Зябрев А.А., Мухин Г.Г., Фахуртдинов Р.С. Выбор материала и технологии термической обработки деталей и инструментов (2011) (1257619)
Текст из файла
Московский государственный технический университетимени Н.Э. БауманаА.А. Зябрев, Г.Г. Мухин, Р.С. ФахуртдиновВЫБОР МАТЕРИАЛА И ТЕХНОЛОГИИТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИДЕТАЛЕЙ И ИНСТРУМЕНТОВИздательство МГТУ им. Н.Э. БауманаМосковский государственный технический университетимени Н. Э. БауманаА.А. Зябрев, Г.Г. Мухин, Р.С. ФахуртдиновВЫБОР МАТЕРИАЛА И ТЕХНОЛОГИИТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИДЕТАЛЕЙ И ИНСТРУМЕНТОВМетодические указания по выполнению домашнего заданияпо дисциплине «Материаловедение»МоскваИздательство МГТУ имени Н.
Э. Баумана20111УДК 621.785ББК 34.651З-99Рецензент Н. Н. ЗубковЗ-99Зябрев А. А.Выбор материала и технологии термической обработкидеталей и инструментов : метод. указания к выполнениюдомашнего задания по дисциплине «Материаловедение» /А. А. Зябрев, Г. Г. Мухин, Р. С. Фахуртдинов. — М.: Изд-воМГТУ им. Н. Э. Баумана, 2011. — 18, [2] с.
: ил.Приведены необходимые данные для выполнения домашнегозадания по курсу «Материаловедение». Указаны цели, содержание, порядок выполнения и защиты задания, а также требования коформлению отчета. Представлен пример выполнения домашнегозадания.Для студентов 2-го и 3-го курсов машиностроительных иприборостроительных специальностей.Рекомендовано Учебно-методической комиссией НУК МТМГТУ им. Н.Э. Баумана.УДК 621.785ББК 34.651© МГТУ им. Н.Э.
Баумана, 20112ВВЕДЕНИЕЦель домашнего задания — обосновать выбор материала и технологии термической обработки деталей машин и инструментов всоответствии с условиями их работы, требованиями к механическим и технологическим свойствам материала.При выполнении задания студентам помимо конспекта лекций,учебников по материаловедению и других учебных пособий необходимо использовать действующие ГОСТы РФ, а также справочники и монографии. В методических указаниях разъясняется ход выполнения задания, рассматривается пример его выполнения.Для выполнения задания отводится 8 ч, сроки выдачи и сдачиопределяются учебными планами на семестр. Ориентировочныйсрок выдачи— 10-я неделя, срок сдачи — 14-я неделя.Домашнее задание способствует: выработке умения решать практические задачи по выбору материалов и применению термической обработки деталей машин иинструментов; закреплению имеющихся знаний в области материаловеденияи термической обработки сталей и сплавов; расширению кругозора и стимулированию интереса к теоретическим вопросам материаловедения; развитию навыков к самостоятельной работе с техническойлитературой.3СОДЕРЖАНИЕ ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯИ ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ЕГО ВЫПОЛНЕНИЯПри выполнении задания основное внимание следует обратитьна выбор сталей и сплавов для деталей машин и инструментов, термическую обработку деталей машин и инструментов и на объяснение структурных изменений, происходящих в материалах на каждой операции термического упрочнения (при нагреве, выдержкепри заданной температуре и охлаждении).
Сталь или сплав выбирают с учетом исходных данных: условий эксплуатации (температура, характер испытываемых нагрузок — статических или динамических, действия среды и т. п.), размеров деталей, серийности производства.В зависимости от варианта домашнее задание содержит либотиповые детали машин (валы и оси, шестерни, рычаги, пружины,рессоры, торсионные валы, подшипники качения, крепежные детали, шатуны и др.), либо вид инструмента (режущий, мерительный,штамповый).В группе режущих инструментов представлены сверла, фрезы,резцы, метчики, развертки, протяжки, пилы горячей резки металла,пилы для обработки дерева.В группу мерительного инструмента включены калибры (гладкие и резьбовые), скобы, шаблоны, линейки и др.
При выполнениидомашних заданий по этим видам инструмента требуется с помощью термической обработки инструмента обеспечить его эксплуатационные свойства и стабильность размеров.Штамповый инструмент подразделяется на две группы: 1) инструменты горячей обработки давлением; 2) инструменты холоднойобработки давлением.Принципиальное различие условий эксплуатации любого инструмента предопределяет основные требования к материалу, которые должны быть отражены при выполнении задания. В группу инструментов горячей обработки давлением включены: штампы различных видов; валки; прошивные иглы; пресс-формы дляпереработки пластмасс; штампы для получения деталей литьем поддавлением и др.
