Автор работы: Пользователь скрыл имя, 28 Февраля 2014 в 15:34, курсовая работа
В данной работе, рассматривается, и анализируется процесс производства и изготовления шатуна .
Шатун двигателя внутреннего сгорания соединяет поршень двигателя с коленчатым валом и во время работы двигателя передаёт все усилия от поршня на коленчатый вал и, наоборот, от коленчатого вала к поршню.
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………………………3
1. АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ ШАТУНА И УСЛОВИЯ ЕГО РАБОТЫ……………………..4
1.1. Анализ шатуна..…………….……………………………………………………4
1.2. Анализ условия работы шатуна……………………………………………….5
1.3. Выбор материала для изготовления детали…………………………………..6
2. РАЗРАБОТКА СКВОЗНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ШАТУНА……………….9
2.1. Технологическая схема производства шатуна………………………………....9
2.2. Разведка месторождения……………………………………………………….10
2.3. Добыча железной руды открытым способом………………………………..11
2.4. Дробление и сортировка железных руд……………………………………...12
2.5. Обогащение железной руды……………………………………………………13
2.6. Агломерация……………………………………………………………………………...14
2.7. Производство стали в дуговых электропечах ……………………………..15
2.8. Машина непрерывного литья заготовок…………………………………….17
2.9. Прокат и резка стали..…………………………………………………………18
2.10. Получение заготовки путем горячей объемной штамповки……………19
2.11. Цементация детали…………………………………………………………...20
2.12 Расточка и хонингование отверстий………………………………………..20
3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………………...24
4. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ……………………………………….25
продольная,
поперечная,
поперечно-винтовая (или косая).
Для дальнейшего производства прутка применяется продольная прокатка. При продольной прокатке деформирование заготовки осуществляется между вращающимися в разные стороны валками. Оси прокатных валков и обрабатываемой заготовки параллельны (или пересекаются под небольшим углом). Оба валка вращаются в одном направлении, а заготовка круглого сечения — в противоположном. В процессе поперечной прокатки обрабатываемая заготовка удерживается в валках с помощью специального приспособления. Обжатие заготовки по диаметру и придание ей требуемой формы сечения обеспечиваются соответствующей профилировкой валков и изменением расстояния между ними. Данным способом производят изделия, представляющие собой тела вращения (шары, оси, шестерни и пр.).
Металлургическая промышленность России выпускает разнообразные виды проката, отличающиеся по форме поперечного сечения и размерам. Все эти изделия перечень которых называется сортаментом, как правило, стандартизованы. Хотя сортамент прокатных изделий весьма обширен, все же представляется возможным весь прокат разбить на следующие основные четыре группы: сортовой, листовой, трубы, специальные виды проката (бандажи, колеса, периодические профили и пр.). Наиболее разнообразной является группа сортового проката, который подразделяется на простые и фасонные профили. Прокат в виде круга, квадрата, полос плоского сечения относится к простым профилям. Прокат сложного поперечного сечения относится к фасонным профилям. Таким образом заготовка для производства прутка относится к группе сортового проката простого профиля.
Весь сортовой прокат подразделяется на четыре группы: сталь крупносортная, среднесортная, мелкосортная и катанка диаметром от 5,5 до 9 мм. Заготовка для производства проволоки диаметром 3,6 мм относится к четвертой группе сортового проката.
Прокатка сортового металла включает следующие основные операции: нагрев до 1100—1250 °С; подачу нагретой заготовки к рабочим клетям и прокатку в несколько проходов в калибрах, постепенно приближающих сечение исходной заготовки к сечению готового профиля; резку проката на пилах или ножницах на части требуемой длины или сматывание в бунты; охлаждение на холодильниках; правку на роликовых правильных машинах; контроль и отправку на склад готовой продукции.
2.10. Получение заготовки путем горячей объемной штамповки
Горячая объёмная штамповка — это вид обработки металлов давлением, при которой формообразование поковки из нагретой заготовки осуществляют с помощью специального инструмента — штампа.
