Термическая обработка детали

Отпуск при более высоких  температурах (близ точки Ac1|) нецелесообразен вследствие чрезмерного роста зерен цементита, что приводит к образованию структуры зернистого перлита и, как следствие, к значительному снижению прочности и особенно вязкости.

Диаграмма среднего отпуска детали

 

HRC 50

 

 

 

ГЛАВА 4. МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ДЕТАЛИ РЕЗАНИЕМ

 

Технологический метод формообразования поверхностей заготовок точением характеризуется  двумя движениями: вращательным движением заготовки (скорость резания) и поступательным движением режущего инструмента — резца (движение подачи). Движение подачи осуществляется параллельно оси вращения заготовки (продольная подача), перпендикулярно к оси вращения заготовки (поперечная подача), под углом к оси вращения заготовки (наклонная подача).

Разновидности точения: обтачивание  — обработка наружных поверхностей; растачивание — обработка внутренних поверхностей; подрезание — обработка плоских (торцовых) поверхностей;

Резка — разделение заготовки на части или отрезка готовой детали от заготовки — пруткового проката.

На вертикальных полуавтоматах, автоматах и токарно-карусельных станках заготовки имеют вертикальную ось вращения, на токарных станках других типов — горизонтальную. На токарных станках выполняют черновую, получистовую и чистовую обработку поверхностей заготовок.

Токарные резцы.

По технологическому назначению различают резцы (рис. 7, а); проходные 1—3 для обтачивания наружных цилиндрических и конических поверхностей; подрезные 4 для обтачивания плоских торцовых поверхностей; расточные 5 и 6 для растачивания сквозных и глухих отверстий; отрезные 7 для разрезания заготовок; резьбовые для нарезания наружных 8 и внутренних резьб; фасонные круглые 9 и призматические 10 для обтачивания фасонных поверхностей; прорезные для обтачивания кольцевых канавок и др.

По характеру обработки  различают резцы черновые, получистовые и чистовые. По форме рабочей части резцы (рис. 7, а) делят на прямые 1, отогнутые 2, оттянутые 7. По направлению подачи резцы подразделяют на правые н левые (рис. 7, б). Правые работают с подачей справа налево, левые — слева направо. По способу изготовления различают резцы целые, с приваренной встык рабочей частью, с приваренной или припаянной пластинкой инструментального материала, со сменными пластинками режущего материала.

Для высокопроизводительного  точения с большими подачами используют резцы с дополнительной режущей кромкой (рис.7, в). Длина В дополнительной режущей кромки составляет 1,1Sпр. Резец устанавливают на станке так, чтобы режущая кромка была параллельна линии центров станка.

В промышленности применяют  резцы с многогранными неперетачиваемым твердосплавными пластинками (рис. 7, г). Когда одна из режущих кромок выходит из строя вследствие затупления, открепляют механический прижим пластинки и устанавливают в рабочее положение следующую кромку.

 Рис. 7 Токарные резцы.

Приспособления  для закрепления заготовок на токарных станках.

Характер установки и  закрепления заготовки, обрабатываемой на токарном станке, зависит от типа станка, вида обрабатываемой поверхности, характеристики заготовки (отношение длины заготовки к диметру), требуемой точности обработки.

На токарно-винторезных  станках для закрепления заготовок  используют трехкулачковые самоцентрирующиеся патроны (рис. 8, а). На корпусе 1 патрона расположены три радиальных паза, по которым перемещаются кулачки 2. Патроны применяют для закрепления заготовок при отношении их длины к диаметру ι/d < 4.

При отношении ι/d= 4/10 заготовку устанавливают в центрах. Для установки заготовки в центрах ее необходимо зацеитровать, т. Е. Сделать центровые отверстия с торцов вала. Центровые отверстия делают специальными центровочными сверлами. Центры бывают упорные (рис. 8, б), срезанные (рис. 8, в), шариковые (рис. 8, г). Резанные центры применяют при подрезании торцов заготовки, когда подрезной резец должен дойти до оси вращения заготовки. Шариковые центры используют при обтачивании конических поверхностей заготовки способом сдвига задней бабки в поперечном направлении,  обратные центры (рис. 8, д) — при обработке заготовок небольших диаметров. Вращающиеся центры (рис. 8, е) применяют при 1'гзаиии с большими сечениями срезаемого слоя металла, когда возникают большие силы резания, или при обработке на больших скоростях резания.

