Контроль качества детали до и после термической обработки

Контроль качества продукции на предприятии играет первостепенную роль и от его совершенства, технической оснащенности и исполнения в значительной степени зависит эффективность производства.

Основными объектами технического контроля на производстве

являются сырье и исходные материалы, технологические режимы и готовая продукция, вырабатываемая в производственном цехе или на предприятии.

Входной контроль позволяет избежать снижения качества термической обработки из-за ошибок поставщика, собрать объективную информацию о поставляемых материалах и принять при необходимости

эффективные меры, предупреждающие брак.

Для того, чтобы правильно назначить режимы термической обработки, до выполнения операции необходимо убедиться, что материал соответствует чертежу. Определяю химический состав. Для этого использую прибор спектрометр марки OBLF GS 1000-II(рис.3).

Рисунок 3 Спектрометр OBLF GS 1000-II

 

 

Прибор является искровым и вакуумным и эмиссионным спектрометром и, предназначен для измерения концентрации химических элементов в металле и находятся в лаборатории завода.

Принцип действия спектрометра основан на оптического - спектрального анализа с возбуждением пробы с помощью искры. Спектрометры состоят из источника возбуждения спектра, полихроматора автоматизированной системы управления и регистрации на базе IBM совместимого компьютера. Искровой источник возбуждения спектра создает униполярную искру с формой волны, задаваемой программой. Обдувка электрода аргоном повышает точность и воспроизводимость результатов измерений. Обеспечивает точный анализ коротковолновых элементов: углерод, фосфор, сера и азот в сталях и чугунах и фосфор в алюминии. Данные показания прибора в составе металла 40х передаются на монитор спектрометра.

Контроль твердости

Деталь «Шток» подвергается контролю твердости в течение всего технологического процесса. При обработке детали «Шток» считаю целесообразным пользоваться методом Бриннеля.

Описание метода Бринелля

Метод Бринелля заключается в том, что стальной закаленный шарик вдавливается в испытуемый материал под действием постоянно увеличивающейся нагрузки. В результате пластической деформации на поверхности возникает отпечаток сферической формы.Процесс измерения твердости напрессе Бринелля состоит из ряда операций:

-подготовки изделия к испытанию

-выбор диаметра шарика

- величины нагрузки и времени выдержки

     - подготовки пресса к испытанию

     - проведении испытания и определения твердости.

Контролируемое изделие должно иметь параллельные поверхности (испытуемую и опорную) без окалины и следов ржавчины. Для обеспечения этого требования поверхности подвергаю специальной зачистке на абразивном или шлифовальном круге. Так как «Шток» имеет круглое сечение, снимаю только «лыску», т. е. небольшую площадку на испытуемой поверхности.

Для определения твердости на прессе Бринелля применяю стальной закаленный шарик диаметром 10 мм и соответствующую ему нагрузку 3000 кгс (29,4 кН). Диаметр шарика и величинунагрузки выбираю в зависимости от толщиныиспытуемого изделия и его материала. Для изделий из черных металлов толщиной более 6 мм испытания нужно проводить шариком диаметром 10 мм под нагрузкой Т>=3000 кгс (29,4 кН). Выдержка под нагрузкой составляет 10—12 с.

Рисунок 4 Схема испытания детали методом Бринелля

 

Испытание проводится следующим образом:

· вначале образец подвожу к индентору;

· затем вдавливаю индентор в образец с плавно нарастающей нагрузкой в течение 2‑8 секунд;

· после достижения максимальной величины (3000 кгс), нагрузку на индентор выдерживаю 10‑12 секунд;

· затем снимаю приложенную нагрузку, отвожу образец от индентора и измеряю диаметр получившегося отпечатка.

Твердость рассчитываю, как отношение приложенной нагрузки к площади поверхности отпечатка:

                                  (1)

где:

F – приложенная нагрузка, Н;

D – диаметр шарика, мм;

d – диаметр отпечатка, мм.

Для контроля твердости на термическом участке, использую твердомер Бринелля «ТБ 5005А»

Рисунок 5 Твердомер Бринелля «ТБ 5005А»

1.5 Выбор оборудования. Обоснование плана выпуска детали «Шток»

Используется универсальное, специализированное оборудование.

План выпуска штоков на год - 150 000 шт. деталей  

Для закалки и отпуска штоков применяю камерную печь ПКЭ-9.7,5.8,6/15-2. с размерами камеры 900х750х860мм.

Цикл термической обработки 2 партии деталей (садка) в смену.

Берем за основу расчета количества деталей в одной садке размер камеры печи и габаритные размеры детали.

Габаритные размеры детали «Шток»:f55x860мм

При расчетах необходимо учитывать расстояние (зазор) между деталями и стенами камеры, т.е. не допускать соприкосновения.

