Разработка технологического процесса термической обработки детали (стрельчатая лапа)

Министерство образования  и науки Российской Федерации 

Бирский филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования 

«Башкирский государственный университет»

Кафедра технологического образования

 

 

 

 

 

 

               

        

 

 

 

 

Курсовая работа

Разработка технологического  процесса термической обработки детали (стрельчатая лапа).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бирск 2013г.

Содержание

Стр.

	Введение…………………………………………………………	3
Глава I.	Аналитический обзор источников информации по стрельчатым лапам сельско-хозяйственным машинам………………………………………………………….	5
1.1	Стрельчатые лапы ………………………………………………..	5
1.2	Виды стрельчатых лап  и их применение.………………………	10
1.3	Способы изготовления стрельчатой лапы культиватора……...	13
Глава II.	Разработка  технологического процесса термической  обработки детали………………………………………………..	18
2.1	Расшифровка марки стали……………………………………….	18
2.2	Анализ влияния углерода и легирующих элементов стали на технологию ее термообработки и полученные результаты………………………………………………………..	21
2.3	Последовательность операции предварительной и окончательной  термообработки деталей……………………….	25
2.4	Режим операций предварительной  и окончательной термообработки детали…………………………………………..	26
	Заключение………………………………………………………..	29
	Литература………………………………………………………..	30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Сельскохозяйственные  машины — одно из самых революционных изобретений современной техники. Элементарная потребность человека в еде всегда заставляла развивать технику и технологию. За последние 250 лет прогресс сельскохозяйственной техник изменил характер работы и производства еды во всём мире.

      Сельское  хозяйство - отрасль народного  хозяйства, которая занимается выращиванием растений и разведением животных.

Сельское хозяйство  связано со многими отраслями  промышленности (пищевой, химической, машиностроительной и др.), образуя  агропромышленный комплекс, основной задачей которого является надежное обеспечение страны продовольствием и сельскохозяйственным сырьем.

Обработка почвы является важнейшим звеном в системе земледелия. От качества ее выполнения в значительной степени зависит водный, воздушный  режимы почвы и, в конечном счете, урожайность возделываемых культур, в  связи с чем тема курсового исследования является актуальной.

     Объектом являются технологические процессы изготовления и обработки стрельчатой лапы.

 Предметом исследования - технология изготовления стрельчатой лапы из стали.

Целью курсовой работы является стрельчатая лапа, его значение и роль.

Задачи курсовой работы в связи с указанной целью являются:

     - расшифровать  марку заданной стали, описать  ее микроструктуру,  механические  свойства до окончательной термообработки  и указать, к какой группе по назначению она относится;

     - описать  характер влияния углерода и  легирующих элементов заданной  стали на положение критических  точек;

     - выбрать  и обосновать последовательность  операций предварительной и окончательной  термообработки деталей;

     - назначить  и обосновать режим операций  предварительной и окончательной  термообработки деталей (температура  нагрева и микроструктура в  нагретом состоянии, охлаждающая  среда);

           - описать микроструктуру и механические  свойства материала детали после окончательной термообработки.

Методами исследования выделяются:

- анализ научно-технической  литературы;

- изучение и обобщение  достижений теории и практики  механизмов;

- моделирование механических  явлений;

  Теоретическая значимость курсовой работы на тему «стрельчатая лапа» заключена в том, что содержащиеся в ней положения и приемы изучения деталей и механизмов сельскохозяйственных машин, сведенные в единую систему, могут быть использованы как концептуальная основа для выполнения последующих курсовых работ на заданную тематику.

          Практическая значимость работы заключается в уточнении ряда методических приемов изучения и расчета стрельчатой лапы, что может быть использовано в процессе преподавания прикладной механики и теории механизмов и машин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава І. Аналитический  обзор источников информации

По стрельчатым  лапам сельско-хозяйственных машин.

 

1. Стрельчатые лапы.

Стрельчатые лапы относятся к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к рабочим органам почвообрабатывающих орудий. Стрельчатая лапа состоит из тыльной сторона рабочей поверхности; лезвия; зоны повышенной твердости лезвия с тыльной части; области твердости при заводском исполнении (см.рис1).

