Изготовление сверла технологический процесс

Что такое сверло и история создания сверла

Технология изготовления сверл

Технологический процесс изготовления спиральных сверл по металлу с коническими хвостовиками состоит из такой последовательности операций.

  1. Отрезка заготовки для хвостовой части.
  2. Отрезка заготовки для рабочей части.
  3. Зачистка торцов у хвостовой части.
  4. Зачистка торцов у рабочей части.
  5. Очистка заготовки на пескоструйном аппарате.
  6. Сварка.
  7. Отжиг.
  8. Обдирка наплыва у сварного шва.
  9. Правка заготовки после сварки.
  10. Подрезка торца со стороны хвостовика.
  11. Сверление и зенкерование центрового отверстия со стороны хвостовика.
  12. Обточка наружного центра со стороны рабочей части.
  13. Обточка рабочей части по диаметру, предварительная и окончательная.
  14. Обточка хвостовика на конус, предварительная и окончательная.
  15. Обточка хвостовика под лапку и подрезка торца.
  16. Фрезерование лапки.
  17. Фрезерование спиральных канавок.
  18. Фрезерование спинки зуба.
  19. Термообработка и очистка на пескоструйном аппарате.
  20. Полирование спиральных канавок.
  21. Шлифование центров.
  22. Шлифование хвостовика на конус.
  23. Шлифование рабочей части по диаметру с обратным конусом.
  24. Заточка сверла.
  25. Контроль и клеймение.

Элементы спирального сверла[ | ]

Спиральное сверло представляет собой цилиндрический стержень, рабочая часть которого снабжена двумя (реже четырьмя) винтовыми спиральными канавками, предназначенными для отвода стружки и образования режущих элементов — ленточек.

  • Рабочая частьРежущая часть
    имеет две главные режущие кромки, образованные пересечением передних винтовых поверхностей канавок, по которым сходит стружка, с задними поверхностями, а также поперечную режущую кромку (перемычку), образованную пересечением задних поверхностей.
  • Направляющая часть
    имеет две вспомогательные режущие кромки, образованные пересечением передних поверхностей с поверхностью
    ленточки
    (узкая полоска на цилиндрической поверхности сверла, расположенная вдоль винтовой канавки и обеспечивающая направление сверла при резании, а также уменьшение трения боковой поверхности о стенки отверстия).
  • Хвостовик
    — для закрепления сверла на станке или в ручном инструменте.
      Поводок
      для передачи крутящего момента сверлу или
      лапка
      для выбивания сверла из конусного гнезда.
  • Шейка
    , обеспечивающая выход круга при шлифовании рабочей части сверла.

    Углы сверла[ | ]

    Угол при вершине 2φ=118° и угол наклона винтовой канавки ω=27°.

    • Угол при вершине 2φ
      — угол между главными режущими кромками сверла. С уменьшением 2φ увеличивается длина режущей кромки сверла, что приводит к улучшению условий теплоотвода, и, таким образом, к повышению стойкости сверла. Но при малом 2φ снижается прочность сверла, поэтому его значение зависит от обрабатываемого материала. Для мягких металлов 2φ=80…90°. Для сталей и чугунов 2φ=116…118°. Для очень твёрдых металлов 2φ=130…140°.
    • Угол наклона винтовой канавки ω
      — угол между осью сверла и касательной к винтовой линии ленточки. Чем больше наклон канавок, тем лучше отводится стружка, но меньше жёсткость сверла и прочность режущих кромок, так как на длине рабочей части сверла увеличивается объём канавки. Значение угла наклона зависит от обрабатываемого материала и диаметра сверла (чем меньше диаметр, тем меньше ω).
    • Передний угол γ
      определяется в плоскости, перпендикулярной режущей кромке, причём его значение меняется. Наибольшее значение он имеет у наружной поверхности сверла, наименьшее — у поперечной кромки.
    • Задний угол α
      определяется в плоскости, параллельной оси сверла. Его значения так же, как и переднего угла, изменяются. Только наибольшее значение он имеет у поперечной кромки, а наименьшее — у наружной поверхности сверла.
    • Угол наклона поперечной кромки ψ
      расположен между проекциями главной и поперечной режущих кромок на плоскость, перпендикулярную оси сверла. У стандартных свёрл ψ=50…55°.

    Переменные значения углов γ и α создают неодинаковые условия резания в различных точках режущей кромки.

    Углы сверла в процессе резания[ | ]

    Спиральное сверло диаметром 80 мм c коническим хвостовиком Морзе № 6.
    Углы сверла в процессе резания отличаются от углов в статике, так же, как и у резцов. Плоскость резания в кинематике получается повёрнутой относительно плоскости резания в статике на угол μ, и действительные углы в процессе резания будут следующими:

    Основы построения технологических процессов изготовления режущего инструмента. Типовые технологические процессы обработки инструментов , страница 8

    19. Контроль и клеймение.

    Такой техпроцесс применяется в индивидуальном и мелкосерийном производстве.

    В крупносерийном и массовом производстве в техпроцесс включаются специальные станки и полуавтоматы (рис.2).

    Технология изготовления сверл

    Техпроцесс изготовления спиральных сверл с коническим хвостовиком из быстрорежущей стали состоит следующих операций:

    1. Отрезка заготовки для хвостовой части

    2. Отрезка заготовки для рабочей части

    3. Зачистка торцев у хвостовой части

    4. Зачистка торцев у рабочей части

    5. Очистка заготовок на пескоструйном аппарате

    8. Обдирка наплыва у сварного шва

    9. Правка заготовки после сварки

    10. Подрезка торца со стороны хвостовика

    11. Сверление и зенкерование центрового отверстия со стороны хвостовика (рис.3.а)

    12. Обточка наружного центра со стороны рабочей части

    13. Обточка рабочей части по диаметру, предварительная и окончательная (рис.3.б)

    14. Обточка хвостовика на конус, предварительная и окончательная (рис.3.в)

    15. Обточка хвостовика под лапку и подрезка торца

    16. Фрезерование лапки (рис.3.г)

    17. Фрезерование спиральных канавок (рис.3.д)

    18. Фрезерование спинки зуба (рис.3.е)

    19. Термообработка и очистка на пескоструйном аппарате

    20. Полирование спиральных канавок

    21. Шлифование центров

    22. Шлифование хвостовика на конус

    23. Шлифование рабочей части по диаметру с обратным конусом (рис.3.ж)

    24.Заточка сверла (рси.3.з)

    25. Контроль и клеймение.

