麻花鉆熱處理課程設(shè)計(jì)

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金屬材料綜合課程設(shè)計(jì)

直柄麻花鉆的熱處理工藝設(shè)計(jì)

學(xué)院名稱：材料科學(xué)與工程學(xué)院

專業(yè)班級(jí)：金屬1302學(xué)生姓名：錢(qián)振

學(xué)號(hào)：3130702063指導(dǎo)教師姓名：邵紅紅，紀(jì)嘉明

2023年1月

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直柄麻花鉆的熱處理工藝設(shè)計(jì)

指導(dǎo)老師姓名：邵紅紅紀(jì)嘉明

1麻花鉆零件圖

圖1高速鋼直柄麻花鉆尺寸參數(shù)

直柄麻花鉆的尺寸：

直徑D10mm刃部l87mm總長(zhǎng)L133mm

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2服役條件及提出的性能要求和技術(shù)指標(biāo)

2.1服役條件

作為機(jī)床上使用的金屬切削工具，其主要工作部分是刀刃或刀尖,鉆頭在切削過(guò)程中，刃部與工件表面的金屬相互作用，使鉆頭產(chǎn)生變形和斷裂，并從工件整體上剝離下來(lái)，所以鉆頭本身承受彎曲、剪切應(yīng)力和沖擊震動(dòng)負(fù)荷；

在切削過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量切削，因此鉆頭還受到工件和切削猛烈的摩擦作用；

同時(shí)伴隨摩擦?xí)a(chǎn)生高溫。機(jī)用工具切削速度較高，會(huì)產(chǎn)生大量的切削熱，有時(shí)會(huì)發(fā)生切削刃軟化現(xiàn)象。切削量增大和被切削金屬的硬度升高，都會(huì)使切削熱大量增加，從而使刃具的溫度很快升高。

直柄麻花鉆在鉆削過(guò)程中產(chǎn)生的熱量多，而傳熱、散熱困難；承受擠壓應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、沖擊應(yīng)力及切削產(chǎn)生的高溫，工作溫度在500～600℃左右，簡(jiǎn)單造成鉆頭嚴(yán)重磨損。2.2失效形式

由于工具種類的不同以及使用條件的差異，起失效形式也有所不同。切削工具失效主要由于磨損、橫刃、外緣點(diǎn)磨損、崩刃、剝落、折斷或加工的工件打不到技術(shù)要求等原因造成的

（1）磨損

鉆頭屬半封閉式切削，鉆削熱難以向外傳散，更易形成高的切削溫度。所以，引起鉆頭磨損主要為熱磨損，對(duì)于高速鋼鉆頭來(lái)說(shuō)，主要是相變磨損。

磨損的產(chǎn)生大都是由于工具的切削刃與被切削工件之間的摩擦所產(chǎn)生的。有時(shí)也可能是由于在工具表面形成積痟瘤，形成粘合磨損所造成的。

機(jī)械磨損：工件材料中含有刀具材料硬度高的硬質(zhì)點(diǎn)或粘附有積屑瘤碎片，會(huì)在刀具表面上刻劃，使刀具磨損。低速切削時(shí)，機(jī)械摩擦磨損是造

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成刀具磨損的主要原因。

熱磨損：熱磨損尋常發(fā)生在滑動(dòng)摩擦?xí)r（不管有無(wú)潤(rùn)滑）。當(dāng)滑動(dòng)速度很大時(shí),比壓也很大的時(shí)候，將產(chǎn)生大量摩擦熱使?jié)櫥妥冑|(zhì)，并使表面金屬加熱到軟化溫度，在接觸點(diǎn)發(fā)生局部金屬粘著，出現(xiàn)較大金屬質(zhì)點(diǎn)的撕裂脫離甚至溶化，這種形式的磨損稱為熱磨損。

相變磨損：刀具材料因切削材料表面的馬氏體組織轉(zhuǎn)化為托氏體組織，硬度下降造成磨損。高速鋼刀具在550～660℃時(shí)發(fā)生相變。

（2）接觸疲乏

零件接觸表面在接觸壓應(yīng)力的反復(fù)長(zhǎng)期作用后引起的一種表面疲乏剝落損壞現(xiàn)象。其損壞形式是在光滑的接觸表面上分布有若干深淺不同的針狀或豆?fàn)畎伎?，或較大面積的表層壓碎，一般通稱接觸疲乏失效。

（3）崩刃

崩刃也是常見(jiàn)的失效形式，其中包括大的崩刃，小的崩刃，掉牙，掉齒等現(xiàn)象，好多的崩刃產(chǎn)生是由于切削時(shí)切削刃長(zhǎng)期受循環(huán)應(yīng)力所造成的一種疲乏斷裂現(xiàn)象。

（4）斷裂

切削工具由于受到較大的沖擊力或因工具自身的脆性較大有時(shí)會(huì)產(chǎn)生整體斷裂，破碎現(xiàn)象。譬如鉆頭的扭斷，折斷。工具的斷裂，破碎現(xiàn)象的產(chǎn)生與工具本身的韌性不夠有關(guān)，但不是所有的斷裂，破碎現(xiàn)象都是由于工具脆性較大而引起的。

(4)被加工工件達(dá)不到要求

在切削過(guò)程中，由于工具產(chǎn)生了嚴(yán)重的磨損或工具的切削刃上有明顯的崩刃現(xiàn)象，這時(shí)工具雖然可以繼續(xù)加工，但由于被加工工件的尺寸精度或表面粗糙度達(dá)不到技術(shù)要求，而使麻花鉆不能使用。2.3性能要求

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刃部要求：

（1）良好的機(jī)械性能

鉆頭應(yīng)具有高硬度、高耐磨性；

足夠的強(qiáng)度和韌性，以承受鉆削中的沖擊和震動(dòng)，避免崩刃和折斷；高的紅硬性，即要有高的耐熱性，在高溫下保持硬度、耐磨性、強(qiáng)度和韌性；

（2）良好的工藝性，如良好的段造型，磨削加工性；（3）好的經(jīng)濟(jì)性，即價(jià)格要低廉；柄部要求：

良好的綜合機(jī)械性能。2.3技術(shù)指標(biāo)刃部

（1）硬度≥HRC63；500~600℃時(shí)仍保持50~60HRC高硬度；

（2）金相組織：應(yīng)能保證鉆頭具備高硬度、高耐磨性和高紅硬性，以及一定韌性和較高的強(qiáng)度，鉆頭的刃部組織應(yīng)為高碳、高合金度的回火馬氏體基體，其上分布著細(xì)小、均勻、穩(wěn)定的合金碳化物。（3）彎曲度：應(yīng)當(dāng)小于0.12mm。柄部

硬度HRC20～35之間

3選材

3.1常用材料比較分析

現(xiàn)在市場(chǎng)上使用較多的是通用型高速鋼，以鎢系W18Cr4V和鎢-鉬系W6