- •Прийняті позначення в межах курсу «теорії різання»
- •1.1 Предмет науки про різання, мета вивчення курсу.
- •1.5 Елементи різання. Основні поняття й визначення.
- •2.1 Загальні відомості про геометрію різця.
- •2.2 Системи координат.
- •Координатні площини
- •2.3 Кути основні та похідні в статиці.
- •2.4 Вплив на зміну кутів положення різця відносно заготовки та кінематичних параметрів (швидкість, подача).
- •3.1 Елементи шару що зрізується
- •4.1. Вимоги до інструментальних матеріалів.
- •4.6.Тверді сплави.
- •4.7.Мінералокераміка.
- •4.8.Надтверді матеріали (Алмаз, Ельбор).
- •5.1. Загальна характеристика фізичних явищ при різанні.
- •5.2. Пластична деформація при різанні. Дислокаційна теорія пластичної деформації.
- •5.3. Площина зсуву.
- •5.5. Зона стружкоутворення.
- •6.1. Наріст та механізм його утворення.
- •6.2. Залежність наросту від різноманітних факторів (властивостей оброблюваного матеріалу, геометрії інструмента, режимів різання).
- •6.3. Вплив наросту на процес різання та заходи боротьби з ним.
- •7.1. Види стружки, класифікація її по виду деформації та її ступеню.
- •7.2. Вплив на вид стружки різноманітних факторів.
- •7.3. Характеристики стружки (коефіцієнти стовщення, розширення та скорочення стружки, напрямок збігу стружки та кут збігу, формула Тиме і.А, поняття про відносний зсув.
- •7.4. Залежність коефіцієнта усадки стружки як показника ступеню пластичної деформації від різноманітних факторів (пластичності матеріалу, режимів різання, геометрії інструмента).
- •8.1. Визначення сили стружкоутворення.
- •Вплив режиму різання на складові сили різання
- •9.1. Показники, які визначають якість обробленої поверхні, шорсткість, зміцнення, залишкові напруження.
- •11.1. Зовнішні ознаки зношування, лінійний та масовий показник зношування інструмента
- •11.5. Вплив на стійкість інструменту підвищення сили різання при обробці переривистих поверхонь на деталі при різних видах механічної обробки.
- •12.3. Способи застосування зор в залежності від умов різання.
4.6.Тверді сплави.
У якості інструментальних матеріалів широке застосування мають металокерамічні тверді сплави. Швидкість різання інструментом оснащеним цим сплавом в 2-10 разів вище, ніж зі швидкорізальної сталі.
Тверді сплави виготовляються методом пресування й спікання. Вони складаються з вольфрамових, титановольфрамових або титанотанталвольфрамових карбідів, зцементованих кобальтом. В'язкість і міцність твердого сплаву багато в чому залежить від процентного вмісту кобальту. Чим менше кобальту у твердому сплаві, тим нижче його в'язкість і вище крихкість. Надмірний зміст кобальту приводить до зниження ріжучих властивостей твердого сплаву.
Тверді сплави залежно від складу розділяються на три групи:
1) вольфрамову, позначувану - ВК;
2) титаново-вольфрамову - тк;
3) титаново-тантал-вольфрамову - ттк.
Тверді сплави групи ТК у порівнянні зі сплавом групи ВК краще пручаються стиранню, але вони менш в'язкі. Істотною перевагою цих сплавів є великий опір злипанню. Тому сплави групи ТК звичайно застосовуються при обробці пластичних металів, коли утвориться безперервна стружка й виникає висока температура на передній поверхні. Сплави групи ТТК по міцності й зносостійкості займають проміжне положення між швидкорізальною сталлю й твердим сплавом групи ТК.
Сплави цих груп підрозділяються на марки, що відрізняються одна від іншої процентним вмістом вхідних у них елементів і основних фізико-механічних властивостей. У табл. 4.1 наведений хімічний склад і фізико-механічні властивості найбільш уживаних марок твердого сплаву.
