 |
 |
 |
 |
Материал режущей части инструмента оказывает большое влияние на процесс резания и достигаемую при этом производительность труда.
Для изготовления режущей части инструмента применяют: инструментальные стали - углеродистые (ГОСТ 1435-54), легированные (ГОСТ 5950-63) и быстрорежущие (ГОСТ 9373-60); твердые сплавы - металлокерамическне (ГОСТ 3882-61) и ми-нералокерамические. В последнее время также стали применять керметы (металломннералокерамические твердые сплавы), алмаз и искусственный корунд.
Выбор инструментального материала производится в зависимости от соответствия следующим требованиям: наличия высокой режущей способности у изготовленного из него инструмента, технологичности изготовления инструмента, экономичности и отсутствия дефицитности. Чем более полно отвечает инструментальный материал указанным требованиям, тем выше будет производительность труда и ниже себестоимость продукции при работе инструментом, изготовленным из этого материала.
Высокая режущая способность позволяет снизить основное (машинное) время обработки деталей и зависит от следующих качеств инструментального материала - износостойкости и=проч-ности в условиях резания. Износостойкость выражает сопротивление инструментального материала изнашиванию и может быть определена как величина, обратная линейному износу. Сравнение материалов по износостойкости также выполняют сопоставлением скоростей резания, допускаемых инструментами из этих материалов. В этом случае оценка производится по величине коэффициента относительной допустимой скорости резания /(„, который является отношением скоростей резания допустимых инструментами из рассматриваемого материала и эталонного. В качестве эталонного материала принимают обычно быстрорежущую сталь марки Р18 как широко распространенную и обладающую стабильностью свойств.
Суждение о износостойкости возможно и по другим свойствам, установление которых проще, а именно по твердости и теплостойкости. Твердость следует определять при высоких температурах, имеющих место при резании, так как с нагревом твердость обычно
снижается. Под теплостойкостью понимается температура, при которой инструментальный материал длительное время сохраняет достаточную для работы твердость (HRC 60) при многократном нагреве. Прочность инструментального материала устраняет поломку и излишние деформации инструмента силами резания.
Оценка прочности производится по пределу прочности при изгибе ст,„ пределу прочности при сжатии ст и ударной вязкости а,.. Выбор указанных характеристик вызван условиями нагрузки режущего инструмента и в соответствии с условиями их работы прочность режущей части определяется той или иной прочностной характеристикой. Обычно прочность режущей части ограничивается сопротивлением изгибу, а при переменных и ударных нагрузках решающей оценкой прочности является величина ударной вязкости а. Свойства основных инструментальных материалов приведены в табл. 1.
Таблица 1
Свойства основных инструментальных материалов
Инструментальный материал | о; а: л. о о. cq-Н | 5 £ e§ | s« с s 5 | ь-и о -г 1 | о S И | i& | о я ге ант н о 0) О >iCl. to я яй: о =го о. я я о $яоя к о Зе з: | |
Наименование | Марка | |||||||
Углероди- | У10А- | 0,15 | ||||||
стая сталь | У12А | |||||||
Быстроре- | 0,05 | |||||||
жущая сталь | ||||||||
Твердый | 0,14 | 3,0* | ||||||
сплав | Т15К6 | 0,065 | 4,0** | |||||
Минерал 0- | ЦМ-332 | 30-40 | 150-180 | 0,05- | 0,05 | 1100- | ||
керамика | 1200 | |||||||
* При обработке чугуна и неметаллических материалов. ** При обработке сталей.
Инструментальные материалы должны хорошо обрабатываться резанием (резцами, сверлами, фрезами и т. д.), абразивами (шлифованием), термически. В последнее время в инструментальное производство широко проникают процессы получения заготовок (полуфабрикатов) методами пластической деформации. В этих случаях инструментальные материалы должны также хорошо обрабатываться давлением. Если крепление режущей части (например, пластинки) к державкам (корпусам) выполняется пайкой, то следует учесть способность режущего материала прочно при панваться и возможность возникновения трещин при нагреве под пайку.
Обычно материалы с высокой режущей способностью имеют значительную стоимость, но при рациональном использовании изготовленного из них инструмента стоимость обработки деталей меньшая, чем при применении инструмента из материалов с низкой режущей способностью, вследствие значительного повышения производительности труда.
Для изготовления нережущих частей инструмента (державок, корпусов, хвостовиков и др.) применяют обычно конструкционные стали марок Ст.5, Ст.6 (ГОСТ380-60), марок 40, 45 и 50 (ГОСТ 1050-60) и др. В отдельных случаях применяют корпуса из чугуна, а также хвостовики из пластмассы.
§ 1. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СТАЛИ
Инструментальные стали разделяются на углеродистые, легированные и быстрорежущие. В углеродистых инструментальных сталях основным элементом, определяющим физико-механические и режущие свойства, является углерод. Согласно ГОСТу 1435-54 углеродистые инструментальные стали делятся на две группы: качественные углеродистые инструментальные стали и высококачественные углеродистые инструментальные стали. В каждой из этих групп в соответствии с процентным содержанием углерода имеется восемь марок стали.
Ниже приведены наиболее употребительные марки высококачественной стали и содержание в них углерода.
Марка стали .... У10А УИА У12А У13А
Содержание углерода в %....... 0,95-1,04 1,05-1.14 1,15-1,24 1,25-1,35
Легирующих элементов в этих марках содержится одинаковое количество и равно: марганца и кремния - по 0,15-0,3%; хрома - не более 0,2%; никеля - не более 0,25%; серы - не более 0,02%; фосфора - не более 0,03%. Углеродистая сталь характеризуется низкой теплостойкостью и вследствие этого низкой режущей способностью. Инструменты из углеродистых сталей быстро изнашиваются. Кроме того, углеродистая сталь плохо прокаливается и имеет склонность к образованию трещин и деформации (поводке) при закалке.
В результате этого применение углеродистой стали для режущей части инструментов весьма ограничено. Они могут использоваться для мелких инструментов, работающих при малых скоростях резания, в условиях мелкосерийного производства. В то же время можно указать, что инструмент со сложным профилем, требующим тщательного шлифования, например метчики и накат-йЫё ролики для обработки точных резьб с мелкими шагами, часто выполняют из углеродистых инструментальных сталей марок У10А-У12А.
[ 0 ] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129