Đồ án thiết kế xưởng nhiệt luyện

Tài liệu cung cấp cho người đọc chi tiết quá trình thiết kế 1 nhà máy, phân xưởng nhiệt luyện. Đồng thời tìm hiểu sâu hơn về cách tính các thông số nhiệt luyện như thời gian, nhiệt độ,...Hiện nay, nhà nước ta đang có chủ trương nội địa hóa các thiết bị sản xuất máy móc trong công nghiệp, đặc biệt là công nghệ sản xuất ô tô, xe máy, các loại động cơ nông nghiệp… các chi tiết đều đòi hỏi yêu cầu về cơ tính và chất lượng. Để nâng cao chất lượng cho các chi tiết này thì nhiệt luyện là một quá trình không thể thiếu trong quy trình sản xuất

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ XƯỞNG

HỌ VÀ TÊN: PHẠM TUẤN ANH

NGUYỄN HOÀNG ANH

Thiết kế xưởng nhiệt luyện trục thứ cấp ô tô tải, khuôn đùn ép, trục cam

2 Các số liệu ban đầu

- Trục thứ cấp: sản lượng 250 tấn

- Khuôn đùn ép: sản lượng 120 tấn

- Trục cam: sản lượng 250 tấn

3 Nội dung thiết kế và tính toán.

- Chương 1: Giới thiệu tổng quát chi tiết và vật liệu làm chi tiết

- Chương 2: Quy trình chế tạo

- Chương 3: Tính toán thời gian nhiệt luyện.

- Chương 4: Tính toán và lựa chọn thiết bị

- Chương 5: Tính toán số công nhân và tiền lương cho công nhân tại xưởng nhiệt luyện

- Chương 6: Thiết kế nhà xưởng

- Chương 7: An toàn lao động

4 Các bản vẽ và đồ thị (ghi rõ họ tên và kích thước bản vẽ).

- Bản vẽ mặt bằng xưởng: A3

- Bản vẽ mặt cắt ngang xưởng: A3

- Bản vẽ bố trí đường điện, nước: A3

5 Cán bộ hướng dẫn: Ths Nguyễn Văn Đức

6 Ngày giao nhiệm vụ thiết kế: 9/9/2015.

7 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 15/12/2015.

Hà Nội,Ngày….tháng….năm 2015

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Sinh viên đã hoàn thành và nộp thiết kế cho bộ môn

Ngày 15 tháng 12 năm 2015

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật như cơ khí chế tạo máy,công nghiệp hóa học, điện tử, tin học, công nghiệp ôtô xe máy… và đời sống hàng ngày đều gắn bó và cần đến các vật liệu có tính đa dạng với chất lượng ngày càng cao

Công nghệ nhiệt luyện là công nghệ làm thay đổi tính chất của vật liệu bằng cáchthay đổi cấu trúc của vật liệu Đặc biệt là trong cơ khí chế tạo máy, nhiệt luyện đóng vai trò quan trọng vì không những nó tạo cho chi tiết sau khi gia công có những tính chất cần thiết như độ cứng, độ bền, độ dẻo, độ dai, khả năng chống mài mòn và chống

ăn mòn… Mà còn làm tăng tính công nghệ của vật liệu Do đó có thể nói nhiệt luyện

là một trong những yếu tố quan trong quyết định đến chất lượng sản phẩm cơ khí

Hiện nay, nhà nước ta đang có chủ trương nội địa hóa các thiết bị sản xuất máy móc trong công nghiệp, đặc biệt là công nghệ sản xuất ô tô, xe máy, các loại động cơ nông nghiệp… các chi tiết đều đòi hỏi yêu cầu về cơ tính và chất lượng Để nâng cao chất lượng cho các chi tiết này thì nhiệt luyện là một quá trình không thể thiếu trong quy trình sản xuất

Nhiệt luyện quyết định đến tuổi thọ của các sản phẩm Thông qua nhiệt luyện cácchi tiết sẽ có tuổi thọ làm việc cao hơn, tiết kiệm kinh tế cho sản xuất

