Магистерская диссертация на тему: Хонингование - технологический процесс исправления погрешностей формы отверстий в виде отклонений

Введение

По эскизу детали (рис.9) разработайте эскиз отливки. Приведите эскизы модели и собранной литейной формы (в разрезе) с указанием размеров. Дайте обоснование назначению размеров модели. Опишите последовательность изготовления литейной формы и получения отливки.

Для получения отливки применим модель выполненную из дерева рис.1

Материал детали отливки сталь 45Л. Для определения размеров деревянной форсы необходимо учесть процент линейной усадки материала сталь 45Л составляет 2,2%.

Размеры литейной модели (припуска по ГОСТ26645-85:

-длина детали 70 мм- припуск 2,55 мм, размер детали 70+2*2,55=75,1 мм

Размер модели 75,1+(75,1*2,2/100)=76,752 мм

-длина детали 50 мм- припуск 2,55 мм, размер детали 50+2*2,55=55,1 мм

Размер модели 55,1+(55,1*2,2/100)=56,312 мм

-длина детали 10 мм- припуск 1,85 мм, размер детали 10+1,85=11,85 мм

Размер модели 11,85+(11,85*2,2/100)=12,111 мм

-диаметр 56 мм припуск 2,21 мм, размер детали 56+2*2,21=60,42 мм

Размер модели 60,42+(60,42*2,2/100)=61,749 мм

-диаметр 86 мм припуск 3,12 мм, размер детали 86+2*3,12=92,24 мм

Размер модели 92,24+(92,24*2,2/100)=94,270 мм

-диаметр 62 мм припуск 2,15 мм, размер детали 62+2*2,15=66,3 мм

Размер модели 66,3+(66,3*2,2/100)=67,759 мм

-диаметр отверстия 40 мм припуск 1,75 мм, размер детали 40-2*1,75=36,5 мм

Размер модели 36,5+(36,5*2,2/100)=37,303 мм

Литейные уклоны 3, радиусы 2,5-3 мм

Рисунок 1 Модель отливки

1, 2 - нижняя и верхняя опоки соответственно; 3 - литниковая чаша; 4 - стояк; 5 - шлакоуловитель; 6 - выпор; 7 - питатель; 8 - стержень;

9 - полость формы; 10 - наколы

Рисунок 2 Литейная форма в разрезе

Последовательность изготовления формы ручной формовкой.

Наиболее распространенным способом получения формы является формовка в парных опоках.

1.На модельную плиту устанавливаем нижнюю часть разъемной деревянной модели, модели питателей и опоку.

2.Засыпаем в опоку формовочную смесь и уплотняем.

3.Опоку поворачиваем на 180

4.Устанавливаем верхнюю половину модели, модели шлакоуловителя, стояка и выпоры.

5.По центрирующим штырям ставим верхнюю опоку.

6.Засыпаем в опоку формовочную смесь и уплотняем.

7.Из полуформ извлекаем модель, элементы литниковой системы.

8.Внижнюю часть полу формы устанавливаем стержень и накрываем нижнюю полуформу верхней.

После заливки расплавленного метала и его затвердения литейную форму разрушают и извлекают отливку.

Вопрос 42

Изобразите диаграмму Fе-Fe3C, укажите фазовые и структурные состояния во всех областях диаграммы для сплава, содержащего 4,7 % С:

- постройте кривую охлаждения от 1600°С до +20°С и опишите превращения, протекающие при охлаждении;

- определите объёмы фаз при температуре 750°С в %;

-определите концентрацию углерода в фазах при температуре 750°С;

-изобразите структуру, которую будет иметь сплав при температуре +20°С, опишите её.

Изобразите диаграмму Fе-Fe3C,с правой стороны разместим кривую охлаждения для сплава с содержанием углерода 4,7% рис.1

Рисунок 1

При охлаждении сплава до точки 1 лежащей на линии ABCD (линии ликвидус) сплав в жидком состоянии. Точка 1 первичная кристаллизация сплава, из жидкого раствора выделяются кристаллы цементита (первичного). Цементит, кристаллизую щийся из жидкой фазы, называется первичным. Сплав имеет структуру Жидкость+ цементит (первичный). Сохраняется до температуры соответствующей точке 2.

Точка 2 лежит на AHJECF (линию солидус), линия окончания первичной кристали зации с образованием ледебурита (Аустенит+Цементит). Участок 2-2' равновесие системы. Сохраняется до температуры соответствующей точке 3.

