- •Міністерство освіти і науки України
- •Конспект лекцій
- •Маріуполь, 2010 р.
- •1. Исторический обзор
- •1Период – 1918-1935 г.Г.
- •2 Период –1935-1941 г.Г.
- •3Период с1941 г по настоящее время
- •2. Основные понятия, относящиеся к процессу резания
- •3. Элементы режима резания и срезаемого слоя
- •3.1 Главное движение резания и движение подачи
- •3.2 Геометрические параметры режущей части инструмента
- •3.3 Установочная база
- •3.4 Углы в плане
- •3.5 Роль углов резца
- •3.6 Факторы, влияющие на изменение углов в плане.
- •3.7 Угол спада стружки.
- •4. Инструментальные материалы, применяемые для изготовления режущей части инструментов.
- •4.1 Углеродистые инструментальные стали
- •4.2 Легированные инструментальные стали.
- •4.3 Высоколегированные инструментальные (быстрорежущие) стали.
- •4.4 Твердые сплавы.
- •4.5 Минеральная керамика. Цм- 332
- •4.6 Сверхтвердые инструментальные материалы
- •4.7 Физико– механические свойства инструментальных материалов
- •5. Формы передней поверхности инструмента
- •6. Формы переходного лезвия резца
- •7. Физические явления при резании металлов.
- •8. Деформирование металлов при резании. Схема образования стружки.
- •9. Относительный сдвиг
- •10. Образование текстуры при резании металлов.
- •11. Усадка стружки
- •12. Влияние режимов резания и срезаемого слоя на усадку стружки.
- •13. Наростообразование при резании
- •14. Влияние различных факторов на процесс наростообразования
- •14.1 Скорость резания
- •14.2 Физико- механические свойства обрабатываемого материала.
- •15. 1 Тепловые потоки в зоне резания
- •15.2 Распределение температур на контактных площадках инструмента
- •15. 3 Факторы влияющие на температуру резания.
- •15. 4 Методы измерения температур в зоне резания
- •16. Охлаждение и смазка при резании. Требования к сов.
- •16.1 Способы подвода сов в зону резания
- •17. Качество обработанной поверхности.
- •17.2 Наклеп
- •17.3 Остаточное напряжение в поверхностном слое после обработки резанием.
- •18. Виды стружки
- •19. Износ режущего инструмента
- •19.1 Физическая природа изнашивания инструмента
- •19.2 Зависимость износа от времени
- •19.3 Влияние различных факторов на стойкость инструмента
- •20. Силы, действующие на режущий клин инструмента
- •20.1 Напряжения, действующие в плоскости скалывания
- •20.2 Силы резания при точении
- •20.3 Схема электроиндуктивного датчика
- •20.4 Графоаналитический метод обработки опытных данных (на примере сил резания)
- •20.5 Влияние различных факторов на силы резания
- •21. Скорость резания при точении
- •22. Расчет режимов резания
- •23. Штучное время и основное технологичное время
- •24. Фрезерование
- •24.1 Геометрические параметры режущей части фрез
- •24.2 Особенности процесса фрезерования
- •24.3 Элементы режима резания при фрезеровании
- •24. 4 Элементы срезаемого слоя при фрезеровании
- •24.5Основное технологическое время при фрезеровании
- •24.6 Силы резания при фрезеровании
- •24.7 Мощность механизма главного движения
- •24.8 Износ и стойкость фрез
- •24.9 Особенности процесса фрезерования.
- •25. Зубонарезание
- •Содержание
4.5 Минеральная керамика. Цм- 332
Для изготовления режущих инструментов используют оксидную минеральную керамику, являющуюся кристаллической окисью алюминия Аl2 О3. Получают методом порошковой металлургии. Пластинки минералокерамики являются наиболее дешевым инструментальным материалом, обладает большой твердостью (HRA 91- 93) и высокой теплостойкостью 12000 С, серьезный недостаток – пониженная прочность на изгиб и низкая ударная вязкость. Применяется при обработке мягких материалов. При обработке стали и чугуна с малыми сечениями срезаемого слоя при отсутствии ударов и толчков. Делаются попытки повысить изгибающую прочность минеральной керамики введением в ее состав упрочняющих добавок: металлов (молибдена, вольфрама, титана), которые получили название кермета , а введение карбидов этих металлов в состав минеральной керамики называется карбидной керамикой. Кермет марки НС20М состоит из 15% окиси алюминия и 25% твердого раствора типа (Ti, W, Mо) с; ВОК – 60
4.6 Сверхтвердые инструментальные материалы
Природные и синтетические алмазы (получены из графита при высоких давлениях 200000 атм. и температурах 40000 С.) применяются при обработке металлов и неметаллических материалов, практически не применяются для обработки черных металлов, т. к. углерод диффундирует в железо.
Одним из перспективных синтетических сверхтвердых материалов для изготовления инструмента является кубический нитрид бора (КНБ). Он создан синтезом из вещества нитрида бора (BN). Кубический нитрид бора имеет структуру алмазного типа, но в узлах кубической кристаллической решетки вместо атомов углерода находятся атомы азота и бора. Твердость кубического бора ниже, чем алмаза и равна 8500-9400 кгс\мм2 (алмаза 10000- 10600), а теплостойкость КНБ равна (1200-13000С), (алмаза 1000-15000С). Теплопроводность КНБ примерно в 3 раза ниже, чем алмазе.
В последнее время производится поликристаллический кубический нитрид бора (ПКНБ)- теплостойкость 15000 С, но уступает по твердости алмазу, но имеет низкую теплопроводность. ПКНБ получил название эльбор, боразон, кубонит. Ими оснащаются токарные резцы и торцовые фрезы для обработки закаленной стали. На основе кубического нитрида бора созданы сверхтвердые материалы (СТМ) называются поленозит
Поленозит 01 (эльбор - 1), 10 (гексанит), 05 и 09 (ПТНБ).
В СССР выпускались пластины из искусственных алмазов, нанесенных на твердосплавную основу. Толщина слоя алмаза до 1 мм. Повышение износостойкости пластин за счет нанесения покрытий в основном на инструмент из быстрорежущей стали.
4.7 Физико– механические свойства инструментальных материалов
|
Материал |
Твердость HRA |
Предел прочности кг/мм2 |
Ударная вязкость КГсм/мм2 |
Теплостойкость ºС |
Кv | |
|
бизг |
б сж | |||||
|
У10 |
82 |
400 |
400 |
- |
250 |
1 |
|
Р18 |
83 |
450 |
400 |
0,9 |
600 |
4 |
|
ВК8 |
87 |
137 |
430 |
0,6 |
800 |
36 |
|
Т15К6 |
90 |
100 |
370 |
0,3 |
950 |
60 |
|
ЦМ332 |
92,5 |
30 |
420 |
0,1 |
1200 |
110 |
|
Алмаз |
- |
29 |
390 |
- |
900 |
- |
|
Эльбор |
- |
30 |
- |
- |
1500 |
- |
Где Кv – коэффициент обрабатываемости по скорости резания.