Технологический процесс термической обработки развертки

Министерство  образования и науки российской федерации федеральное государственное  бюджетное  образовательное учреждение высшего профессионального  образования «Московский государственный индустриальный университет» (ФГБОУ ВПО «МГИУ»)

Кафедра материаловедения и технологий конструкционных материалов

 

 

К У  Р С О В А Я    Р А Б О Т А
по дисциплине: «Автоматизация и проектирование технологических процессов термической обработки»
на тему «Технологический процесс термической обработки развертки.»
Группа	9321
Студент	(подпись)	А. И. Быков
Руководитель работы	(подпись)	В. В. Овчинников
ДОПУСКАЕТСЯ К ЗАЩИТЕ
Руководитель работы	(подпись)	В. В. Овчинников
Оценка работы Дата		«___» ___________

МОСКВА 2012

Содержание

Введение………………………………………………………………………..3

1.Описание  детали и условия работы………………………………………..4

2.Выбор марки стали для изготовления  детали……………………………....9

3.Технологический процесс термической  обработки……………………….13

4.Выбор оборудования………………………………………………………...19

5.Расчет потребного количества  оборудования……………………………...22

6.Расчет времени нагрева печи………………………………………………..24

7.Методы контроля качества детали после термической обработки……….25

8.Мероприятия по охране окружающей среды……………………………...27

Выводы………………………………………………………………………....31

Список литературы………………………………………………………..…..32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

 

Термическая обработка металлов и сплавов  представляет собой  совокупность технологических  операций, связанных с нагревом, выдержкой и охлаждением.

Технологический процесс термической обработки  – это совокупность  последовательно  или одновременно выполняемых технологических  операций.

Цель  термической обработки – изменение  в нужном направлении механических, физико-химических и технологических  свойств без изменения основных размеров и формы деталей и  заготовок.

Термической обработкой можно в широком диапазоне  изменять прочность, жаропрочность, пластичность, вязкость, технологические свойства (ковкость, штампуемость, обрабатываемость резанием, шлифуемость, свариваемость,  прокаливаемость), магнитные, электрические, тепловые и оптические свойства.

Качество и стойкость инструмента  во многом определяют производительность и эффективность процесса обработки, а в некоторых случаях и вообще возможность получения деталей требуемых формы, качества и точности. Повышение качества и надежности режущего инструмента способствуют повышению производительности обработки металлов резанием.

Развертка - это режущий инструмент, позволяющий  получить высокую точность обрабатываемых деталей. Она является недорогим инструментом, а производительность труда при работе разверткой высока. Поэтому она широко используется при окончательной обработке различных отверстий деталей машин. При современном развитии машиностроительной промышленности номенклатура производимых деталей огромна и разнообразие отверстий требующих обработки развертками очень велико.

 

1.Описание детали и условия работы.

 

Развертка - осевой режущий инструмент, применяемый  для повышения точности формы и размеров отверстия и снижения шероховатости поверхности. Инструмент предназначен для предварительной и окончательной обработки отверстий с полями допуска по 6 - 11-му квалитетам и с параметром шероховатости поверхности Ra=2,5...0,32 мкм.

Рабочая часть разверток  состоит из режущей и калибрующих частей. Калибрующая часть развертки состоит из цилиндрического участка и участка с обратной конусностью. Обратная конусность делается для устранения затирания и заедания развертки, а также для уменьшения разбивки отверстия. Зубья, расположенные на режущей части, затачивают на остро, без оставления ленточки; на калибрующей части по задней поверхности вдоль режущей кромки оставляют цилиндрическую ленточку шириной 0,05-0,3 мм для лучшего направления при работе и сохранения диаметра развертки. Для снижения шероховатости поверхности и уменьшения огранки применяют развертки с неравномерным окружным шагом зубьев.

Для уменьшения разбивки обрабатываемого отверстия развертку рекомендуется закреплять в плавающем патроне.

При резании развертка  снимает очень маленькие припуски: порядка 0,4-0,6 мм. Поэтому сила резания невелика и зубья развертки испытывают весьма малые нагрузки. Тепловыделения в зоне резания также незначительны. Однако, применять СОЖ необходимо для уменьшения износа режущей и калибрующей частей развертки.

Развертки работают с малыми толщинами среза и на относительно низких скоростях резания, поэтому они изнашиваются в основном по задней поверхности и уголку; захватывается при этом и ленточка. Развертка является чистовым (отделочным) инструментом, а потому за критерий ее износа принимается технологический износ. Максимально допустимая величина износа по задней поверхности для разверток из инструментальных сталей h₃ = 0,5-0,8 мм; для разверток с пластинками из твердых сплавов h₃ = 0,4-0,7 мм.

При работе изношенной разверткой отверстие может быть меньше или больше номинального размера развертки. Последнее объясняется тем, что зубья развертки изнашиваются неравномерно. Мелкая стружка и металлическая пыль, образующиеся при развертывании, заклиниваясь между стенкой отверстия и изношенным в большей степени зубом, отжимают развертку на некоторую величину. Противоположный зуб начинает срезать слой большей глубины, увеличивая диаметр отверстия. Заклиненная мелкая стружка царапает при этом обработанную поверхность, увеличивая ее шероховатость.

 

Виды разверток.

 

По форме обрабатываемого отверстия  развертки можно разделить на цилиндрические, применяемые для обработки, круглых цилиндрических отверстий, и конические, используемые для обработки конических отверстий (Рис. 2). По способу применения различают развертки машинные и ручные. Ручные развертки применяются для развертывания отверстий вручную, а машинные используются на различных станках (сверлильных, токарных, револьверных и др.). Развертки могут быть хвостовые и насадные, цельные и сборные, постоянного диаметра и регулируемые. Развертки относительно малого диаметра изготовляются с цилиндрическим или коническим хвостовиком, который служит для ее закрепления на станке, либо в воротке с квадратным отверстием при работе вручную.

