1. Загальна характеристика виробу і його матеріалу
1.1 Аналіз службового призначення інструменту і вимоги, пропоновані до нього за основними властивостями
Різьбонакатні ролики являють собою циліндричні диски, на зовнішній поверхні яких утворена многозаходная різьба, або кільцеві витки. Конструктивні елементи різьбонакатних роликів і їх розміри залежать від прийнятого способу накочування різьблення, розмірів деталі, моделі застосовуваного верстата. Ролики є універсальним інструментом, оскільки дозволяють накочувати різьбу високої точності, різної довжини з дрібними і великими кроками, на досить різноманітних матеріалах.
Ролик повинен володіти твердістю після термообробки HRC 59-61. В процесі накочування різьби ролики захоплюють заготовку, відбувається процес взаємної обкатки ролика і заготовки, в результаті якого витки різьблення ролика вдавлюються в матеріал заготовки і як негативний відбиток утворюють на ній різьбу. В момент закінчення обробки поверхні різьб роликів і оброблена поверхню різьблення деталі взаємно торкаються один одного. Для забезпечення взаємного торкання розглянутих гвинтових поверхонь необхідно, щоб кут підйому різьби на роликах був рівний куту підйому різьблення деталі та ролики виготовлялися з лівою різьбою при накочення правої різьби, і навпаки, з правою різьбою при накочення лівої різьби.
Сталь Х12ВМ застосовується для виготовлення холодних штампів високої стійкості проти стирання, не піддаються сильним ударів і поштовхів, волочильних дощок і волок, вічок для калібрування пруткового металу під накатку різьблення, гибочних і формувальних штампів, складних кузовних штампів, матриць і пуансонів вирубних і просічно штампів, штамповок активної частини електричних машин.
1.2 Аналіз технологічних властивостей сталі
Сталь Х12ВМ штампове сталь холодного деформування з підвищеним вмістом хрому. Сталь Х12ВМ володіє хорошою теплостійкістю і міцністю, високою прокаливаемостью, закаливаемость і зносостійкість. Також ця сталь технологічна, добре обробляється різанням і тиском, задовільно шліфується.
1.3 Аналіз хімічного складу стали і його вплив на структуру, фазовий склад, основні та технологічні властивості
Хімічний склад штампових сталей відповідає ГОСТ 5950-2000
Хімічний склад,% (по масі) табл. 1
Хімічний елемент%
Вуглець (С) 2.0-2.20
Вольфрам (W) 0.50-0.80
Ванадій (V) 0.15-0.30
Кремній (Si) 0.10-0.40
Мідь (Cu) ≤ 0.30
Молібден (Mo) 0.60-0.90
Марганець (Mn) 0.15-0.45
Нікель (Ni) ≤ 0.35
Фосфор (P) ≤ 0.030
Хром (Cr) 11.00-12.50
Сірка (S) ≤ 0.030
Висока твердість визначається високим вмістом вуглецю. Стали із змістом З 2-2.2% є сталями ледебуритного класу, тобто містять в литому стані карбідну евтектику, мають після гарту твердість HRC 62-64. Ці стали містять висока кількість карбідоборазующіх елементів, підвищений вміст вуглецю і хрому забезпечує утворення підвищеного кол-ва карбідів хрому (M 7 C 3 , M 23 C 6 ). Загальна кількість карбідів становить близько 20%.
Основним легуючим елементом штампового стали холодного деформування є хром. Він підвищує ріжучі властивості і зносостійкість, збільшує міцність і прокаліваемость сталі, що особливо важливо для великих пуансонів і матриць. При наявності понад 2,5% підвищує стійкість сталі проти відпустки, особливо при нагріві інструмента до температур, вище 300 В° С. Разом з марганцем зменшує жолоблення при загартуванню. Однак, у сталей з вмістом хрому 12% з'являються недоліки. Різко виражена карбідним неоднорідність і підвищена схильність до коагуляції карбідів, сприяюча знеміцнення сталей при нагріві.