Vì trình độ và thời gian có hạn nên đồ án của chúng em có nhiều sai sót Rất mong thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến xây dựng bản đồ án này để chúng em nhận được thêm những kinh nghiệm khi làm việc thực tế Chúng em xin chân thành cảm ơn

sự giúp đỡ tận tình của các thầy, cô trong bộ môn Vật liệu học, Xử lý nhiệt và bề mặt

Hà Nội, Ngày 15 tháng 12 năm 2015 Nhóm sinh viên thực hiện: Phạm Tuấn Anh

Nguyễn Hoàng Anh Nguyễn Trọng Huấn

Mục Lục

BÁO CÁO ĐỒ ÁN

THIẾT KẾ XƯỞNG NHIỆT LUYỆN

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT.

1.1 TRỤC THỨ CẤP

Trục thứ cấp: Một đầu trục thứ cấp lắp vào vòng bi đũa trong bánh răng sơ cấp,đầu phía sau đưa mômen xoắn ra ngoài Phía sau trục thứ cấp đặt trên vòng bi lắp ở vỏhộp số Trên trục thứ cấp có then hoa để lắp bánh răng gài số và bộ đồng tốc Trục thứcấp nằm trung tâm với trục sơ cấp

Hình 1.1: Hộp số xe oto cùng những cụm chi tiết chính: Các bánh răng, Cơ cấu gài

số, Bộ đồng tốc, Trục hộp số ,Vỏ và nắp hộp số, các ổ bi.

1.1.1 Phân tích chi tiết:

- Khối lượng chi tiết 16kg

- Diện tích xung quanh chi tiết: 0.18m2

Hình 1.2: Bản vẽ trục thứ cấp

1.1.2 Chức năng chi tiết:

- Trục thứ cấp một đầu lắp vào vòng bi đũa trong bánh răng sơ cấp, đầu phía sau đưa

mô men xoắn ra ngoài Phía sau trục thứ cấp đặt trên vòng bi lắp ở vỏ hộp số Trên trục thứ cấp có then hoa để lắp bánh răng gài số và bộ đồng tốc Trục thứ cấp nằm trung tâm với trục sơ cấp

1.1.3 Điều kiện làm việc.

- Trục thứ cấp chịu tải trọng và mô men xoắn khá lớn

- Trục làm việc liên tục chịu được khả năng va đập lớn và chịu mài mòn tốt

- Bên cạnh vật liệu chế tạo nên Trục phải đạt yêu cầu thì bề mặt lắp ghép cũng đòi hỏi

độ chính xác cao về hình dáng học và vị trí tương quan Nên đòi hỏi phải có động bóng bề mặt, độ đồng tâm, độ vuông góc các bề mặt cần thiết để trục làm việc được lâu dài, để tránh gây mài mòn cho các bề mặt

1.1.4 Vật liệu chế tạo chi tiết.

Dựa vào chức năng và điều kiện làm việc của Trục thứ cấp nên ta có thể chọn vật liệu chế tạo là 40Cr, 18CrMnTi

- Thép 40Cr: Là thép hợp kim hóa tốt, được dùng phổ biến Được dùng chế tạo những chi tiết chịu tải trọng tĩnh và va đập tương đối cao mà bề mặt có thể bị mài mòn như trục, bánh răng…để có cơ tính tốt nhất thép phải qua nhiệt luyện hóa tốt (tôi + ram cao) nên có tên gọi là thép hóa tốt

- Thép 18CrMnTi: Thuộc nhóm thép hợp kim kết cấu thấm cacbon chuyên dùng chế tạo các chi tiết truyền lực như trục chuyền động, bánh răng, cam, chốt xích….nên đòi hỏi độ dẻo dai va đập còn bề mặt cần cứng vững chịu được mài mòn vì thế trước khi dùng phải thấm cácbon rồi đem tôi + ram thấp Tuy nhiên giá thành cao

=> chọn mác 40Cr

• Chọn mác thép: 40Cr

Thành phần hóa học:

