Технологический процесс упрочнения лемеха плуга ППН–8–30 (технологический раздел дипломного проекта)

3.1 Назначение и особенности конструкции разрабатываемых лемехов
Назначение. Лемех плуга - рабочая часть корпуса плуга, которая служит для подрезания пласта почвы, его подъема и направления на отвал плуга [1]. Разрабатываемые лемехи ППН.8.30/50-301А предназначены для установки на корпуса ПК-16.000 плугов ПКМ-5-40Р, ППН.8.30/50 и других плугов, с конструкцией корпусов аналогичной корпусу ПК-16.000.
Особенности конструкции. Лемех плуга представляет собой сложно-контурный слегка изогнутый лист неравномерной толщины по поперечному и продольному сечениям (максимальная толщина 10мм)? с четырьмя отверстиями Ø16мм сложной формы для установки болтов со специальной головкой при креплении к башмаку корпуса плуга и двумя аналогичными по форме отверстиями Ø13мм для крепления к лемеху долота.
Лемехи должны быть изготовлены по рабочему чертежу из стали 60ПП ТУ 14-1-1926-76 РФ (допускается использование стали 60ПП ГОСТ 1050-88), термообработаны и соответствовать требованиям СТБ 1014-95. Твердость поверхности лемехов после термообработки должна быть 55...58HRC.
Ресурс лемехов в течение агротехнического срока при вспашке различных типов почв должен соответствовать значению гарантийной наработки и составлять не менее 50га. При оценке ресурса лемехов предельное состояние определяется линейным износом по ширине и толщине. Ширина лемеха от кромки лезвийной части до оси крепежных отверстий допускается не менее 85мм. Линейный износ по толщине в зоне крепежных отверстий не должен превышать 7мм.
14

3.2 Обоснование содержания операций технологического процесса изготовления лемехов и применяемого оборудования
Операция 005 - отрезная.
В разрабатываемой технологической операции используется ленточно-отрезная пила НВ 2808 фирмы «Кнут-Руссланд» (цена 3680 евро). Допускается более дешевая ленточная пила НВ 210 (1390 евро) с толщиной ленты от 0,4 до 0,9мм. В технологическом процессе, разработанном на Минском тракторном заводе (в дальнейшем МТЗ), используются пресс-ножницы с усилием 5000 кН, требующие в отличие от ленточных отрезных пил дополнительной обработки торцов заготовки для устранения вмятин и вытяжки металла за пределы допуска. Кроме того, ленточно-отрезной способ обладает более высокой точностью, возможностью обработки заготовок различных размеров и толщины, высокой производительностью, стойкостью инструмента и минимальным резом.
Операция 010 - гибочная.
Для последующего горяче-прессового получения заготовки лемеха прокат должен быть изогнут под углом 60° для обеспечения лучшей текучести металла в направлении формы заготовки лемеха. Выполняемая операция с предварительным подогревом ТВЧ до температуры 1200 °С за время 30 с на горячештамповочном кривошипном прессе.
Гибка осуществляется за 1-2 удара. Допускается пресс с усилием 25 т.
Отличительной особенностью предлагаемой операции по сравнению с технологией МТЗ является применение ТВЧ вместо печного нагрева, что значительно повышает производительность операции.
Операция 015- термическая.
Нагрев заготовки производится в электрической печи сопротивления. Использование индукционного нагрева не представляется возможным т. к. сложный и неравномерный контур и толщина заготовки не позволяют обеспечить равномерную температуру по всей ее плоскости и глубине.
15

Операция 020 - прессовая.
На данной операции выполняется формообразование поковок лемеха в 3-ручьевом штампе. На 1-м ручье происходит вытягивание заготовки круга по длине, на 2-м - формирование контура лемеха с прошивкой 4-х отверстий Ø16 мм и 2-х отверстий Ø13 мм и на 3-м ручье - вырубка поковки. Предварительный нагрев осуществляется в электропечи сопротивления СНО-4.8.25/6И3 с последующей штамповкой.
Разработанная технология получения поковки в целом соответствует технологии МТЗ с учетом следующих отличительных особенностей:
• Поковка, изготавливаемая по технологии разработанной МТЗ, не
содержит отверстий для крепления лемеха и долота, формообразование
которых предусматривается механической обработкой. Это вызывает
целый ряд дополнительных операций, направленных на улучшение
структуры металла, подготовку технологических баз и др. работы;
• В предлагаемой операции прошивка отверстий возможна в прессовой
операции, поскольку диаметр отверстий больше чем толщина
прессуемого материала. В результате достигается большая
экономическая эффективность по сравнению с технологией МТЗ.
Усилие пресса, необходимое для горячего прессования определяется
формулой (2.1):
Принимая для лемеха 1111Н8 30/50-301А значения Ln = 520мм и Вср =
160мм, получим: Fn = 520 • 160 = 83200 мм2;
ДПР=1,13•83200=326мм.
Для конструкционной стали 60ПП при нагреве до температуры пластической деформации 900-1200°С предел текучести σт= 4 МПа [8]. Тогда:
90 /520
Р = 8(1-0,0013•26).(1,1 + _).(1 + 0,1 )• 4-83200= 2459690 Н~ 245 т
326 V160

Поскольку данная операция предусматривает изготовление поковки из круга, то с учетом коэффициентов запаса прочности усилие пресса принимаем Р = 350 т.
Операция 025 - термическая.
На этой операции выполняется закалка заготовки до 60-62HRC с нагревом в электрической печи сопротивления и спрейерным охлаждением водой. Особенностью стали 60ПП является применение объемно-поверхностной закалки с применение волнового охлаждения водой. Эксперименты показывают, что волновое охлаждение успешно заменяется спрейерным (струйным), обеспечивая требуемую твердость 60-62 HRC.
Во избежание коробления заготовки (деформации гибочных радиусов)
допускается осуществлять нагрев и охлаждение в заневоленном состоянии.
Аналогичная операция с заневоливанием заготовки (после нагрева)
выполняется по технологии МТЗ с использованием закалочного пресса К -
280.
Отличительной особенностью технологии МТЗ является использование стали марки 65Г, которая не обеспечивает для быстроизнашивающихся деталей, таких как лемех, требуемых физико-механических свойств и экологической безопасности технологического процесса.
Операция 030 - термическая (отпуск).
Отпуск производится с применением электрической печи сопротивления с нагревом до температуры 160-180 °С продолжительностью 1,0-1,5 часа и последующим охлаждение на воздухе. В результате твердость составляет 60-62 HRC.
Операция 035 - дробеструйная.
Для очистки заготовки применяется дробеструйная обработка, которая имеет существенные преимущества перед пескоструйной очисткой по производительности, качеству очистки и производительности. Аналогичная обработка предусматривается и по технологии МТЗ.
Операция 040 - контрольная.
17


Данная операция органически вписывается после дробеструйной обработки.
Применение контрольной операции по технологии МТЗ после закалки и отпуска требует дополнительной очистки, в том числе в месте измерения твердости, и не позволяет качественно произвести контроль остальных размеров детали.
Операция 050 - упаковочная.
Упаковочная операция выполняется в соответствии с требованиями технических условий на разработку лемеха. Она предусматривает комплектацию, консервацию, упаковку с последующим направлением на склад готовой продукции. На технологические операции по упрочнению лемехов с применением термического модифицирования разработаны операционные карты. Они выполнялись в соответствии с методическими рекомендациями [6], а также нормативных документов [9, 10]. Оформленные , согласно [9, 10] операционные карты приведены в приложении 1.
рР