Лист 3. «Обоснование выбора параметров технологического процесса»

Методические указания

По выполнению курсового проекта

«Технологический процесс термической и химико-термической обработки изделий машиностроения» (по вариантам)

Лист 1. «Технологическая проработка задания»

1. Чертеж детали (инструмента) со всеми размерами и допусками. На чертеже должны быть указаны требуемые значения твердости (или других свойств) на поверхности и в объеме детали (инструмента).
2. Технологический маршрут изготовления детали (инструмента) (в виде схемы) с указанием основных операций изготовления и контроля, начиная от поставки материала по ГОСТ или ТУ и его состояния вплоть до передачи их на склад или на сборку.
3. Силовая схема нагружения детали (инструмента) с определением максимальных статических напряжений и реализуемых деформаций.
4. Требования к материалу детали (инструмента) с указанием необходимых:

а) механических свойств, например, временного сопротивления, предела текучести, сопротивления хрупкому и вязкому разрушению и т.п.:

б) технологических свойств, например, прокаливаемости, чувствительности к перегреву, склонности к росту зерна, чувствительности к обезуглероживанию и т.п.;

в) ограничения по технологическим показателям процесса термообработки (ТО) (фиксирование положения детали при нагреве и охлаждении, ориентация детали в рабочем пространстве, требования по технологическим средам нагрева и охлаждения, необходимость отделочных операций и т.п.)

5. Выбор технологических вариантов упрочняющей термической обработки для деталей (инструмента) из нескольких материалов, которые могут быть предварительно намечены для использования.

Эти данные представляются в виде таблицы:

Лист 2. «Обоснование выбора марки материала»

1. Приводятся марки материалов, намеченные для оптимизации и их химический состав.
2. Приводятся данные в виде графиков или таблиц о влиянии отдельных легирующих элементов из числа присутствующих в составе намеченных сталей (сплавов) на их механические или (и) технологические свойства после термической обработки.
3. Оптимизация выбора марки стали (сплава) представляется в виде матрицы оптимизации, в которой приводятся заранее обоснованно выбранные частные параметры оптимизации (Х₁, Х₂, Х₃…..), например, твердость, прокаливаемость и т.п. для каждого материала и соответствующие им частные весовые коэффициенты при условии, что сумма для каждого материала должна быть равной 1. Кроме того, приводятся значения суммарных весовых коэффициентов, определяемых как произведение частных весовых коэффициентов на величину (К₁, К₂, К₃….), характеризующую относительную значимость данного частного параметра оптимизации для данного материала, выраженную в целых числах от 1 до 5. В таблице в итоге на основании значений суммарных весовых коэффициентов указывается итоговое место, то есть значимость каждого материала.

Матрица оптимизации

Лист 3. «Обоснование выбора параметров технологического процесса»

Выбор параметров термической обработки производится на основании оценки частных параметров.

Эти частные параметры оптимизации для разных технологических процессов упрочняющей термической обработки, естественно, различны. Так, например, для разных вариантов процесса химико-термической обработки: цементация твердая, газовая, ионная, нитроцементация газовая, ионная, азотирование жидкостное, газовое, ионное и др. факторами оптимизации могут быть:

1. Возможность контроля углеродного потенциала или другого параметра состава внешней среды.
2. Возможность непосредственной закалки (в случае цементации или нитроцементации).
3. Скорость процесса.
4. Величина твердости на поверхности и ее рапределение вглубь детали.
5. Качество упрочненного слоя (состав и структура).
6. Экология процесса и др.

В графической форме приводятся: влияние температуры и времени на состав и глубину поверхностного слоя, влияние состава газовой среды (углеродный потенциал и др.) на состав слоя.

В матрице оптимизации указываются: частные параметры оптимизации, их весовые коэффициенты, величины относительной значимости, суммарные весовые коэффициенты и, наконец, итоговое место. Этот материал представляется в виде соответствующих таблиц- матриц оптимизации. Кроме того, приводятся в графической форме зависимости глубины закаленного слоя от температуры и времени (скорости) нагрева, параметров процесса охлаждения, зависимость твердости от температуры отпуска и т.д.