- Khuôn là một kết cấu cơ khí phức tạp, được làm bằng chất liệu cứng và bền

- Khuôn và qua áp lực cao và phải chịu được áp lực ép của máy mà không bị nứt gãy

- Độ cứng yêu cầu sau nhiệt luyện: 6065 HRC

- Khối lượng chi tiết: 8,3 kg

- Hình ảnh minh họa :

Hình1.3 Khuôn đùn ép nhôm

1.2.2 Điều kiện làm việc

- Khuôn đùn ép có kích thước nhỏ nhưng chịu nhiệt độ cao do phải tiếp xúc lâu với phôi

- Chịu áp suất cao nhưng tải trọng va đập nhỏ

- Bề mặt khuôn phải chịu mài mòn để đảm bảo tuổi thọ của khuôn

- Cần độ bền và độ dai cao để đảm bảo không bị biến dạng khi chịu tải trọng lớn

1.2.3 Lựa chọn vật liệu

- Để đảm bảo tính cứng nóng khá cao, phải dung loại thép có thành phần hợp kim hóa cao bằng Cr và có khoảng 0,30 0,40 C, ngoài ra cần thêm Vanadi để nâng cao tính chống mài mòn và Mo để cải thiện tính thấm tôi

- Căn cứ vào các yêu cầu trên , chọn vật liệu làm chi tiết là AISI H13

- Dưới đây là bảng thành phần hóa học của thép này:

- Ảnh hưởng của các nguyên tố chính:

+ Crôm (Cr) : tăng độ cứng cho khuôn, tăng khả năng chống ăn mòn và độ bền của thép ở nhiệt độ cao

+ Vanadi : tăng tính chịu mài mòn, làm mịn hạt thép khi xử lý nhiệt, tăng độ thấm tôi+ Molipden : cải thiện độ thấm tôi

1.3 TRỤC CAM ÔTÔ

Là chi tiết rất quan trọng trong oto nó có tác dụng điều khiển quá trình đóng mở các xupap nạp nguyên liệu và thải khí

1.3.1 Đặc điểm :

- Trọng lượng mỗi chi tiết : 3,5 ( kg)

- Bản vẽ sơ lược của chi tiết :

Hình 1.4 : Bản vẽ chi tiết của trục cam

- Các yêu cầu kĩ thuật khi nhiệt luyện trục cam :

+ Tôi cứng bề mặt nhất là các vấu cam và ổ trục

+ Độ cứng trong lõi đạt

+ Chiều sâu lớp thấm tôi đạt

+ Chi tiết sau nhiệt luyện không bị biến dạng cong vênh

1.3.2 Điều kiện làm việc :

-Chịu mài mòn cao

- Chịu momem xoắn uốn cao, moomem xoắn: M =204 ( N.m) (toyata 86).

- Ngoài ra chi tiết còn chịu mỏi do làm việc theo chu kì

1.3.3 Lựa chọn vật liệu :

-Do điều kiện làm việc như trên nên ta lựa chọn thép caccbon trung bình (0.3-0.5

%C) qua nhiệt luyện hóa tốt để có cơ tính tổng hợp cao chống uốn xoắn tốt chịu bền mỏi đồng thời qua tôi tần số thì bề mặt chịu mà mòn tốt

-Các mác vật liệu có thể sử dụng để chế tạo trục cam : + Thép C45

+ Thép 15Cr

+ Gang cầu

Thép C45 : có hàm lượng các bon trong khoảng 0.42÷0.5 % có thể sử dụng công nghệ hóa tốt để năng cao cơ tính Đây là loại thép phổ biến dễ kiếm giá thành rẻ thíchhợp làm trục cam cho các loại oto trọng tải nhỏ

Thép 15Cr :là loại thép hợp kim sử dụng cho trục cam có yêu cầu cao về cơ tính độbền chụi uốn xoắn cao Tuy nhiên mác thép này khá đắt

Gang cầu : Đây là loại vật liệu mới được đưa vào sử dụng trong ngành công nghiệp oto thế giới có chế độ chế tạo nhiệt luyện đặc biệt Nó có cơ tính rất cao thích hợp sử dụng cho những loại xe yêu cầu công suất lớn và độ bền cao Loại gang này chưa có tại Việt Nam

