Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Разработка технологии наплавки металлорежущего инструмента повышенной производительности с применением упрочнения наплавленного металла поверхностным пластическим деформированием

Диссертация: Разработка технологии наплавки металлорежущего инструмента повышенной производительности с применением упрочнения наплавленного металла поверхностным пластическим деформированием
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Количество остаточного аустенита в наплавленном металле после термической обработки остается недопустимо высоким (после первого отпуска — около 40%, после второго отпуска — около 24% после третьего отпуска — около 15%). Микротвердость наплавленного металла после двукратного отпуска и выглаживания составляет НУ0д 1058. .1175, что превышает твердость наплавленного не упрочненного металла… Читать ещё >

Содержание

  • ГЛАВА 1. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ВОЗМОЖНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА НАПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА
    • 1. 1. Эффективность применения наплавки при изготовлении металлорежущего инструмента
    • 1. 2. Физико-механические свойства поверхностных слоев и их влияние на эксплуатационные характеристики режущего инструмента
    • 1. 3. Анализ возможностей совершенствования конструкции и технологии изготовления наплавленного металлорежущего инструмента
    • 1. 4. Постановка цели и задач исследований
  • ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМОВ НАПЛАВКИ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА НАПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА
    • 2. 1. Разработка технологии наплавки обеспечивающей получение металла в закаленном состоянии
    • 2. 2. Выбор и обоснование методики оценки количества остаточного аустенита в наплавленных теплостойких сталях высокой твердости
    • 2. 3. Изготовление экспериментальных образцов и определение количества остаточного аустенита в наплавленном металле
  • Выводы по главе
  • ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УПРОЧНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫМ ПЛАСТИЧЕСКИМ ДЕФОРМИРОВАНИЕМ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ
    • 3. 1. Основные виды упрочнения поверхностным пластическим деформированием и возможности их применения для упрочнения наплавленных теплостойких сталей высокой твердости
    • 3. 2. Разработка методики исследования шероховатости поверхности наплавленного металла после ППД
    • 3. 3. Исследование твердости и структуры поверхностного слоя наплавленной теплостойкой стали высокой твердости после выглаживания
  • Выводы по главе
  • ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ И ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СБОРНОГО ОТРЕЗНОГО РЕЗЦА С ПРИМЕНЕНИЕМ НАПЛАВКИ ТЕПЛОСТОЙКИМИ СТАЛЯМИ ВЫСОКОЙ ТВЕРДОСТИ
    • 4. 1. Разработка конструкции сборного токарного отрезного резца с наплавленной режущей вставкой
    • 4. 2. Разработка технологии изготовления сборного отрезного резца с наплавленной режущей вставкой
    • 4. 3. Производственные испытания сборного отрезного токарного резца с наплавленной режущей вставкой
    • 4. 4. Расчет экономической эффективности предлагаемого варианта
  • Выводы по главе

Разработка технологии наплавки металлорежущего инструмента повышенной производительности с применением упрочнения наплавленного металла поверхностным пластическим деформированием (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

В настоящее время в промышленности прослеживается тенденция к повышению эффективности производства за счет внедрения ресурсосберегающих технологий. Одним из направлений поиска путей снижения затрат в машиностроении является разработка конструкции и технологии изготовления металлорежущего инструмента, обеспечивающего увеличение производительности и повышение стойкости при обработке резанием.

Увеличение производительности инструмента достигается главным образом за счет совершенствования его конструкции и улучшения эксплуатационных свойств инструментальных материалов. В последнее время высоких показателей по конструктивному исполнению достиг сборный инструмент, однако, по возможностям экономии инструментальных материалов лидируют технологии изготовления составного инструмента, особенно с применением наплавки теплостойкими сталями высокой твердости.

Большое развитие в последнее время получи методы повышения эксплуатационных характеристик поверхностных слоев различных изделий. Существующие технологии упрочнения поверхности позволяют обрабатывать широкую гамму материалов включая инструментальные. у о- - и.

Целью настоящей работы является разработка конструкции сборного инструмента, а также исследование и разработка технологии наплавки металлорежущего инструмента повышенной производительности с применением упрочнения наплавленных теплостойких сталей высокой твердости поверхностным пластическим деформированием i JiABA 1.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ВОЗМОЖНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА НАПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.

1. Исходя из условий получения наплавленного металла в закаленном состоянии без образования холодных трещин при наплавке скорость его охлаждения, в температурном интервале выделения легирующих элементов из аустенита (800.600 °С) должна составлять не менее 84. 148 °С/с, а количество остаточного аустенита превышать 50%.

