Курсовая работа по дисциплине «Материаловедение»

- мартеновской и конвертерной - 0,010%.

Допускается повышение массовой доли азота в стали до 0,013%, при условии снижения нормы массовой доли фосфора по 4.5 не менее чем на 0,005% при каждом повышении массовой доли азота на 0,001%.

Элемент	Предельное отклонение по химическому составу
Углерод	+0,03
Марганец	+0,10
Кремний	+0,05
Фосфор	+0,010
Сера	+0,010

Характеристики

Марка стали Ст6. Сталь обыкновенного качества, особенно кипящие, наиболее дешевые. Из сталей обыкновенного качества изготовляют горячекатаный рядовой прокат: балки, прутки, листы, трубы. Стали применяют в строительстве для сварных и болтовых конструкций. С повышением содержания в стали углерода свариваемость ухудшается. Сталь Ст6, имеющая более высокое содержание углерода, применяют для элементов строительных конструкций, не подвергаемых сварке.

Механические свойства при Т=20^oС

На сегодняшний день существует 4 основных требования, которые предъявляются к поршням двигателя транспортного средства и все они так или иначе сводятся к единственному, а также самому ключевому параметру - сроку службы детали. Справочно заметим, что требования, которые мы сейчас перечислим, предъявляются современными условиями эксплуатации автомобилей.

- Первое требование относится к сопротивляемости поршня высокой температуре, давлению газов и надежной герметизации канала цилиндра. Происходит это благодаря перемещению поршня в цилиндре, что позволяет расширять сжатые газы и продукты горения топлива, что обеспечивает высвобождение механической энергии.

- Второе требование заключается в том, что цилиндр с поршнем и кольцами (поршневыми) обеспечивает оптимальное скольжение линейного подшипника, который минимизирует механические потери во время трения деталей в цилиндре, что как следствие выливается в более долгий срок службы узлов.

- Третье требование заключается в том, что поршень двигателя постоянно испытывает высокие нагрузки со стороны камеры сгорания топливно-воздушной смеси и удары от шатуна, поэтому деталь должна выдерживать любые механические воздействия на нее.

- Четвертое требование заключается в том, что поршень двигателя совершая возвратно-поступательные движения на высокой скорости, не должен создавать нагрузку на кривошипно-шатунный узел своими инерционными воздействиями.

Требования к механической обработке заготовок поршней следующие:

1) ось отверстия под поршневой палец должна быть пер­пендикулярна к образующей поршня (во избежание перекоси поршня в цилиндре). Допуск перпендикулярности 0,1...0,15 мм на 1 м длины контрольного валика;

2) ось отверстия под палец должна лежать и папой плоскости с осью поршня. Допуск пересечения осей 0.2...0,3 мм для чугунных поршней и 0,1...0,2 мм для алюминиевых;

3) боковые плоскости канавок для колец должны быть перпендикулярны к образующей поршня. Допуск перпендикулярности 0,02...0,03 мм;

4) контур днища поршня должен быть выдержан с точностью 0,2...0,5 мм.

5) должна быть обеспечена герметичность полости охлаждения;

6) обработка по размерам (рис. 1) ведется с точностью, указанной в табл. 1;

7) отклонение массы поршня от указанной в чертеже не должно превышать 0,8...1,2 % для алюминиевых и 1...2 % для чугунных поршней;

8) шероховатость обработанных поверхностей обычно аналогична приведенной на рис. 1.

В качестве примера рассмотрим типовой технологический процесс обработки чугунного поршня для средне­оборотного двигателя в условиях серийного производ­ства. Такой выбор поршня и типа производства обусловлен тем, что в дизелестроении мелкосерийное производство явля­ется наиболее распространенным, а при обработке поршня такого размера и материала применяются наиболее харак­терные способы и приемы. При этом необходимо учесть следующее:

1) основными обрабатываемыми поверхностями поршней являются поверхности тел вращения; их обработка произ­водится, главным образом, на токарных и расточных стан­ках;

2) поршни являются тонкостенными деталями и поэтому легко деформируются, что затрудняет обеспечение высокой точности обработки. Для ее повышения пользуются вспомо­гательными, точно обработанными базирующими поверхно­стями, установка на которые позволяет зажимать поршень без значительных деформаций. Чаще всего за такие базы принимают точно обработанный поясок юбки поршня и ее торец.