- Ta lựa chọn mác thép C45 để chế tạo trục cam vì :

+ Loại thép này có hàm lượng cacbon trung bình đem nhiệt luyện hóa tốt có cơ tính tổng hợp cao

+ Đây là loại thép rẻ dễ kiếm

+ Thích hợp với loại oto nhỏ như toyata 86

+ Dễ chế tạo và nhiệt luyện đồng thời vẫn đáp ứng ứng được yêu cầu về cơ tính -Thánh phần mác thép C45 :

Bảng 1 : thành phần mác thép C45

C Mn Si P S

0.42÷0.5% 0.5÷0.8 % 0.1÷0.5% ≤0.045% ≤ 0.045%

CHƯƠNG II QUY TRÌNH CHẾ TẠO

2.1.2 Nhiệt luyện sơ bộ (Ủ)

- Ủ hoàn toàn ở 890oC để đạt độ cứng (180 ÷ 200) HB để tiến hành gia công cơ khí tiếp theo

- Nguyên công ủ là nguyên công trước khi gia công cơ nhằm mục đích làm mềm thép

để tiến hành gia công tinh (cắt gọt) ở trạng thái nguội Khi ủ, chi tiết được nung đến nhiệt độ Tủ = Ac3 + ( 30 ÷ 50 )oC Sau khi giữ nhiệt sẽ được làm nguội cùng lò với tốc

độ nguội là (120 ÷ 150)oC/h Theo giản đồ Fe – Fe3C, thép 40r, nhiệt độ ủ hoàn toàn là

Tủ = 890oC Chọn ủ để khử bỏ được ứng suất, khử sự không đồng nhất về tổ chức

2.1.3 Gia công cơ khí:

- Sau khi ủ để làm mềm thép, tiền hành gia công bề mặt chi tiết bao gồm: Các bậc của trục, tiện rãnh thoát, đầu ren

Kiểm tra Thép

Nhiệt luyện KTPhôi rèn

Gia công cơ khíỦ

Phôi Tiện tạo

hình

Nhiệt luyện sơ

bộ (ủ )

Lấy dấu Khoan Phay

Nhiệt luyện kết thúc

Thấm Nitơ

2.1.4 Nhiệt luyện kết thúc:

- Tôi + Ram cao:

+ Vì điều kiện làm việc của trục thứ cấp cần chịu va đập, mài mòn, chống uốn, nên yêu cầu cơ tính tổng hợp rất cao Đối với mác 40Cr, để có cơ tính tổng hợp cao cần tôi

và ram cao(nhiệt luyện hóa tốt) để đạt được tổ chức xoocbit ram

+ Tôi ở nhiệt độ 850oC sau đó làm nguội trong dầu nóng 60oC rồi đem rao cao ở nhiệt

độ 550oC rồi làm nguội trong không khí

2.1.5 Kiểm tra sau nhiệt luyện:

- Tiến hành kiểm tra độ cứng, độ cong vênh, vết nứt…

2.2 KHUÔN ĐÙN ÉP

2.2.1.Quy trình gia công chế tạo

Quy trình chế tạo khuôn đùn ép nhôm được mô tả trên sơ đồ hình 2.2

Hình 2.2 Quy trình chế tạo khuôn đùn ép nhôm

2.2.2 Nhiệt luyện sơ bộ ( ủ đẳng nhiệt )

Ủ ở nhiệt độ 840 để đạt độ cứng khoảng 180 200 HB để tiến hành gia công cơ khítiếp theo

Mục đích của ủ là làm mềm thép để dễ gia công ở trạng thái nguội, thép sau khi ủ

sẽ khử bỏ được ứng suất, khử sự không đồng nhất về tổ chức

Thiết bị ủ hoàn toàn: sử dụng lò Ц-60:

+ Công suất: 60kW

+ Buồng làm việc: 450*600 (mm)

