- •Оборудование и автоматизация процессов тепловой обработки материалов и изделий
- •Введение
- •1. Классификация оборудования термических цехов
- •2. Основное оборудование для нагрева материалов и изделий
- •2.1. Индексация печей
- •2.2. Камерные печи
- •2.7. Оборудование для поверхностного нагрева
- •2.8. Механизированные печи, автоматические линии и установки для термической и химико-термической обработки
- •2.9. Огнеупорные и теплоизоляционные материалы
- •2.10. Материалы для нагревателей электрических печей
- •3. Основное оборудование для охлаждения материалов и изделий
- •3.1. Индексация оборудования для охлаждения
- •3.2. Немеханизированные закалочные баки
- •3.3. Механизированные закалочные баки
- •3.4. Закалочные прессы и машины
- •4. Дополнительное оборудование
- •Оборудование для правки
- •Оборудование для очистки
- •Травильные установки
- •Моечные машины, ультразвуковая очистка
- •Дробеструйные аппараты
- •4.3. Оборудование для правки
- •4.4. Оборудование для очистки
- •5. Вспомогательное оборудование
- •5.1. Классификация вспомогательного оборудования
- •5.2. Оборудование для получения контролируемых атмосфер
- •5.3. Средства механизации (подъемно-транспортное оборудование)
- •6. Средства и системы автоматизации технологических процессов термической обработки деталей
- •6.1. Задачи автоматизации
- •6.2. Развитие средств автоматизации
- •6.3. Устройства для измерения температуры
- •6.4. Автоматические управляющие устройства в термических цехах
- •6.5. Управляющие электронно-вычислительные машины в термических цехах
- •7. Проектирование производства технологических процессов термической обработки
- •7.1. Этапы проектирования, основные положения, принципы и задачи проектирования Классификация термических цехов
- •Задачи проектирования
- •Стадии проектирования
- •7.2. Проектно - нормативная документация
- •7.3. Понятие о единой системе технологической подготовки производства
- •2. Выбор и расчет потребного количества оборудования.
- •7.4. Автоматизация проектных работ
- •8. Рекомендации по выбору режимов термической обработки заготовок из сталей различных групп и назначений
- •8.1. Машиностроительные стали
- •8.1.1. Форма и характерные размеры изделий
- •8.1.2. Вид режима предварительной термообработки (отжига)
- •8.1.3. Выбор режима отжига
- •10. Рекомендации к термообработке инструментальных сталей, в том числе и быстрорежущих
- •11. Технология термической обработки деталей машин и инструментов
- •11.1. Общие положения проведения термической обработки
- •11.1.1. Физические основы нагрева и охлаждения стали
- •11.1.2. Характеристика процессов термической обработки стальных деталей и инструментов
- •11.1.3. Закалочные среды
- •11.1.4. Отпуск стальных изделий
- •Низкотемпературная обработка
- •Старение
- •11.1.5. Процессы химико-термической обработки
- •11.1.5.1. Цементация
- •11.1.5.2. Азотирование
- •11.1.5.3. Цианирование
- •11.2. Принципиальные основы определения длительности термической обработки
- •11.2.1. Влияние технологических факторов на режимы
- •Нагрева деталей
- •Нагрев деталей в печи с постоянной температурой
- •11.2.2. Температурные напряжения и допускаемая скорость нагрева
- •11.2.3. Длительность процесса при химико-термической обработке
- •11.3. Расчетное определение параметров нагрева металла в печах
- •11.3.1. Тонкие и массивные тела
- •11.3.2. Расчет времени нагрева и охлаждения в среде с постоянной температурой
- •11.3.3. Расчет нагрева и охлаждения в среде с постоянной температурой по вспомогательным графикам
- •11.3.4. Расчет времени выдержки для выравнивания температуры
- •11.3.5. Определение расчетных сечений для назначения времени выдержки при нагреве и охлаждении в процессе закалки, нормализации и отпуска. Типовые режимы термической обработки поковок
- •11.3.6. Термическая обработка крупных деталей энергоагрегатов
- •11.3.7. Технология термической обработки режущего инструмента
- •11.3.7.1. Стали, применяемые для режущего инструмента
- •11.3.7.2.Предварительная термическая обработка заготовок режущего инструмента
- •11.3.7.3. Закалка инструмента
- •11.3.7.4. Отпуск инструмента
- •11.4. Практические рекомендации при проведении термической обработки
- •11.4.1 Анализ элементов технологии термической обработки
- •11.4.1.1. Элементы технологии термической обработки
- •11.4.1.2. Скорость нагрева
- •11.4.1.3. Длительность нагрева и охлаждения
- •11.4.1.4.Некоторые практические рекомендации по назначению длительности времени выдержки
- •11.4.2. Технологические среды. Назначение и классификация технологических сред
- •11.4.2.1.Факторы, определяющие эффективность сред
- •11.4.2.2. Характер теплообменных процессов
- •11.4.2.3. Регулирование состава и количества среды
- •Приложение №1
- •2. Рекомендации по проведению основной термической обработки
- •3. Технология термической обработки.
- •Оборудование и автоматизация процессов тепловой обработки материалов и изделий
- •2 Часть
- •191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, 5
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Северо-Западный государственный заочный технический университет»
Кафедра материаловедения и технологии материалов и покрытий
В.Б. Звягин, В.Н. Мишин, В.В. Цуканов, А.В. Сивенков
Оборудование и автоматизация процессов тепловой обработки материалов и изделий
Часть II
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
Машиностроительно-технологический институт
Направление подготовки бакалавров
150100.62 - материаловедение и технология новых материалов
Специалистов
150501.65 – материаловедение в машиностроении
Санкт-Петербург
Издательство СЗТУ
2011
УДК 669.017: 620.193
Оборудование и автоматизация процессов тепловой обработки материалов и изделий (часть II): учебное пособие / сост. В.Б. Звягин, В.Н. Мишин, В.В. Цуканов, А.В. Сивенков.- СПб.: Изд-во СЗТУ, 2011.- 283 с.
