Расчет экономически наивыгоднейшого режима резания при черновом точении вала-шестерни, страница 4

1.4. Обоснование проведения предварительной термической обработки стальных и литых чугунных заготовок.

Технологические процессы получения заготовок из сталей и чугунов имеет одну общую закономерность. Она заключается в том, что начало ковки или заливка жидкого металла в форму должны производиться при наивысших, допустимых для данных конкретных условий температурах. Высокие температуры для большинства марок железоуглеродистых сплавов предопределяют крупнозернистую структуру и образование значительных термических и структурных напряжений в получаемых заготовках. Поскольку оба этих фактора вызывают существенное снижение динамической вязкости, ухудшение показателей механических свойств и понижают стабильность эксплуатационной надежности готовой детали, то заготовки всех ответственных и тяжелонагруженных деталей подвергают предварительной термической обработке. Целью этой обработки является получение однородной мелкозернистой структуры, улучшение комплекса механических свойств, снятие наклепа, снижение уровня внутренних напряжений, улучшение обрабатываемости металла лезвийным инструментом.

Цель окончательной термической обработки — это придание металлу требуемых механических свойств, обеспечивающих получение наивысших эксплуатационных показателей при стабильной надежности. Окончательная термообработка проводится перед финишными операциями, которые, как правило, выполняются абразивным инструментом.

При использовании заготовок из сортового или профильного проката технология получения требует обоснования способа разделения металла на нужные по длине заготовки. Рациональным способом разрезки будет тот, который, обеспечивая получение заготовок необходимого качества, наиболее экономичен при заданном объеме производства. Самым производительным, металлосберегающим и экономичным способом разделения проката на точные заготовки является разрезка в штампах и на ножницах. Резка проката в штампах и на современных сортовых ножницах, имея наибольшую

производительность, обеспечивает существенную экономию металла по сравнению с разрезкой зубчатыми пилами, отрезкой на токарных станках, разрезкой абразивными отрезными кругами, резкой кислородной, кислородно-флюсовой и воздушно-дуговой. К отмеченным преимуществам разрезки на сортовых ножницах следует добавить и то, что заготовка, не подвергаясь тепловому воздействию, не требует предварительной термообработки после разрезки. Поэтому предпочтительным способом разделения проката на заготовки следует признать разрезку его на современных сортовых ножницах.

Для условий ремонтной практики лесозаготовительных производств и деревообрабатывающих предприятий нельзя не учитывать того, что они практически не располагают сортовыми ножницами. В этом случае основным способом является кислородная или кислородно-флюсовая резка. Кислородная резка стали влияет на структуру металла в зоне резки. Для низкоуглеродистых сталей не происходит образование закалочных структур в зоне реза, и обработка таких поверхностей лезвийным инструментом не сопряжена с какими-либо трудностями.

При полном, неполном и изотермическом отжиге легированных конструкционных сталей достигается повышение однородности структуры, снижение твердости, повышение пластичности, снижение уровня остаточных напряжений, что способствует обработке таких сталей резанием.

Общим для всех режимов термической обработки поковок из доэвтектоидных сталей является нагрев и выдержка выше критической точки Ас₃ (на 20-40°С). Это позволяет за счет фазовой перекристаллизации получить однородную структуру невысокой твердости с хорошей обрабатываемостью резанием. Выдержка при температуре отжига должна быть достаточной для протекания фазовой перекристаллизации и выравнивания температуры по объему. Обычно время выдержки должно быть не менее 2,5-3 часов.