Выбор материала и упрочняющей термической обработки для изготовления сверла для сверления сталей - Курсовая работа

Задание на курсовой проект сверло сталь обработка Тема курсового проекта: Подобрать материал, обладающий необходимыми свойствами, для изготовления сверла для сверления сталей и выбрать оптимальный метод упрочняющей обработки, либо какой - то другой тип поверхностного упрочнения, повышающий надежность и долговечность работы данного инструмента.Подшипники качения работают преимущественно при трении качения и состоят из двух колец, тел качения и сепаратора, отделяющего тела качения друг от друга, удерживающего на равном расстоянии и направляющего их движение. По наружной поверхности внутреннего кольца и внутренней поверхности наружного кольца (на торцовых поверхностях колец упорных подшипников качения) выполняют желоба - дорожки качения, по которым при работе подшипника катятся тела качения. Подшипники осуществляют пространственную фиксацию вращающихся роторов и воспринимают основную часть статических и динамических усилий, возникающих в механизме. Распределение нагрузки на тела качения в подшипнике показано на рисунке 2. Заклинивание тел качения: образуются вмятины на дорожках качения подшипников с шагом, равным расстоянию между телами качения или глубокие вмятины в зоне контакта в одном ряду тел качения сферических двухрядных подшипников.Чтобы увеличить долговечность работы детали и для лучшего ее скольжения используют смазочные материалы. Для смазывания подшипников качения, работающих в обычных условиях, преимущественно применяют пластичные смазочные материалы, которые по сравнению с маслами обладают следующими достоинствами: не требуют сложных уплотнительных устройств, имеют более высокие свойства защиты от коррозии, более экономичны.Обычно тела качения подшипников изготовляются из шарикоподшипниковой стали. При изготовлении деталей подшипника широко используют шарикоподшипниковые (Ш) хромистые (Х) стали ШХ15 (последующая цифра 15 указывает содержание хрома в десятых долях процента - 1,5 %). Сталь ШХ15СГ (дополнительно легирована кремнием и марганцем для повышения прокаливаемости). Тела качения подшипников, работающих при повышенных температурах (до 500 °С) или в агрессивных средах, изготовляют соответственно из жаропрочных или коррозионно - стойких сталей например, сталь 95Х18, содержащая 0,95 % С и 18 % Cr [6]. Для подшипников качения, испытывающих большие динамические нагрузки, детали изготавливают из сталей 20Х2Н4А и 18ХГТ с последующей их цементацией.После заданной (длительной) выдержки в шахтной печи при температуре цементации (930 - 950 °С) изделия охлаждают в масле до 200 - 300 °С (чтобы при охлаждении не происходило образования мартенсита). Затем изделия переносят в печь, нагретую до 550 °С, для проведения первой ступени высокого отпуска и выдерживают 8 - 12 часов. Затем температуру отпуска повышают до 630 °С, и детали выдерживают 8 - 12 часов, охлаждают на воздухе. Цель высокого отпуска - наиболее полное разложение аустенита, сохранившегося (свыше 90%) в цементованном слое после неполного охлаждения с температуры цементации, на феррито - цементитную смесь. После промывки производят отпуск закаленных шаров при 160 - 170 °С с выдержкой 12 часов и охлаждением на воздухе.Для изготовления подшипников, работающих при нормальных температурах материал для шариков подшипников качения должен обладать следующими важными свойствами: высокой твердостью, чтобы сопротивляться износу (не менее HRC 63), высокой прочностью и ударной вязкостью, чтобы сопротивляться разрушению и хорошей теплостойкостью (не менее 70 °С) Сравнивая физико - механические свойства сталей и твердых сплавов, наиболее целесообразно использование стали ШХ15 т.к. по своим физико - механическим свойствам данная сталь превосходит другие, применяемые для изготовления деталей подшипника.После ковки, структура стали - пластинчатый перлит и тонкая разорванная карбидная сетка (твердость НВ 255 - 340), обрабатываемость стали с такой структурой и твердостью затруднена. Микроструктура стали показана на рисунке 3. Для снижения твердости до НВ 178 - 207 и получения структуры зернистого перлита, обеспечивающей хорошую обрабатываемость, заготовки подвергают отжигу при 780 - 800 °С с последующим медленным охлаждением (15 - 25 °С/ч). Наилучшей структурой после отжига является структура мелкозернистого перлита, показанная на рисунке 4а. Например, при недогреве при отжиге сохраняется часть тонкопластинчатого перлита, которая изображена на рисунке 4б, а при перегреве образуется структура крупнопластинчатого и зернистого перлита, изображена на рисунке 4в.В ходе данной работы было выяснено, что при эксплуатации подшипников качения шарики являются наиболее нагруженными деталями изделия. Разрушение детали происходит вследствие увеличения нагрузок в местах концентрации напряжений до величин, превышающих предел прочности материала. Характер износа детали и его интенсивность обусловлены как параметрами процессов деформирования так и прочностными свойствами материала в условиях эксплуатации.