Изготовление заготовок шатунов горячей штамповкой отвечает требованиям поточно-массового производства, т.к. этот метод приближает форму и размеры заготовки к форме и размерам готовой детали за счёт применения специальной технологической оснастки и специального оборудования, что снижает отход металла в стружку при механической обработке. При этом обеспечивается выгодное расположение волокон в металле, что повышает прочностные показатели деталей.
Заготовка шатуна изготовляется изпрутка длиной 400 мм. Отход на угар, заусенцы и клещевину составляет 40%. Поверхности шатуна, не подлежащие обработке, должны быть чистыми (без окалины, закатов, плён, расслоений и трещин). Шатуны, имеющие трещины любого размера и расположения, а также отклонение торцов верхней и нижней головок от положения в одной плоскости более чем на 1,0 мм, выбраковываются. Проверка на отсутствие трещин осуществляется на магнитном дефектоскопе в магнитном поле при силе тока 800 А.
2.11. Цементация детали
Последующую обработку детали производят цементированием. Оно необходимо для улучшения прочностных характеристик вала. Цементирование производится только наружной поверхности, обеспечивая внутреннему диаметру необходимую вязкость, что улучшает эксплуатационные характеристики.
Цементация стали — это процесс поверхностного насыщения машиностроительной малоуглеродистой стали углеродом, произведенный с целью поверхностного упрочнения деталей. Легированная сталь , имеет хорошую прокаливемость и закаливается на мартенсит даже при больших сечениях заготовок. Цементация деталей проводится при температуре 900—920 °С. На диаграмме изотермического превращения аустенита стали 40ХН2МА отсутствует зона перлито-троститного распада. Аустенит распадается или на игольчатый тростит, или на мартенсит. Смягчающей обработкой для этой стали является высокий отпуск при 650—670°. Структура после такой термической обработки —сорбит с карбидами.
2.12. Расточка и хонингование отверстий
Предварительно растачивают отверстие до диаметра 92,4 мм резцом с пластинкой из твердого сплава Т5КЮ (частота вращения расточной головки 372 об/мин, подача головки - 0,23 мм/об). Окончательно растачивают отверстие до диаметра 92,96+0>034 мм резцом с пластинкой из твердого сплава Т30К4 (частота вращения расточной головки - 520 об/мир, подача - 0,1 мм/об). После этого в шатунных шейках протачиваются полости для центробежной очистки масла, высверливаются отверстия под болты крышки, затем крышка срезается.
После расточки отверстие в нижней головке шатуна хонингуют в размер 93+0'021 мм.
В нижней головке шатуна имеется отверстие диаметром 93 + 0'021 мм под вкладыши подшипников, в верхней головке - отверстие диаметром 56 + 0'03 мм под бронзовую втулку. Внутренняя поверхность втулки окончательно обработана до диаметра 50+0.040 мм после запрессовки в отверстие верхней головки шатуна, при этом колебание размера для одного шатуна должно быть не более 0,004 мм.
Рисунок 6- Приспособление для расточки отверстий в головке шатуна: 1 - прижим; 2, 14 - съемные пальцы; 3 - накидная гайка; 4 - планка; 5, 15 - установочные втулки; 6, 10 - съемные приставки; 7 - палец срезанный; 8, 18 - направляющие втулки; 9, 12 - конусные шайбы; 11 - прихват; 13 - болт; 16 - установочный палец; 17 - упор; 19 - корпус.
Рисунок 7- Хонинговальная головка: 1 - гидроцилиндр; 2 - опорная втулка: 3 - установочный палец; 4 - планка; 5 - колодка хонинго-вальной головки; 6 - алмазные бруски; 7 - поводок; в - чека; 9 - стержень; 10 - толкатель; 11 - корпус головки: 12 - разжимной конус; 13 - планка: 14 - прижимная втулка; 15 - шатун; 16 – корпус.
Цель хонингования – сократить
до минимума припуск на окончательную
обработку алмазной разверткой до 5…8
мкм, повышение производительности.
Проведенные исследования показали, что
хонингование и алмазное развертывание
не нарушают координатное расположение
осей отверстий и их взаимное расположение,
параллельность и скрещивание окончательно
формируются на операции расточки отверстий
в малой головке.
