96522

Изготовления режущего инструмента (фрез, свёрл, метчиков, плашек, разверток)

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Возможность замены Характеристика стали 9ХС Выбор режима термообработки стали Структура после термообработки Список литературы Инструменты фреза свёрла метчики плашки развертки Режущий инструмент объединяет отдельные группы металлорежущих деталей и инструментов. Обоснование выбора стали.

Русский

2015-10-07

353.93 KB

8 чел.

Министерство науки и образования РФ

Национальный исследовательский институт

нефти и газа имени И.М. Губкина

Кафедра металловедения и неметаллических материалов

                                                           Курсовая работа

                                                                      Вариант № 11

Выполнил:                                                 студент Власов В. В.

Проверил:                                                  ассистент Селезнева И.О.

                                    Москва.2013.

Задание №11.

Для изготовления режущего инструмента (фрез, свёрл, метчиков, плашек, разверток) выбрана сталь 9ХС.  Твёрдость после термической обработки HRC 60-62.

Обосновать выбор стали. Указать на возможность замены. Назначить режим термообработки. Описать структуру после термообработки.

План.

Инструменты (фреза, свёрла, метчики, плашки, развертки)

Выбор стали. Возможность замены

Характеристика стали 9ХС

Выбор режима термообработки стали

Структура после термообработки

Список литературы

Инструменты (фреза, свёрла, метчики, плашки, развертки)

Режущий инструмент объединяет отдельные группы металлорежущих деталей и инструментов. К режущим инструментам относятся: сверла, метчики, плашки, фрезы, развертки, Важно, чтобы режущий инструмент был изготовлен из качественных материалов.

Фреза́ — инструмент с несколькими режущими лезвиями (зубьями) для фрезерования.

Фрезерование (фрезерная обработка) — это процесс механической обработки, при котором режущий инструмент (фреза) совершает вращательное движение, а обрабатываемая заготовка — поступательное

Сверло́ —режущий инструмент с вращательным движением резания и осевым движением подачи, предназначенный для выполнения отверстий в сплошном слое материала.

  

Метчи́к — инструмент для нарезания внутренних резьб.

Плашка — резьбонарезной инструмент для нарезания наружной резьбы вручную или на станке.

Развёртка – режущий инструмент, который нужен для окончательной обработки отверстий после сверления или растачивания

Обоснование выбора стали. Возможность замены

Сталь 9ХС – сталь легированная инструментальная. Применяется для изготовления режущего инструмента (свёрл, плашек, метчиков, разверток, фрез). Требования твёрдости стали 60-62HRC. Твёрдость данной стали достигает 59-63HRC, в отличии от аналогов ХГСВ и ХВГ, на которые затраты на достижение такой  же твёрдости экономически не приемлемы. Поэтому для снижения экономических затрат на производстве выгоднее будет производить сталь 9ХС, практически ни в чем не отличающуюся от ХГСВ и ХВГ для изготовления режущего инструмента.

Стали Х, 9ХС, ХГСВ деформируются при закалке значительно меньше, чем углеродистые, так как они закаливаются в масле, а не в воде. А нам как раз нужно добиться высоких механических свойств для изготовления режущего инструмента, таких как твёрдость, износостойкость, прочность и т.д.

Также стали ХВСГ и 9ХС используют для круглых плашек, разверток, штампов, фрез, сверл, метчиков Сложнолегированная сталь ХВСГ сочетает в себе лучшие свойства сталей 9ХС и ХВГ. Поэтому в качестве заменителя по механическим свойствам можно взять сталь ХВГ и ХВСГ. Но всё же лучшим заменителем будем условно считать сталь ХВСГ.

Характеристика Стали 9ХС

Сталь – сплав типа твердый раствор железа (Fe) с углеродом (C) с содержанием последнего не более 2, 14 %

Химический состав в % материала   9ХС

ГОСТ   5950 - 2000

C

Si

Mn

Ni

S

P

Cr

Mo

W

V

Ti

Cu

0.85 - 0.95

1.2 - 1.6

0.3 - 0.6

до   0.4

до   0.03

до   0.03

0.95 - 1.25

до   0.2

до   0.2

до   0.15

до   0.03

до   0.3

Сталь содержит пониженное количество вредных примесей: серы (до 0.03%) и фосфора (до 0.03%), что говорит о её высоком качестве.