    Базами при обработке спиральных сверл служат центры. Поэтому на торце хвостовика на первом этапе обработки сверл производится сверление и зенкерова­ние центрового отверстия. Со стороны рабочей части на этом этапе ведется об­точка наружного центра. После термообработки в первую очередь шлифуются цен­тры.

    Наиболее характерными при изготовлении сверл являются операции по обработке винтовых канавок, спинок зубьев, заточке сверл.

    Сверла изготавливаются в массовом масштабе на инструментальных заводах. В этих условиях обработка канавок и спинок производится на специальных полуавтоматах и автоматах.

    Специальные полуавтоматы могут быть предназначены для одновременного фрезерования одной канавки, канавки и спинки, двух винтовых канавок и двух спинок зубьев сверла.

    В инструментальных цехах машиностроительных заводов винтовые канавки и спинки зубьев сверл фрезеруются на универсально-фрезерных станках.

    При обработке канавок сверл используют специальные фасонные фрезы. Фрезерование спинки у сверл диаметром более 12 мм производится фасонной фрезой, концевой торцовой фрезой, дисковой трехсторонней или конической фрезой. У сверл меньших размеров спинка обрабатывается шлифованием.

    Шлифование рабочей частью по диаметру с обратной конусностью хвостовика производится на универсальных круглошлифовальных станках или бесцентрово-шлифовальных станках.

    Заточка сверл должна быть выполнена с соблюдением следующих условий:

    1. Режущие кромки сверла должны быть одинаковы по длине и симметрично расположены относительно оси

    2. Величины заднего угла, угла при вершине, угла наклона поперечной кромки должны быть равны рекомендуемым величинам.

    Ручная заточка сверл не может обеспечить соблюдение этих условий.

    Для получения правильной геометрии сверла и высокого качества заточенных поверхностей необходимо затачивать сверла на специальных станках или приспособлениях.

    В крупносерийном и массовом производстве в техпроцесс включаются специальные станки и полуавтоматы (рис.4).

    Маршрутная технология изготовления сверл с коническим хвостовиком, оснащенных пластинками твердого сплава, отличается рядом дополнительных операций (рис.5).

    Технология изготовления фрез

    По конструктивно-технологическим признакам фрезы делятся на:

    1. Концевые и насадные

    2. Цельные и сборные

    3. С острозаточенными и затылованными зубьями.

    В отдельную технологическую группу можно отнести специальные фрезы – червячные и резьбовые.

    Технологической базой при изготовлении концевых фрез являются центровые отверстия. На отдельных операциях базой служит хвостовик, обработанный от центровых отверстий. Это такие операции, как фрезерование и заточка торцовых зубьев.

    • АлтГТУ 419
    • АлтГУ 113
    • АмПГУ 296
    • АГТУ 267
    • БИТТУ 794
    • БГТУ «Военмех» 1191
    • БГМУ 172
    • БГТУ 603
    • БГУ 155
    • БГУИР 391
    • БелГУТ 4908
    • БГЭУ 963
    • БНТУ 1070
    • БТЭУ ПК 689
    • БрГУ 179
    • ВНТУ 120
    • ВГУЭС 426
    • ВлГУ 645
    • ВМедА 611
    • ВолгГТУ 235
    • ВНУ им. Даля 166
    • ВЗФЭИ 245
    • ВятГСХА 101
    • ВятГГУ 139
    • ВятГУ 559
    • ГГДСК 171
    • ГомГМК 501
    • ГГМУ 1966
    • ГГТУ им. Сухого 4467
    • ГГУ им. Скорины 1590
    • ГМА им. Макарова 299
    • ДГПУ 159
    • ДальГАУ 279
    • ДВГГУ 134
    • ДВГМУ 408
    • ДВГТУ 936
    • ДВГУПС 305
    • ДВФУ 949
    • ДонГТУ 498
    • ДИТМ МНТУ 109
    • ИвГМА 488
    • ИГХТУ 131
    • ИжГТУ 145
    • КемГППК 171
    • КемГУ 508
    • КГМТУ 270
    • КировАТ 147
    • КГКСЭП 407
    • КГТА им. Дегтярева 174
    • КнАГТУ 2910
    • КрасГАУ 345
    • КрасГМУ 629
    • КГПУ им. Астафьева 133
    • КГТУ (СФУ) 567
    • КГТЭИ (СФУ) 112
    • КПК №2 177
    • КубГТУ 138
    • КубГУ 109
    • КузГПА 182
    • КузГТУ 789
    • МГТУ им. Носова 369
    • МГЭУ им. Сахарова 232
    • МГЭК 249
    • МГПУ 165
    • МАИ 144
    • МАДИ 151
    • МГИУ 1179
    • МГОУ 121
    • МГСУ 331
    • МГУ 273
    • МГУКИ 101
    • МГУПИ 225
    • МГУПС (МИИТ) 637
    • МГУТУ 122
    • МТУСИ 179
    • ХАИ 656
    • ТПУ 455
    • НИУ МЭИ 640
    • НМСУ «Горный» 1701
    • ХПИ 1534
    • НТУУ «КПИ» 213
    • НУК им. Макарова 543
    • НВ 1001
    • НГАВТ 362
    • НГАУ 411
    • НГАСУ 817
    • НГМУ 665
    • НГПУ 214
    • НГТУ 4610
    • НГУ 1993
    • НГУЭУ 499
    • НИИ 201
    • ОмГТУ 302
    • ОмГУПС 230
    • СПбПК №4 115
    • ПГУПС 2489
    • ПГПУ им. Короленко 296
    • ПНТУ им. Кондратюка 120
    • РАНХиГС 190
    • РОАТ МИИТ 608
    • РТА 245
    • РГГМУ 117
    • РГПУ им. Герцена 123
    • РГППУ 142
    • РГСУ 162
    • «МАТИ» — РГТУ 121
    • РГУНиГ 260
    • РЭУ им. Плеханова 123
    • РГАТУ им. Соловьёва 219
    • РязГМУ 125
    • РГРТУ 666
    • СамГТУ 131
    • СПбГАСУ 315
    • ИНЖЭКОН 328
    • СПбГИПСР 136
    • СПбГЛТУ им. Кирова 227
    • СПбГМТУ 143
    • СПбГПМУ 146
    • СПбГПУ 1599
    • СПбГТИ (ТУ) 293
    • СПбГТУРП 236
    • СПбГУ 578
    • ГУАП 524
    • СПбГУНиПТ 291
    • СПбГУПТД 438
    • СПбГУСЭ 226
    • СПбГУТ 194
    • СПГУТД 151
    • СПбГУЭФ 145
    • СПбГЭТУ «ЛЭТИ» 379
    • ПИМаш 247
    • НИУ ИТМО 531
    • СГТУ им. Гагарина 114
    • СахГУ 278
    • СЗТУ 484
    • СибАГС 249
    • СибГАУ 462
    • СибГИУ 1654
    • СибГТУ 946
    • СГУПС 1473
    • СибГУТИ 2083
    • СибУПК 377
    • СФУ 2424
    • СНАУ 567
    • СумГУ 768
    • ТРТУ 149
    • ТОГУ 551
    • ТГЭУ 325
    • ТГУ (Томск) 276
    • ТГПУ 181
    • ТулГУ 553
    • УкрГАЖТ 234
    • УлГТУ 536
    • УИПКПРО 123
    • УрГПУ 195
    • УГТУ-УПИ 758
    • УГНТУ 570
    • УГТУ 134
    • ХГАЭП 138
    • ХГАФК 110
    • ХНАГХ 407
    • ХНУВД 512
    • ХНУ им. Каразина 305
    • ХНУРЭ 325
    • ХНЭУ 495
    • ЦПУ 157
    • ЧитГУ 220
    • ЮУрГУ 309
    Читайте также  Оборудование для изготовления гибкого камня