2. Для наплавки рабочих пластин отрезных токарных резцов предложены следующие режимы: сварочный ток 190.210 Анапряжение 22.24 Вскорость наплавки 6,0 м/чдиаметр порошковой проволоки 2,0 ммрасход защитного газа 18.20 л/мин.

3. Количество остаточного аустенита в наплавленном металле после термической обработки остается недопустимо высоким (после первого отпуска — около 40%, после второго отпуска — около 24% после третьего отпуска — около 15%).

4. Определены режимы обработки выглаживанием, при которых достигается минимальная шероховатость поверхности (Ra 0,08 мкм при усилии выглаживания Р = 150 Н).

5. Наибольшее упрочнение наплавленного металла достигается при выглаживании со следующими режимами: усилие выглаживания Р=250 Нчисло проходов N = 2- технологическая среда — ШРУС-4.

6. Микротвердость наплавленного металла после трехкратного отпуска составляетHV0−2 792.889, после упрочнения — НУ0д 1167. 1200.

7. Микротвердость наплавленного металла после двукратного отпуска и выглаживания составляет НУ0д 1058. .1175, что превышает твердость наплавленного не упрочненного металла и позволяет отказаться от третьего отпуска.

8. Определена глубина упрочненного слоя (около 0,15 мм). Выявлено качественное снижение остаточного аустенита в поверхностном слое наплавленного металла после выглаживания.

9. Разработана конструкция сборного отрезного токарного резца с наплавленной режущей вставкой, обеспечивающая жесткость рабочей части на уровне стандартного инструмента.

10. Разработана технология изготовления сборного отрезного токарного резца с наплавленной режущей вставкой. Микротвердость наплавленной режущей части после упрочнения составила НУ од 1090.1140.

И.Проведены производственные испытания опытной партии резцов, показавшие их работоспособность и высокие режущие свойства. Период стойкости наплавленного инструмента выше нормативного в 2,5 раза.

12.Расчетная экономическая эффективность разработанной конструкции на каждую тысячу резцов составила:

21 159 руб. 97 коп. по сравнению с типовой конструкцией сварного резца из быстрорежущей стали.