Механические свойства по ГОСТ ГОСТ 5950-2000

При T=20°С:

σв = 790 МПа

σ0,2= 445 Мпа

δ= 26%

НВ = 241 МПа

Классификация стали

  1.  По качеству

Качественная сталь с содержанием вредных примесей (P~0.03, S~0.03)

  1.  По содержанию углерода (С%)

Относится к высокоуглеродистой стали (С=0,9%)

  1.  По структуре

Заэвтектоидная сталь с содержанием углерода(С) от 0,8% до 2,14%

Сталь 9ХС имеет исходную структуру перлита и цементита вторичного

Феррит – структура типа твердый раствор углерода в α – железе.

Перлит – структура типа механическая смесь феррита и цементита.

Цементит – структура химическое соединение железа с углеродом (карбид железа Fe3C)

  1.  По назаначению

Легированные инструментальные стали

В данную группу сталей входят стали, содержащие легирующие элементы в количестве 1-3%. Легированные инструментальные стали имеют повышенную (по сравнению с углеродистыми инструментальными сталями) теплостойкость - до +300°С. 

Выбор режима термической термообработки стали

Термическая  обработка стали - это совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения, проводимых с целью  изменения структуры стали для улучшения технологических свойств заготовок (прокат, поковки, отливки) и  обеспечения необходимых  эксплуатационных свойств материала в готовых изделиях.

Для Стали 9ХС используем:

  1.  Закалку - вид термической обработки, заключающийся в нагревании до температуры выше Ас1 на 30 – 50°С , но ниже Ас3(неполная закалка) для заэвтектоидной стали ,  , выдержке при данной температуре и последующем охлаждении со скоростью, превышающей или равной критической.
  2.  Охлаждение в среде
  3.  Отпуск – вид термической обработки, заключающийся в нагреве закаленной стали до температур, лежащих ниже критической точки АС1, выдержке при заданной температуре и последующем охлаждении .

Закалка.

При закалке заэвтектоидные стали нагревают до температуры на 30-50°С выше точки Ас1, но ниже Ac3(неполная закалка). При таком нагреве исходная цементитно - перлитная структура преобразуется в аустенитную  с избыточным цементитом  после охлаждения со скоростью выше критической образуется структура  мартенсит+цементит.

Мартенсит – пересыщенный твердый раствор углерода в α - железе.

Для нашей инструментальной легированной стали назначаем температуру      закалки 870°С, в качестве охлаждающей среды используем масло. Затем проводится низкий отпуск при температуре 180-240°С .  После этого получаем сталь требуемой твердости HRC 60-62.

Структура после закалки

 При выбранном режиме закалки ( нагрев до 870С с последующим ступенчатым охлаждением ( 180С )) получаем структуру мартенсит закалки + аустенит остаточный +избыточные карбиды   (М+Аост.+Fe3C ) , твёрдость изделия - 62 – 64 HRC .

Охлаждающие среды для закалки.

При закалке  углеродистой, имеющих малую устойчивость переохлажденного аустенита, в качестве охлаждающей среды применяют воду водные растворы NaCl или NaOH, а также масло.

Однако, вода как охлаждающая среда имеет существенные недостатки. Она способствует образованию трещин, пор, раковин при быстром охлаждении. Масло в этом случае на выигрышном месте для нашей стали 9ХС, так как охлаждение происходит немного медленнее и равномернее, чем в воде. Охлаждение в масле более мягкую закалку и употребляется особенно часто в тех случаях, когда предмет имеет быстрые переходы из толстых частей в тонкие. В нашем случае это режущие инструменты.

Низкий отпуск  проводят при температурах до 250 °C. Закалённая сталь сохраняет высокую износостойкость, однако такое изделие (если оно не имеет вязкой сердцевины) не выдержит высоких динамических нагрузок. Такому отпуску подвергают режущие и измерительные инструменты из углеродистых и низколегированных сталей. Образовывается структура отпущенного мартенсита. Низкий отпуск значительно повышает прочность и пластичность стали вследствие структурных изменений и снятия части напряжений 

отпущенный мартенсит — мартенсит, в котором при отпускe углерод частично выделился из твердого раствора в составе карбидов 


Вывод

В результате назначенного режима термообработки и изучения свойств стали 9ХС, пришли к выводу, что сталь 9ХС можно заменить сталью ХВСГ.

 Стали повышенной прокаливаемости 9ХС и ХВСГ имеют большую теплостойкость (250-260 С), хорошие режущие свойства и сравнительно мало деформируются при закалке. Их применяют для инструмента большого сечения при закалке в масле или горячих средах (ручные сверла, развертки, плашки и гребенки). Однако сплав 9ХС склонен к обезуглероживанию при нагреве, в отожженном состоянии имеет повышенную твердость, что ухудшает его обработку резаньем и давлением.


