Токарные резцы — рабочие инструменты, при помощи которых производится обработка (резание) металла на токарных станках

1.1 Токарные резцы — рабочие инструменты, при помощи которых производится обработка (резание) металла на токарных станках.

Изготовляются токарные резцы из углеродистых и  быстрорежущих сталей, твердых сплавов  и термокорундов. Резцы из углеродистой стали в настоящее время почти вышли из употребления из-за низкой теплостойкости. Постепенно сокращается применение резцов и из быстрорежущих сталей.

Основным материалом для изготовления токарных резцов являются твердые сплавы различных марок, например термокорунд — неметаллический материал, похожий по внешнему виду на фарфор и состоящий в основном из доведенной до спекания окиси алюминия.

Наиболее современными и распространенными материалами  для токарных резцов являются металлокерамические  твердые сплавы, сохраняющие свои режущие свойства при нагревании в процессе работы до температуры 800—900° С. Эти сплавы состоят из тончайших зерен карбидов тугоплавких металлов — вольфрама, титана и тантала, сцементированных кобальтом. Металлокерамические твердые сплавы разделяются на три группы: вольфрамовые (ВК), титановольфрамовые (ТК) и титано-тантало-вольфрамовые (ТТК).

Твердые режущие металлокерамические  сплавы, известные в заводской  практике под названием «победитов», получаются методами порошковой металлургии. Первоначально приготовляются порошки карбидов вольфрама или титана (WC, TiC), которые смешиваются в определенной пропорции с порошком кобальта. Полученная порошковая смесь подвергается прессованию в формах, соответствующих размерам пластинок. 

Последние спекаются  при температуре порядка 1450° в течение 1-3 час, затем шлифуются, и на этом процесс их изготовления заканчивается. Никакой термической обработке эти сплавы не подвергаются. ГОСТ предусматривает два типа порошковых твердых сплавов: вольфрамовые и титано-вольфрамовые. Примером является вольфрамовый сплав ВК6М.

1.2 Углеродистая инструментальная сталь У7 относятся к нетеплостойким сталям, небольшой прокаливаемости и повышенной вязкости. Применяют ее для изготовления инструментов, которые испытывают ударные нагрузки: деревообрабатывающих, слесарных, кузнечных, а так же пуансонов и матриц.

Эта сталь чувствительна к перегреву, поэтому режимы термической обработки (отжиг, закалка) должны выдерживаться в довольно узких пределах.

Для получения  необходимой структуры и свойств сталь в основном подвергаются отжигу для получения исходной структуры, а также закалке и отпуску для получения окончательной структуры и свойств. Режимы термической обработки (закалка) определяются химическим составом стали, исходной величиной зерна, скоростью нагрева, температурой и продолжительностью выдержки при этой температуре, а так же скоростью охлаждения.

Закалка происходит при температуре 790-810⁰С, отпуск 200-250⁰С.

1.3 Структура металлической основы серого чугуна может состоять из феррита и перлита.

Феррит представляет собой почти чистое железо, содержащее незначительное количество углерода; он обладает низкой твердостью и прочностью, но отличается, высокой вязкостью.

Перлит представляет собой смесь цементита (в виде тонких пластинок или округлых зерен) и феррита. В перлите содержится 0,7-0,8% связанного углерода. Перлит имеет достаточно высокую твердость. Чугуны, имеющие перлитную структуру, обладают высокими механическими свойствами.

1.4 Сера является вредной примесью, придает металлу красноломкость, связанную с выделением при кристаллизации стали в межзеренном пространстве сульфидов железа, которые с железом образуют эвтектику, плавящуюся при температурах ниже 1000 °С. Слиток стали, содержащий большое количество серы, разрушается при горячей пластической обработке (ковка, штамповка, прокатка). При этом про-слойки, разобщающие зерна стали, находятся в жидком состоянии и способствуют разрушению металла при его деформации. Поэтому в большинстве случаев одной из главных задач при выплавке стали является удаление из металла серы. 
В сталеплавильном агрегате удаление серы из расплавленного металла в шлак происходит в результате реакции:

Fe+[S]+CaO=(CaS)+(FeO)

Образующийся при реакции  сульфид кальция CaS нерастворим в  металле. Реакция протекает на поверхности раздела фаз (металл-шлак) и увеличение этой поверхности (перемешивание металла со шлаком, вдувание в металл CaO в виде порошка и другие способы) ускоряет эту реакцию и способствует более полному удалению серы. Если шлак, кроме СаО, содержит много MnO, то возможно удаление серы по реакции:

Fe+[S]+(MnO)=(MnS)+(FeO)

Образующийся сульфид  марганца MnS почти нерастворим в  металле и переходит в шлак. Скачивание шлака и наведение нового (чистого по сере) шлака также способствует переходу новых порций серы из металла в шлак. Таким образом, для удаления примесей в плавильном агрегате для каждой из них создают определенные условия, проводя выплавку стали в несколько этапов.

1.5 Среди широко применяемых раскислителей сравнительно малой является раскислительная способность марганца и хрома. Высокой раскислительной способностью отличаются алюминий и титан. Наиболее высокой раскислительной способностью обладают щелочноземельные и редкоземельные металлы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1 Канализационный люк изготавливается из высокопрочного чугуна, стойкого к действию воды и коррозии. Устанавливается обычно на автотрассах, а также на промышленных территориях. Марка чугуна СЧ 40.

2.2 Серый чугун имеет  хорошие литейные свойства; высокую  жидкотекучесть, позволяющую получать  отливки с толщиной стенки 3-4 мм; малую усадку (0,9-1,3%), обеспечивающую изготовление отливок без усадочных раковин, пористости и трещин.