Схема расположения штоков в печи(вид с верху):

 

        Схема расположения штоков вид спереди

                                                                                         

     

          …….14 рядов

По расчетам определили количество деталей в садке: 168*2 деталей в течении дня делаем 2 партии.

В этом случае производительность одной печи в год составит 984 деталей.

247 х (168*2) =82992(шт. штоков в год)

247 – количество рабочих дней в году (дней);

    168 – количество деталей в садке (шт.)

    2- кол-во партий в сутки.

Так как план выпуска детали «Шток» составляет 150000 деталей, то для их термической обработки (учитывая производительность печи), потребуется две камерных печей марки ПКЭ-9.7,5.8,6/15-2.

  1.6 Охрана труда и техника безопасности

При проведении операции термической обработки на участке возникают опасные и вредные производственные факторы, которые оказывают отрицательное воздействие на здоровье и работоспособность человека.

К числу мероприятий по технике безопасности при эксплуатации установок и приборов контроля параметров технологических процессов относятся следующие: при контроле температуры - проходы к первичным преобразователям температуры установленным в труднодоступных местах, должны быть обеспечены смотровыми площадками и лестницами. Все приборы, к которым подводится электропитание должны быть заземлены; при контроле расхода количества и уровня - при эксплуатации расходомеров переменного перепада давления необходимо обеспечивать сброс продуктов продувки в дренажные или канализационные линии для предотвращения загрязнения воздуха. Для всех счетчиков, приборов, установок расположенных в труднодоступных местах, должны быть предусмотрены площадки или колодцы с хорошо освещёнными проходами.

При работе на электротермическом оборудовании с контролируемыми атмосферами не допускается смешивание горючих газов применяемых при приготовлении контролируемых атмосфер с воздухом, во избежании образования взрывчатой смеси. Необходимо строгое соблюдение правил остановки печей и замены контролируемой атмосферы. Перед введении в печь атмосферы из неё необходимо предварительно удалить воздух. Для продувки печей необходимо применять инертные газы. Удаление газов, обладающих резким запахом, из рабочей зоны должно проводиться местными вентиляторами с отсосами. Для предотвращения отравления в трубопроводах и аппаратах необходимо предусматривать надёжные соединители и прокладки.

При обслуживании электропечей должны быть соблюдены следующие требования безопасности:

-все токоведущие части электропечей, с которыми возможно соприкосновение обслуживающего персонала, должны быть изолированы или ограждены;

-ограждения и приборы контроля, к которым подводится электропитание, должны быть заземлены;

-электрические печи должны иметь блокировку для автоматического отключения нагревательных элементов при открывании дверцы печи.

-при эксплуатации электротермического оборудования должны использоваться изоляционные средства индивидуальной защиты: рукавицы, диэлектрические галоши, коврики и т.п.

 При обслуживании электротермического оборудования. Правилами эксплуатации электроустановок предусмотрены специальные меры безопасности для защиты обслуживающего персонала от воздействия высоких температур и теплового излучения. Все механизмы управления и обслуживания печей должны быть установлены так, чтобы рабочий не подвергался воздействию высоких температур и вредных газов. Разность температур на поверхности печей и окружающего воздуха не должна превышать 45…60°С.

Охрана окружающей среды

Термическая обработка металла и эксплуатация электрооборудования в той или иной степени оказывает вредные воздействия на окружающую среду, так как сопровождается образованием большого количества вредных газов, пыли, загрязнённых вод. Поэтому при эксплуатации электрооборудования и выборе среды при термической обработке необходимо учитывать степень отрицательного воздействия этих факторов на окружающую среду.

В термическом производстве к основным факторам оказывающих вредное влияние на окружающую среду относятся:

- выделение тепла в биосферу - почти вся электроэнергия, потребляемая печами, преобразуется в тепло и рассеивается в биосфере в виде потерь или при охлаждении нагретых деталей. Чем мощнее электропечи, тем существеннее этот фактор. Для уменьшения бесполезного рассеивания тепла целесообразно: улучшение теплоизоляции и сокращение всех видов потерь, использование тепла отходящих газов и охлаждающей воды для технологических или коммунальных целей;

-выделение в атмосферу вредных газов - в термических цехах при нагреве в контролируемых атмосферах, сушке и некоторых других операциях выделяются вредные газы. Для уменьшения загрязнения атмосферы проводятся следующие мероприятия: применение систем газоулавливания и газоочистки, замена технологических процессов с большим газовыделением на другие более совершенные;

-загрязнение водоёмов производственными сточными водами, вода используемая для закалки и промывки изделий и охлаждения печных устройств. Для обезвреживания сточных вод проводятся следующие мероприятия: сточные воды должны перед их сбросом проходить различные методы очистки, обеспечивающие ПДК вредных веществ в воде; после обработки, отстаивания и фильтрования сточные воды сбрасываются в бытовую канализацию;

-использование водных ресурсов - электротермическое оборудование является крупным потребителем воды, расходуемой на охлаждение элементов печей и устройств. К ней предъявляются высокие требования: для уменьшения забора воды из источников и обеспечения её качества необходимо применять системы оборотного водоснабжения.

