8.Требования к эксплуатационным характеристикам инструментальных материалов. Примеры цельного и составного инструмента.

Инструментальный материал – материал, из которого изготавливается активная часть режущего клина. Он работает в наиболее тяжелых условиях, контактирует с ювинильными поверхностями образованного материала, поэтому инструменту материалу предъявляется повышенные требования по следующим параметрам:

1. высокая твердость (особенно горячей микротвердости)

2. высокая прочность (особенно ударная прочность)

3. красностойкость (сохранение физико-механических характеристик материала при повышении температуры)

4. отсутствие химического сродства с обрабатываемым материалом

5. уменьшение доли остродефицитных химических элементов

Основные группы инструментальных материалов.

1. Углеродистые стали.

У7; У8; У10; У11; У10А; У11; У12

Особенности углеродистых сталей: повышенное содержание углерода (0,7.. 1,2%)

Достоинства: хорошо обрабатывается.

Недостатки: низкая стойкость; трудности в термообработке, т.к. возникают коробление при охлаждении с большими скоростями.

Vрез≈0,5..1 м/с.

Область применения: слесарных инвентарь (напильники, слесарные метчики и т.д)

2. Легированные инструментальные стали.

9ХС; ХВГ (легированные хромом, кремнием, ванадием, марганцем)

Эксплуатационные свойства мало отличаются от углеродистых сталей. Улучшены технологические свойства. Улучшены условия ТО.

В 9ХС благодаря хрому и кремнию, можно получать закаленную структуру с малой скоростью ТО, что позволяет изготовлять инструмент сложной формы (зенкера, сверла). А ХВГ в закаленном состоянии претерпевает малые деформации, что сокращает количество возможных поломок (протяжки).

3.Быстрорежущие стали.

Р18; Р6М5; Р9М5К5; Р9Ф5; Р10К5Ф5;

(М-молибден; Ф-ванадий; К-кобальт; так же 18%W - вольфрам)

Увеличена ударная вязкость, прочность.. скорости резания. 24ы

71

4.Металлокерамика (твердые сплавы)

а)Вольфрамовые твердые сплавы.

1) Однокарбидные твердые сплавы.

ВК2; ВК3; ВК6; ВК6ОМ; ВК8; ВК15 (порядке увеличения прочности, уменьшения твердости)

2) Двухкарбидные твердые сплавы (Т15 означает содержание TiC 15%)

Т15К6; Т14К8; (получистовые) Т5К10; (черновой) Т30К4 (чистовой). Остальное карбид вольфрама (WC)

3) Трехкарбидные твердые сплавы: (карбиды W вольфрама,Ta тантала, Ne ниобия)

ТТ7К12; ТТ7К8Б; ТТ7К15б

Выше горячая прочность, износостойкость. Используются для обработки труднообрабатываемых материалов. (МС146; МС22)

б) Безвольфрамовые твердые сплавы.

ТН20; КНТ16;

72

9.Контактные процессы в зоне резания. Износ и стойкость режущего инструмента. Влияние износа инструмента на качество обработки.

Реж. инструм. работают в чрезвыч. тяжел. Условиях действия громадн. давлений на пов-тях контакта и высокой т-ры, вусловиях тр. вновь образованн. пов-тей. В результате изнаш. режущее лезвие инструм.а теряет свою первонач. форму и реж.

способн. Для восстан. режущей способности производится затачив. рабочих пов-тей. Характер износа инструм.а зависит от условий, в котор. производ. рез.. Износ реж. инструм.а выраж. В появл. лунки на передней пов-ти, площадок износа на главной и

вспомог. задних поверхностях и в уменьш. вылета вершины резца или реж. лезвия иного инструм.а.

Износ реж. инструм.а только по задней пов-ти наблюд.

при обраб. хрупких материалов, при рез. котор. образ. Стружка надлома, не представляющ. собой сплошн. Прочного тела. Износ по задней пов-ти явл. также

превалирующим в случае рез. с

малыми толщинами среза, при мал. знач.х задних углов и при

обраб. сталей и сплавов, обладающих обработочным упрочнением.

Износ реж. инструм.а только по передней пов-ти

происходит в случае обраб. вязких Ме с большими сеч.ми среза,

когда образуется устойчивый нарост, исключ.-ий контакт задней

пов-ти с обрабатываемым материалом. В большинстве случаев

инструм. изнашив. как по передней, так и по обеим задним пов-

тям Ширина фаски на задней пов-ти hз растет пропорц. времени

рез.. Ширина лунки В изменяется очень мало, а ширина полки fn на

передней пов-ти уменьш.. Критерии затупл.: ухудш. качества

обработанной пов-ти, образов. фаски износа на задней пов-ти,

появление на ней светл. полос, вибрации, увеличение потребл.

