- •Оглавление
- •Главные и вспомогательные движения при различных видах обработки резанием. Поверхности обработки
- •Координатные плоскости. Поверхности и углы режущего лезвия
- •Соотношения между углами заточки и рабочими углами режущих инструментов.
- •Элементы режима резания и срезаемого слоя при основных видах обработки резанием.
- •Элементы срезаемого слоя.
- •Классификация видов резания.
- •Основные свойства инструментальных материалов.
- •Виды инструментальных материалов и области их применения. Углеродистые и легированные инструментальные стали.
- •Быстрорежущие инструментальные стали.
- •Твердые сплавы.
- •Стружкообразование при резании.
- •Формализованная модель зоны стружкообразования.
- •Трение и контактные явления в зоне резания.
- •Силы и работа резания. Вибрации в технологических станочных системах.
- •Зависимость силы резания от ширины и толщины среза.
- •Зависимость сил резания от свойств обрабатываемого металла.
- •Влияние свойств инструментального материала на силу резания.
- •Влияние скорости резания на силу резания.
- •Влияние переднего и заднего углов на силу резания.
- •Силы резания при точении.
- •Силы резания и крутящий момент при сверлении.
- •Изнашивание, стойкость и прочность режущих инструментов.
- •Адгезия, схватывание и перенос вещества.
- •Диффузионное и химическое изнашивание.
- •Стойкостные зависимости.
- •Формирование геометрии обработанной поверхности и физико-механических свойств поверхностного слоя детали.
- •Строение поверхностного слоя.
- •Остаточные напряжения в поверхностном слое металла.
- •Резание с применением технологических сред.
- •Смазочное действие.
- •Охлаждающее действие.
- •Моющее действие.
- •Режущее и пластифицирующее действие.
- •Защитное и упрочняющее действие.
- •Особенности резания при абразивной обработке.
- •Система резания, ее элементы и структура.
- •Оптимальная геометрия режущих инструментов. Понятие об оптимальной геометрии инструментов.
- •Выбор заднего угла .
- •Выбор переднего угла .
- •Выбор главного угла в плане .
- •Выбор вспомогательного угла в плане 1.
Основные свойства инструментальных материалов.
Высокие эксплуатационные характеристики режущих инструментов в значительной степени зависят от качества материала, из которого эти инструменты изготовлены. Материалы, предназначенные для режущих инструментов, должны по ряду показателей значительно превосходить материалы, применяемые в машиностроении для изготовления различных деталей. Основные требования к инструментальным материалам следующие. 1. Инструментальный материал должен иметь высокую твердость в состоянии поставки или достигаемую в результате его термической обработки не менее 63...66НRСэ по Роквеллу (шкала С). 2. При резании металлов выделяется значительное количество теплоты, и режущая часть инструмента нагревается. Температура рабочих поверхностей и режущих кромок инструмента зависит от условий, при которых ведется обработка, и может достигать нескольких сот градусов. Необходимо, чтобы при значительных температурах резания твердость поверхностей инструментов существенно не уменьшалась. Способность материала сохранять высокую твердость при повышенных температурах и исходную твердость после охлаждения называется теплостойкостью. Инструментальный материал должен обладать высокой теплостойкостью. 3. Наряду с теплостойкостью, инструментальный материал должен иметь высокую износостойкость при повышенной температуре, т.е. обладать хорошей сопротивляемостью истиранию обрабатываемым материалом. 4. Важным требованием является достаточно высокая прочность инструментального материала. Если высокая твердость материала рабочей части инструмента сопровождается значительной хрупкостью, это приводит к поломке инструмента и выкрашиванию режущих кромок. 5. Инструментальный материал должен обладать технологическими свойствами, обеспечивающими оптимальные условия изготовления из него инструментов. Для инструментальных сталей ими являются хорошая обрабатываемость резанием и давлением; благоприятные особенности термической обработки (малая чувствительность к перегреву и обезуглероживанию, хорошие закаливаемость и прокаливаемость, минимальные деформирование и образование трещин при закалке и т. д.); хорошая шлифуемость после термической обработки. Для твердых сплавов первые два требования менее существенны, но зато особое значение приобретает хорошая шлифуемость, а также отсутствие трещин и других дефектов, которые возникают в твердом сплаве после припайки пластин, при шлифовании и заточке инструмента. По мере развития промышленности значительному изменению подвергаются возможности и состав используемых инструментальных материалов. Динамика их развития в ХХ веке приведена на рис. 2.1.
Виды инструментальных материалов и области их применения. Углеродистые и легированные инструментальные стали.
Номенклатура инструментальных материалов разнообразна. Ранее других материалов для изготовления режущих инструментов начали применять углеродистые инструментальные стали марок У7, У7А...У13, У13А. Помимо железа и углерода, эти стали содержат 0,2...0,4 % марганца. Инструменты из углеродистых сталей обладают достаточной твердостью при комнатной температуре, но теплостойкость их невелика, так как при сравнительно невысоких температурах (200...250°С) их твердость резко уменьшается. Легированные инструментальные стали по своему химическому составу отличаются от углеродистых повышенным содержанием кремния или марганца, или наличием одного или нескольких легирующих элементов: хрома (увеличивает твердость, прочность, коррозионную стойкость материала, понижает его пластичность), никеля (повышает прочность, пластичность, ударную вязкость, прокаливаемость материала); вольфрама (повышает твердость и теплостойкость материала); ванадия (повышает твердость и прочность материала, способствует образованию мелкозернистой структуры); кобальта (увеличивает ударную вязкость и жаропрочность материала); молибдена (повышает упругость, прочность, теплостойкость материала). Для режущих инструментов используются низколегированные стали марок 9ХФ, 11ХФ, 13Х, В2Ф, ХВ4, ХВСГ, ХВГ, 9ХС и др. Эти стали обладают более высокими технологическими свойствами – лучшей закаливаемостью н прокаливаемостью, меньшей склонностью к короблению, но теплостойкость их практически равна теплостойкости углеродистых сталей 350...400°С и поэтому они используются для изготовления ручных инструментов (разверток) или инструментов, предназначенных для обработки на станках с низкими скоростями резания (мелкие сверла, развертки).