Точка 3 лежит на прямой SК линия вторичной кристаллизации, аустенит, обеднен ный углеродом до 0,8% превращаясь в перлит. Структура сплава Цементит (первичный)+ледебурит (Перлит+Цементит)

Сплав железа с углеродом, содержащий 4,7%С, называется заэвтектическим чугуном. Его структура при комнатной температуре - цементит (первичный) + ледебурит.

Определим объёмы фаз при температуре 750°С в % по рис1.

Точка b объем цементита 95,7% Fе

Точка d объем ледебурита 93,33% Fе

Определим концентрацию углерода в фазах при температуре 750°С;

Точка b объем цементита 4,3%С

Точка d объем ледебурита 6,67% С

Структура сплав при температуре +20°С- цементит (первичный) + ледебурит (заэвтектический белый чугун)

Цементит (Ц) - химическое соединение железа с углеродом (карбид железа Fe3C). В цементите содержится 6,67% углерода. Температура плавления цементита около 1600 °С. Он очень тверд (НВ порядка 800 единиц), хрупок и практически не обладает пластичностью. Выделяют цементит первичный, вторичный и третичный. Их отличия заключаются в происхождении:

- первичный цементит образуется из жидкого расплава при кристаллизации железоуглеродистых сплавов (линия СD).

Ледебурит (Л) - механическая смесь аустенита и цементита (Л = А+ Ц), содержащая 4,3% углерода. Ледебурит образуется из жидкого расплава при температуре 1147 °С. Таким образом, ледебурит по своей сути является эвтектикой. Ледебурит образуется при затвердевании жидкого расплава при 1147 °С. Ледебурит имеет твердость НВ = 600-700 НВ и большую хрупкость. Ледебурит наблюдается в структуре чугунов, в сталях он образовывается только при большом количестве легирующих элементов и содержании углерода более 0,7%. При охлаждении ледебурита до температуры в 727 °С входящий в его состав аустенит становится неустойчивым и распадается, превращаясь в перлит. Таким образом, при температуре менее 727 °С вплоть до 20 °С ледебурит представляет собой механическую смесь перлита с цементитом.

Вопрос 49

Приведите схемы, опишите физическую сущность процессов суперфиниширования и хонингования.

Хонингование - технологический процесс исправления погрешностей формы отверстий в виде отклонений от круглости, цилиндричности и т.п., обеспечения малых отклонений размеров и параметров шероховатости, а также создания микропрофиля в виде сетки на обработанной поверхности детали. Такой профиль необходим для удержания смазочного материала при работе механизмов (например, двигателя внутреннего сгорания или гидравлических систем)

Поверхность заготовки обрабатывают хонинговальными мелкозернистыми брусками, в которых абразивные зерна удерживаются связкой, или специальными инструментами, в которых зерна нанесены на металл. Бруски закрепляют в хонинговальной головке - хоне, являющейся режущим инструментом (рис.1).

Рисунок 1 Внешний вид хонинговальной головки

Схема хонингования показана на рис.2. Инструмент вращается (ω) и одновременно возвратно-поступательно перемещается (V) вдоль оси обрабатываемого отверстия высотой h. Соотношение скоростей указанных движений составляет 1,5-10 и определяет условия резания.

Рисунок 2Схема хонингования

Схема обработки по сравнению с внутренним шлифованием имеет преимущества: отсутствует упругий отжим инструмента, реже наблюдается вибрация, резание происходит более плавно.

Хонингование менее интенсивно уменьшает погрешности расположения оси отверстия (например, отклонения от прямолинейности), так как режущий инструмент самоустанавливается по отверстию.

Хонингование проводят при обильном охлаждении зоны резания смазочно-охлаждающими жидкостями - керосином, смесью керосина (80-90%) и веретенного масла (10-20%), водно-мыльными эмульсиями.

Суперфиниширование- процесс отделки поверхности для уменьшения шерохо ватости. При этом изменяются глубина и вид микронеровностей, обрабатываемые поверхности получают сетчатый рельеф. Поверхность становится чрезвычайно гладкой, что обеспечивает более благоприятные условия взаимодействия при трении.

Суперфинишированием обрабатывают плоские, цилиндрические, конические и сферические поверхности из закаленной стали, реже из чугуна и бронзы. Обработку проводят абразивными брусками, которые устанавливают в специальной головке, а также абразивными лентами на полимерной основе.

Характерным для суперфиниширования является колебательное движение брусков (или ленты) одновременно с движением заготовки. Обработку проводят при давлении брусков 3-5 МПа, смазочный материал имеет малую вязкость. Схема обработки наружной цилиндрической поверхности приведена на рис.3

Рисунок 3 Схема суперфиниширования с использованием брусков

Оглавление

- Выводы

- Список литературы

- Приложение