Анализ изделия станина станка

Размещено на http://www.allbest.ru/

МинОбрНауки России

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева»

Арзамасский политехнический институт (филиал)

Контрольная работа по дисциплине «управление качеством»

Работу выполнил:

студент Федотов Е.В.

группа АЗЭ 2009-4

Работу проверил:

Игнатьев Д.А.

Арзамас 2012 год

Содержание

1. Анализ изделия станина станка

1.1 Эскиз станины

1.2 Технические характеристики

1.3 Условия эксплуатации

2. Выбор материала изделия

2.1 Обоснование выбора материала изделия, расшифровка обозначения материала изделия

2.2 Описание эксплуатационных и технологических свойств материала изделия

3. Выбор химико-термической обработки изделия

3.1 Описание химико-термической обработки изделия

3.2 Анализ структурных и фазовых превращений протекающих при химико-термической обработки изделия

3.3 Эксплуатационные и технические свойства изделия после проведения химико-термической обработки изделия

Список литературы

Нормативные ссылки

1. Анализ изделия станина станка

На первом рисунке показана станина токарного станка, состоящая из двух продольных ребер 1 и 2, соединенных для большей жесткости поперечными ребрами 3. Продольные ребра этой станины имеют призматические 4 и плоскую 5 направляющие для перемещения по ним суппорта и установки на них передней и задней бабок.

1.1 Эскиз станины

Рисунок 1 Станина

Направляющие станины имеют поперечное сечение различной формы и всегда должны быть строго параллельны между собой и относительно оси центров. Поэтому их очень точно прострагивают или фрезеруют, а затем шлифуют или пришабривают. Это необходимо для точной обработки изделий, а также для плавного и легкого, без толчков, перемещения по ним суппорта.

На следующем рисунке, а показана старая форма плоских трапецеидального сечения направляющих 1 и 2 станины. Такие направляющие, благодаря большой опорной поверхности, сравнительно медленно изнашиваются и теряют свою точность, но требуют большого усилия для перемещения по ним суппорта, особенно при перекосах последнего.

1.2 Технические характеристики

Рисунок 2 Направляющие призмы станины токарных станков: а - плоские трапецеидального сечения; б - плоские прямоугольного сечения; в - треугольного сечения; г - треугольного сечения с опорной плоскостью

На рисунке в показана часть станины с направляющими треугольного сечения отдельно для суппорта (3 и 6) и для задней бабки (4 и 5). Такие направляющие обладают слишком малыми опорными поверхностями и поэтому применяются лишь в станинах для легких станков. Станины тяжелых станков имеют сечение, обладающее большим сопротивлением изгибу, с четырьмя продольными ребрами (рис. б) и плоскими направляющими 1 и 2. Наибольшее распространение в настоящее время получили станины с направляющими, показанными на рисунке г. Каретка суппорта опирается спереди на призму 3, а сзади на плоскость 6 и удерживается от опрокидывания плоскостью 7. Для направления суппорта главную роль играет призма 3, которая и воспринимает большую часть давления от резца. Так как непосредственно под этой призмой находится ходовой винт и валик, поэтому перекашивание салазок суппорта незначительно, а следовательно, и суппорт перемещается плавно и легко. Для установки задней бабки служат плоскость 4 и призма 5.

Иногда станина возле передней бабки имеет выемку, позволяющую обрабатывать изделия большого диаметра, но малой длины (маховики, шкивы, колеса и т. п.). При обработке изделий, имеющих радиус, меньший, чем высота центров над станиной, выемка перекрывается специальным мостиком, рабочие поверхности которого служат продолжением направляющих станины для суппорта. Для обеспечения более точного совпадения рабочих плоскостей мостика с плоскостями направляющих станины необходимо снятый мостик предохранять от ударов и ржавления, а перед установкой выемку станины и мостик тщательно очищать и промывать от грязи.

Станину устанавливают и укрепляют болтами на парные ножки или тумбы (стойки). Для коротких станин применяют две стойки, а для длинных - три и больше. Тумбы делают коробчатыми с дверцами, превращая их в ящики для хранения инструмента, обтирочного материала, мелких заготовок и изделий.

1.3 Условия эксплуатации

Направляющие станин надо очень внимательно оберегать от повреждений. Нельзя на направляющие класть изделия, инструменты и приспособления. При установке на станке тяжелых приспособлений и изделий необходимо положить на станину деревянную подкладку, чтобы защитить направляющие от повреждений.

Каждый день перед началом работы направляющие станины необходимо тщательно вытирать и смазывать. По окончании работы обязательно удалять с направляющих стружку, эмульсию и грязь, насухо протирать и смазывать их тонким слоем масла.

2. Выбор материала изделия

На станине устанавливают и крепят все узлы и механизмы токарного станка. Станину массивной и прочной конструкции отливают из чугуна.

