
- •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.
4.7.Мінералокераміка.
ЦМ-332 - найбільш поширена марка мінералокераміки на основі А1203 з добавкою (0,5÷1,0%) MgО. Окис магнію перешкоджає росту кристалів під час спікання і є гарним зв'язуючим засобом.
Минералокерамика має високу твердість, її червоностійкість досягає 1200° С. Вона дешевша за тверді сплави, в її складі відсутні дефіцитні й дорогі кобальт, вольфрам і ін.
Однак вона відрізняється низькою міцністю при вигині (350—400 мн/м2) і великою крихкістю, що приведе до частих викрашувань і поломок платівок при роботі.
Істотним недоліком мінералокераміки є її низький опір циклічній зміні температури. Внаслідок цього навіть при невеликому числі перерв у роботі на контактних поверхнях інструмента з'являються мікротріщини, які приводять до його руйнування. Ця обставина обмежує їх практичне застосування.
Мінералокерамічні матеріали виготовляються у формі платівок і до корпусів інструментів приєднуються механічним способом, приклеюванням або припаюванням.
Минералокерамика успішно може застосовуватися для чистового обточування чавуну, сталей, неметалічних матеріалів і кольорових металів з великими швидкостями й обмеженим числом перерв у роботі.
Фізико-механічні властивості минералокерамики марки ЦМ-332:
Межа міцності при вигині σвиг 245 ÷ 390 Н/мм2
Щільність. 3,93 103 кг/м3
Твердість HRA 92÷93
Теплопровідність 18 вт/м∙град.
4.8.Надтверді матеріали (Алмаз, Ельбор).
Алмаз - модифікація вуглецю кристалічної будови, є самий твердий із всіх відомих у природі мінералів. Його мікротвердість у 5÷6 разів вище мікротвердості металокераміки, а коефіцієнт теплопровідності у 2 й більше разів вище, ніж у сплаві ВК8 і тепло від зони різання видаляється порівняно швидко. Однак міцність алмаза невелика й він легко розколюється по площинах спайності, а в звичайних умовах при t ≈ 800° С, починає перетворюватися у графіт. Тому алмаз використається для обробки при відносно малих навантаженнях.
Разом з тим алмаз має найбільш високу абразивну здатність у порівнянні з іншими абразивними матеріалами. Так, при заточенні й доведенні твердого сплаву витрата алмаза в 100-400 разів менше, ніж при обробці карбідом кремнію.
Зернистість алмазних шліфувальних порошків, контрольована ситовим методом, коливається від 630 до 40 мкм, а зернистість мікропорошків, обумовлена під мікроскопом, коливається від 60 до 0 мкм.
Алмази застосовуються для виготовлення шліфувальних кругів та паст, що використовують при обробці деталей машин, заточуванню й доведенню різального інструменту. Різці із кристалами природного алмаза величиною 3-4 мм для чистової обробки кольорових металів і сплавів, і неметалічних матеріалів з високою швидкістю різання.
Шліфувальні порошки із природних алмазів випускаються однієї марки - А.
Потреби в алмазному інструменті не можуть бути задоволені лише за рахунок природних алмазів. У наш час освоєно виробництво синтетичних алмазів із графіту при високому тискові і високій температурі.
Синтетичні алмази можуть бути різних марок, які відрізняються між собою по міцності, крихкості, питомій поверхні й формі зерен.
У порядку зростання міцності, зниження крихкості й питомої поверхні марки шліфувальних порошків із синтетичних алмазів розташовуються так: АСО, АСР, АСВ, АСК, АСС.
Зернистість алмазних шліфувальних порошків, контрольована ситовим методом, коливається від 630 до 40 мкм, а зернистість мікропорошків, обумовлена під мікроскопом, коливається від 60 до 0 мкм.
Зернистість порошків позначається дробом, чисельник якої відповідає найбільшому, а знаменник - найменшому розміру зерен. Вона визначається розмірами сторін осередків двох контрольних сит, через одне з яких зерна повинні проходити, на іншому - затримуватися. Тому фактично в позначенні зернистості порошку чисельник і знаменник указують на розміри осередків сит.
Промисловість освоїла виробництво великих алмазних монокристалів і полікристалів: балласів АСБ розміром 5÷7 мм, і карбонадо АСПК до 5 мм, що дозволяє використати їх для виготовлення різців, фрез і інших лезових інструментів.
Окрім виробництва синтетичних алмазів ведуться дослідження з розробки інших штучних надтвердих матеріалів. Одним з таких матеріалів є кубічний нітрид бору (КНБ) —. ельбор або боразон, що має кристалічні ґратки, аналогічну ґраткам алмаза, і складається із двох елементів — бору й азоту. Синтезується боразон у вигляді кристалів розміром до 600 мкм. Він не має природного двійника.
Боразон має твердість, близьку до твердості алмаза, таку ж міцність і але має більшу теплостійкість і не втрачає ріжучих властивостей при нагріванні до 1500 - 1600° С. Він рекомендується для виготовлення абразивних інструментів, призначених для шліфування важкооброблюваних сталей, особливо швидкорізальних сталей нормальної й підвищеної продуктивності.
Для оцінки розглянутих інструментальних матеріалів у табл. 4.3 наведені їх порівняльні фізико-механічні властивості.
Таблиця 4.3
Фізико-механічні властивості інструментальних матеріалів
Інструментальні матеріали |
Твердість, HRA |
Межа міцності, H/мм2 |
Теплопро-відність, вт/м град |
Червоностійкість, °С |
||
на вигин |
на стиск |
|||||
Вуглецева сталь В12А |
82,0 |
2250 |
— |
— |
250 |
|
Швидкорізальна сталь Р18 |
83,0 |
3630 |
3730 |
21 |
600 |
|
Твердий сплав |
ВК8 |
87,5 |
1373 |
3230 |
59 |
800 |
Т15К6 |
90,0 |
1079 |
4070 |
27 |
950 |
|
ТТ7К12 |
87,0 |
1520 |
— |
54 |
— |
|
Минералокерамика ЦМ-332 |
92,5 |
320 |
4900 |
18 |
1200 |
|
Алмаз |
— |
290 |
3900 |
150 |
1000 |
Тема лекції 5. Фізичні основи процесу різання металів. (3)