Вольфрам (W) вводять для підвищення твердості, зносостійкості і прокаливаемости сталі, поліпшує ріжучу здатність інструменту.
Ванадій (V) в штампових сталях присутня в карбіді VC і твердому розчині. Ванадій суттєво зменшує чутливість штампових сталей до перегріву, підвищує теплостійкість сталей, покращує розподіл часток надлишкової фази. При вмісті ванадію 0,3 - 0,5% міцність і пластичність сталі буде значно вище, ніж у високованадієві сталей.
Молібден (Mo) вводиться в високохромистого сталь для збільшення її в'язкості і підвищення прокаливаемости. Також молібден чинить негативний вплив на окаліностойкость. Тому зміст молібдену в штампових сталях обмежується 1,4 - 1,8%.
Марганець (Mn) вводять для підвищення прокаливаемости стали. У поєднанні з хромом молібден зменшує жолоблення при загартуванню, але збільшує схильність до перегріву.
Кремній (Si) вводять, щоб збільшити прокаліваемость сталі, підвищити стійкість проти відпустки.
Таким чином сталь Х12ВМ з високим вмістом хрому відноситься до полутеплостойкім сталям. Вони придатні для виготовлення штампів, пуансонів, роликів з твердістю 45 ... 52 HRC і при температурі експлуатації до 700 про С.
2. Проектування технологічного процесу попередньої Т.О.
2.1 Визначення структури технологічного процесу попередньої термічної обробки
Сталь Х12ВМ по структурному ознакою є сталлю ледебуритного класу, тобто містить в литому стані карбідну евтектику. Для подрібнення карбідної евтектики і зниження бала карбідної неоднорідності стали ледебуритного класу перед відпалом обов'язково кують в інтервалі температур 1100-850 про С. В процесі кування карбидная евтектика дробиться і більш рівномірно розподіляється за структурою. Але тим не менше все одно зберігається карбідним неоднорідність.
Після кування піддаємо заготовку зі сталі Х12ВМ ізотермічному відпалу. Відпал застосовується з метою зняття внутрішніх напружень, поліпшення оброблюваності різанням, отримання дрібно зернистої рівномірної структури стали для подальшої якісної гарту інструменту, виправлення дефектної структури легованих сталей.
Попередня термічна обробка проводиться з метою отримання оптимальних структури та властивостей сталі у вихідному стані.
2.2 Проектування технологічних операцій кування і відпалу
2.2.1 Кування
Застосовується для поліпшення структури інструментальних сталей, а також для віддання необхідної форми заготовкам інструменту.
Щоб забезпечити високу якість інструменту, слід нагріти заготовки по представленому нижче режиму. Кування є відповідальною операцією, при недостатньою поковки виникає карбидная Ліквація - місцеве скупчення карбідів у вигляді ділянок невирішеною евтектики.
А) Попередній нагрів заготовок.
Заготовки занурюються в піч з температурою до 700 про С. Витримку заготовок (0,5 - 1 год) проводять для вирівнювання температури, а потім здійснюють нагрів зі швидкістю 50 - 70 С/год до 900 - 950 про С.
При установці температури початку кування (1100 про С для сталі Х12ВМ) прагнуть забезпечити достатньо низьку температуру кінця кування (850 про С для сталі Х12ВМ).
Температури нагрівання під ковку вибирають з умов досягнення найбільш високої пластичності в достатньо широкому інтервалі температур. Евтектики високохромистих сталей, особливо в центральних зонах злитків, плавляться при 1190 - 1210 про С і обумовлюють високу чутливість їх до перегріву і пережогу. За цією причини температура нагріву таких сталей не повинна перевищувати 1140 - 1180 про С, хоча максимальна пластичність поверхневих зон досягається при більш високій температурі.
Температуру закінчення кування вибирають з урахуванням того, щоб уникнути утворення тріщин і рванина внаслідок значного зниже...