    Полный список ВУЗов

    • О проекте
    • Реклама на сайте
    • Правообладателям
    • Правила
    • Обратная связь

    Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

    Производство сверл

    Содержание

    1. Технология изготовления сверл
    2. Материалы для изготовления сверл по металлу
      1. Покрытия, улучшающие характеристики сверл
    3. Станки для изготовления сверл
    4. Станки для производства сверл
    5. Особенности изготовления сверл, дополнительные методы улучшения характеристик инструментов
      1. Термическая обработка
      2. Контактная стыковая сварка
      3. Дополнительные методы улучшения основных характеристик сверл
    6. Заводы по производству сверл

    В этой статье мы расскажем все о производстве сверл. Вы узнаете:

    по какой технологии изготавливают обычные спиральные сверла;

    какие материалы идут на производство;

    на каком оборудовании выполняют основные технологические операции по производству сверл по металлу;

    какие особенности имеют термическая обработка и сварка.

    Фотография №1: изготовление сверла по металлу

    Технология изготовления сверл

    Технологический процесс изготовления спиральных сверл по металлу с коническими хвостовиками состоит из такой последовательности операций.

    Отрезка заготовки для хвостовой части.

    Отрезка заготовки для рабочей части.

    Зачистка торцов у хвостовой части.

    Зачистка торцов у рабочей части.

    Очистка заготовки на пескоструйном аппарате.

    Обдирка наплыва у сварного шва.

    Правка заготовки после сварки.

    Подрезка торца со стороны хвостовика.

    Сверление и зенкерование центрового отверстия со стороны хвостовика.

    Обточка наружного центра со стороны рабочей части.

    Обточка рабочей части по диаметру, предварительная и окончательная.

    Обточка хвостовика на конус, предварительная и окончательная.

    Обточка хвостовика под лапку и подрезка торца.

    Фрезерование спиральных канавок.

    Фрезерование спинки зуба.

    Термообработка и очистка на пескоструйном аппарате.

    Полирование спиральных канавок.

    Шлифование хвостовика на конус.

    Шлифование рабочей части по диаметру с обратным конусом.

    Контроль и клеймение.

    Материалы для изготовления сверл по металлу

    В России для изготовления сверл по металлу используют такие материалы, как быстрорежущие стали и твердые сплавы. Перечислим распространенные марки первых.

    Р9 и Р18. Похожие по характеристикам стали. Первая содержит 9 % вольфрама, а вторая — 18. Сверла из этих сталей хорошо сверлят, не перегреваются и служат долго.

    Р6М5 (зарубежный аналог — сталь HSS). Сверла по металлу из этой быстрорежущей стали встречаются чаще всего. Она содержит 6 % вольфрама и 5 % молибдена. Инструментами из этого материала обрабатывают:

    Р6М5К5 (зарубежный аналог — сталь HSS-Co). Этот сплав содержит не только молибден и вольфрам, но и 5 % кобальта. Сверла из стали Р6М5К5 прочнее аналогов из сплава без добавления кобальта.Такими инструментами обрабатывают:

    Твердосплавные сверла отличаются от инструментов, изготовленных из быстрорежущей стали, более высокими прочностью и долговечностью. На производство идут 4 вида сплавов.

    безвольфрамовые (на основе TiC, TiCN с никель-молибденовой связкой).

    Покрытия, улучшающие характеристики сверл

    При производстве сверл по металлу для улучшения их свойств на рабочие части и хвостовики наносят два вида покрытий.