2.3 Для серого чугуна подходит литье в металлические формы (кокильное литье). При литье в металлические формы получаются отливки с хорошими механическими качествами благодаря мелкозернистому строению металла вследствие быстрого остывания. Отливки имеют довольно точные очертания, почти не требующие обработки, а если в них и предусматривается припуск на обработку, то в несколько раз меньше, чем при отливке в песок. При литье в металлические формы отпадают земельное хозяйство, опоки, сушильные печи, а условия работы становятся более гигиеничными (нет пыли от формовочной земли). Из-за массивности металлической формы вес отливаемых деталей ограничен.

В настоящее время  с успехом применяют автоматические литейные машины, в которых закрывание и открывание металлической формы  механизировано. Удаление газов из газонепроницаемых форм производиться  через выпоры, через трехгранные щели и вентиляционные нитяные каналы в плоскости разъема формы, достаточные по сечению для выхода газов, но недостаточные для утечки металла.

2.4 Литье в кокиль применяют в серийном и массовом производстве толстостенных отливок. Использование специальных литейных машин, полуавтоматов, автоматических линий повышает производительность по сравнению с литьем в песчано-глинистые формы в 3 – 4 раза. Недостатками кокильного литья, ограничивающими его применение, являются высокая стоимость и сложность изготовления металлических форм. В тонких сечениях вследствие повышенной теплопроводности металлической формы возможно ухудшение заполняемое формы жидким расплавом.

2.5 Замена обычного серого чугуна высокопрочным позволяет значительно снизить вес отливок за счет уменьшения толщины их сечений, при сохранении и даже повышении эксплуатационной надежности.

 

 

3.1 Волочение металла - это процесс обжатия металла заготовки при протаскивании ее через волоку -инструмент с отверстием, сечение которого меньше исходного сечения заготовки. В результате процесса поперечное сечение заготовки уменьшается, а длина ее увеличивается.  
Волочение металла применяется без нагрева заготовки для получения тонкой проволоки (от 0,002мм до 4мм). За один цикл обжатия в волоке нельзя значительно уменьшить сечение заготовки, так как усилие может быть приложено только к выходящему из волоки концу заготовки и, при чрезмерном усилии, проволока может просто порваться.

3.2 При производстве проволоки и прутков волочением большое внимание уделяют подготовке поверхности продукта обработки перед волочением. Удаление окалины в калибровочных и волочильных цехах производят механическим, химическим и электрохимическим способами, а также комбинациями этих способов. При механической очистке поверхности от окалины проволоку или пруток подвергают периодическим перегибам в разных плоскостях между роликами, после чего металл поступает на завершающую очистку стальными щетками. Такой способ экономически целесообразен, пригоден для очистки поверхности главным образом из углеродистой стали, окалина которой при перегибах сравнительно легко разрушается и опадает. Из механических способов, обеспечивающих достаточно успешную очистку поверхности металла, находит применение дробеструйная обработка. Под действием ударов дроби из отбеленного чугуна. стального литья или высокопрочной мелко нарезанной стальной проволоки окалина на поверхности обрабатываемого изделия разрыхляется и удаляется. Этот способ очистки поверхности металла от окалины во многих случаях не требует дополнительного травления и наиболее часто применяется в калибровочных цехах.

 

 

 

 

 

 

 

4.1 Низкоуглеродистые и низколегированные стали, например сталь 14ГС, обладают хорошей свариваемостью и соединяются большинством способов варки без особых трудностей. Можно использовать дуговую сварку или контактную точечную сварку.

4.2 При сварке стали 14ГС используют проволоки Св-08ГС, Св-10Г2. Проволока Св-08ГА не обеспечивает достаточной прочности металла шва.

4.3 Для обеспечения  хорошей свариваемости при дуговой сварке этой стали рекомендуют следующие технологические мероприятия: предварительный и последующий подогрев заготовок до температуры 100-300⁰С в целях замедленного охлаждения; прокалка электродов, флюсов при температуре 400-500⁰С в течении 3ч и осушении защитных газов для предупреждения попадания водорода в металл сварного соединения; низкий (300-400⁰С) или высокий (600-700⁰С) отпуск сварных соединений сразу после окончания сварки в целях повышения пластичности закалочных структур и удаления водорода.

Контактную точечную сварку выполняют на мягких режимах, т. е. длительным нагревом током и быстрым удалением заготовок из машины для избежания отвода теплоты электродами. В результате обеспечивается замедленное охлаждение заготовок. Контактную стыковую сварку выполняют с прерывистым оплавлением, при котором обеспечиваются подогрев заготовок перед сваркой и замедленное охлаждение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.1 Углеродистые инструментальные стали применяют для изготовления инструмента, работающего при малых скоростях резания. Марки таких сталей обозначают буквой У (углеродистая), затем цифрами, которые показывают содержание в стали углерода (в десятых долях процента), буква А в конце марки означает, что сталь высококачественная (содержание серы и фосфора не более 0,03 % каждого элемента).

5.2 Основными свойствами углеродистых инструментальных сталей являются высокая твердость (HRC 62...65) и низкая температуростойкость. Увеличение содержания углерода приводит к увеличению количества цементита, повышая твердость, прочность и снижая пластичность стали.

5.3 Увеличив содержание углерода в стали можно повысить  ее надежность, следовательно, инструменты будут служить дольше.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Тверской государственный технический университет»

(ТвГТУ)

 

Контрольная работа

 

По дисциплине: «Технологические процессы в машиностроении»

Вариант №32

 

 

 

ВЫПОЛНИЛ: студент 3 курса,

Заочного факультета,

Специальности ТМС

Шифр №10424р

Суханов Е.С.

ПРИНЯЛ:  Зубков Н.С.

 

 

 

 

г. Ржев  2012г.