 

        1.7 Оформление технологической документации

В заключении, после выбора вида и режима термической обработки, основного и вспомогательного оборудования и инструментов, оформляется технологическая документация в виде операционной карты технологического процесса термообработки заготовки и детали. Технологическая документация оформляется согласно требованиям ЕСТД (ГОСТ 3.1405.86).

Технологическая документация -это комплекс графических и текстовых документов определяющие технологию изделия, которые содержат данные для организации.

Технологическую документацию подразделяют на:

-общие

-специальные

Документами общего назначения являются КЭ и ТИ

Карта эскиза - графический документ содержащий эскизы, схемы и таблицы, предназначенные для получения технологического процесса, операции, перехода, изготовления или ремонта изделий.

Она оформляется на каждую операцию или установку.

Технологическая инструкция – предназначена для технологического процесса, методов.

Повторяющихся при изготовлении изделий, правил эксплуатации, средств технических оснащений.

Документы специального назначения предназначены для описания технологического процесса, и операций в зависимости от типа и вида производства.

В операционной карте содержится описание технологической операции с указанием последовательных переходов данных о средствах технологических оснащений.

Также могут переменяться такие документы как:

-комплектовочная карта

-ведомость оснастки

-ведомость технологической документации

-ведомость операций

Степень заполнения документаций зависит от типа и характера производства, сложности и точности обрабатываемых изделий.

В технологической документации могут быть приняты маршрутная, операционная и маршрутно-операционная описания.

Использовать технологическую документацию рекомендуется в серийном, мало-серийном и опытном производстве, когда изготовление изделия включает в себя отдельные сложности детали.

В приложении 2, курсовой работы, разработана технологическая карта термической обработки детали «Шток»

 

                                   Заключение

 

В ходе выполнения   курсовой работы мной был выполнен следующий объем работ.

В технологическом разделе курсовой работы рассмотрен  анализ исходных данных и описание служебного назначения детали «Шток», а так же присутствует эскиз детали.

Далее приведена характеристика стали и ее свойства материала.В таблице 1 приведен химический состав стали. С помощью этой таблицы можно сказать, какие свойства влияют на сталь. Например,хром влияет на изменение механических и физических свойств стали. В таблице 2 приведены механические свойства. Механические свойства включают в себя: предел текучести,предел прочности, твердость стали. В таблице 3 приведены технологические свойства материала. Технологические свойства характеризуют:свариваемость, флокеночувствительность и склонность к отпускной хрупкости.

На основе выше перечисленных свойств я сделала вывод, что сталь обладает повышенной вязкостью и прочностью.Далее был произведен выбор и обоснование технологического процесса термической обработки. От правильного выбора материала и режимов термической обработки зависят многие технические свойства.

В данной курсовой работе также присутствует контроль качества детали до и после термической обработки. Контроль твердости определяю методом Бринелля,этот метод описан в курсовой работе.

После выполнения всех требований был обеспечен и выполнен технологический процесс.

Основной задачей курсовой работы считаю разработку технологической карты «Технологический процесс термической обработки детали Шток».

Особое место в курсовой работе занимает обеспечение на участке термической обработки требований техника безопасности.

Практическая значимость курсовой работы определяется разработкой оптимальных режимов термической обработки исследуемой стали, которые обеспечивают сочетание механических и эксплуатационных свойств, необходимых для длительной эксплуатации штока в условиях повышенного нагружения и износа.

Считаю, что выводы, сделанные в курсовой работе, могут быть полезны во время изготовления деталей «Шток».   

 

Старое заключение

Для обработки детали «Шток» был проведен анализ и разработка технологического процесса, а также рассмотрены теоретические основы термической обработки. После чего был выполнен анализ чертежа и его технических требований. После выполнения всех требований был обеспечен и выполнен технологический процесс. Также разработана технологическая карта «Технологический процесс термической обработки детали Шток». Далее была оформлена технологическая документация, а именно операционная карта термической обработки заготовки и детали. Для выполнения всех требований была предоставлена техника безопастности.

При анализе технических требований были описаны свойства стали 40Х, а также были проанализировали требования, предъявляемые при изготовлении детали «Шток».

Во время выполнения работы был проанализирован технологический процесс изготовления детали.