Известна стрельчатая  лапа, содержащая V-образно расположенные крылья, носок, грудь с хвостовиком и два отверстия, расположенные по его оси симметрии, при этом боковое ребро хвостовика и заднее ребро крыла сопряжены по радиусу /1/. Для лап с высоким охватывающим стойку хвостовиком приемлемо предложенное сопряжение ребер заднего крыла и хвостовика, так как требуется металл для вытяжки зоны сопряжения.

Недостаток стрельчатой  лапы состоит в том, что ее высокий  хвостовик с большим лобовым  сечением повышает тяговое сопротивление  лапы, оставляет большую бороздку по ее следу и выносит на поверхность влажную почву нижних слоев, что ведет к потерям влаги.

Известна стрельчатая  лапа типа 5 типоразмера 23 (шириной захвата 330 мм с углом раствора крыльев 2=80°), содержащая V-образно расположенные крылья, носок, грудь с хвостовиком и два отверстия по его оси симметрии /2 - прототип/.

Из-за смещения центра радиуса  изгиба груди в продольно-вертикальной плоскости от носка к переднему отверстию и размещения начала зоны изгиба лишь в центре этого отверстия затруднено размещение под лапой усиленной (утолщенной) стойки и крепежных элементов (гайки и шайбы), требующихся для рабочего органа повышенной прочности. Установленное ГОСТом расстояние 45 мм между отверстиями также недостаточно для рабочего органа повышенной прочности. Износ режущей кромки лезвия ведет к уменьшению рабочей ширины лапы, так как расположенные вдоль поперечной линии лапы участки задней кромки отсекают на концах крыльев их часть, расположенную сзади зоны заточки.[1].

Задачей данной стрельчатой лапы является повышение эксплуатационной надежности стрельчатой лапы, предназначенной для обработки уплотненной почвы, обеспечивающей качественное крошение и минимальный вынос на поверхность поля ее влажных нижних слоев.

 

 

Стрельчатая лапа (рис 1.)

 

1 - тыльная сторона  рабочей поверхности;

2 - область лезвия;

3 - зона повышенной  твердости лезвия с тыльной  части;

4 - область твердости  при заводском исполнении.

(рис.1.1)

 

  Сущность стрельчатой лапы состоит в том, что стрельчатая лапа, содержащая V-образно расположенные крылья с носком, изогнутую в верхней части грудь и хвостовик, два отверстия, размещенные на оси симметрии хвостовика с боковыми ребрами, плавно сопряженными с задними ребрами крыльев, согласно стрельчатой лапе, центр радиуса изгиба груди и хвостовика расположен на вертикали, проходящей через носок лапы, или отклонен от нее на величину не более ±8 мм, расстояние между центрами отверстий равно 50±0,5 мм, причем на развертке лапы задние ребра крыльев расположены под углом, превышающим 106°, а расстояние от носка до центра радиуса дуги, сопрягающей ребра крыла и хвостовика, больше расстояния от носка до центра заднего отверстия. Кроме того, радиус дуги, сопрягающей ребро крыла и хвостовика, равен 15±1 мм, ширина торца крыла лапы больше расстояния между ее отверстиями, угол подъема прямолинейного участка груди не превышает 16°, а угол крошения равен 28°±1°.[3].

Сравнение стрельчатой лапы с прототипом показывает, что новым является то, что центр радиуса изгиба в продольно-вертикальной плоскости груди и хвостовика расположен на вертикали, проходящей через носок лапы, или отклонен от нее на величину не более ±8 мм, расстояние между центрами отверстий выполнено равным 50±0,5 мм, на развертке лапы задние ребра крыльев расположены под углом, превышающим 106°, а расстояние от носка до центра радиуса дуги, сопрягающей ребра крыла и хвостовика, больше, чем расстояние от носка до центра заднего отверстия. Кроме того, радиус дуги, сопрягающей ребро крыла и хвостовика, выполнен равным 15 мм, ширина торца крыла лапы больше расстояния между ее отверстиями, угол крошения равен 28±1°, а угол подъема прямолинейного участка груди не превышает 16°.