+ Nhiệt độ lò tối đa: 900

Hình 2.3: Sơ đồ nhiệt luyện sơ bộ khuôn đùn ép

2.2.3 Nhiệt luyện kết thúc ( tôi và ram cao )

Tôi nhằm muc đích nâng cao độ cứng và tính chống mài mòn cho khuôn, do đó kéo dài thời gian làm việc của khuôn, đồng thời nâng cao độ bền Với thép AISI H13,

ta chọn nhiệt độ tôi là 1100 , sau đó làm nguội trong dầu

Ram nhằm mục đích giảm hoặc khử bỏ ứng suất dư tạo ra sau quá trình tôi, giúp chi tiết có độ dẻo và độ dai cao hơn , nhưng có độ bền bà độ cứng phù hợp với yêu cầulàm việc của chi tiết ta chọn ram cao ở nhiệt độ 600 , rồi làm nguội ngoài không khí

Độ cứng đạt được của chi tiết khoảng 35-40 HRC

Để tăng tính chống mài mòn của khuôn đùn ép, ta tiến hành thấm Nitơ ở 520 , độ cứng bề mặt sau thấm là 60 65 HRC

Hình 2.4: Sơ đồ nhiệt luyện kết thúc khuôn đùn ép.

- Đồ gá khi ủ, ram, thấm :

- Đồ gá khi tôi : hình dạng khay

2.3.1 Nhiệt luyện sơ bộ (ủ ) :

- Giảm độ cứng dễ cắt gọt khi gia công cơ khí

- Nhiệt độ ủ : T = 900°C

- Làm nguội cùng lò

- Độ cứng đạt được : 10÷15 HRC

2.3.2 Gia công cơ khí :

- Gồm các nguyên công: phay , tiện, mài…

2.3.3 Nhiệt luyện kết thúc :

2.3.3.1 Tôi + ram cao :

- Do điều kiện làm việc chịu uốn xoắn cao nên yêu cầu cơ tính tổng hợp cao Vì vậy ta tiến hành nhiệt luyện hóa tốt mác thép C45 để nâng cao cơ tính cho lõi chịu xoắn chịu uốn tốt

- Độ cứng đạt được : 20÷25 HRC

a) Tôi :

+ Nhiệt độ : 900°C

+Thời gian 1 (giờ )

+ Môi trường làm nguội trong nước

+ Tần số : 50000 (hz.)

+ Thời gian: 4 (s)

+Môi trường làm nguội : nước

+ Tôi chủ yếu các vấu cam và cổ trục

b) Ram thấp:

+Nhiệt độ : 170°C

+ Làm nguội trong không khí

+ Độ cứng đạt được 50÷55 HRC

2.3.6 Quy trình nhiệt luyện tổng quát :

Hinh 2.6 Quy trình nhiệt luyện trục cam

CHƯƠNG III TÍNH TOÁN THỜI GIAN

NHIỆT LUYỆN

3.1 TRỤC THỨ CẤP.

Hình 3.1: Quy trình nhiệt luyện trục thứ cấp

Gồm có : Ủ (890oC) -> Tôi (850oC, làm nguội trong dầu 60oC) + Ram cao (550oC) -> Tôi cao tần (950oC) + Ram thấp (200oC)

3.1.1 Ủ

 Thiết bị: Lò giếng Щ30 Nhiệt độ làm việc: 950oC

 Không gian làm việc của lò: 450x800 (mm)

 Đồ gá:

 Khối lượng đồ gá: Mgá = 33kg

 Diện tích xung quanh gá: 0.134 m2

 Kích thước gá: Chiều cao: 550mm

Đường kính đáy: 300mm

* Tính toán thời gian nung chi tiết đến nhiệt độ ủ:

- Nhiệt độ trung bình của vật nung: =

t2d: Nhiệt độ ban đầu của vật nung, t2d = 25 oC = 298K

t2c: Nhiệt độ cuối giai đoạn của vật nung, t2c = 890 oC = 1163K

S: chiều dày truyền nhiệt của vật nung

Vật được nung 2 phía vì vậy S = r = 0,04 [m]

- Công suất hữu ích của lò:

Nh = = = 20000 [W]

η: Hệ số sử dụng hữu ích của lò, η = 0,7 – 0,8

Ntk: Công suất thiết kế của lò

- Số chi tiết trong một mẻ để sử dụng hết công suất hữu ích của lò:

• Giai đoạn 1: Nhiệt độ lò thay đổi

- Khi kết thúc giai đoạn 1 nhiệt độ chi tiết đạt t’

Hình 3.2: Thời gian ủ sơ bộ trục thứ cấp

3.1.2 Tôi:

 Thiết bị: Lò giếng Щ30 Nhiệt độ làm việc 950 oC

 Buồng làm việc: 450 x 800mm

 Đồ gá như đồ gá dùng cho ủ

* Tính toán thời gian tôi:

- Nhiệt độ trung bình của vật nung: =

t2d: Nhiệt độ ban đầu của vật nung, t2d = 25 oC = 298K

t2c: Nhiệt độ cuối giai đoạn của vật nung, t2c = 850 oC = 1123K

 Quy trình tôi chia làm 2 giai đoạn:

• Giai đoạn 1: Nhiệt độ lò thay đổi

- Khi kết thúc giai đoạn 1 nhiệt độ chi tiết đạt t’

Sau đó làm nguội trong dầu 60 oC

Hình 3.3: Thời gian tôi

=> Nung xảy ra 2 giai đoạn:

• Giai đoạn 1: Nhiệt độ lò thay đổi

- Khi kết thúc giai đoạn 1 nhiệt độ chi tiết đạt t’

t2d: Nhiệt độ ban đầu của vật nung, t2d = 25oC = 298k

t2c: Nhiệt độ cuối giai đoạn của vật nung, t2c = 200oC = 473K

t’= A+b×

D=120+1×

72=192 (phút)

Hình 3.5: Thời gian ram thấp

tính thời gian nâng nhiệt cho bề mặt vớiϑ

Vậy thời gian nung giai đoạn một là 4,12 (s)

b,Xét giai đoạn nung thứ 2 (770

=> 3

t

=0,264 (s)

Thời gian nung giai đoạn 2 của lớp bề mặt là 0,264 (s)

Tính thời gian nung để nnhiệt độ thâm nhập vào sâu 2mm

Vậy: Thời gian nung là : 0,49(s)

Tổng thời gian nung bề mặt chi tiết đến 950oC là: 4,12 + 0,264 = 4,384 (s)

Tổng thời gian nung chi tiết sâu 2 mm lên 950

o

C là :4,12 +0,49= 4,61 (s)-Nhiệt độ tại bề mặt nung:

+ Nhiệt dung riêng c = 459 [J/kg.K]

Tra theo hình 1.3.1[1] , ta xác định được hệ số truyền nhiệt : = 165 [W/.K]

Khối lượng chi tiết

= V = 7800 0.06 = 8,3 (kg)

Diện tích bề mặt của chi tiết :

= 2 + 2 0,075.0,06 = 0,06 ()

3.2.1 Tính toán thời gian ủ

Chọn loại lò ủ là -90 : + Công suất thiết kế : 90Kw

+ Nhiệt độ tối đa : 900

: nhiệt độ của chi tiết cuối giai đoạn nung = 840 + 273 = 1113

k : hệ số tỷ lệ giữa nhiệt độ đạt được ở giai đoạn đầu và nhiệt độ nung cuối cùng cần đạt , chọn k = 0,85

- Diện tích hấp thụ của cả mẻ nung :

= ln = 667,98 (s) 11 (phút)

Chọn hệ số sắp xếp là = 4, vậy tổng thời gian nung là : = () = (29 + 11).4 = 160 (phút)

3.2.1.2 Tính thời gian giữ nhiệt

Thời gian giữ nhiệt khi ủ có thể lấy theo biểu thức kinh nghiệm : = 164 = 80 (phút)

