Применяют

• объемную закалку – нагрев всей детали на всю ее толщину

• поверхностная – нагрев токами высокой частоты на глубину (h=0,8…1,2мм), позволяет сохранить высокие пластичные свойства сердцевины металла

• отпуск

  • низкий нагрев 150-200^оС, охлаждение на воздухе

  • средний 200-350^оС

  • высокий 350-400^оС

применяют в основном после закалки для снятия внутренних напряжений

Химико-термическая обработка

• цементация – насыщение поверхностного слоя металла углеродом с последующей закалкой

• азотирование - насыщение поверхностного слоя азотом с последующей закалкой

• цианирование - насыщение поверхностного слоя С и азотом с последующей закалкой

3. Чугуны и их характеристики

Железо+С (С от 2-4%)

Не обладает пластичностью, материал хрупкий

• серые чугуны – обладают наилучшими литейными свойствами и удовлетворительными механическими (СЧ 10; 15, 10-10х10=100Мпа- ), из этого чугуна изготавливают отливки особой сложности

• высокопрочные чугуны (ВЧ 35, =350Мпа), с добавлением магния или церия (применяют для изготовления станков)

• ковкий чугун (КЧ 50), применяют для изготовления деталей, работающих при ударных нагрузках

• антифрикционные чугуны (АЧС 1…6), имеют низкий коэффициент трения (применяют в подшипниках скольжения)

4. Сплавы цветных металлов и их характеристики

1. бронза – сплав меди с оловом, свинцом, алюминием, железом и др. металлами, обладает высокими антифрикционными свойствами (применяют для изготовления подшипников скольжения, червячных колес и гаек грузовых винтов).

Подразделяют на:

• оловянные бронзы (БрО10Ф1, 10% - олово) – самая лучшая

• алюминиевая бронза (БрА9ЖЗЛ)

• свинцовые (БрС30, 30% - свинца)

(остальное содержание везде – медь)

стоимость бронзы в 10-15 раз выше, чем стали

2. латунь – сплав меди и цинка (Cu+Zn), обладает хорошими антифрикционными и антикоррозийными свойствами (бронза лучше, чем латунь), ЛЦ40С (40% - цинк, 1% - свинец), применяют для изготовления труб, проволоки и пр.

3. баббиты – сплавы на основе олова и свинца, обладают очень высокими антифрикционными свойствами (применяют для заливки вкладышей подшипников скольжения в двигателях внутреннего сгорания).

4. легкие сплавы – сплавы на основе алюминия, магния, титана (у алюминия плотность в 3 раза меньше стали, а удельная плотность ( ) как у стали), применяют в авиационной, космической, транспортной и др. промышленностях.

5. Основы взаимозаменяемости. Допуски и посадки

Взаимозаменяемостью называются принципы, обеспечивающие сборку деталей и узлов и их замену при ремонте без дополнительной обработки с сохранением заданного качества. Взаимозаменяемость базируется на нормирование требований к деталям, узлам и механизмам, используемых при конструировании, благодаря которым представляется возможность изготавливать их независимо и собирать или заменять без дополнительной обработки при соблюдении технических требований к изделию.

Детали и узлы, изготовленные на основе принципов взаимозаменяемости, называются взаимозаменяемыми.

Взаимозаменяемость может быть:

Полной – при которой 100 % деталей и узлов механизма устанавливаются и заменяются при сборке без дополнительной обработки, без регулирования и без подбора.

Неполной (ограниченной) – при которой для обеспечения сборки применяют: групповой подбор деталей, компенсаторы, регулирование положения некоторых частей машин, пригонку и другие дополнительные технологические мероприятия при обязательном выполнении требований к качеству сборочных единиц и изделий.

Внешней – при которой обеспечивается взаимозаменяемость покупных и кооперируемых изделий (монтируемых в другие более сложные изделия) и сборочных единиц по эксплуатационным показателям, а также по размерам и форме присоединительных поверхностей (электродвигатели, подшипники, редуктора и т. д.).

Внутренней – которая распространяется на детали и узлы, входящие в изделие.

Взаимозаменяемость основывается на стандартизации.

Предельные размеры – два предельно допустимых размера, между которыми должны находиться или которым может быть равен действительный размер годной детали. Больший из них называется наибольшим предельным размером, а меньший – наименьшим предельным размером. Обозначаются Dmax и Dmin для отверстия и dmax и dmin для вала.

Верхнее отклонение ES, es – алгебраическая разность между наибольшим предельным и соответствующим номинальным размерами. Для отверстия ES = Dmax – D, для вала es = dmax – d.

Нижнее отклонение EI, ei – алгебраическая разность между наименьшим предельным и соответствующим номинальным размерами. Для отверстия EI = Dmin – D, для вала ei = dmin – d.

Допуск Т – разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или абсолютное значение алгебраической разности между верхним и нижним отклонениями.

Т = Dmax – Dmin = ES - EI - для отверстий,

Т = dmax – dmin = es - ei - для вала.

