РРЕФЕРАТ

Шорина Е. Д. Разработать технологический процесс упрочнения кулачка главного вала с использованием лазерного излучения: Дипломный проект
Димитровградский институт технологии управления и дизайна. № 1707.06.04.
Димитровград, 2004 – 116с.: 14 ил. + 7 черт.

Лазер, закалка, карбюризатор, кулачок главного вала, износостойкость, упрочнение, борирование, поток, такт.

В процессе выполнения дипломного проекта проведено описание методов упрочнения. Выбран способ и технология упрочнения кулачка. Проведено испытание на износ материала. Произведён выбор оборудования, режущего и мерительного инструмента, разработан технологический процесс. Рассчитана эффективность изготовления данной детали. Разработали ряд мероприятий по предотвращению несчастных случаев, даны рекомендации по правильному использованию и организации производства.

Сделаны выводы и рекомендации по упрочнению кулачка с использованием лазерного излучения.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 6
1. МЕТОДЫ УПРОЧНЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ 8
1.1. Термическая обработка 8
1.1.1. Химико-термическая обработка 8
1.1.2. Борирование 9
1.1.3. Плазменная обработка 11
1.1.4 Лазерная обработка 12
1.2 Лазерная установка 14
1.3. Термическая обработка материалов лазерным излучением 16
1.4. Физические основы упрочнения лазерным излучением 17
1.5. Воздействие непрерывного лазерного излучения на сплавы на основе железа 19
1.6. Упрочнение кулачка главного вала 24
2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 28
2.1. Назначение узла «вал главный» автомата хладновысадочного 28
2.2. Выбор способа упрочнения кулачка главного вала 29
2.3. Приспособление для упрочнения 34
2.4. Технология упрочнения 45
3. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ 47
3.1. Лазерная обработка на CO2 - лазере 47
3.2. Испытание материала на износ 47
3.3 Исследование износостойкости покрытия 49
4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 51
Введение 51
4.1. Анализ технологичности конструкции детали «Кулачёк» 51
4.2. Выбор оборудования, режущего, вспомогательного и мерительного инструментов 58
4.3. Расчёт режимов резания 60
4.4. Нормирование технологического процесса 66
4.5. Расчёт специального калибра-пробки для контроля отверстия (60Н7
+0,030 68
5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 72
Введение 72
5.1. Расчет параметров потока 72
5.2. Расчет себестоимости изготовления детали 80
5.3. Технико-экономические показатели потока 85
Вывод 87
6. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 88
Введение 88
6.1. Общие вопросы безопасности труда 89
6.2.Мероприятия по обеспечению нормальных санитарно-технических условий 95
6.3. Мероприятия по предотвращению несчастны случаев, обеспечению безопасности эксплуатируемого оборудования и транспортных средств 103
Вывод 109
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 110
ЛИТЕРАТУРА 111
ПРИЛОЖЕНИЯ 115

ВВЕДЕНИЕ

Обработка материала сфокусированным излучением лазера является научным и техническим направлением технологии машиностроения и других областей промышленности, появившимся после 1960 года, когда были созданы мощные импульсные генераторы монохроматического излучения.

Лазерная обработка материалов не является ещё установившимся и законченным разделом теории и практики обработки материалов концентрированными потоками энергии. Однако в разработке теоретических основ процессов воздействия мощных световых потоков на материалы и в практических применениях указанных процессов достигнуты значительные успехи.

Применение различных типов лазеров во многих областях машино – и приборостроения и правильная их эксплуатация не возможны без чёткого представления о принципах работы оптических квантовых генераторов и об основных физических явлениях, в них происходящих.

Преимущества и перспективность использования лазеров в машиностроении определяются не только прогресса в области собственно лазерной техники, но и умелым, научно обоснованным выбором оптимальных для каждого конкретного применения режимов работы лазера и параметров его излучения.

Промышленная обработка материалов стала одной из областей наиболее широкого использования лазеров, особенно после появления лазеров высокой мощности. Лазерный луч применяется для резания и сверления отверстий, сваривания материалов и термообработки, обработки тонких металлических и неметаллических плёнок, получения на них рисунков и микросхем. Доводка номиналов пассивных элементов микросхем и методы получения на них активных элементов с помощью лазерного луча получили дальнейшее развитие и применяются в производственных условиях. При чём лазерная обработка материалов позволяет повысить эффективность и конкурентоспособность по сравнению с другими обработками.

1. МЕТОДЫ УПРОЧНЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ

1.1. Термическая обработка

Поверхностным упрочнением называется упрочнение поверхностного слоя детали за счёт изменения его химического состояния или структуры.

Для получения стали с наибольшей прочностью и твёрдостью необходима термическая обработка – закалка. Термообработка – это совокупность операций технологии теплового воздействия на материал с целью изменения его структуры и потребительских свойств в нужном направлении. Упрочнение поверхности может быть достигнуто: химико-термической, плазменной, лазерной обработкой и др.

1.1.1. Химико-термическая обработка

Одним из главных средств улучшения качества стальных деталей – повышения их прочности, твёрдости и износостойкости – является химико- термическая обработка, заключающаяся в насыщении поверхности углеродом, азотом, хромом, бромом и другими элементами. При введении в поверхностный слой хрома, кремния, алюминия и других элементов можно придать изделию устойчивость против коррозии, жаростойкость, кислотоупорность и другие свойства.

В промышленности получили широкое распространение следующие виды химико-термической обработки:

- цементация – насыщение углеродом;

- азотирование – насыщение азотом;

- цианирование – одновременное насыщение углеродом и азотом;

- диффузионная металлизация – насыщение различными элементами (кроме углерода и азота), например, хромом, бромом, алюминием и другими. Каждый из этих способов имеет свои особенности, преимущества и недостатки.

1.1.2. Борирование