Развертки цельные являются наиболее простыми по конструкции, но не могут регулироваться по диаметру. Поэтому находят применение разжимные и сборные развертки с быстрорежущими и твердосплавными вставными зубьями, которые после износа и переточек могут быть отрегулированы на требуемый размер, что повышает срок службы их. Разжимные развертки используются при ремонте всевозможных машин (Рис. 2, а). Они позволяют в определенных пределах регулировать размер диаметра. Это дает возможность применять одну и ту же развертку при обработке отверстий различных диаметров. На Рис. 2, б изображена развертка, у которой вставные зубья с рифлениями закрепляются с помощью клина. Эта конструкция допускает регулировку по диаметру перестановкой зубьев на рифлениях, с их последующим шлифованием по диаметру и заточкой. Во избежание осевого сдвига предусматриваются упорные кольца.

Для обработки  конических отверстий применяют конические развертки (Рис.2, в).

При этом отверстие, предварительно обработанное, может быть цилиндрическим или коническим

 Отверстия  с небольшим припуском развертываются  на конус за один проход. При  обработке же конических отверстий,  когда требуется снимать значительный припуск, используют комплект конических разверток.

Черновая  развертка имеет ступени на зубьях, расположенные по винтовой линии. Торцовыми кромками каждой ступени развертка срезает узкие стружки, свободно размещающиеся в канавках. Эта развертка превращает цилиндрическое отверстие в ступенчатое. Для развертывания отверстий в металлических листах применяют котельные развертки (рис. 2, г). Они имеют винтовые зубья, направление которых обратно направлению вращения. Это предупреждает самозатягивание и заедание развертки при работе.

 

 

 

Развертки по ГОСТ.

Таблица 1
Название развертки	ГОСТ
1	2
Машинные с удлиненной частью	ГОСТ 11172-65
Машинные цельные	ГОСТ 1672-62
Машинные со вставными ножами из быстрорежущей стали	ГОСТ 883-65
Ручные цилиндрические	ГОСТ 7722-65
Ручные разжимные	ГОСТ 3509-65
Машинные, оснащенные пластинками из твердого сплава	ГОСТ 11175-65
Машинные со вставными ножами, оснащенными пластинками из твердого сплава	ГОСТ 11176-65
Конические под конический штифт	ГОСТ 11177-65
Конические с коническим хвостовиком  под конические штифты	ГОСТ 10081-62
Конические	ГОСТ 11184-65
Конические с коническим хвостовиком	ГОСТ 10082-62
Конические под конус Морзе №0,1,2,3,4,5 и 6	ГОСТ 11182-65

Твердость рабочей части разверток:

Таблица 2
	HRC
Из быстрорежущей стали
диаметром до 6 мм	61 .. 63
диаметром свыше 6 мм	62 .. 65
Из стали 9ХС
диаметром до 8 мм	59 .. 61
диаметром свыше 8 мм	61 .. 64

 

 

 

 

2.Выбор  марки стали для изготовления  детали.

 

Для изготовления режущего инструмента небольших  размеров и несложной формы, работающего  при небольших нагрузках, не подвергающегося резким и сильным ударам, используют инструментальную углеродистую сталь У10, У10А, У11, У11А, У12, У12А.

Для изготовления режущего инструмента большого размера, сложной конфигурации и для длинных  и тонких инструментов, деформация которых при закалке должна быть наименьшей, используют инструментальную легированную сталь 9ХС, ХВГ, Х12М.

Для изготовления инструмента, работающего в тяжелых  условиях, при высоких скоростях  резания, при обработке сталей повышенной твердости  применяют быстрорежущие  стали Р18, Р12, Р9 и др.

Назначение  стали 9ХС:

Сверла, развертки, метчики, плашки, гребенки, фрезы, машинные штампели, клейма для холодных работ. Ответственные детали, материал которых должен обладать повышенной износостойкостью, усталостной прочностью при изгибе, кручении, контактном нагружении, а также упругими свойствами. термический

Сталь 9ХС легирована хромом и кремнием. Она  обладает повышенной устойчивостью  аустенита и хорошей прокаливаемостью. После закалки в масле твердость HRC 60 и более. Сталь 9ХС имеет повышенную теплостойкость (твердость не ниже HRC 60 сохраняется при нагреве закаленной стали до 250—260° С), хорошие режущие свойства, равномерное распределение карбидов; отжигается сталь 9ХС при 780—800°С; закаливается в масле и в расплавленных солях (с температурой 150—200° С) при Т= 840—860° С.

Кремний является постоянными спутником  практически в любой стали, поскольку  их специально вводят при ее производстве. Кремний, наряду с марганцем и  алюминием является основным раскислителем стали. Кремний не является карбидообразующим элементом, и его количество в стали ограничивают до 2%. Он значительно повышает предел текучести и прочность стали и при содержании более 1% снижает вязкость, пластичность и повышает порог хладноломкости. Кремний структурно не обнаруживается, так как полностью растворим в феррите, кроме той части кремния, которая в виде окиси кремния не успела всплыть в шлак и осталась в металле в виде силикатных включений.

Хром  вводят в сталь 1.5-2.5%. Он повышает твердость  и прочность, незначительно уменьшает  пластичность, увеличивает коррозионную стойкость. Инструментальная сталь 9ХС не применяется для сварных конструкций  и склонна к отпускной способности.

Легирующие  элементы вводятся для увеличения закаливаемости, прокаливаемости, уменьшения деформаций и опасности растрескивания инструментов. Хром - постоянный элемент низколегированных сталей. В настоящее время применяются следующие стали:  9ХС, ХВГ, Х12М.