мощности и др. Критерий затупл.-ширина площадки износа на

задней пов-ти инструм.а. Абразивное изнаш.. царап. пов-тей

инструм.а твердыми включ.ми материала. Адгезионное изнаш.-

отрыв силами адгезии мельчайших частиц инструм. материала.

Диффузионное изнаш. – изнаш. вследствие диффузии,

происходящей при т-рах до 1000 С. Электроэрозионное изнаш. -

результат действия тока, образующегося под влиянием ТермоЭДС__

Физической основой изнашивания режущего инструмента является трение стружки о переднюю и заготовки о главную заднюю поверхность режущего инструмента.

Различают следующие разновидности изнашивания режущего инструмента:

1. Абразивное изнашивание, которое состоит в срезании весьма твердой стружкой микровыступов на рабочих (передней и задней) поверхностях инструмента.

2. Адгезионное изнашивание, которое состоит в непрерывных, контактных процессах схватывания и последующего отрыва мелких частиц материала режущей поверхности инструмента, по его передней и задней поверхностям. Например, такой отрыв происходит весьма интенсивно при срыве нароста. Образуются микрократоры, способствующие более активному абразивному изнашиванию.

3. Диффузионное изнашивание. При скоростной обработке сталей метало керамическим режущим инструментом, происходит нагрев до высоких температур ≈800-1200˚С, что приводит к химическому взаимодействию стали и металлокерамики с образованием на поверхности последней охрупчиванного слоя, который сравнительно легко разрушается механическим воздействием.

4. Окислительное изнашивание. Связано с высокотемпературным нагревом режущего инструмента, в результате чего на его поверхности идут активные химические процессы образования непрочных окисных пленок, так же сравнительно легко разрушается при механическом взаимодействии.

74

10. Понятие обрабатываемости резанием. Основные показатели и коэф относительной обрабатываемости.

Способы со снятием пов-ти заготовки:Точение(а). Процесс рез. осущ. на токарн. станках при вращ. обраб-ой заготовки (главн. движ.) и перемещении резца (движ. подачи).Точение:черновое, получистовое, чистовое, тонкое. Реж. инструм.-резцы.Сверление(в)-способ получ. глухих и сквозн. цилиндрич. отверстий. Инструм.-сверло, имеющее две главн. реж. кромки. Использ.сверлильн. и токарн.станки. На сверлильн. станках сверло совершает вращ.(главн.) движ.и продольное ( движение подачи) вдоль оси отв., загот. неподвижна. При работе на токарн. станках вращ.(главн.движ.) совершает обраб. деталь, а поступат. движ. вдоль оси отв. (движение подачи) соверш. сверло. Диам. просверл. отв. можно увел. сверлом большего диаметра-рассверлив.-м. При сверлении обеспечив. сравнит. невыс. точн. и кач. пов-ти. Зенкеров. – обраб. предвар. полученн. отверстий для придания им правильной формы, повыш. точности и сниж. Ra зенкером Развертыв.–окончательная обраб. цилиндрич. или конич. отв. разверткой для получ. выс. точ. и низ. Ra.Развертки –срезают очень тонкие слои с обрабатыв. пов-ти. Растачив. примен. для обраб. отв. нестандартн. и больших раз-ров резцом на расточн. и токарн. станках. При протягивании инструм.–протяжка(д).Процесс рез. при протяг.осущ. на протяжн. станках при поступательном главн. движ.инструм. относит. неподвиж.заготовки за 1 проход. Фрезеров.(г)–метод обраб. пов-тей заготовок многолезвийн. режущим инструм.ом–фрезой. Главн.движ-вращ.фрезы,вспомогат-поступ. перемещ.загот. Каждый реж. зуб при вращ.фрезы врез. в заготовку и осущ. рез. только в пределах опред. угла поворота фрезы. Шлиф.(б) – процесс обраб. загот. рез. с помощ.инструм. (кругов), состоящ. из абразив. матер, примен. для чист. и отделочной обраб. деталей с высокой точн-ю.Для отделочной обраб. на 6-7 квалитеты использ. хонингов. и суперфиниширов. Без снятия пов-ти заготовки – обкатыв., раскатыв., накатыв., калибров.

75