Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Кузбасский государственный технический университет
Кафедра технологии металлов
Курсовой проект
Выполнил студент гр. МС-061
Быков Р. В.
Проверил: Короткова Л. П.
Кемерово 2009 г.
Содержание
1. Общая характеристика изделия и его материала
1.1 Анализ служебного назначения инструмента и требования, предъявляемые к нему по основным свойствам
1.2 Анализ технологических свойств стали
1.3 Анализ химического состава стали и его влияние на структуру, фазовый состав, основные и технологические свойства
2. Проектирование технологического процесса предварительной Т.О
2.1 Определение структуры технологического процесса предварительной термической обработки
2.2 Проектирование технологических операций ковки и отжига
2.3 Выбор вспомогательных операций и оборудования
2.4 Контроль качества после предварительной термической обработки сталей
2.5 Дефекты и способы их устранения
3. Проектирование технологического процесса упрочняющей т. о
3.1 Определение структуры упрочняющей т.о
3.2 Проектирование операций закалки и отпуска
3.3 Выбор вспомогательных операций и оборудования
3.4 Контроль качества стали после упрочняющей термической обработки
3.5 Дефекты и способы их устранения
Список литературы
1. Общая характеристика изделия и его материала
1.1 Анализ служебного назначения инструмента и требования, предъявляемые к нему по основным свойствам
Резьбонакатные ролики представляют собой цилиндрические диски, на наружной поверхности которых образована многозаходная резьба, либо кольцевые витки. Конструктивные элементы резьбонакатных роликов и их размеры зависят от принятого способа накатывания резьбы, размеров детали, модели применяемого станка. Ролики являются универсальным инструментом, так как позволяют накатывать резьбу высокой точности, различной длины с мелкими и крупными шагами, на весьма разнообразных материалах.
Ролик должен обладать твердостью после термообработки HRC 59—61. В процессе накатывания резьбы ролики увлекают заготовку, происходит процесс взаимной обкатки ролика и заготовки, в результате которого витки резьбы ролика вдавливаются в материал заготовки и как негативный отпечаток образуют на ней резьбу. В момент окончания обработки поверхности резьб роликов и обработанная поверхность резьбы детали взаимно касаются друг друга. Для обеспечения взаимного касания рассматриваемых винтовых поверхностей необходимо, чтобы угол подъема резьбы на роликах был равен углу подъема резьбы детали и ролики изготовлялись с левой резьбой при накатывании правой резьбы, и наоборот, с правой резьбой при накатывании левой резьбы.
Сталь Х12Ф1 применяется для изготовления холодных штампов высокой устойчивости против истирания, не подвергающихся сильным ударам и толчкам, волочильных досок и волок, глазков для калибрования пруткового металла под накатку резьбы, гибочных и формовочных штампов, сложных кузовных штампов, матриц и пуансонов вырубных и просечных штампов, штамповок активной части электрических машин.
1.2 Анализ технологических свойств стали
Сталь Х12Ф1 штамповая сталь холодного деформирования с повышенным содержанием хрома. Сталь Х12Ф1 обладает хорошей теплостойкостью и прочностью, высокой прокаливаемостью, закаливаемостью и износостойкостью. Также эта сталь технологична, хорошо обрабатывается резанием и давлением, удовлетворительно шлифуется.
1.3 Анализ химического состава стали и его влияние на структуру, фазовый состав, основные и технологические свойства
Химический состав штамповых сталей соответствует ГОСТ 5950 – 2000
Химический состав, % (по массе) табл. 1
Табл. 1
| Химический элемент | Массовая доля элемента, % |
| Углерод (С) | 1,25 – 1,45 |
| Вольфрам (W) | - |
| Ванадий (V) | 0,7 – 0,9 |
| Кремний (Si) | 0,10 – 0,40 |
| Медь (Cu) | - |
| Молибден (Mo) | 1,4 – 1,8 |
| Марганец (Mn) | 0,15 – 0,45 |
| Никель (Ni) | - |
| Фосфор (P) | - |
| Хром (Cr) | 11,00 – 12,50 |
| Сера (S) | - |
Высокая твёрдость определяется высоким содержанием углерода. Стали с содержанием С 1,25-1,45 % являются сталями ледебуритного класса, т.е. содержат в литом состоянии карбидную эвтектику, имеют после закалки твёрдость HRC62-64. Эти стали содержат высокое количество карбидоборазующих элементов, повышенное содержание углерода и хрома обеспечивает образование повышенного кол-ва карбидов хрома (M7C3, M23C6). Общее количество карбидов составляет порядка 20%.
Основным легирующим элементом штамповой стали холодного деформирования является хром (Cr). Он повышает режущие свойства и износостойкость, увеличивает прочность и прокаливаемость стали, что особенно важно для крупных пуансонов и матриц. При наличии свыше 2,5% повышает устойчивость стали против отпуска, особенно при нагреве инструмента до температур, выше 300° С. Вместе с марганцем уменьшает коробление при закалке. Однако, у сталей с содержанием хрома 12% появляются недостатки. Резко выраженная карбидная неоднородность и повышенная склонность к коагуляции карбидов, способствующая разупрочнению сталей при нагреве.
Вольфрам (W) вводят для повышения твердости, износостойкости и прокаливаемости стали, улучшает режущую способность инструмента.
Ванадий (V) в штамповых сталях присутствует в карбиде VC и твердом растворе. Ванадий существенно уменьшает чувствительность штамповых сталей к перегреву, повышает теплостойкость сталей, улучшает распределение частиц избыточной фазы. При содержании ванадия 0,3 – 0,5 % прочность и пластичность стали будет значительно выше, чем у высокованадиевых сталей.
Молибден (Mo) вводится в высокохромистую сталь для увеличения её вязкости и повышения прокаливаемости. Также молибден оказывает отрицательное влияние на окалиностойкость. Поэтому содержание молибдена в штамповых сталях ограничивается 1,4 – 1,8 %.
Марганец (Mn) вводят для повышения прокаливаемости стали. В сочетании с хромом молибден уменьшает коробление при закалке, но увеличивает склонность к перегреву.
Кремний (Si) вводят, чтобы увеличить прокаливаемость стали, повысить стойкость против отпуска.
Таким образом сталь Х12Ф1 с высоким содержанием хрома относится к полутеплостойким сталям. Они пригодны для изготовления штампов, пуансонов, роликов с твёрдостью 45…52 HRC и при температуре эксплуатации до 700оС.