В группу инструментов холодной обработки давлением входят: штампы различных видов (обрезные, чеканочные, гибочные, формовочные); пуансоны, пресс-формы для прессования4порошков, фильтров; ножи холодной резки; слесарный инструмент(молотки, клейма, керны).В домашние задания могут быть включены конструкционныеуглеродистые, легированные стали, алюминиевые и титановыесплавы. Например, могут быть заданы углеродистые стали обыкновенного качества: Ст3, Ст4, качественные стали начиная от стали08 до стали 60.Легированные конструкционные стали включают в себя: группу цементуемых сталей 15Х, 15ХФ, 12Х2Н4А, 20ХН3А, 18ХГТ,25ХГМ, 18Х2Н4МА; группу улучшаемых сталей 40Х, 40ХН,40ХНМА, 38ХН3МА; группу рессорно-пружинных сталей 50ХФА,65Г, 50С2, 60С2ХФА, 70С3А; группу высокопрочных сталей30ХГСА, 30ХГСНА, 40ХН2СМА, 03Н18К9М5Т, 03Х11Н10М2Т;группу подшипниковых сталей ШХ4, ШХ15, ШХ15СГ.К инструментальным сталям относятся: углеродистые стали отУ7, У8 до У12; легированные стали для режущего инструмента Х,ХВГ, 9ХС; быстрорежущие стали Р6М5, Р18; для штампов горячегодеформирования стали — 5ХНМ, 5ХГМ, 40Х5В2ФС; для штамповхолодного деформирования — Х12, Х12М и др.Разработаны два типа задания.Первый тип — разработка технологии термического упрочненияконкретной марки стали или сплава для изготовления указанной детали машины (инструмента).
После выполнения основной части задания требуется указать одну-две марки стали или сплава, отметивсходство и различия этих материалов с указанным в задании.Второй тип — выбор марки стали для детали машины (инструмента) с учетом условий эксплуатации и поставленных требованийна основе анализа двух-трех возможных вариантов такого выбора.Например, сопоставляют легированные цементуемые стали и улучшаемые стали при нескольких вариантах поверхностного упрочнения (поверхностной закалки, поверхностного пластического деформирования, азотирования).В каждое домашнее задание включены следующие исходныеданные: краткое введение, описывающее наиболее важные требования к деталям машин или инструментам, для которых нужно выбрать материал; данные об условиях их эксплуатации, основныемеханические свойства материала — либо твердость, либо пределтекучести и относительное удлинение, которые должны быть дос5тигнуты в результате термической обработки; размеры изделия,чтобы при выборе стали или сплава учесть прокаливаемость.
Еслиуказана определенная марка стали или сплава, то для них и близкихпо свойствам материалов отмечены типичные особенности.ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ1. Получить домашнее задание у преподавателя и ознакомитьсяс исходными данными деталей машин (инструмента) и условиямиэксплуатации.2. Проработать соответствующий раздел учебника [1] для предполагаемого варианта термического упрочнения или предполагаемой марки материала.3. Ознакомиться со свойствами и рекомендуемым применениемматериалов для заданной или выбранной группы, используя учебник [1], а также дополнительную литературу, включая справочникипо сталям и сплавам, например [2].
Дополнительные литературныеисточники необходимы для сбора информации о рекомендуемыхрежимах термической обработки материала, его свойствах, преимуществах и недостатках, области применения.4. Назначить технологию термической или химико-термической обработки в соответствии с условием домашнего задания.Оформить отчет.ФОРМА И СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТАОтчет должен содержать не менее 6—8 страниц формата А4,включая титульный лист. На титульном листе указывают фамилиюи инициалы студента(ки), группу, фамилию и инициалы преподавателя-консультанта и номер варианта домашнего задания. На первойстранице отчета приводят текст домашнего задания, далее указывают варианты выбора сталей или сплавов и способов достижениятребуемых механических свойств поверхностного слоя и сердцевины детали.Наиболее существенным является аргументированное обоснование выбора материала и схемы термического упрочнения детали6(по сравнению с другими материалами).
Для выбранного материалав отчете приводят его классификацию по различным признакам(химическому составу, структуре, назначению и др.).Например, для стали в исходном состоянии (состоянии поставки)в соответствии с ГОСТом кроме химического состава и техническихтребований приводят данные о механических свойствах стали дляразличных состояний (после нормализации, после горячей прокатки,после закалки и отпуска) и различных поперечных сечений.В отчете указывают область применения данной стали для деталей. Например, в задании рекомендована сталь 20Х для изготовления кулачка с использованием цементации с целью упрочненияповерхностного слоя.
Однако эту же сталь применяют для изготовления пальцев, крепежных изделий, валов и т. п. Если выбраннаясталь является легированной, то необходимо указать, какие видытермической обработки являются оптимальными для этой маркистали. По требованию преподавателя-консультанта для данной стали необходимо перечислить характерные особенности ее термической обработки (температура нагрева при закалке, нормализации,отжиге, критический диаметр при закалке, склонность к обезуглероживанию, склонность к росту аустенитного зерна, превращенияпри отпуске закаленной стали, склонность к отпускной хрупкости идр.). В описании особенностей выбранной стали обязательно нужнодать характеристику ее технологических свойств (в зависимости оттехнологии получения детали): прокаливаемости, обрабатываемости резанием, литейных свойств, штампуемости, свариваемости.Основное внимание в отчете должно быть обращено на обоснование режима термического упрочнения заданной детали (инструмента), учитывающего условия эксплуатации детали.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