    Нитрид титана. Твердость поверхностных слоев таких сверл увеличивается на 2300 HV. Термостойкость повышается до 600°.

    Нитрид титана, легированный алюминием. Твердость поверхностных слоев таких сверл увеличивается на 3000 HV. Термостойкость повышается до 900°.

    Фотография №2: сверло с покрытием из нитрида титана

    Сверлами с такими покрытиями обрабатывают:

    детали из твердых и улучшенных сплавов;

    заготовки из ковкого и серого чугуна, в котором графитовые включения имеют шаровидную форму.

    Если вам важны максимальные надежность и износостойкость, покупайте именно такие инструменты. Подробную информацию о выборе сверл по металлу вы найдете здесь.

    Станки для изготовления сверл

    Для производства обычных сверл используют следующие основные станки, аппараты и приспособления.

    Электросварочные стыковые машины.

    Станки для производства сверл

    Перечислим технологические операции изготовления сверл и назовем станки, аппараты и приспособления, которые применяют для обработки, к примеру, заготовок для инструментов с диаметрами от 0,1 до 1 мм, имеющих утолщенные хвостовики.

    Токарная обработка. Для нее применяют продольно-токарные автоматы 1103.

    Термическая обработка. Производится в электродных соляных ваннах.

    ·Отпуск и промывка. Сверла при их выполнении помещают в специальные сетчатые корзины.

    Шлифование хвостовиков. Применяется шлифовальный станок ЗМ-180 или МФ-63.

    Доводка рабочих частей сверл. Для этой операции используют специальные доводочные станки типа Штейнель.

    Шлифование рабочих частей. Выполняется на бесцентрово-шлифовальном станке МФ-63АП при ручной подаче.

    Шлифование стружечных канавок. Для него предназначен специальный шлифовальный станок МФ-202.

    Заточка. Проводится на станке 64А с применением бинокулярного микроскопа.

    Для производства сверл с диаметрами до 12 мм используют иное оборудование.

    Шлифование сверл по цилиндрическим поверхностям. Для обработки заготовок с диаметрами до 2 мм применяют станок ЗМ-180 или МФ-63. Более крупные заготовки шлифуют на станке ЗМ-182.

    Вышлифовка стружечных канавок. Заготовки с диаметрами до 2 мм обрабатывают на станке М-202П или М3460. Для шлифования более крупных сверл применяют станки 3А650, 3А682, 3А683, 3657, 3А684 и 3А684К.

    Заточка и подточка. Эти операции выполняют на станках 3А681, 3А650 и 3А682.

    Консервация и упаковка. Для них предназначены специальные аппараты НО-2012, НО-2712 и НО-1894А.

    Особенности изготовления сверл, дополнительные методы улучшения характеристик инструментов

    Расскажем об особенностях выполнения самых важных операций, входящих в технологию изготовления сверл, и опишем методы, которые используют для улучшения основных характеристик инструментов.

    Термическая обработка

    Имеет очень важное значение. От правильности выполнения термической обработки напрямую зависят износостойкость инструмента и качество стали.

    Закалку проводят в ваннах с расплавленными солями или в печах (электрических и газовых). В некоторых случаях для изготовления сверл применяют оборудование с вакуумом или восстановительной атмосферой.

    Для отпуска используют масла, щелочи, соли и воду. Часто заготовки охлаждают на воздухе.

    Обратите внимание! Режимы термообработки имеют особую важность. Поэтому все процессы контролируются автоматически.

    Контактная стыковая сварка

    Выполняется на специальных электросварочных машинах. Существуют три технологии.

    Сварка непрерывным оплавлением без подогрева. Технология отличается высокой производительностью. Недостаток — большой расход металла на оплавление и осадку.

    Сварка с подогревом прерывистым оплавлением. Протекает немного дольше. Расход металла значительно уменьшается.

    Сварка с подогревом сопротивлением. Металл практически не расходуется, но операция требует высокой квалификации рабочих.

    Чаще всего используют второй метод.

    Фотография №3: контактно-стыковая сварка

    Дополнительные методы улучшения основных характеристик сверл

    Перечислим технологии, которые применяют при изготовлении сверл для дополнительного улучшения их свойств.

    Цианирование. Поверхности рабочих частей насыщают азотом и углеродом. Цианирование повышает прочность инструментов в 2–3 раза.

    Сульфидирование. Поверхностные слои сверл насыщают серой. Сернистые соединения снижают трение и повышают износостойкость инструментов в 1,5–2 раза.

    Обработка водяным паром. После нее инструменты помещают в масло. На поверхностях образуются черные пленки окислов. Прочность сверл, прошедших такую обработку, увеличивается вдвое.

    Заводы по производству сверл

    Производство качественных сверл по металлу налажено на огромном количестве заводов в России и за рубежом. Популярностью пользуется продукция под следующими торговыми марками.

    Ruko. Компания специализируется на изготовлении сверл с крестовыми заточками. Типы напыления варьируются. Продукция сочетает в себе высокое качество и приемлемую стоимость.

    Haisser. Твердосплавные сверла этого бренда — одни из самых лучших в мире. Изделия стоят дорого.

    Bosh. Специализируется на изготовлении сверл с SDS-хвостовиками.

    «Зубр». Один из лучших российский производителей.

    SEKIRA. Это наша собственная торговая марка. Мы выпускаем сверла различных видов и габаритов. Характеристики всех изделий отвечают требованиям ГОСТов. Нашу продукцию вы можете приобрести по самой низкой цене.

    Изучите каталог, выберите нужные вам сверла и оформите заказ. Мы доставим металлорежущие инструменты в установленный срок.

    Групповой технологический процесс изготовления спиральных свёрл из быстрорежущей стали

    Анализ исходных данных проекта, его экономическая эффективность. Выбор стратегии разработки технологического процесса и средств оснащения. Расчеты припусков на обработку. Проектирование станочного и контрольного приспособления, режущего инструмента.