Допуск всегда положителен. Он определяет допускаемое поле рассеивания действительных размеров годных деталей в партии, то есть заданную точность изготовления.

Любой из допусков, установленный ЕСДП, носит название стандартного допуска и обозначается IT.

Поле допуска – поле, ограниченное наибольшим и наименьшим предельными размерами и определяемое величиной допуска Т и его положением относительно номинального размера. При графическом изображении поле допуска заключено между двумя линиями, соответствующими верхнему и нижнему отклонениям относительно нулевой линии (рис. 1).

Основное отклонение – одно из двух отклонений (верхнее или нижнее), определяющее положение поля допуска относительно нулевой линии. Основным является отклонение ближайшее к нулевой линии. Второе отклонение определяется через допуск.

Нулевая линия – линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладывают отклонения размеров при графическом изображении допусков и посадок.

В ал – термин, условно применяемый для обозначения наружных (охватываемых) элементов деталей.

Рис. 1. Схемы полей допусков вала и отверстия

Отверстие – термин, условно применяемый для обозначения внутренних (охватывающих) элементов деталей.

Допуск отверстия обозначается TD, а вала Td. Помимо охватывающих и охватываемых элементов, называемых отверстиями и валами, в деталях имеются элементы, которые нельзя отнести ни к отверстию, ни к валу (уступы, расстояния между осями отверстий и т.д.).

Посадка - характер соединения двух деталей, определяемый разностью их размеров до сборки. Посадка характеризует свободу относительного перемещения соединяемых деталей или степень сопротивления их взаимному смещению. По характеру соединения различают три группы посадок: посадки с зазором, посадки с натягом и переходные посадки.

Зазор S – разность размеров отверстия и вала, если размер отверстия больше размера вала. Зазор обеспечивает возможность относительного перемещения собранных деталей. Наибольший, наименьший и средний зазоры определяются по формулам:

Smax = Dmax – dmin; Smin = Dmin – dmax; Sm = (Smax + Smin)/2.

Переходные

посадки

Посадки с

зазором

Посадки с натягом

Отв.

Вал

0

Отв.

0

Отв.

Вал

Рис. 3. Графическое изображение посадок

Натяг N – разность размеров вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия. Натяг обеспечивает взаимную неподвижность деталей после их сборки. Наибольший, наименьший и средний натяги определяются по формулам:

Nmax = dmax – Dmin; Nmin = dmin – Dmax; Nm = (Nmax + Nmin)/2.

Посадка с зазором – посадка, при которой обеспечивается зазор в соединении (поле допуска вала расположено ниже поля допуска отверстия или касается его при Smin = 0) рис. 3.

Посадка с натягом – посадка, при которой обеспечивается натяг в соединении (поле допуска вала располагается выше поля допуска отверстия или касается его при Nmin = 0) (см. рис. 3.)

Переходная посадка – посадка, при которой возможно получение как зазора так и натяга (поля допусков отверстия и вала перекрываются полностью или частично) (см. рис. 3.)

Допуск посадки – сумма допусков отверстия и вала, составляющих соединение: Тпос = ТD + Тd. Для посадки с натягом: TN = Nmax – Nmin. Для посадки с зазором TS = Smax – Smin. В переходных посадках допуск посадки определяется, как сумма наибольших натяга и зазора Тпос = Nmax + Smax.

Посадки в системе отверстия – это посадки, в которых требуемые зазоры и натяги сочетанием различных полей допусков валов с полем допуска основного отверстия.

Посадки в системе вала – это посадки, в которых требуемые зазоры и натяги получаются сочетанием различных полей допусков отверстий с полем допуска основного вала.

Система отверстия является предпочтительной по экономическим соображениям. Однако в ряде случаев применение просадок в системе вала по экономическим или конструктивным соображениям оказывается более целесообразным, а иногда и безальтернативным (посадки на валы из калиброванного проката, не требующего последующей обработки, посадки наружных колец подшипников качения, пальцев, шпонок, штифтов и т. д.)

6-7. Сопряжение деталей с зазором. Сопряжение деталей с натягом.

Посадки:

- с зазором (S)

- с натягом (N)

- переходные

В основу ЕСДП положены две равноправные (неравноценные) системы:

• Система отверстия

• Система вала.

СИСТЕМА ОТВЕРСТИЯ «Н»:

В системе отверстия основным является отверстие, а характер сопряжения (посадку) обеспечивается путем изменения расположения поля допуска вала.

В системе отверстия требуется только 1 инструмент.

СИСТЕМА ВАЛА(h):

В системе вала основным является вал, а характер сопряжения достигается путем изменения расположения поля допуска отверстия. Система вала дороже в реализации, т.к. необходимо иметь 27 комплектов инструментов (сверло, зенкер, 2 развертки, хонт).

Система вала применяется по следующим соображениям:

- конструктивное

- технологическое – очень много деталей типа валов изготавливается волочением.

- покупные изделия – подшипники.