Учебное пособие разработано в соответствии с требованиями государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования.
Данное учебное пособие является составной частью учебно-методического комплекса и соответствует тематическому плану дисциплины, приведенному в УМК.
Учебное пособие посвящено изучению технологии и оборудования тепловой обработки материалов и изделий.
Учебное пособие предназначено для студентов бакалавров направления 150100.62 - материаловедение и технология новых материалов и специальности 150501.65 - материаловедение в машиностроении.
Рассмотрено на заседании кафедры материаловедения, технологии материалов и покрытий 29 августа 2011 г.; одобрено методической комиссией машиностроительно-технологического института 30 августа 2011г.
Рецензенты: |
кафедра материалов и технологии материалов и покрытий СЗТУ (зав. кафедрой Е. И. Пряхин, доктор техн. наук, проф.); В. В. Максаров, доктор техн. наук, зав. кафедрой технологии машиностроения СЗТУ; О. Н. Магницкий, доктор техн. наук, заслуженный деятель науки и техники РФ, проф. кафедры технологии художественной обработки материалов СЗТУ.
|
Составители: |
В.Б. Звягин, канд. техн. наук, проф.; В.Н. Мишин, канд. техн. наук, доц.; В.В. Цуканов, доктор техн. наук, проф.; А.В. Сивенков, канд. техн. наук, доц.
|
Северо-Западный государственный заочный технический университет, 2011 Звягин В.Б., Мишин В.Н., Цуканов В.В., Сивенков А.В., 2011
Введение
Огромную роль в ускорении технического прогресса, механизации и автоматизации производственных процессов играет машиностроительная промышленность. Машиностроение – важнейшее звено народного хозяйства страны, сердцевина всей тяжелой индустрии.
Современное производство требует повышения качества, надежности и долговечности машин. Большая роль в этом принадлежит термической обработке – наиболее эффективному методу упрочнения сплавов.
Термическую обработку широко применяют на металлургических и машиностроительных заводах. Она является обязательным составным элементом большинства процессов изготовления полуфабрикатов, изделий, конструкций и инструментов, определяет их свойства и долговечность в работе.
В связи с этим к инженеру предъявляют всё более высокие требования: он должен уметь не только выбирать или разрабатывать наиболее эффективные технологические процессы термической обработки, но и соответствующее современное высокопроизводительное оборудование. При разработке технологического процесса термической обработки необходимо выбирать наиболее целесообразный тепловой режим нагрева и охлаждения изделий, а также правильно подбирать среду, взаимодействующую с поверхностью изделия. В большинстве случаев наиболее длительными являются операции нагрева, поэтому их продолжительность часто предопределяет производительность и количество необходимого основного оборудования: печей и нагревательных устройств. Увеличение скорости нагрева существенно повышает производительность оборудования, снижает себестоимость продукции и в ряде случаев улучшает механические свойства обрабатываемых изделий.
В учебном пособии приведены подробные сведения по термическому оборудованию, необходимые при проектировании новых и реконструкции старых цехов и отделений. Рассматриваются печи и нагревательные установки, закалочные баки, установки для обработки холодом, дополнительное и вспомогательное оборудование. Одновременно с описанием типового оборудования даются характеристики более совершенного перспективного оборудования. Например, печи с плазменным нагревом, установки для нагрева в "кипящем" слое, установки для ионной цементации и для ионного азотирования.
В практике работы термических цехов расширяется применение контролируемых атмосфер, что способствует большей экономии металла и повышению качества термической обработки. Методы получения этих атмосфер и описание соответствующего оборудования также рассмотрены в данном учебном пособии.
В учебном пособии уделено внимание автоматизации технологических процессов термической обработки. Отечественная промышленность знает много примеров работы автоматизированных агрегатов для термической обработки типовых деталей станков, сельскохозяйственных машин, автомобилей, тракторов и др.
Успешно работают автоматические линии для гибки и изотермической закалки торсионов из стали 60С2ХА, для изотермической закалки пружин, термической обработки валиков, колец, цементованных шестерен из стали 20Х2Н4А и 28ХН2 и др.
Большое внимание уделено описанию технических средств и методов автоматизации. Эти вопросы являются важными для студентов при изучении дисциплины "Оборудование и автоматизация процессов тепловой обработки", а также при курсовом проектировании, во время преддипломной практики и дипломном проектировании.
В одном из разделов описывается механизированное оборудование, рассматриваются агрегаты – для отжига, закалки и отпуска, газовой цементации, термической обработки инструмента и другие вопросы, представляющие наибольший интерес для студентов, а также для инженеров, занятых на производстве.
При составлении учебного пособия авторы стремились к тому, чтобы оно было полезным студентам, как при изучении специальных дисциплин учебного плана, так и в дальнейшей их практической работе.
Изложение материала в учебном пособии предусматривает, что студенты располагают необходимыми знаниями в области теории строения материалов, технологии термической и химико-термической обработки, теплопередачи, электротехники, основ промышленной электроники и других общеинженерных дисциплин.
За большой труд по просмотру рукописи учебного пособия и за ряд ценных советов и замечаний авторы приносят всем рецензентам искреннюю благодарность.
Все замечания и предложения читателей по улучшению пособия и устранению в нем недостатков будут приняты авторами с благодарностью.