    Рубрика Производство и технологии
    Вид дипломная работа
    Язык русский
    Дата добавления 16.10.2010
    Размер файла 466,6 K
    • посмотреть текст работы
    • скачать работу можно здесь
    • полная информация о работе
    • весь список подобных работ

    Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

    Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

    • 1
    • 2
    • 3

    Министерство образования и науки Российской Федерации

    Тольяттинский государственный университет

    Механико-технологическое отделение


    Кафедра «Технология машиностроения»


    Дипломный проект


    На тему:


    «Групповой технологический процесс изготовления спиральных свёрл из быстрорежущей стали»


    Зав. кафедрой: Солдатов А.А.


    Руководитель проекта: Бобровский А.В.


    Консультанты: 1. Зубкова Н.В.


    2. Ульянова В.Е. .


    3. Виткалов В.Г.


    УДК 621.9.048.6


    Сывороткина Елена Ивановна. Кафедра «Технология машиностроения» ТГУ, Тольятти 2006 г. Дипломный проект на тему: «Групповой технологический процесс изготовления спиральных сверл из быстрорежущей стали» Тольятти, 2006г. — 192с., 10л. формата А1.


    В дипломном проекте разработан групповой технологический процесс изготовления детали, — сверло, спроектирована комплексная деталь для данной группы деталей, выбраны необходимые средства технологического оснащения, используемые для всех деталей данной группы, рассчитаны припуски на механическую обработку комплексной детали и спроектирована для нее заготовка. Произведено нормирование технологического процесса. Рассчитаны и спроектированы станочное и контрольное приспособления, а так же режущий инструмент. Проведено исследование в области повышения износостойкости режущей части сверла из быстрорежущей стали методами радиационно-пучковой обработки (ионная имплантация). Разработка технологического процесса сопровождается экономическим расчётом, отражающим правильность выбора параметров технических решений. Так же обеспечены безопасность и экологичность данного проекта.

    Основу технологической подготовки производства составляет разработка оптимального технологического процесса (ТП), позволяющего обеспечить выпуск заданного количества изделий заданного качества в установленные сроки с наименьшими затратами времени и ресурсов.

    Читайте также  Изготовление клинкерной плитки в домашних условиях

    Важной частью разработки ТП обработки детали является разработка технологического маршрута, т.е. определение операций ТП и последовательности их выполнения.

    В настоящее время на производстве используются метод типизации ТП и метод групповой обработки детали. Высказано много различных точек зрения относительно типовых и групповых технологических процессов. Иногда считают, что методы типизации технологических процессов и групповой обработки равнозначны. Однако в системе технологической подготовки и организации производства, а также в технологической терминологии нельзя смешивать эти два метода. Принципиальное их различие заключается в том, что типовые процессы характеризуются общностью последовательности и содержания операций (переходов) при обработке однотипных, т.е. однородных деталей, а групповая технология характеризуется общностью оборудования и технологической оснастки при выполнении отдельных операций или при полном изготовлении группы разнотипных деталей. Если при типизации основной является конструкторская классификация (по типам), а технологическая вторична, то при групповом методе основной является технологическая классификация, а конструкторская вторичной. Этим и объясняется разница общих схем классификации при типизации технологических процессов и групповом методе обработки.

    Типовые технологические процессы целесообразно применять на заводах крупносерийного и массового производства, а также на заводах серийного производства с устойчивой номенклатурой изделий. Однако при небольших партиях деталей и частой перенастройке оборудования использование типовых процессов не дает ощутимого экономического эффекта по сравнению с обработкой по единичным процессам. В этих условиях групповая обработка является наиболее производительной и экономичной.

    Цель дипломного проектирования по технологии машиностроения научится правильно применять теоретические знания, полученные в процессе учебы, использовать свой практический опыт работы на машиностроительных предприятиях для решения профессиональных технологических и конструкторских задач.

    Задачей данного проекта является обеспечение выпуска группы деталей «Сверл» заданного качества с наименьшими затратами и минимальной трудоемкостью изготовления путем разработки оптимального технологического маршрута механической обработки комплексной детали, базирующегося на современных достижениях в области станкостроения и инструментального производства. А так же провести исследования в области повышения износостойкости режущей части сверла из быстрорежущей стали методами радиационно-пучковой обработки (ионная имплантация).

    Для решения поставленных задач необходимы следующие мероприятия:

    1. Расширение, углубление, систематизация и закрепление теоретичес-ких знаний, и применение их для проектирования прогрессивных технологических процессов сборки изделий и изготовления деталей, включая проектирование средств технологического оснащения;

    2. Развитие и закрепление навыков ведения самостоятельной творческой инженерной работы;

    3. Овладение методикой теоретико-экспериментальных исследований технологических процессов инструментального производства;

    В дипломном проекте должна отображаться экономия затрат труда, материала, энергии. Решение этих вопросов возможно на основе наиболее полного использования возможностей прогрессивного технологического оборудования и оснастки, создания гибких технологий.

    1. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

    Задача раздела — на базе анализа технических требований к д е талям и годового объёма выпуска сформулировать задачи, которые необходимо решить в проекте для достижения цели, сформулированной во введ е нии.

    1.1 Анализ служебного назначения и условий работы деталей

    Детали — спиральные сверла (лист 06.М15.660.12.01; 06.М15.660.12.02; 06.М15.660.12.03; 06.М15.660.12.04) являются режущим инструментом и предназначены для получения в сплошном материале (конструкционные стали, а также неметаллические материалы) отверстий.