Расчетная себестоимость корпуса резца: 7 руб. 58 коп Расчетная себестоимость режущей пластины резца: 6 руб. 70 коп.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Авторское свидетельство № 339 364 (СССР). Способ многопроходной сварки / Авт. изобр. Н. П. Петровичев, Г. Б. Строганов, А. П. Фомин. -Заявлено 05.06.1970. Опубликовано 24.05.72. Бюллетень № 17.
  2. Авторское свидетельство № 1 757 773. Канавочный резец / Авт. изобр. Б. О. Анмегикян, А. В. Честных. Заявлено 04. 04. 91. Опубликовано 30. 08. 92. Бюллетень № 32.
  3. В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. М.: Машиностроение, 19,68.
  4. К.В., Добротина З. А., Хренов К. К. Теория сварочных процессов. Киев: Вища школа, 1976. 423 с.
  5. Баженов H. J1. Сорокин В. М. Упрочняющая обработка поверхностей деталей машин. Горький. 1979.
  6. В.И., Жаринов А. В., Юдина Н. Д. и др. Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов. М.: Машиностроение, 1990. 400 с.
  7. А. И. Зайцев А.Г. Теория резания металлов. Воронеж: Изд-во ВГУ.1990.
  8. И.А., Гладкий П. В. Некоторые свойства наплавленных быстрорежущих сталей. В кн.: Теоретические и технологические основы наплавки. Наплавка в машиностроении и ремонте. Киев: ИЭС им. Е. О. Патона, 1985, -С. 21 29.
  9. П.Беляков А. В. Исследование процесса и разработка технологии наплавки металлорежущего инструмента. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Тверь: 1998. 139 с.
  10. А. В., Тютяев В. А., Зубков Н. С. Выбор размеров наплавленного слоя отрезных токарных резцов. // Изготовление, восстановление и ' упрочнение металлорежущего инструмента. Сборник научных трудов. Тверь: ТГТУ, 1995. -С. 8. 16.
  11. А. В., Швец В. В. Геометрия наплавленного слоя. // Изготовление, восстановление и упрочнение металлорежущего инструмента. Сборник научных трудов. Тверь: ТГТУ, 1997- С. 25.27.
  12. В.М., Самхарадзе Д. М. Особенности производства и применения несклонных к дегазации быстрорежущих сталей типа API8. В кн.: Производство быстрорежущих и штамповых сталей. М., 1970. С. 50−53.
  13. В.Ф. Основы теории резания металлов. М. 1976.
  14. Ю.П. Вычислительная математика и программирование. М.: Высшая школа, 1990.
  15. В. П. Зубков Н.С. Наплавка быстрорежущей стали с получением наплавленного металла в закаленном состоянии. // Изготовление, восстановление и упрочнение металлорежущего инструмента. Сборник научных трудов. Тверь: ТГТУ: 1995.
  16. Ю.А. Инструментальные стали. М. Металлургия. 1975.
  17. Ю.А., Заболоцкий В. К., Кремнев J1.C. Термическая обработка быстрорежущей стали для улучшения распределения карбидов. -МиТОМ, 1967, № 9, с. 18 23.
  18. Я.Е., Заславский А. Я. Конструкционные стали повышенной обрабатываемости. М.: Металлургия, 1960.
  19. Г. И., Грановский В. Г. Резание металлов. М.: Высшая школа, 1985.
  20. Г. И., Шмаков Н. А. О природе износа резцов из быстрорежущих сталей дисперсионного твердения.//Вестник машиностроения, 1971, № 11, с. 65−70.
  21. А.И., Сарманова JI.M. Технологическая пластичность быстрорежущих сталей. МиТОМ, 1969. — № 7. — С. 2−9.
  22. А.П. «Металлург», 1939, № 3, с. 134−136 с ил.
  23. А.П. «Сталь», 1964, № Зс. 136−139 с ил.
  24. А.П., Малинкина К. А., Саверина С. М. Инструментальные стали- Справочник. М.: Машиностроение, 1975, 272 с.
  25. С.Ф. Режущие инструменты для обработки сталей типа ШХ//Автомобильная промышленность, 1991, № 4, с. 28 29.
  26. А.А., Светлополянский В. И., Лифанов А. К. и др. Электрошлаковая наплавка режущего инструмента порошкообразными материалами. / Сварочное производство, № 3, 1989. -С 10−12.
  27. Н.Б. Физические основы трения и износа машин. Калинин: Калининский государственный университет, 1981.
  28. В. П., Бендин А. С., Миронова Т. П., Карих В. В. Наплавка режущего инструмента электродами ОЗИ-5 // Сварочное производство. 1982. № 7. -С. 17. 19.
  29. С. И. Технология электрической сварки плавлением. Л.: Машиностроение, 1978.
  30. А.А. Основы сварки плавлением. М.: Машиностроение, 1973.
  31. Н.С., Лаврентьев А. Ю., Зубкова Е. Н. и др. Поверхностное упрочнение выглаживанием наплавленного металлорежущего инструмента. // Современные технологии в машиностроении. Сборник материалов научно технической конференции. Пенза: 1998. С38 39.
  32. Н.С., Тютяев В. А., Зубкова Е. Н. Изготовление наплавленного металлорежущего инструмента: монография. Тверь: Изд-во Тверского гос. техн. ун-та, 1998. 124 с.
  33. Е.Н. Исследование и разработка технологии наплавки при изготовлении металлорежущего инструмента. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Липецк. 1997. 166 с.