Оглавление

Задание на курсовой проект

1. Литературный обзор

1.1 Назначение и условия работы детали

1.1.2 Смазочные материалы

1.2 Материалы и твердость тел качения

1.2.1 Виды термической обработки

1.3 Виды термической обработки

1.3.1 Цементация

1.3.2 Термическая обработка стали ШХ15

1.4 Выводы из литературного обзора

2. Технология упрочняющей обработки

Заключение

Список используемой литературы

В ходе данной работы было выяснено, что при эксплуатации подшипников качения шарики являются наиболее нагруженными деталями изделия. Они испытывают интенсивные силовые и температурные нагрузки в процессе работы, что приводят к его износу и выходу из строя. Разрушение детали происходит вследствие увеличения нагрузок в местах концентрации напряжений до величин, превышающих предел прочности материала. Характер износа детали и его интенсивность обусловлены как параметрами процессов деформирования так и прочностными свойствами материала в условиях эксплуатации. При заданных условиях эксплуатации разрушение шарика может быть уменьшено подбором наиболее качественной технологии закалки металла.

Самым оптимальным материалом для изготовления шариков подшипника качения является сталь с твердостью HRC 63 - 67, а именно ШХ15, т.к. она обладает хорошей износоустойчивостью, твердостью и прочностью.

Сталь имеет предел прочности ?0,2=370 - 410МПА, предел пропорциональности ?B=590 - 410МПА, модуль нормальной упругости Е=211• ГПА, теплостойкость 150 - 160 °С, обладает хорошей шлифуемостью.

Выбранная технология обработки стали обеспечивает износостойкость детали. Используемыми методами достигается высокое качество материала, что предотвращает деталь от повреждений. Качественное изготовление шариков очень важно для работы всей детали в целом.

1. Алисин, В.В. Асташкевич, В.М. Браун, Э.Д. Трение, изнашивание и смазка / В. В. Алисин - М.: Машиностроение, 1979 г. - 358 с.

2. Анурьев, В.И. Справочник конструктора - машиностроителя / В.И. Анурьев - М.: Машиностроение - 1, 2001г. - 929 с.

3. Бейзельман, Р.Д., Цыпкин, Б.В. , Перель, Л.Я. Подшипники Качения - справочник / Р.Д. Бейзельман; - М.: Машиностроение, 1975 г. - 572 с.

4. Иванов, М.Н. Детали машин / М.Н. Иванов;М.: Высшая школа, 2000 г. - 383 с.

5. Нарышкин, В.Н. Коросташевский, Р.В. Подшипники качения - справочник - каталог / В.Н. Нарышкин; - М.: Машиностроение, 1984 г. - 280 с.

6. Сорокин, В.Г. Марочник сталей и сплавов / В.Г. Сорокин; - М.: Машиностроение, 1989. - 640 с.

7. Спришевский, А.И. Подшипники качения / А.И. Спришевский; - М.: Машиностроение, 1968 г. - 632 с.

8. Черменский, О.Е Федотов Н.Н. Подшипники качения - справочник - каталог / О.Е Черменский - М.: Машиностроение - 1, 2003 г. - 531 с.

9. Подшипники качения. Шарики.: [Сборник]: ГОСТ 3722 - 81. - М.: Изд - во стандартов, 1981- 14 с.

10. Термическая обработка стали // http: // www.tehnoinfa.ru /

Размещено на .ru