    Режущая кромка, лезвие, а также задние поверхности сверла работают в условиях постоянного трения и в зоне высоких температур. Также эти поверхности испытывают деформации, возникающие, по большей мере, за счет снятия неравномерного припуска. Канавки для отвода стружки в процессе резания также подвергаются значительному трению. Стержень самого сверла подвергается скручиванию и сжатию под действием крутящего момента и осевой силы соответственно. Поэтому материал детали должен быть выбран с учётом того, что бы он мог противостоять выкрашиванию, быть износостойким, достаточно пластичным и твердым. А также он должен иметь высокий коэффициент теплопроводности. Для достижения выше перечисленных качеств материал должен подвергаться необходимой термической обработке. В то же время материал детали должен быть экономически целесообразен, т. е. иметь относительно низкую стоимость.

    Выше указанным требованиям удовлетворяет материал быстрорежущая сталь Р6М5 по ТУ 14-1-318-72, имеющая следующий химический состав [1] представленный в таблице 1.1 и следующие физико-механические свойства [2] таблица 1.2:

    Разработка маршрутной технологии изготовления сверла из стали Р6М5Ф3

    1. Получение заготовки — поковки (кузнечный цех).

    . Предварительная смягчающая термообработка — изотермический отжиг (термический участок кузнечного цеха).

    . Контроль твёрдости (термический участок кузнечного цеха).

    . Предварительная механическая обработка (механический цех)

    . Окончательная упрочняющая термообработка — закалка со ступенчатым нагревом, высокотемпературный трёхкратный отпуск; улучшение хвостовика (термический участок механического цеха).

    . Контроль твердости (термический участок механического цеха).

    . Окончательная механическая обработка (механический цех).

    . Контроль качества готовой детали (механический цех).

    Разработка маршрутной технологии изготовления режущего инструмента метчик из стали Р6М5:

    1. Получение заготовки — поковки (кузнечный цех).

    . Предварительная смягчающая термообработка — изотермический отжиг (термический участок кузнечного цеха).

    . Контроль твёрдости (термический участок кузнечного цеха).

    . Предварительная механическая обработка (механический цех)

    . Окончательная упрочняющая термообработка — закалка со ступенчатым нагревом, высокотемпературный трёхкратный отпуск; улучшение хвостовика (термический участок механического цеха).

    . Контроль твердости (термический участок механического цеха).

    . Окончательная механическая обработка (механический цех).

    . Контроль качества готовой детали (механический цех).

    Разработка технологического процесса термической обработки режущего инструмента:

    Технологический процесс предварительной термической обработки

    Предварительная термическая обработка режущих инструментов (дисковая фреза, сверло, протяжка) производиться в камерной электропечи типа СНО8.16.5/10. Печь имеет ленточные нагревательные элементы, расположенные зигзагами в два ряда по боковым стенкам, на поду печи и на своде. Подовые нагревательные элементы размещены на специальных алундовых гребенках и защищены массивной металлической жаростойкой плиткой с боковыми ребрами или карборундовой пленкой. Концы нагревателей выведены на заднюю стенку и защищены кожухом. У заслонки печи имеется трубка с рядом отверстий для подвода защитного газа.

    ) уменьшить карбидную неоднородность литой и катаной стали;

    ) понизить твердость и обеспечить, таким образом, возможность обработки резанием;

    ) подготовить структуру для закалки и предупредить нафталиновый излом.

    Для изотермического отжига сталь нагревают до температуры, на 20-30°С выше А3 и после выдержки быстро охлаждают до температуры немного ниже критической точки А1»700°С. При этой температуре сталь выдерживается до полного распада аустенита и затем охлаждается на воздухе.

    Преимуществом изотермического отжига по сравнению с обычным является значительное сокращение времени отжига и получение более однородной структуры. Температура изотермической выдержки оказывает влияние на получающуюся структуру и свойства. С понижением температуры изотермической выдержки, т.е. с увеличением степени переохлаждения аустенита зерна цементита измельчаются и получается мелкозернистый перлит.

    Отжиг осуществляется в электрической печи типа СНО 8.16.5/10, которая по своей производительности обеспечивает выполнение производственной программы и необходимый температурный интервал режима термообработки.

    ) Предварительная термическая обработка и назначение технологических параметров для фрезы дисковой.

    первый нагрев инструмента в электрической газовой печи типа СНО8.16.5/10 до температуры 650°С. Продолжительность нагрева 20-25 мин. Выдержка при температуре нагрева 20-30 мин.

    второй нагрев инструмента до температуры 920°С. Продолжительность нагрева 20-25 мин. Выдержка при температуре нагрева 1ч.

    охлаждение в печи до 500°С

    охлаждение на воздухе до температуры участка

    контроль твердости 10% заготовок от партии по методу Бринелля

    контроль режима термообработки.

    Характерной особенностью отжига безвольфрамовой быстрорежущей стали является образование феррито-цементитной смеси из аустенита при постоянной температуре. При нагреве стали 11М5Ф выше критической точки происходит переход перлита в аустенит. Механизм процесса превращения перлита в аустенит состоит в зарождении зёрен аустенита и их росте. Первоначальные зародыши аустенита при нагреве несколько выше критической точки А1 образуются сдвиговым путём (α → γ) при сохранении когерентности. При росте зародыша когерентность α и γ решёток нарушается, сдвиговый механизм заменяется нормальным механизмом роста, и зерна аустенита приобретают равноосную форму. Изотермическая выдержка необходима для полного распада аустенита и образования перлита.

    ) Предварительная термическая обработка и назначение технологических параметров для сверла.

    нагрев производится в электрической камерной печи типа СНО8.16.5/10 до температуры 840-860°С. Продолжительность нагрева »5 мин. Выдержка при температуре нагрева 10 мин.

    охлаждение в печи до 720-730°С и выдержка 2ч

    охлаждение в печи до 600°С

    охлаждение на воздухе до температуры участка

    контроль твердости по методу Бринелля

    контроль режима термообработки.

    нагрев в электрической камерной печи типа СНО8.16.5/10 до температуры 840°С±10°С. Выдержка при температуре нагрева 20 мин.

    охлаждение на воздухе до температуры участка

    контроль твердости по методу Бринелля

    контроль режима термообработки.