2.1 Обоснование выбора материала изделия, расшифровка обозначения материала изделия

Особенно массивной конструкции ее изготовляют для быстроходных мощных станков. Это обеспечивает станку большую устойчивость, жесткость и меньший износ его деталей. От массивности, жесткости и способности хорошо сопротивляться нагрузке находящихся на станине деталей и обрабатываемого изделия, а также усилиям, возникающим при снятии стружки, зависит точность работы и продолжительность межремонтного срока службы станка.

2.2 Описание эксплуатационных и технологических свойств материала изделия

Обычный состав чугуна:

2,7-3,6% С; 1,6-2,7% Si; 0,5…0,6% Mn; ?0,10% S, ?0,10% Р.

Пластичность чугуна достигает д = 8-12%. Твердость НВ120. Эти чугуны могут быть подвергнуты термической обработке (отжигу, нормализации, закалке, отпуску).

Маркируются высокопрочные чугуны по ГОСТ 7293 буквами - ВЧ, затем следуют цифры показывающие среднее значение предела прочности при растяжении, например: ВЧ50, ВЧ80, ВЧ120.

Отливки из ВЧ используют в автостроении и дизелестроении для изготовления коленчатых валов, крышек цилиндров; для многих деталей прокатных станов (валки); кузнечно-прессовое оборудование: шабот-молотов, траверсы прессов; в химической и нефтяной промышленности: корпуса насосов, вентилей и т.д; детали работающие в узлах трения при повышенных и высоких давлениях (до 120 кгс/мм2).

3. Выбор химико-термической обработки изделия

3.1 Описание химико-термической обработки изделия

Для повышения поверхностной твёрдости, износостойкости, предела усталости и коррозийной стойкости серые и высокопрочные чугуны подвергают азотированию или насыщению азотом поверхности отливки. Чаще азотируют серые перлитные чугуны, легированные хромом, молибденом, алюминием. Температура азотирования 550 -580 С, время выдержки 30 - 70 часов, степень диссоциации аммиака около 30%. В результате азотирования получается слой толщиной до 0,4мм твёрдостью до HV 900. Оптимальная температура азотирования высокопрочного чугуна 650 - 700 С, степень диссоциации аммиака 30 - 45%. Слой толщиной 0,25мм получается после выдержки 12 часов; твёрдость до HV 1000. Кроме азотирования, повышение поверхностной твердости, износостойкости и предела выносливости легированного серого перлитного чугуна можно достигнуть газовым и жидкостным цианированием - диффузионным насыщением поверхности отливок углеродом и азотом при температуре 570 С. Более эффективно газовое цианирование - слой толщиной 0,15 - 0,20мм с максимальной твёрдостью HV 1000 достигается через 8 часов.

Для повышения жаростойкости и сопротивления атмосферной коррозии чугунные отливки можно подвергать алитированию, то есть насыщению поверхности алюминием. Температура алитирования 900 - 1050 С, время выдержки 2 - 6 часа, охлаждение вместе с печью или на воздухе.

Для повышения коррозионной стойкости в кислотах, износостойкости и жароупорности чугунные отливки подвергают силицированию - поверхностному или объёмному насыщению кремнием путём обработки в газовой среде, содержащей кремний.

Хромирование - диффузионное насыщение поверхностного слоя чугунных отливок хромом, для повышения твёрдости до HV 1600, износостойкости, жаростойкости, предотвращения коррозии или в защитно-декоративных целях.

Хромирование проводят при температуре 950 - 1000 С, время выдержки 10 - 12 часов в твёрдой среде, 5 часов - в газовой. Охлаждают вместе с печью или на воздухе.

Кроме того для улучшения обрабатываемости и предупреждения задиров чугунные отливки можно подвергать сульфидированию. Его проводят при температуре 550 - 600 С, чугунные отливки выдерживают 3 часа, затем охлаждают на воздухе.

Полученные в доменных печах чугуны не обладают всеми эксплуатационными свойствами, поэтому чтобы снять внутреннее напряжение, возникающее при литье и вызывающее с течением времени изменение размеров и формы отливки, снизить твёрдость и улучшить обрабатываемость резанием и повысить механические свойства чугунов необходимо подвергнуть их термической обработке.

Все виды термической обработки взаимосвязаны.

Нельзя получить все необходимые механические свойства лишь одним видом термической обработки; при отжиге снимаются внутренние напряжения, повышается вязкость, при нормализации изменяется структура, повышается прочность и износостойкость, при закалке повышается твёрдость, структура становится более равновесной, а при отпуске повышается пластичность, уменьшается хрупкость закалённой отливки.

Старение стабилизирует размеры литых чугунных деталей.

Теорию термической обработки необходимо знать каждому термисту, так как от правильного выбора, разработки наиболее эффективного технологического процесса термической обработки и его выполнения зависит качество изготовляемых деталей.

Только изучив теорию и практику термической обработки металлов, термист может успешно работать на современных машиностроительных заводах, успешно внедрять в технологию термической обработки новейшие достижения науки и техники, бороться за механизацию и автоматизацию технологических процессов.