При установке заготовки  в центрах для передачи на нее  крутящего момента от шпинделя станка используют поводковый патрон (рис. 8, ж) и хомутик (рис. 8, з). Поводковый патрон представляет собой корпус, навинчиваемый на шпиндель станка. На торце патрона запрессован цилиндрический палец, передающий момент на хомутик, который закрепляют на заготовке болтом.

Рис. 8. Приспособления для закрепления заготовок на токарных станках.

При отношении ι/d > 10 для уменьшения деформации заготовки от сил резания применяют люнеты. Подвижный открытый люнет (рис. 8, и) устанавливают на продольном суппорте станка, неподвижный закрытый люнет (рис. 8, к) закрепляют на станине. Силы резания воспринимают опоры люнетов, что повышает точность обработки.

Для установки заготовок  типа втулок, колец и стаканов применяют конические оправки (рис. 8,л), когда заготовка удерживается на оправке силой трения на сопряженных поверхностях; цанговые оправки (рис. 8, м) с разжимными упругими элементами — цангами; упругие оправки с гидропластмассой, гофрированными втулками (рис. 8, н). На токарно-револьверных станках, полуавтоматах и автоматах для закрепления заготовок — прутков используют цанговые патроны.

Обработка заготовок на токарно-винторезных  станках.

Токарно-винторезный станок состоит из следующих узлов (рис. 9). Станина 2 с призматическими направляющими служит для монтажа узлов станка и закреплена на тумбах. В передней тумбе 1 смонтирован электродвигатель главного привода станка, в задней тумбе 12 — бак для смазочпо-охлаждающей жидкости и насосная станция.

В передней бабке 6 смонтированы коробка скоростей станка и шпиндель- Механизмы и передачи коробки скоростей позволяют' получать разные частоты вращения шпинделя. На шпинделе закрепляют зажимные приспособления для передачи крутящего моменга обрабатываемой заготовке. На лицевой стороне передней бабки установлена панель управления 5 механизмами коробки скоростей.

Коробку подач 3 кренят к лицевой стороне станины. В коробке смонтированы механизмы и передачи, позволяющие получать разные скорости движения суппортов. С левой торцовой стороны станины установлена коробка 4 сменных зубчатых колес, необходимые для наладки станка на нарезание резьбы

Продольный суппорт 7 перемещается по направляющим станины и обеспечивает продольную подачу резцу. По направляющим продольного суппорта перпендикулярно к оси вращения заготовки перемещается поперечная каретка, на которой смонтирован верхний суппорт 9. Поперечная каретка обеспечивает поперечную подачу резцу, Верхний поворотный суппорт можно устанавливать под любым углом к оси вращения заготовки, что необходимо при обработке конических поверхностей заготовок.

Рис.9. Схема токарно-винторезного станка

На верхнем суппорте смонтирован четырехпозиционный поворотный резцедержатель 8, в котором можно одновременно закреплять четыре резца. К продольному суппорту крепят фартук 10. В фартуке смонтированы механизмы и передачи, преобразующие вращательное движение ходового валика или ходового винта в поступательные движения суппортов, Задняя бабка 11 установлена с правой стороны станины и перемещается по ее направляющим. В пиноли задней бабки устанавливают задний центр или инструмент для обработки отверстий (сверла, зенкеры, развертки).

Корпус задней бабки смещается  относительно основания в поперечном направлении, что необходимо при обтачнвании наружных конических поверхностей. Для предохранения работающего от травм сходящей стружкой на станке устанавливают специальный защитный экран.

Механическая  обработка детали шлифованием.

После проведения всех термических  обработок деталь имеет большую  твердость (HRC 60) и для того чтобы ее обработать потребуется шлифовальный станок.

Шлифование – один из прогрессивных методов обработки металлов резанием. При шлифовании припуск на обработку срезают абразивными инструментами – шлифовальными кругами. Шлифовальный круг представляет собой пористое тело, состоящее из большого числа абразивных зерен, скрепленных между собой связкой. Между зернами круга и связкой расположены поры. Материалы высокой твердости, из которых образованы зерна шлифовального круга, называют абразивными.