    ) Предварительная термическая обработка и назначение технологических параметров для метчика

    нагрев производится в электрической камерной печи типа СНО8.16.5/10 до температуры 840-860°С. Продолжительность нагрева »5 мин. Выдержка при температуре нагрева 10 мин.

    охлаждение в печи до 720-730°С и выдержка 2ч

    охлаждение в печи до 600°С

    охлаждение на воздухе до температуры участка

    контроль твердости по методу Бринелля

    контроль режима термообработки.

    нагрев в электрической камерной печи типа СНО8.16.5/10 до температуры 840°С±10°С. Выдержка при температуре нагрева 20 мин.

    охлаждение на воздухе до температуры участка

    контроль твердости по методу Бринелля

    контроль режима термообработки.

    Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

    Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

    Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

    Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

    Изготовление витых сверл из литой быстрорежущей стали Текст научной статьи по специальности « Технологии материалов»

    Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — И. О. Хазанов, Ю. К. Корзунин, Г. Г. Захарова

    Текст научной работы на тему «Изготовление витых сверл из литой быстрорежущей стали»

    ИЗВЕСТИЯ ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА

    Читайте также  Сеточное полотно или нитки фабричного изготовления

    ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВИТЫХ СВЕРЛ ИЗ ЛИТОЙ БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ

    И. О. ХАЗАНОВ, Ю. к. КОРЗУНИН, Г. Г. ЗАХАРОВА

    производства и технологии металлов)

    Существующие способы изготовления сверл предусматривают применение пруткового горячекатаного материала в качестве исходной заготовки для сверла.

    Прутки разрезаются на длину заготовки под рабочую часть сверла, затем к ним приваривается хвостовая часть из стали 45, сваренные заготовки отжигаются, обтачиваются, шлифуются, после чего следует либо прокатка на стане секторного проката с последующей завивкой, либо из обточенной заготовки изготавливается фрезерованное сверло [1].

    Изготовление сверл, да и других видов инструмента из быстрорежущих ‘сталей ¡неизменно связано с образованием значительного количества отходов дефицитной и дорогой быстрорежущей стали. Эти отходы получаются в виде стружки, мелких излишних кусочков рабочей части сверла и просто кусковых отходов, которые уже не могут использоваться в производстве инструмента из-за их некондиционно-малых размеров. Эти отходы, в лучшем случае, переплавляются на резцы, литые сверла, а в большинстве случаев сдаются на переплавку. Завод теряет необходимый ему металл’ и терпит убытки из-за разницы в стоимости отходов по сравнению с кондиционным металлом.

    Переплавкой отходов на другие виды инструмента на инструментальных заводах можно значительно увеличить выпуск инструмента, что даст заводам дополнительные прибыли на экономии металла.

    Однако литой инструмент, наряду с хорошими качествами, имеет существенный недостаток: он обладает значительной хрупкостью и основным видом его износа является выкрашивание режущих кромок [2]. Этот недостаток, по-видимому, сдерживает увеличение выпуска таких видов литого инструмента, как сверла, фрезы, зенкеры и т. д.

    Наиболее перспективным является выпуск такого массово потребляемого инструмента, как сверла. Наша инструментальная промышленность выпускает ежегодно сотни миллионов сверл и потребность в них ежегодно возрастает.

    Авторами настоящей работы была разработана на Томском заводе режущих инструментов новая технология изготовления сверл размером от 20 мм и более из литых заготовок.

    Предлагаемая технология предусматривает в качестве исходного .материала для заготовок сверл переплав отходов быстрорежущей стали и стружку, из которых отливаются штанги для нужных размеров сверл..

    Отлитые штанги отжигаются, режутся на короткие заготовки, соответствующие рабочей части сверла, а вся дальнейшая технология изготовления сверла совпадает с заводской технологией изготовления сверл * методом секторного проката [1].

    Известно, что сталь Р18 является малопластичной и наиболее труднодеформируемой сталью по-сравнению со сталью Р12, Р6МЗ [3,4].

    Поэтому в настоящее время на большинстве заводов для изготовления сверл методом секторного проката используется в основном сталь Р12 и Р6МЗ. В литом состоянии быстрорежущая сталь обладает весьма ограниченной пластичностью [5], поэтому на металлургических заводах под непосредственную прокатку используются слитки небольшого веса (от 200 до 500 кг) со строго ограниченным в них содержанием углерода, который и определяет пластичность литой быстрорежущей стали. Сильно развитое строение карбидной эвтектики в крупных слитках (весом от 300 кг и выше) [5] вынуждает производственников осу-, ществлят’ь вначале их ковку, после чего кованые заготовки подаются на

    В нашем случае, в качестве заготовки под прокат сверл используются отливки малого объема и веса, в которых из-за большой скорости охлаждения при их кристаллизации сильно измельчается зерно и не получаются крупные эвтектические карбиды, а это повышает пластичность литой быстрорежущей стали.

    Переплавка отходов стали производилась в индукционной печи с машинным генератором МГП-102а в кислом тигле емкостью 150 кг. Мелкая шихта засыпалась в тигель, сверху покрывалась слоем битого ? стекла, после расплавления первой пор-

    ции шихты в тигель вводилась брике-.■ тированная стружка до 30% от веса

    плавки. Подшихтовка угара углерода, молибдена, вольфрама, хрома, ванадия производилась высокоуглеродистым быстрорежущим чугуном состава: углерода — 5—5,5%, хрома — 4 %, вольфрама— 6—12%, ванадия — 2,3«%, молибдена — 3,5)%;. Состав высокоуглеродистого чугуна выбирался в зависимости от состава переплавляемой шихты. При выплавке стали из шихты Р6МЗ высокоуглеродистый чугун выплавляется на базе стали Р6МЗ, для ¡стали Р12 выплавляли чугун из стали Р12. Это облегчает подшихтовку выплавляемого металла, так как в быстрорежущем чугуне можно при помощи дополнительного введения ферросплавов получить любое содержание выго-1 рающих легирующих элементов.