Хонингование отверстия в нижней головке шатуна после расточки или наплавки. производят на вертикально-хонинговальном станке, показанном на рис.5. Хонинговальную головку крепят в патроне, который устанавливают в шпиндель станка. Привод механизма разжима брусков встроен в шпиндельную бабку станка. Поступательное движение от привода передается толкателю 10 и через поводок 7 разжимному конусу 12. Последний, воздействуя на планки 13, разжимает колодки 5 с алмазными брусками 6. Хонингуют отверстие предварительно до диаметра 92,99+°>021 мм алмазными брусками марки 2768-0103-Г-АСР 100/8Q-50M-73 (ГОСТ 16606-71) при удельном давлении брусков 4-6 кгс/см2 и окончательно до диаметра 93+0,021 мм алмазными брусками марки 2768-0103-1-АСМ 28/20-50М-73 (ГОСТ 16606-71) при удельном давлении брусков 3-5 кгс/см2. Хонинговальная головка должна делать 88 двойных ходов в минуту при 88 об/мин шпинделя станка. Расточку отверстия под втулку и во втулке под поршневой палец производят на алмазно-расточном станке.
С корпуса 19 приспособления снимают съемную приставку, 6, а на ее место устанавливают съемную приставку 10 и крепят болтами. На приставку устанавливают шатун, базируя отверстием в нижней головке на установочный палец 16 и упор 17, фиксируют отверстие верхней головки относительно оси шпинделя станка съемным пальцем 14, крепят шатун в приспособлении болтом 13 и вынимают съемный палец 14. Растачивают отверстие до диаметра 56 + 0'03 мм под втулку резцом с пластинкой из твердого сплава Т30К4 при 860 об/мин расточной головки и подаче 0,1 мм/об. Шероховатость поверхности после обработки Ra = 1,25 мкм.
Бронзовую втулку запрессовывают с натягом 0,05-0,12 мм заподлицо с торцом шатуна, совместив масляные отверстия во втулке и шатуне. Перед запрессовкой втулку охладить до температуры минус 50°С в специальном контейнере с сухим льдом.
Рисунок 8- Приспособление для контроля шатуна: 2, 6 - индикатор; 3 - основание; 4 - корпус; 5 - стойка; 7 - упор; 9 - базовый палец; 10 - установочный палец; U - скоба
Изгиб, скручивание шатуна, расстояние между осями отверстий верхней и нижней головок проверяют на контрольном приспособлении.
Настройку индикаторов, установленных на приспособлении, производят по эталону. В верхнюю головку шатуна вставляют установочный палец 10, надевают шатун отверстием нижней головки на базовый палец 9 и кладут выступающими поверхностями установочного пальца 10 на упор 7.
Непараллельность осей отверстий верхней и нижней головок не должна превышать 0,04 мм на длине 100 мм.
Оси отверстий должны лежать в одной плоскости, отклонение не более 0,03 мм на длине 100 мм.
Расстояние между осями должно быть 280±0,03 мм. Контроль отверстий (диаметр 50^0^° mm и диаметр 93+0'021 мм) производят индикаторным нутромером. Шероховатость поверхностей в отверстиях головок - Rа = 0,63 мкм торцов Rа=1,25 мкм. Проверяют совпадение отверстий во втулке и шатуне.
После всех операций шатуны сортируются станком на «тяжелые» и «легкие».
В результате анализа шатуна было установлено, что данная деталь имеет сравнительно средние размеры и сравнительно не сложную конструкцию, при этом работает в тяжелых условиях под воздействием ударных сил. Исходя из данных условий, возникает необходимость использования высококачественной Хромомарганцевоникелевой стали с молибденом, такой как 40ХН2МА (ГОСТ 4543-71). Изготовление деталей включает в себя этапы от стадии добычи железной руды до запрессовки втулки и проверки на отклонения, а также рассмотрены разные варианты материалов для шатунов.
Информация о работе Разработка технологии изготовления шатуна