  34. В.А., Купалова И. К. Электронно-микроскопическое исследование превращения при отпуске стали Р6М5 // Применение в металловедении просвечивающей и растровой электронной микроскопии. М.: Металлургия, 1976. С. 117−127.
  35. В.К., Лобко С. И., Чикова Т. С. Математическая обработка результатов экспериментов. Минск: Вышейшая школа, 1982. 103 С.
  36. В.В., Добрынин В. П., Деев Г. В. и др. Совершенствование технологии наплавки металлорежущего инструмента // Сварочное производство. 1986. № 11. С. 16. 17.
  37. Ю.В., Латыпов Р. А. Электроконтактная наплавка быстрорежущих сталей Р18, Р6М5 на сталь 45 // Сварочное производство. 1979. № 6, с. 36 37.
  38. В.Г. Методическое руководство по обработке результатов измерений. Калинин, 1975. 52 С.
  39. И.Г. Сварка и наплавка в производстве режущего инструментам.: Машгиз, 1955.
  40. .И. Стойкость режущих инструментов. М.: Машгиз, 1949. 252 с.
  41. А.С., Адаскин A.M., Геллер Ю. А. Об оптимальном содержании углерода в быстрорежущих сталях. Металловедение и термическая обработка металлов, 1970, № 1, с. 25−30.
  42. Э. Методы испытаний наплавленного металла. В кн.: Теоретические и технологические основы наплавки. Свойства и испытания наплавленного металла. Киев: ИЭС им. Е. О. Патона, 1979. с. 3−22.
  43. И.К., Степанов Е. М. Высокотемпературное рентгеноструктурное исследование стали Р6М5 в процессе отпуска // Металловедение и термическая обработка металлов. 1980. № 12. С. 38−40.
  44. Лаборатория металлографии. Под редакцией Б. Г. Лившица. М.: Металлургия. 1955. С. 440.
  45. А.Ю., Зубков Н. С. Изменение структуры и твердости наплавленных теплостойких сталей высокой твердости в результате поверхностного пластического деформирования // Славяновские чтения: Сборник научных трудов. Липецк 1999. С. 222−224.
  46. А.Ю., Зубков Н. С. Поверхностное упрочнение наплавленного металла. // Изготовление, восстановление и упрочнение металлорежущего инструмента. Сборник научных трудов.: Тверь: ТГТУ, 1997. с. 52 56.
  47. Л.Л. Разработка наплавочных материалов и технологии наплавки металлорежущего инструмента повышенной производительности. // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Тверь: 1998. 144 с.
  48. Т.А., Ревис Н. А., Мельников Н. Ф. Литые сверла и разверткииз стали ЭИ262. // Вестник машиностроения. 1994. № 7.
  49. Т.Н. Стружкообразование при резании металлов. М.: Машгиз, 1952.
  50. А.Д. Износ и стойкость режущих инструментов. М.: Машиностроение, 1966, 264 с.
  51. Марочник сталей и сплавов. / под ред. В. Г. Сорокина. М.: Металлургия, 1990.
  52. Машиностроение. Энциклопедический справочник. Т. 3. М.: Машиностроение, 1951. С. 712.
  53. JI.C., Бокман Н. Н. Прочность материалов. Труды СЗПИ. Л., 1971, № 16, с. 76−79.
  54. Я.А. Металлорежущий инструмент. Номенклатурный каталог. М.: Машиностроение, 1995. 410 с.
  55. Н.М. Основы дуговой сварки в газах. М.: Машиностроение, 1979. 230 с.
  56. Общемашиностроительные нормативы режимов резания. Справочник. / Под ред. А. Д. Локтева и др. М.: Машиностроение, 1991.
  57. Общемашиностроительные типовые нормы времени на изготовление резцов. М.: Экономика, 1990, 142 с.
  58. Л.Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием. М.: Машиностроение. 1987.
  59. Л.Г. Финишная обработка деталей алмазным выглаживанием и вибровыглаживанием. М. Машиностроение. 1981.
  60. Ординарцев Справочник инструментальщика. Л.: Машиностроение. 1987.
  61. М.М. Технология производства металлорежущих инструментов. М.: Машиностроение, 1982. 254 с.
  62. Патент № 2 078 668. Способ изготовления отрезного резца. Авт.: Тютяев В. А., Зубкова Е. Н. Бюл. Изобр. № 13 от 10.05.97.
  63. .Е., Воропай Н. М. Сварка активированным плавящимся электродом в защитном газе. / Автоматическая сварка, № 1, 1979. С. 17, 13.
  64. И.Р. Вибродуговая наплавка, Машгиз, 1958.
  65. Г. Л. Сварочные материалы. Л.: Машиностроение, 1972. 423 с.
  66. Г. Л., Тумараев А. С. Теория сварочных процессов. М.: Высшая школа, 1977. 399 с.
  67. В.В. Гидродробеструйное упрочнение деталей и инструментов. М.: Машиностроение, 1977. е.- 167
  68. М.Ф. Контактные нагрузки на режущих поверхностях инструмента. М.: Машиностроение, 1969, 150 с.
  69. А.А., Куруклис Г. Л. Подбор сталей для литого и наплавленного инструмента (Опыт Уралмашзавода). Москва-Свердловск, Машгиз, 195 5.
  70. С.А., Дибнер Л. Г., Каменкович А. С. Шлифование деталей и заточка режущего инструмента. М., 1975.