    Переплавленная и доведенная до стандартного состава сталь Р6МЗ или Р12 разливалась в металлические из-г ложницы, рис. 1, которые снабжаются

    прибыльной частью. Прибыльная часть изложницы изготавливается по способу приготовления оболочковых форм. Кокили на торцах и рабочих Ï поверхностях покрываются противопригарной обмазкой из окиси хрома

    или окиси алюминия на минеральном или растительном масле.

    Рис. 1. Металлическая изложница для отливки заготовок для сверл

    Перёд первой заливкой кокили подогреваются до 400ч-500°С. Коки-ли быстроразъемные и их количество определялось объемом одного ковша стали. В нашем случае использовалось 10 кокилей с весом одной отливки 2,8—3,0 кг, что составляет 30 кг стали в одном ковше. После разливки первого ковша перед второй разливкой литейщики успевали разобрать и подготовить кокили к следующей разливке. При качественном нанесении противопригарной краски в кокиль можно произвести 7—8 заливок без дополнительного окрашивания, а только с подкрашиванием верхней части кокиля, в месте удара струи жидкого металла. Подкрашивание производилось сразу после разборки горячего кокиля тряпочным тамтшном. Краска очень быстро высыхает, и ко’киль снова готов к заливке. Скорость затвердевания отливки в кокилях для заготовок диаметром 30 мм составляла 14 град/сек. Пока заливались последние кокили, первые уже разбирались, из них извлекались отлитые заготовки, кокили немного подкрашивались и снова собирались под заливку. Операция повторной сборки и извлечения отливок составляла 4—6 минут. Так как форма отливок простая, то стойкость кокилей велика.’ Кокили изготавливали из стали 10, ст. 20. В кокилях предусмотрена свободная усадка отливок, в противном случае в них могут появиться горячие трещины. Кокили устанавливались в ряд на подкладной плите. При заливке металла в подогретые до 400—550°С кокили отливки получались беспористыми с чистой поверхностью. Вес прибыльной части отливки составлял 0,7—0,8 вееа годной штанги, хотя это требование выполняется в каждом отдельном случае по-разному, в зависимости от размера отливки. Основным контролирующим фактором качества отливки должно являться отсутствие усадочной раковины в подприбыльной части отливок.

    При конструировании кокилей их тепловой расчет не производился, а вес кокилей в нашем случае составил 3—4 веса отливки. Кокили имеют хороший вид после получения в них более 100 заливок и не было ни одного случая выхода из строя их из-за разгара.’ При появлении разгара рабочая полость может растачиваться под больший размер отливок, что увеличит срок службы кокилей.

    Угар элементов в нашем случае составил: углерода— 10%, хрома— —3—4%, молибдена — 5%, ванадия — 6—7%, вольфрам практически не выгорал. Плавка весом 150 кг продолжалась 1,5 часа. Плавка на высокочастотной установке ЛПЗ-60 весом 50 кг длилась около одного часа. Первые опытные плавки производились на установке ЛПЗ-60 весом по 20 кг, время плавки составляло 20—25 минут

    Отливки, полученные в кокиле, имеют очень мелкое зерно и тонкую сетку карбидной эвтектики, рис. 2, 3. Твердость отлитых в кокиль заготовок составляет HRC 56, поэтому их необходимо отжечь, так как они должны подвергаться механической обработке. Отжиг производился в шахтных печах с песочной засыпкой. Для снятия окалины и обезугле-роженного сло’я учитывался технологический припуск на обточку для получения качественной заготовки. Твердость отливок после отжига составляет НВ—260 кг/мм2. Мелкозернистое строение отливок обеспечило возможность получения из них сверл методом непосредственной прокатки.

    Полученные литые заготовки прокатывались на стане секторного проката по заводской технологии. После прокатки и завивки сверла отжигались вместе с заводской партией сверл по стандартному режиму [6]. Наличие о.безуглероженного слоя проверялось по методу Садовского и Не было обнаружено. После отжига и последующей механической обработки сверла прошли термическую обработку, закалку и отпуск по стандартным режимам для стали Р6МЗ и Р12.

    Сверла в готовом виде с твердостью ГЩС—63-^64,5 испытывались на скручивание и изгиб в сравнении со сверлами из катаных заготовок. Работа при скручивании у сверл 26 мм из литых заготовок составила 78 кгм, сверла из катаных заготовок показали работу при скручивании 77 кгм. Усилие при изгибе у сверл из катаных заготовок оказалось выше на 350—400 /сг. Сверла прошли лабораторные испытания резанием

    по ГОСТ 2034—64 и не имели следов износа и выкрашивания. По внешнему виду сверла из литых заготовок не отличаются от заводских.

    Из результатов испытаний механических и режущих свойств следует, что сверла из литых заготовок соответствуют требованиям ГОСТ 10902—64.

    Изготовление сверл по предлагаемой технологии из отходов быстрорежущей стали даст инструментальным заводам значительную экономию.

    1. А. М. Бранделис. Новая технология производства спиральных сверл. Машгиз, М., 1953.

    2. Н. С. Дегтяренко. Литой режущий инструмент и область его применения. ВНИИ, М., 1959.

    3. Н. М. Ф а д ю ш и н а, Е. И. М а л и н к и н а. Станки и инструмент. № 6, М., 1966, стр. 30.

    4. Г. А. Ко с с о вич, Ю. А. Геллер. МИТОМ, № 5, М., 1964, стр. 3—9.

    5. Ю. М. Чижиков. Процессы обработки давлением легированных сталей и сплавов. Металлургия, М., 1965, стр. 248.

    6. Ю. А. Геллер. Инструментальные стали. Металлургиздат. М., 1968, стр. 396.

    Рис. 2. Микроструктура стали Р6МЗ, отлитой в металлическую изложницу, х640, нормальный отжиг

    Рис. 3. Микроструктура стали Р12, отлитой в металлическую изложницу, Х640, нормальный отжиг