Таблиця 4.1
Хімічний склад і фізико-механічні властивості твердих сплавів
Група |
Марка |
Зразковий хімічний склад, % (без обліку домішок) |
Фізико-механічні властивості |
|||||
Межа міцності при вигині, H/мм2 |
Твер-дість, HRA |
Теплопро-відність, вт/м град |
||||||
WC |
Со |
TiС |
ТаС |
|||||
ВК |
ВК2 |
98 |
2 |
— |
— |
981 |
90,0 |
88 |
ВК3М |
97 |
3 |
— |
— |
1079 |
91,0 |
88 |
|
ВК4 |
96 |
4 |
— |
— |
1275 |
89,5 |
— |
|
ВК6 |
94 |
6 |
— |
— |
1324 |
88,5 |
80 |
|
ВК6М |
94 |
6 |
— |
— |
1275 |
90,0 |
— |
|
ВК8 |
92 |
8 |
— |
— |
1373 |
87,5 |
59 |
|
ВК15 |
85 |
15 |
— |
— |
1618 |
86,0 |
— |
|
ВК20 |
80 |
20 |
— |
— |
1863 |
85,0 |
— |
|
ТК |
Т30К4 |
66 |
4 |
30 |
— |
883 |
92,0 |
17 |
Т15К6 |
79 |
6 |
15 |
— |
1079 |
90,0 |
27 |
|
Т14К8 |
78 |
8 |
14 |
— |
1128 |
89,5 |
34 |
|
Т5К10 |
85 |
10 |
5 |
— |
1275 |
88,5 |
35 |
|
Т5К12У |
83 |
12 |
5 |
— |
1472 |
87,0 |
— |
|
ттк |
ТТ7К12 |
81 |
12 |
4 |
3 |
1520 |
87,0 |
54 |
ТТ7К15 |
78 |
15 |
4 |
3 |
1570 |
88,0 |
— |
|
Дослідженнями встановлено, що експлуатаційні властивості твердого сплаву залежать не тільки від хімічного складу, але й від структури, тобто величини зерна фази карбіду вольфраму. Зі збільшенням розміру зерен міцність сплаву (межа міцності при вигині) зростає, а зносостійкість знижується, і навпаки. Це дозволило створити сплави з підвищеною міцністю при задовільній зносостійкості.
Сплави дрібнозернистої структури, з величиною зерна (0,5÷1,5) 10-3 мм, позначаються буквою - М, грубозернистої структури, з величиною зерен (3÷5) 10-3 мм, - В. Сплави середнєзернистої структури умовної позначки не мають.
У табл. 4.2 наведені характеристики найбільш уживаних металокерамічних сплавів і рекомендації із застосування їх у металообробці.
Таблиця 4.2
Характеристика й застосування металокерамічних твердих сплавів
Марка |
Характеристика |
Застосування |
ВК15, ВК20 |
Найбільш в'язкі із сплавів BK і ТК. Добре тримають удари, вібрації |
При обробці різних металів на стругальних і довбальних верстатах |
ВК8 |
Менш в'язкий, але більше зносостійкий, чим сплави ВК15 і ВК20 |
При чорновій обробці чавуну, кольорових металів, торцевому фрезеруванні високоміцних аустенітних сталей й загартованих сталей, а також при свердлінні, зенкеруванні й розгортанні різних металів |
ВК6 |
Більш зносостійкий, але менш в'язкий, ніж ВК8 |
При більш спокійному, і рівномірному навантаженні, для обробки чавуну, кольорових металів і загартованої сталі |
ВК6М |
Має більшу зносостійкість, чим сплав ВК6 |
При напівчистовому й чистовому точінні, різьбонарізанні, зенкеруванні й розгортанні нержавіючої й жароміцної сталі, також титану й титанових сплавів |
ВК4 |
Має більшу зносостійкість, чим сплави ВК6 і ВК8 |
При обробці важкооброблюваних нержавіючих, жаростійкої сталей, титанового сплаву й т.п., чавуну й кольорових металів |
ВК2, ВК3М |
По ріжучих властивостях перевершують інші марки ВК, але більш крихкі |
При напівчистовій і чистовій обробці на різних верстатах чавуну й кольорових металів |
T5K12B |
Найбільш міцний із всіх сплавів групи ТК Добре пручається ударному навантаженню |
При чорновій обробці вуглецевої, легованої, жароміцної й нержавіючої сталей для точіння, стругання, довбання, свердління, разсвердлування й зенкерування |
Т5К10 |
Має найбільшу в'язкість зі сплавів групи ТК |
При чорновому точінні, свердлінні й чистовому струганні вуглецевої і легованої сталей. Використається також для напівчистового й чистового точіння сталі |
Т14К8 |
Має в'язкість, близьку до в'язкості сплаву Т5К10, але більше зносостійкий |
За тих самих умов, що й сплав Т5К10, але з більшою швидкістю різання |
Т15К6 |
Більше зносостійкий, але менш грузлий, чим сплав Т14К8 |
При чорновій, напівчистовій і чистовій обробці різних сталей з рівномірним припуском і при відсутності ударного навантаження |
Т30К4 |
Найбільш зносостійкий і найбільш тендітний зі сплавів групи ТК |
При напівчистовій і чистовій обробці вуглецевої і легованої сталей при безперервному різанні з високими швидкостями різання |
ТТ7К12, ТТ7К15 |
Мають більшу в'язкість, чим сплави групи ТК |
При чорновому переривчастому точінні сталевих виливків і кувань по кірці, чорновому струганні по кірці й зварених швах |