3.2.1.3 Tính thời gian làm nguội

Mẻ chi tiết được làm nguội cùng lò

3.2.1.4 Tổng kết quá trình ủ

Hình 3.8 Quá trình nhiệt luyện ủ

Thời gian 1 mẻ ủ là 240 phút

3.2.2 Tính toán thời gian tôi

Chọn loại lò tôi là : HK315 có đáy đưa ra đưa vào :

+ Công suất : 41 Kw

+ Nhiệt độ tối đa : 1300

= η = 0,8 = 27 (Kw)

: hệ số sử dụng hữu ích của lò , η = 0,8

: công suất thiết kế của lò , = 41 (Kw)

- Số chi tiết trong một mẻ :

n = = = 12,63

=> chọn số chi tiết là 6 chi tiết : nhiệt độ của lò = 1110 + 273 = 1383 K

:nhiệt độ của chi tiết cuối giai đoạn nung = 1100 + 273=1373K

k : hệ số tỷ lệ giữa nhiệt độ đạt được ở giai đoạn đầu và nhiệt độ nung cuối cùng cần đạt , chọn k = 0,85

- Diện tích hấp thụ của cả mẻ nung :

* Chênh lệch nhiệt độ giữa bề mặt và lõi () (bảng 1.6.2,[1] ) : = = = 43 (

* Khoảng thời gian đầu quá trình nung ( bảng 1.6.2, [1] ) : = 0,25 = 0,25 = 135 (s)

* Thời gian nung giai đoạn 1 là (bảng 1.6.2, [1] ) :

= +

= 135 +

= 5360,4 (s) 89 (phút)

+ Giai đoạn nhiệt độ lò không đổi

* Chỉ tính đến thời điểm đạt nhiệt độ tại bề mặt (1.6.1, [1] ) : = = = 0,05

=> Dựa vào biểu đồ burin, ta tra được = 4

* Thời gian nung giai đoạn 2 là ( trang 40, [1] ) :

= = = 2166,17 (s) 36 (phút)

=> Vậy tổng thời gian nung tôi là :

= = 89 + 36 = 125 (phút)

3.2.2.2 Tính thời gian giữ nhiệt

Thời gian giữ nhiệt khi tôi có thể lấy theo biểu thức kinh nghiệm : = 125 = 63 (phút)

3.2.2.3 Tổng kết quá trình tôi

Hình 3.10 Quá trình nhiệt luyện tôi.

Thời gian 1 mẻ tôi là 188 phút

3.2.3.Tính toán thời gian ram

Chọn loại lò ram là ЛA-32 Д: + Công suất thiết kế : 45Kw

+ Nhiệt độ tối đa : 650

: nhiệt độ của chi tiết cuối giai đoạn nung = 600 + 273 = 823

k : hệ số tỷ lệ giữa nhiệt độ đạt được ở giai đoạn đầu và nhiệt độ nung cuối cùng cần đạt , chọn k = 0,85

- Diện tích hấp thụ của cả mẻ nung :

3.2.3.2 Tính thời gian giữ nhiệt

Thời gian giữ nhiệt khi ủ có thể lấy theo biểu thức kinh nghiệm :

= 95 = 47 (phút)

3.2.3.3 Tổng kết quá trình ram

Hình 3.12 Quá trình nhiệt luyện

Tổng thời gian 1 mẻ nung là 142 phút

3.4 Tính toán thời gian thấm N

- Theo kinh nghiệm, chiều sâu lớp thấm cần đạt đối với chi tiết là 200 , thời gian thấm

là 8 tiếng

- Số lượng lò thấm cần sử dụng : 1 lò

- Vậy số chi tiết được thấm N trong 1 ngày = 12.3 = 36 (chi tiết)

- Loại lò : ЛA-32 Д: + Công suất thiết kế : 45Kw

+ Nhiệt độ tối đa : 650

+ Buồng làm việc : 500 х 1200 (mm)

+ Năng suất : 600 kg/mẻ

3.3 TRỤC CAM

3.3.1 Tính toán nhiệt độ tôi:

a,Tính toán thời gian nung :

- Áp dụng công thức : (1.3.5[1])

2 2 2

1 2 3

10

d ktk

o

C ta phải trải qua 2 giai đoạn :