Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский государственный горный университет

Курсовой проект

По дисциплине: Материаловедение

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

Пояснительная записка

Тема: Разработка технологического процесса изготовления и термической обработки шлицевого вала.

Автор: студент гр. ГМ-10-2 __________________ /Мастеров А.Н./

(подпись) (Ф.И.О.)

ОЦЕНКА: _____________

Дата: ___________________

ПРОВЕРИЛ

Руководитель проекта ассистент _______________ /Хафизова О.Ф./

(должность) (подпись) (Ф.И.О.)

Санкт - Петербург

2012 год

Аннотация

Данная пояснительная записка представляет собой отчет о выполнении курсового проекта. Задача работы заключается в разработке технологического процесса изготовления и термической обработки шлицевого вала. В ней рассматривается разработка технологического процесса свободной ковки, а так же механической и термической обработки.

Страниц 20, таблиц 9.

The Summary

This explanatory note is a report on the implementation of a course project. The task of the work is to develop a process of manufacture and heat treatment of the shaft-gears. It discusses the development process forging, as well as mechanical and thermal treatment.

Page 20, Table 9.

Оглавление

Введение 4

1. Общие сведения о процессе свободной ковкой 6

2. Исходные данные 8

4. Разработка технологии получения заготовки свободой ковкой. 10

4.1. Назначение припусков, допусков и напусков. 10

4.2. Определение последовательности кузнечных операций. 15

5. Выбор вида и расчёт режимов предварительной термической обработки 16

6. Черновая механическая обработка 16

7. Чистовая механическая обработка 17

8. Выбор вида и расчёт режимов упрочняющей термической или химико-термической обработки 17

Вывод 18

Библиографический список 19

Введение

Валы и оси предназначены для поддержания, установки и крепления на них вращающихся деталей механизмов типа зубчатых колес, шкивов, полумуфт, муфт, маховичков, указателей и т.д.

При работе валы нагружены поперечными, а иногда и продольными силами, всегда передают вращающий момент, т.е. подвижны, и испытывают деформацию кручения и изгиба. Наибольшее распространение получили прямые валы и оси. Ступенчатые валы обеспечивают равнопрочность по длине, более удобны при сборке, установке сопряженных деталей, но менее технологичны. Число и расположение ступеней вала зависят от числа закрепленных на нем деталей (зубчатых колес и т.д.) и от принятого способа сборки, фиксации вала в осевом направлении. Посадочные поверхности под ступицы насаживаемых на вал деталей выполняют цилиндрическими, реже коническими. Конические поверхности сложнее в изготовлении, но позволяют повысить точность центрирования и соосности соединяемых деталей.

Валы и оси по назначению являются ответственными деталями механизмов. Материал валов и осей должен хорошо обрабатываться и быть прочным. Чаще всего в качестве материалов применяют следующие углеродистые и легированные стали: качественные стали 40, 45, 50, сталь 40Х – для валов с термообработкой; стали 20, 20Х – для быстроходных валов на подшипниках скольжения с поверхностной цементацией цапф; углеродистые стали обыкновенного качества Ст4, Ст5 – для неответственных валов без термообработки; сталь Х18Н10Т – для коррозионно-стойких, немагнитных валов. Для уменьшения массы валов и осей применяют дюралюминий, для обеспечения электроизоляционных свойств – пластмассы или керамические материалы. Для валов – червяков, валов – зубчатых колес материал выбирают в соответствии с требованиями, предъявляемыми к материалу червяка, зубчатого колеса.

Основное применение в коробках передач находят прямобочные и эвольвентные шлицевые соединения, применяемые как для подвижных, так и неподвижных посадок. Прямобочные шлицевые соединения стандартизованы трех серий: легкой, средней й тяжелой. Серии различаются тем, что при одинаковом внутреннем диаметре другие размеры и число зубьев различны, что дает возможность подбирать шлицевые валы для разных нагрузок, передаваемых зубьями, но при одинаковом расчетном внутреннем диаметре. Чаще всего применяются два способа центрирования: по внутреннему диаметру d и наружному диаметру D.

Этот способ центрирования применим в том случае, когда втулка закаливается до невысокой твердости (НВ<350), такой, при которой возможно прокалибровать отверстие протяжкой, или остается незакаленной. При высокой твердости втулки, получаемой при закалке, искажение профиля и размеров исправить протяжкой нельзя. При центрировании по внутреннему диаметру посадочные поверхности вала и втулки шлифуются и, кроме того, можно произвести любую термообработку парных деталей.

Сочетание этих технологических возможностей обеспечивает высокую точность соединения, большую износостойкость парных поверхностей, что особенно важно для подвижных соединений, передающих переменные нагрузки. Прямобочные шлицевые соединения по сравнению со шпоночными обладают рядом достоинств: лучшее центрирование и направление деталей при перемещении их вдоль вала, меньшие напряжения смятия на рабочих поверхностях зубьев, большая динамическая и усталостная прочность валов.

Находят также применение эвольвентные шлицевые соединения с центрированием по наружному диаметру D боковым граням, причем первый способ находит более широкое применение.