Шлифование состоит в  том, что шлифовальный круг, вращаясь вокруг своей оси, снимает тонкий слой металла (стружку) вершинами абразивных зерен, расположенных на режущих  поверхностях шлифовального круга (периферия круга).

В машиностроении наиболее часто применяют следующие виды шлифования: круглое наружное, круглое внутреннее и плоское.

Круглое наружное шлифование. Заготовку устанавливают в центрах или закрепляют в патроне. Различают шлифование с продольной подачей заготовки и врезное шлифование. Для осуществления шлифования необходимо, чтобы шлифуемая заготовка и абразивный инструмент имели заданные относительные движения, без которых резание металлов невозможно.

Круглое внутреннее шлифование – шлифование с продольной подачей шлифовального круга или заготовки и шлифование врезанием. Для этого способа шлифования необходимы те же движения, что и при круглом наружном шлифовании с продольной подачей: вращение шлифовального круга, круговая подача заготовки, продольная подача заготовки или круга, поперечная подача шлифовального круга. Возможны так же внутреннее врезное и внутреннее бесцентровое шлифование.

Плоское шлифование делят  на две группы: шлифование периферией круга и шлифование торцом круга.

Для осуществления плоского шлифования необходимы следующие движения: а) главное движение резание – вращение шлифовального круга; б) движение подачи шлифуемой заготовки; в) движение поперечной подачи детали или шлифовального круга в направлении, перпендикулярном движению подачи; г) движение шлифовального круга на заготовку или заготовки на шлифовальный круг – подача на глубину шлифования. В том случае, когда высота шлифовального круга больше ширины шлифуемой заготовки, поперечная подача отсутствует.

Круглое бесцентровое внутреннее шлифование осуществляют без закрепления заготовки.

Внутреннее шлифование чаще всего применяется при обработке  точных отверстий в закаленных заготовках или в заготовках из высокотвердых  и труднообрабатываемых материалов, точных отверстий с пересеченной поверхностью (выточек, шпоночных и  шлицевых пазов), глухих отверстий и др.

При шлифовании отверстий  кроме точности размера и требуемой  шероховатости поверхности обеспечивается точность формы (цилиндричность, прямолинейность, перпендикулярность оси отверстия торцам, а также концентричность по отношению к наружным поверхностям). Особенностью и несомненным достоинством внутреннего шлифования является возможность исправления смещения геометрической оси отверстия, вызванного предшествующими шлифованию операциями.

Внутреннее шлифование обычно ведется кругами, диаметр которых  составляет 0,6-0,8 диаметра шлифуемого отверстия. С увеличением диаметра круга  улучшаются условия шлифования: увеличиваются  рабочая скорость, число режущих  зерен. Однако при внутреннем шлифовании площадь контакта между кругом и  заготовкой значительно больше, чем  при круглом или при плоском  шлифовании периферией круга, причем она  особенно велика при шлифовании отверстий  небольшого диаметра. Большая площадь  контакта круга с заготовкой заставляет применять круги более крупнозернистые, более мягкие и с открытой структурой, что предотвращает прижоги и обеспечивает лучший выход стружки. При шлифовании прерывистой поверхности отверстия рекомендуется применять круг несколько тверже, чем при обработке сплошного отверстия, так как кромки такой поверхности действуют на круг как правящий инструмент.

С повышением скорости вращения заготовки нагрузка на абразивные зерна  круга увеличивается, толщина стружки  возрастает и круг изнашивается быстрее. Во избежание этого следует увеличивать рабочую скорость круга или брать круги несколько большей твердости. Малая рабочая скорость кpyгa при внутреннем шлифовании также приводит к его повышенному износу. Поэтому во всех случаях при внутреннем шлифовании рекомендуется работать при максимальных рабочих скоростях круга.

 

Схема механической обработки  детали шлифованием

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В данной курсовой работе была выполнена термическая обработка  детали в соответствии с ее применением.

Данная деталь подвергалась трем термическим обработкам:

1)рекристаллизационному отжигу;

2)закалке;

3)низкому отпуску.

Сталь У-10. Масса втулки 20,6 кг.

Деталь сначала подвергается отжигу  для нормализации детали после литья. Деталь нагревают до температуры 780°С. Время нагрева 6 мин. Затем ее выдерживают при этой температуре около 20 мин, и охлаждают вместе с печью. Время остывания детали около 12 ч.