Список используемой литературы

1.Лахтин Ю. М., Леонтьева В. П., “Материаловедение”, “Машиностроение”, 1980 г.

2.Гуляев А. П., “Металловедение”, 646 стр., “Металлургия”, 1977 г.

3. “Справочник металлиста”, том 2, 1976 г.

4.Арзамасов Б.Н., Макарова В.И. и др., “Материаловедение”


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

20573. Соціально-економічний розвиток українських земель в другій половині 19 - на початку 20 ст 38.5 KB
  Соціальноекономічний розвиток українських земель в другій половині 19 на початку 20 ст.Котляревського Марка Вовчка та інших українських письменників. тут почав виходити перший у царській Росії український часопис Основа що опублікував твори українських письменників. Громадівці всіляко пропагували культ козацтва волелюбних запорожців та гайдамаків які на їхню думку символізували прагнення українських мас.
20574. Українські партії на початку 20 ст., їх програми, стратегія, тактика 29.5 KB
  з ініціативи групи харківських активістів культурницького і студентського руху: Д. була створена Революційна українська партія РУП. фактичним керівником РУП став М. У 1902 р від РУП відкололася Українська народна партія УНП організація націоналістичного напрямку яку очолював Махновський.
20575. Україна в роки Першої світової війни 40.5 KB
  українців було в російській армії та 250 тис. До них слід долучити 25 тис. На її заклик відгукнулося майже ЗО тис. Головна Українська Рада вирішила спиратись на ці сили.
20576. Первісний лад на території України 61 KB
  Основними заняттями людини були збиральництво і полювання. Соціальною формою існування за раннього палеоліту виступало людське стадо, оскільки лише колективне буття давало можливість вижити у складних кліматичних і природних умовах. Жили люди того часу в печерах або хижах із дерева та кісток мамонта.
20577. Зовнішня політика УНР. Берестейській договір та його наслідки. У зовнішній політиці 26.5 KB
  Зовнішня політика УНР. У зовнішній політиці Директорії вдалося розширити міжнародні зв'язки УНР її визнали Угорщина Чехословаччина Голландія Італія. Не визнали УНР країни Антанти й відроджена Польща яка претендувала на Правобережну Україну. Не визнавши гетьманської адміністрації дипломати країн Антанти не збиралися визнавати й поновлену УНР.
20578. Гетьманський переворот. Павло Скоропадський. Гетьманський уряд та його політика 39 KB
  після того як держави Антанти навіть не відповіли на пропозицію про мирні переговори Раднарком Росії розпочав їх з Німеччиною та її союзниками. був прийнятий закон Про посольства 1 місії Української Держави. Основний акцент робився на професійній підготовці фаховому рівні принциповості та патріотизмі працівників зовнішньополітичного відомства Української Держави. Міністрами закордонних справ Української Держави гетьмана П.
20579. Доба Директорії УНР: її внутрішня і зовнішня політика 39 KB
  Доба Директорії УНР: її внутрішня і зовнішня політика Політичні помилки тяжке становище трудящих залежність від окупаційної влади поразка Німеччини та її союзників у війні стали причинами падіння гетьманської влади в листопаді 1918 року. Коновальця Директорія повела наступ на Київ і захопила його 14 грудня 1918 року Прийшовши до влади вона обіцяла знищити поміщицьке землеволодіння встановити трудову владу провести вибори до Конгресу трудового народу якому й належатиме влада. Винниченко на черговому з'їзді Української...
20580. Зх. Укр. землі в 1918 р. Утворення ЗУНР. Петрушевич 32 KB
  Утворення ЗУНР. Левицьким і виданий тимчасовий закон про державну самостійність українських земель колишньої АвстроУгорської імперії за яким усі вони входили до складу Західноукраїнської Народної Республіки ЗУНР. Уряд ЗУНР переїхав до Тернополя а пізніше до Станіславова. перша сесія Української Національної Ради у Станіславові проголосила об'єднання ЗУНР з УНР в єдину державу.
20581. Відновлення радянської влади в Україні в 1919р. Селянсько-повстанський рух. 1919 р 27.5 KB
  Згідно з декретом Тимчасового робітничоселянського уряду вона дістала назву Українська Соціалістична Радянська Республіка УСРР а сам уряд з переїздом до Харкова зазнав значних змін на чолі уряду за рекомендацією В. Юридичне оформлення радянської державності на теренах України відбулося 10 березня 1919 р коли III Всеукраїнський з'їзд рад Харків прийняв першу Конституцію УСРР. Центральним завданням цієї диктатури Основний Закон УСРР визначив здійснення переходу від буржуазного ладу до соціалізму після чого диктатура а слідом за...