Обработка деталей из заготовок на металлорежущих станках. Основные инструментальные материалы

1. Углеродистые инструментальные стали. (Стали марок У7А, У8А,…, У13А) Наиболее дешевый инструментальный материал, обладающий невысокой температурной стойкостью (200 – 250⁰С).

Основные области применения углеродистой стали:

1. Для обработки непрочных материалов (дерево, пластмасса и т.д.).

2. Для изготовления ручного инструмента (напильники, молотки, стамески).

3. Для изготовления оснований режущих инструментов.

2. Быстрорежущие стали – это стали легированные специальными добавками, в результате чего их нагревостойкость возрастает до 500 – 600⁰С. В результате, использование быстрорежущей стали позволяет почти в 3 раза увеличить скорость резания по сравнению с углеродистыми сталями.

Основные области применения быстрорежущих сталей:

1. Для обработки непрочных материалов.

2. При работе в условиях сильной вибрации и ударных нагрузок.

3. Твёрдые сплавы. Их получают на основе порошков карбида титана, которые спекают, используя мягкую кобальтовую связку, нагревостойкость достигает 900 – 950⁰С. Использование твёрдых сплавов позволяет почти в 3 раза увеличить скорость резания по сравнению с быстрорежущими сталями. Основным недостатком твёрдых сплавов является трудность их обработки, поэтому свёрла, фасонные фрезы и т. д. изготавливают из быстрорежущих сталей.

4. Минеральная керамика – это материалы на основе окиси алюминия (Al₂O₃). Нагревостойкость таких материалов 1200⁰С, что позволяет вести резание с большими скоростями. Основной недостаток – высокая хрупкость. Применяются крайне редко.

5. Особо твёрдые материалы. Наибольшее распространение – алмаз. Обладают наивысшей твёрдостью, что позволяет обрабатывать практически любые материалы, имеет высокую нагревостойкость, обладает малым коэффициентом линейного расширения, что позволяет обеспечивать наивысшую точность обработки.

Недостатки:

1. Значительно меньшая, чем у твёрдых сплавов прочность.

2. При нагреве свыше 700⁰С алмаз начинает интенсивно растворяться в железе, поэтому практически не применяется при обработке сталей и железа.

3. Высокая стоимость.

Токарный проходной резец и его геометрия

П ри обработке режущими инструментами, на заготовке различают: обрабатываемую поверхность, обработанную поверхность и поверхность резания, образуемую непосредственно режущим лезвием и являющуюся переходной между обрабатываемой и обработанной поверхностями.

Токарный проходной резец можно условно изобразить в следующем виде:

г де:

I – корпус инструмента;

II – режущая часть;

1 – передняя поверхность – поверхность по которой сходит стружка;

2 – главная задняя поверхность – поверхность, обращённая к поверхности резания;

3 – вспомогательная задняя поверхность (поверхность, обращённая к обработанной поверхности);

4 – главная режущая кромка – выполняющая основную работу резания и образуемая пересечением передней и главной задней поверхностей;

5 – вспомогательная режущая кромка – выполняющая вспомогательную работу резания и образуемая пересечением передней и вспомогательной главной поверхностью.

6 – вершина резца – может быть острой или закруглённой по радиусу.

Различают следующие углы резца:

- главный задний угол – угол между главной задней поверхностью и плоскостью резания. - всегда положителен, так как в противном случае кромка не подойдёт к поверхности резания.

- главный передней угол – угол между передней поверхностью и плоскостью, перпендикулярной к поверхности резания и проходящей через главную режущую кромку. Передний угол может быть положительным, отрицательным или равным нулю.

- главный угол. В плане – угол между проекцией главной режущей кромки на опорную поверхность и направлением подачи.

- вспомогательный угол. В плане – угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на опорную поверхность и направлением подачи.