Размещение центра радиуса  изгиба груди и хвостовика на вертикали, проходящей через носок, позволило увеличить под лапой высоту полости, в которой размещается утолщенная стойка и ее крепежные элементы увеличенных габаритов. В сочетании с увеличенным до 50 мм расстоянием между отверстиями на хвостовике это повышает надежность элементов крепления лапы.[5].

Увеличение угла между  задними ребрами крыльев до величины более 106° при ширине торца крыла, превышающей расстояние между отверстиями, а также размещение центра радиуса  дуги, сопрягающей ребра крыла и хвостовика, на расстоянии от носка, бóльшем расстояния от него до заднего отверстия, и увеличение до 15 мм радиуса сопряжения ребер хвостовика и крыла позволило создать прочные грудь и хвостовик лапы, не ослабленные зонами концентрации напряжений. Увеличенный до 28° угол крошения в сочетании с углом подъема груди до 16° способствует улучшению крошения уплотненной почвы.

Таким образом, стрельчатая лапа соответствует критерию "новизна".

Стрельчатая лапа соответствует  критерию "изобретательский уровень", так как заявленное соотношение ее размеров не является очевидным, предложено впервые и обеспечивает решение технической задачи только в их совокупности.

Заявляемая стрельчатая  лапа предназначена для применения в культиваторах усиленных комбинированных, что свидетельствует о ее соответствии критерию "промышленная применимость".

Стрельчатая лапа поясняется чертежами.

 

 

рис..1.2-стрельчатая лапа, вид сбоку,

рис.1.3 - вид

рис 1.4.- развертка стрельчатой лапы.

 

Стрельчатая лапа содержит V-образно расположенные крылья 1 и 2, носок 3, грудь 4, хвостовик 5, отверстия 6 и 7, размещенные на оси симметрии хвостовика 5. Его боковые ребра 8 и 9 плавно дугой с радиусом r=15±1 мм сопряжены с задними ребрами 10 и 11 крыльев 1 и 2. Центр сопряжения радиуса r расположен на большем расстоянии от носка 3, чем центр заднего отверстия 7.[10].

Центр О радиуса изгиба R в продольно-вертикальной плоскости  груди 4 и хвостовика 5 расположен на вертикали Е-Е, проходящей через  носок лапы, или отклонен от вертикали  не более чем на ±8 мм (на максимальную величину толщины материала лапы). Расстояние между центрами отверстий 6 и 7 равно 50±0,5 мм.

На развертке лапы задние ребра 10 и 11 расположены под  углом , превышающим 106°. Угол раствора лезвий лапы 280°. Ширина В торца крыла лапы больше расстояния между отверстиями 6 и 7. Угол  подъема прямолинейного участка груди не превышает 16°, а угол крошения составляет =28±1°.

Вследствие размещения центра О  радиуса изгиба R груди 4 над носком 3 и сокращения ее прямолинейного участка  полость под лапой увеличена, что позволяет использовать для ее крепления стойку увеличенного сечения (20×60 мм). Повышению надежности лапы служит увеличение до 50±0,5 мм расстояния между отверстиями 6 и 7, выполнение угла >106°, а торца крыла - с шириной В, превышающей расстояние между отверстиями, В>50 мм. При этом увеличивается ширина крыльев, а следовательно, надежность и износостойкость лапы.

Выполнения радиуса сопряжения ребер хвостовика и крыла r=15 мм и размещение центра радиуса дуги, сопрягающей ребра крыла и хвостовика, на расстоянии от носка, большем расстояния от него до заднего отверстия, также повышает прочность лапы и предотвращает опасность ее деформации при опоре на одно крыло или носок на неровной твердой поверхности.

В работе стрельчатая лапа закреплена на стойке, установленной в кронштейне, который в числе других таких  же размещен на раме культиватора. При  движении в почве лапа подрезает  пласт с растительностью на его  поверхности и интенсивно крошит почву вследствие увеличенного угла крошения (28°) и подъема груди (16°). Так как хвостовик лапы при работе не возвышается над поверхностью почвы, лапа не создает борозды и в зоне стойки на поверхность выносит незначительное количество влажной почвы нижних слоев.[8].