3.2 Анализ структурных и фазовых превращений протекающих при химико-термической обработки изделия

Контроль качества стали предполагает проведение ряда операций и приемов, обеспечивающих заданный уровень качества металла в процессе его производства, а также оценку соответствия фактических потребительских характеристик и товарного вида готовой продукции требованиям стандартов.

К наиболее распространенным дефектам относятся химическая и структурная неоднородность, повышенное содержание вредных примесей и неметаллических включений, дефекты макро- и микроструктуры, внутренние дефекты, дефекты формы и поверхности изделий и т. д.

Для контроля и оценки разработаны специальные методы испытаний и средства измерения, а также соответствующие документы, характеризующие условия поставки и приемки.

Применяются стандартные образцы, с которыми сравнивают фактические образцы с помощью спектрального, рентгеновского и других анализов.

Номенклатура показателей качества зависит от вида поставок и назначения стали. Для оценки качества металла определяют его химический состав, механические свойства, делают макро- и микроструктурные анализы, производят внешний осмотр и др.

Химический состав является основной и важной характеристикой качества стали, так как весь комплекс физических, химических, механических и технологических свойств зависит от содержания углерода, вредных, полезных и сопутствующих элементов.

Химический состав во многом определяет режим последующей обработки сталей давлением, сваркой и термической обработкой, а также структуру и свойства полученных изделий.

3.3 Эксплуатационные и технические свойства изделия после проведения химико-термической обработки изделия

В зависимости от состояния и содержания углерода в чугуне различают: белые и серые (по цвету излома, который обуславливается структурой углерода в чугуне в виде карбида железа или свободного графита), высокопрочные с шаровидным графитом, ковкие чугуны, чугуны с вермикулярным графитом. В белом чугуне углерод присутствует в виде цементита, в сером -- в основном в виде графита.

Чугун, получаемый в доменных печах, подразделяется на передельный чугун, используемый для передела в сталь, и литейный чугун, служащий одним из основных компонентов шихты в чугунолитейном производстве.

Передельный чугун. Передельный чугун - первичный сплав железа, выплавленный в доменной печи и идущий (в жидком или твёрдом виде) в переработку (передел) на сталь главным образом в мартеновских печах или кислородных конвертерах. От др. видов металла, получаемого в доменных печах (литейных и зеркального чугунов, ферросилиция и ферромарганца), Передельный чугун отличается низким содержанием Si и Mn (не более 1,75% каждого). Передельный чугун, предназначенный для кислородно-конвертерного передела, имеет более узкие пределы колебаний химического состава по Si, Mn и S. Выплавляется также высококачественный Передельный чугун, который характеризуется низким содержанием Р (0,020-0,060%) и S (0,015-0,025%). Передельный чугун- основная продукция доменного производства. В 1970 производство Передельный чугун составляло примерно 90% от всего сортамента чугунов.

Литейный чугун. Литейный чугун - выплавляемый в доменной печи чугун, содержащий подавляющую часть углерода в виде свободного графита и имеющий в своём составе кремний до 3,75%; применяется для получения отливок в литейном производстве. Выплавляют коксовый, древесно-угольный и специальный Литейный чугун.

Серый чугун -- наиболее широко применяемый вид чугун (машиностроение, сантехника, строительные конструкции) -- имеет включения графита пластинчатой формы. Для деталей из серого чугун характерны малая чувствительность к влиянию внешних концентраторов напряжений при циклических нагружениях и более высокий коэффициент поглощения колебаний при вибрациях деталей (в 2--4 раза выше, чем у стали). Важная конструкционная особенность серого чугун -- более высокое, чем у стали, отношение предела текучести к пределу прочности на растяжение. Наличие графита улучшает условия смазки при трении, что повышает антифрикционные свойства чугун Свойства серого чугун зависят от структуры металлической основы, формы, величины, количества и характера распределения включений графита. Перлитный серый чугун имеет высокие прочностные свойства и применяется для цилиндров, втулок и др. нагруженных деталей двигателей, станин и т.д. Для менее ответственных деталей используют серый чугун с ферритно-перлитной металлической основой.

токарный станина термический

Список литературы

1. Лоскутов В.В. Шлифовальные станки - М.:Машиностроение, 1976. - 189 с.

2. Попов С.А. Шлифовальные работы: Учеб. для проф. учеб. заведений. - 2-е изд., испр. - М.: Высшая школа; Издательский центр «Академия», 1999. - 383 с.

3. Схиртладзе А.Г., Новиков В.Ю. Станочник широкого профиля: Учеб. для профессиональных учебных заведений. - 2-е изд., испр. - М.: Высшая школа; Издательский центр «Академия», 1998. - 464с.

4. Чернов Н.Н. Металлорежущие станки : Учебник для техникумов по специальности «Обработка металлов резанием». - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1987. - 416 с.

5. Справочно-правовая система Консультант Плюс.

Нормативные ссылки

1. ГОСТ ЕСКД 2.104-68 Основные надписи

2. ГОСТ ЕСКД 2.105-95 Общие требования к текстовым документам

Размещено на Allbest.ru