Минералокерамические материалы
Минералокерамические материалы для изготовления режущих инструментов
стали применять с 50-х годов. В СССР был создан минералокерамический
материал марки ЦМ-332, состоящий в основном из оксида алюминия А12О3 с
небольшой добавкой (0,5–1,0%) оксида магния МgО. Оксид магния препятствует
росту кристаллов во время спекания и является хорошим связующим средством.
Минералокерамика ЦМ-332 обладает высокой твердостью, ее
красностойкость достигает 1200°С. Однако она отличается низкой прочностью
при изгибе (350-400 МН/м2) и большой хрупкостью, что приводит к частым
выкрашиваниям и поломкам пластинок при работе.
Существенным недостатком минералокерамики является ее крайне низкое
сопротивление циклическому изменению температуры. Вследствие этого даже при
небольшом числе перерывов в работе на контактных поверхностях инструмента
появляются микротрещины, которые приводят к его разрушению даже при
небольших усилиях резания. Это обстоятельство ограничивает практическое
применение минералокерамического инструмента.
Минералокерамика успешно может применяться для чистового обтачивания
чугуна, сталей, неметаллических материалов и цветных металлов с большими
скоростями и ограниченным числом перерывов в работе.
Сверхтвердые материалы
К ним относятся природные(алмаз) и синтетические материалы. Естественные алмазы, применяемые для режущих инструментов, относятся к группе ограненных, т. е. алмазов, которым придается требуемая геометрическая форма и размеры. Алмаз обладает самой высокой твердостью (10000 кг/мм2) из известных материалов, высокой износостойкостью, низким коэффициентом линейного расширения, хорошей теплопроводностью, малыми температурными деформациями, низким коэффициентом трения и исключительно высоким модулем упругости. Однако, недостатком алмаза является его низкая теплостойкость. Поэтому основной областью использования естественных алмазов является чистовая обработка цветных металлов и пластмасс.
Синтетические алмазы получают из графита при высоких давлениях (до 60000 атмосфер) и температурах 2000-30000С в присутствии химических катализаторов. Поликристаллы синтетических алмазов обладают изотропностью свойств и большей прочностью по сравнению с природными.
В последнее время получили распространение сверхтвердые материалы на основе кубического нутрида бора.
Для лезвийных инструментов применяют синтетические поликристаллы алмаза (СПА), синтетические поликристаллы нитрида бора (СПНБ). СПА – применяют для резцов при обработке твердых сплавов, керамики, стеклопластики; СПНБ– для обработки деталей из закаленных, легированных, быстрорежущих сталей, высокопрочных чугунов.
2.
Экзаменационный билет 3
1. Назначение и классификация режущих инструментов
2. Круглые плашки, их конструкция, режущая и калибрующая части, форма передней поверхности, углы резания
ОТВЕТЫ:
1.
2.
Круглая плашка представляет собой гайку, сопряженную с нарезаемой резьбой, превращенную в режущий инструмент путем прорезания стружечных канавок и затылования зубьев. Она служит для нарезания наружной резьбы. Плашка не может нарезать резьбу высокой точности, так как после термической обработки в ее резьбе невозможно устранить возникшие при этом искажения шага, угла профиля. Однако из-за дешевизны и несложной эксплуатации плашки получили широкое распространение. Число стружечных отверстий у плашек колеблется от 3 до 7 для резьб диаметром от 2 до 52 мм. Большое влияние на работу плашки оказывает ширина зуба. С увеличением ширины зуба увеличивается прочность и жесткость, плашка лучше центрируется и самозатягивается при работе. Однако большая ширина зуба приводит к повышенному трению, ухудшает отвод стружки и ее размещение в канавках, что может вызвать поломку плашки.
При проектировании плашек между шириной зуба Н и шириной просвета Н1 выдерживается принятое на практике соотношение: H = (0,65 -:- 0,8) Н1.
Стружечные отверстия у плашек высверливаются и поэтому их профиль очерчивается по дуге окружности. Диаметр стружечного отверстия и расположение его центра выбираются таким образом, чтобы обеспечить получение необходимых величин передних углов γ и соответствующей ширины просвета.
Диаметр стружечного отверстия может быть подсчитан по формуле:
где d1 — внутренний диаметр резьбы.
Диаметр D1, на котором располагаются центры стружечных отверстий, определяется по формуле:
Расстояние l от стружечного отверстия до наружного диаметра определяется по формуле:
где D — наружный диаметр плашки.
Толщина обода е должна обеспечить достаточную прочность плашки и возможность ее регулировки после износа и прорезания перемычки. Наружный диаметр плашки равен:
Он выбирается в пределах 20—90 мм. Каждый диаметр плашки обслуживает несколько резьб, что позволяет сократить номенклатуру патронов и воротков, служащих для их крепления.
Основную работу резания выполняет режущая часть плашки, которая выполняется в виде внутреннего конуса. Угол конуса режущей части у стандартных плашек 2φ = 50°, что обеспечивает работу с толщинами среза, равными (0,063—0,375) мм, в зависимости от числа зубьев и шага резьбы. Целесообразно при обработке высокопрочных материалов угол конуса 2φ уменьшить до 20— 40°. Как правило, у плашек режущая часть делается с обоих торцов, что обеспечивает возможность нарезания резьбы как одной, так и другой стороной. Углы конуса режущей части с обоих торцов плашки обычно выполняются одинаковыми.
Для обеспечения на главных режущих кромках задних углов производят затылование режущих частей плашки по вершинам зубьев. Обычно принимается осевой способ затылования. Величина затылования Кос, измеряемая в направлении оси плашки, определяется по формуле
где α — задний угол в торцовом сечении.
Для стандартных плашек задний угол α = 6-:-9°.
С целью зачистки и калибрования резьбы и обеспечения соответствующего направления в работе плашка снабжается калибрующей частью, имеющей полный профиль резьбы. Зубья на калибрующей части не затылуются. Длина калибрующей части принимается небольшой, так как с увеличением длины калибрующей части возрастают деформации при термообработке плашки. Длина калибрующей части включает 3—6 витков резьбы.
Обычно стружечные отверстия плашки идут параллельно ее оси и угол λ = 0. Чтобы обеспечить отвод стружки вперед, применяют плашки с положительным углом наклона λ.