Таблица 1

Поршень устанавливают прибылью в кулачки планшайбы с выверкой по рискам на верхнем торце и поддерживают задним центром (рис. 2, а). Такое крепление позволяет вести обработку на производительных режимах без опасения деформировать поршень. Начерно прорезают канавки для колец (это дает возможность удостовериться в хорошем ка­честве отливки), а также отрезают прибыль и пробное кольцо для проведения испытаний (механических испытаний, струк­турного и химического анализа; для средних и мелких алю­миниевых поршней одну заготовку от каждой плавки разре­зают на части и подвергают механическим испытаниям, макроструктурному и химическому анализу).

Поршень ориентируется на центрирующем диске 1через отверстие в бобышках пальцем 2и тягой 3и закрепляется с помощью пневматического цилиндра 4(рис. 3).

Фасонное днище поршня обтачивают посредством по­перечного копира 5, закрепляемого на станине станка.

Верхний суппорт 6отключается от самохода и роликом 7 связывается с копиром; при включении самохода попереч­ного суппорта 8верхний суппорт 6описывает кривую в со­ответствии с профилем копира.

Для данных поршней с целью устранения вибраций и усиления устойчивости головку поршня упирают в задний центр с помощью технологической бобышки 9.

Чистовую проточку канавок для колец выполняют набо­ром калибрующих резцов с малой поперечной подачей (около 0,05 мм/об), обеспечивая этим высокую степень точности и шероховатости поверхности;

операция 40- расточка (с припуском 0,4…0,5 мм) отвер­стия для пальца и чистовая подрезка торцов бобышек - производится на карусельном или расточном станке;

операция 45 - сверление отверстии на фланце полости охлаж­дения для крепления крышки производится на радиально сверлильном станке с помощью кондуктора. Поршень уста­навливается головкой в приспособление;

операция 50 - гидравлическое испытание полости охлажде­ния давлением приблизительно 0,6 МПа. Поршни для бы­строходных двигателей также подвергаются гидравлическому испытанию, но при этом испытываются только днища порш­ней. Отверстия в бобышках в этом случае заглушаются;

операция 55 - сверление наклонных отверстий в канав­ках под маслосъемные кольца производится на радиально-сверлильном станке с помощью кондуктора. Поршень уста­навливается под наклоном на специальном угольнике так, чтобы оси отверстий были перпендикулярными к столу станка. Часто угольники снабжаются целительным приспо­соблением;

операция 60 - шлифование наружной поверхности поршня - производится на круглошлифовальном станке (рис. 4, а). Поршень устанавливается в центры, причем в нижнем торце устанавливается специальный центровой диск 1. Если центровая бобышка на верхнем (днище поршня не срезана, то передний центр упирается в нее, а для при­вода от поводка 2на днище устанавливается специальный магнитный упор 3.

В этой же операции зачищают торцом абразивного круга кольцевую плоскость на верхнем торце поршня (она служит установочной базой для расточки отверстия под палец);

Соблюдение размера к обеспечивается точной установкой шпинделя по высоте.

Поршень — одна из наиболее ответственных деталей двигателя, поэтому он подвергается тщательному контролю как в процессе обработки, так и после нее.

Окончательный контроль состоит из следующих операций:

1) наружный осмотр с целью проверки шероховатости обработки (по образцу) и выявление дефектов материала и обработки;

2) проверка геометрических размеров отдельных поверх­ностей с помощью универсального и специального измери­тельного инструмента;

3) проверка расположения наиболее ответственных поверхностей (например, отверстия в бобышках, образующей поршня и т. н.);

4) проверка массы поршня.

Обработка поршней небольшого размера из алюминие­вого сплава при серийном производстве проводится по аналогичной технологической схеме, однако характеризуется применением большого количества приспособлений и полным отсутствием разметки.

Ссылки на материалы и таблицы:

https://www.str-invest.ru/pom-snab/sprav-met/marochnik/stal-st6/