  71. Н.Н. Физические процессы в металлах при сварке. Т 1. М.: Металлургия, 1968. 695 с.
  72. Л.Ю. Метод определения ударной вязкости твердых наплавочных материалов//Машиноведение, 1965, № 2.
  73. М.И., Толстой И. А. Справочник мастера наплавочного участка. М.: Машиностроение, 1966.
  74. И.А., Лебедев Т. А. Структура и свойства литого режущего инструмента. Л.: Машиностроение. 1972.
  75. A.M., Еремин А. Н. Элементы теории процесса резания металлов. М.: 1956.
  76. Г. Н., Арбузов О. Б., Боровой Ю. Л. и др. Металлорежущие инструменты. М.: Машиностроение, 1989. 328 с.
  77. Сварка в машиностроении: Справочник / Под ред. Н. А. Ольшанского. T.l. М.: Машиностроение, 1978.
  78. В.Г., Галинич В. И. Сварочные материалы для механизированных способов дуговой сварки. М.: Машиностроение, 1983. 102 с.
  79. И.И., Матюшин В. М., Сахаров Г. Н. и др. Проектирование металлорежущих инструментов. М.: Машиностроение, 1989. 328 с.
  80. Справочник технолога машиностроителя. / под ред. А. Г. Косиловой. М.: Машиностроение, 1985.
  81. М.Н. Статистическая обработка результатов механических испытаний. М.: Машиностроение, 1972. 232 С.
  82. Технология и оборудование сварки плавлением / Никифоров Г. Д., Бобров Г. В., Никитина В. М. и др. М.: Машиностроение, 1986. 320 с.
  83. Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением / под ред. Б. Е. Патона. М.: Машиностроение, 1974. 768 с.
  84. И.Т. Литые молибденовые быстрорежущие стали: Автореф. дисс.. канд. техн. наук. / ТПИ, Томск, 1948.
  85. В.А., Зубкова Е. Н., Водопьянова В. П. Наплавка рабочих частей отрезных токарных резцов порошковой проволокой. // Изготовление, восстановление и упрочнение металлорежущего инструмента. Сборник научных трудов.: Тверь: ТГТУ, 1995. с. 4 8.
  86. В.А., Зубкова Е. Н., Водопьянова В. П. Теплостойкость наплавленной быстрорежущей стали. // Изготовление, восстановление и упрочнение металлорежущего инструмента. Сборник научных трудов.: Тверь: ТГТУ, 1995. с. 30 31.
  87. И.И. Современные методы механизированной наплавки. / Сварка и специальная электрометаллургия. Киев, Наук, думка, 1984. С. 130.138.
  88. И.М. Автоматическая электродуговая наплавка. Харьков: Черная и цветная металлургия, 1961.
  89. Г. Л. Прочность режущего инструмента. М.: Машиностроение, 1975, 168 с.
  90. А., Моригаки О. Наплавка и напыление, (пер. с японского) М.: Машиностроение. 1985.
  91. Л.А. и др. Обработка металлопокрытий выглаживанием. М. Машиностроение. 1980.
  92. Чистовая обработка деталей приборов и машин алмазным выглаживанием. Обзор. М. 1971.
  93. В.В., Беляков А. В. Механические свойства литых теплостойких сталей, полученных расплавлением порошковой проволоки дугой косвенного действия. // Литейное производство. 1998. № 8. С. 18.22.
  94. С.Я., Шварцер А. Я. Наплавка деталей металлургического оборудования. М.: Металлургия, 1981.
  95. Л.Ш. Адгезионное взаимодействие режущего инструмента с обрабатываемым материалом. М.: Машиностроение, 1988. С. 96.
  96. М.О. Шероховатость, наклеп и остаточные напряжения при механической обработке. М.: Машгиз, 1956, 292 с.
  97. Essers W.G., Walter R. Some aspects of the penetration mecchanism in metal-inert-gas (MIG) welding. Paper II. Arc physics and metal pool behavior. International Conference. London, 1979. Preprints, Adington. 1979. P. 289−300.
  98. Fulldrahte Pulver. / Katalog OERLIKON-Schweisstechnik AG. Zurich, Schweiz, 1995.
  99. Grossmann M.A., Asimov M., Urban S.F. Hardenability, its Relation to Quenching and some Quantitative Data on Hardenability of Alloy Steels. Am. Soc. Met.: Cleveland, 1939.
  100. Kihara H. Welding Cracks and Notch-Toughness of Heat -Affected Zone in High-Strength Steel. Houdremont Lecture, 1968.
  101. Lesnewich A. Electrod activation for inert- gas shieldid metal-arc welding. / Welding J., № 12, 1955. P. 1167−1178.
  102. M.Nacken Giessereis, 1954,№ 3,S68.
  103. Rice S.R. A Path Independent Integral and the Approximate Analysis of Strain Concentration by Notches and Cracks. J. Appl. Mech., 1968. 379 p.
  104. Sadowy M. Cutting Forces and Cutting Power in Orthogonal Cutting of Steel, Brass, and Plastics. Int. J. Mach. Tool Des., Res.5 (1965) ½, S. 81 118.
  105. Satoh K. u.a. JSSC Guidance Report on Determination of Safe Preheating Conditions without Weld Cracks in Steel Structures. Trans. Jap. Weld. Res. Inst. 2,1973. P. 117−126.
  106. Tummers G.E. Summary Report on Stress Relaxation Data. Brit. Weld. J. 10,1963. P. 292−297.
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?