машиностроение”

4. В.А.Васильев, “Справочник по кранам”,Москва,1988, издательство “Машиностроение”

5. В.Н. Журавлев, “Машиностроительные стали ”, Москва,1981,издательство “Машиностроение”