3. Классификация материалов по обрабатываемости резанием

1. Традиционная классификация

Обрабатываемость резанием - это технологическое свойство материала.

Оценивается: производительностью, силой и мощностью резания, скоростью резания, качеством обработанной поверхности и типом образующей стружки.

Количественной оценкой считают величину скорости резания при заданной норме стойкости инструмента (зависит от конструкции (резец, фреза) и устанавливается по предельному состоянию инструмента (износ, скол и т.д.)).

V_T (м/мин), T_H =60 мин (V₆₀); где V_T – скорость резания при данной норме стойкости инструмента.

При классификации материалов по обработки резанием используется коэффициент относительной обрабатываемости – К_v.

K_v =V_T/V_ТЭ , где V_ТЭ – скорость резания эталонного материала. Эталонным материалом выбраны качественные углеродистые стали (сталь 40, 45; низко легированная сталь 40Х – К_v =1.

Ранее существовала сравнительная оценка по обрабатываемости резанием:

1. легкообрабатываемые материалы (латунь, бронза, деформированные сплавы Аl (АК6, Д16), чугуны с твердостью НВ 140…160, МПа∙10^-1, автоматные стали (А12…А40Г, АС40Х));

2. средней обрабатываемости – углеродистые и низколегированные стали, литейные сплавы Аl, чугуны с твердостью НВ160…180;

3. ниже средней обрабатываемости – чугуны с твердостью НВ 180…220, высоколегированные стали (мартенситный класс: 20Х13, 15Х12ВНМФ, 95Х18; аустенитный класс: 07Х16Н6);

4. труднообрабатываемые материалы – высоколегированные стали (аустенитные: 12Х18Н9Т, 10Х17Н13М3Т), никелевые сплавы (ХН65ВМТЮК, ЖС6К), сплавы тугоплавких металлов (молибдена, ванадия и т.д.).

Примеры значений Кv :

12Х18Н9ТЛ – К_{v ­}= 0,56;

ХН65ВМТЮК – К_v = 0,04.

Обрабатываемость резанием зависит от физико-механических свойств и структуры материалов.

V_T = Cλⁿ/S_k^m ,

где λ – теплопроводность;

S_к – истинное сопротивление разрыву;

С – коэффициент.

Таблица 1

Влияние механических свойств на К_v

Обрабатываемый материал	Механические свойства	Уравнение связи	Степень влияния механических свойств
Цветные сплавы	δ,% ;σв, МПа∙10-1; НВ, МПа∙10-1	Кv =0,4+0,009δ Кv =1,5-0,01 σв Кv =1,4-0,006НВ	Улучшение Ухудшение Ухудшение
Жаропрочные стали	σв, МПа∙10-1	Кv =1,74+200/σв	Ухудшение

Заготовки поступающие в механический цех, на входном контроле проверяют по твердости, либо, если она не указывается, по σ_в .

σ_в = КНВ,

где К=0,3…0,4.

Если металл поступает с завышенной твердостью (предельное значение твердости ≤ НВ 320), выполнятся операция отжиг или высокий отпуск.

Таблица 2

Механические свойства как режимные параметры обработки резанием

Марка стали	Термообработка	НВ, МПа10-1	σв , МПа
30	Отжиг	123…149	450…550
45	Отжиг	167…193	590…690
60Г	Отжиг	183…203	640…740
30ХМА	Отжиг	160…183	590…730