Форма обратной связи

Производительность обработки резанием и стойкость инструмента существенно зависят от правильного выбора марки инструментального материала для изготовления режущего инструмента. Применяют следующие инструментальные материалы: быстрорежущие стали; легированные и углеродистые стали; твердые сплавы; минералокерамику; природные и искусственные алмазы; синтетические режущие материалы (композит 01 или эльбор Р; композит 02; композит 05 и композит 10 или гексанит Р).

К инструментальным сталям предъявляют требования, из которых основное значение имеют: режущая способность, красностойкость (теплостойкость), износостойкость, обрабатываемость в холодном и горячем состоянии.

По способу изготовления прутковую сталь подразделяют на кованую, горячекатаную, калиброванную (нешлифованную и шлифованную). Прутки из кованой стали имеют наибольшие отклонения по диаметру, и их применяют для производства режущих инструментов больших размеров.

Прутки из горячекатаной стали имеют несколько меньшие отклонения; прутки из быстрорежущих и легированных сталей - положительные отклонения, а прутки из конструкционных углеродистых сталей - двусторонние (плюс и минус).

Горячекатаную сталь применяют в единичном и серийном производстве, где обычно используют универсальное оборудование.

Калиброванную сталь применяют в основном на станках-автоматах и полуавтоматах. Шлифованную сталь (серебрянку) выпускают малого диаметра и применяют для инструмента, изготовляемого методом вышлифовывания.

Конструкционные стали марок 45 и 40Х применяют для изготовления державок резцов, корпусов насадных фрез и зенкеров. Инструментальные углеродистые стали марки У12А и У13А применяют для изготовления разверток, плашек и напильников; инструментальные легированные стали марки 9ХС и ХВГ - для изготовления резьбообразующего инструмента и протяжек.

Быстрорежущие стали применяют для изготовления фасонных, резьбовых и отрезных резцов, фрез, зуборезного инструмента и сверл. Быстрорежущие стали с высоким содержанием кобальта и ванадия применяют при точении и фрезеровании труднообрабатываемых и жаро-прочных материалов. Обработка сталей с временным сопротивлением более 880 МПа и высокопрочных модифицированных чугунов возможна при изготовлении инструмента из стали, содержащей кобальт (Р9М4К8, Р6М5К5).

Стали марок Р9М4К8, 10Р8МЗ применяют при обработке конструкционных сталей с твердостью до HRC₃40 ... 45 и жаропрочных сталей и сплавов в условиях непрерывного резания. В условиях прерывистого резания труднообрабатываемых материалов стойкость инструмента из быстрорежущих сталей марки Р6М5К5 оказывается иногда выше, чем инструмента, изготовленного из твердых сплавов.

Быстрорежущие стали имеют наибольший удельный вес среди инструментальных материалов, применяемых при изготовлении режущего инструмента (основной бы-строрежущей сталью при производстве режущего инструмента является сталь Р6М5).

Твердые сплавы применяют для изготовления режущих элементов инструмента и подразделяют на четыре группы: вольфрамокобальтовые (группа В К), титанокобальтовые (группа ТК), титанотанталовые (группа ТТ) и безвольфрамовые (группа ТМ и ТН). Сплавы группы ВК (ВКЗ, ВК4, ВК6, ВК8) применяют для обработки деталей из чугуна, цветных металлов, закаленных сталей и других материалов, образующих ломкую стружку.

Сплавы группы ТК (Т4К10, Т14К8, Т15К6) и ТТК (ТТ7К12) применяют для обработки коррозионно-стойкой и жаропрочной сталей, титановых сплавов. С увеличением износостойкости твердых сплавов повышаются их твердость, сопротивление износу, а, сле-довательно, и допустимая скорость резания. Одновременно с увеличением износостойкости уменьшается прочность при изгибе, т. е. твердый сплав становится более хрупким.

Безвольфрамовые твердые сплавы (ТМ1, ТМЗ, ТН-20, ТНЗО, ТН40, КНТ16) по прочностным свойствам уступают сплавам группы ТК, имея более низкие ударную вязкость и теплопроводность, что делает их более чувствительными к тепловым и ударным нагрузкам. Однако эти сплавы обладают высокой окалиностойкостью, превышающей окалиностойкость сплавов на основе карбида титана (Т15К6, К15КЮ) более чем в 10 раз. При обработке на высоких скоростях резания на поверхности инструмента образуется тонкая окисная пленка, выполняющая роль смазки, благодаря чему безвольфрамовые сплавы имеют низкий коэффициент трения и хорошую сопротивляемость износу, обеспечивая более качественно обработанную поверхность.

Инструмент, оснащенный безвольфрамовыми твердыми сплавами, рекомендуется применять при чистовой и получистовой обработке конструкционных и низколегированных сталей (вместо сплавов группы ТК) и цветных металлов. Для чистовой и получистовой обработки закаленных сталей, серых и ковких чугунов, цветных металлов часто вместо вольфрамосодержащих твердых сплавов применяют резцы, оснащенные неперетачиваемыми многогранными пластинами из металлокерамики марок ВЗ, BOK-6Qи ВОК-63.

Широкое применение нашли резцы, оснащенные многогранными пластинами из твердого сплава и быстрорежущей стали с износостойкими покрытиями карбидов и кар- бидонитридов титана. Такие пластины обладают стойкостью, превышающей в 3 раза стойкость обычных пластин, что дает возможность повысить скорость резания до 30 %. Наиболее эффективной областью применения пластин с покрытиями является обработка деталей из кон-струкционных и низколегированных сталей и чугунов.

Заготовки из сверхтвердых композиционных материалов и керамики. В качестве инструментальных сверхтвердых материалов применяют синтетические поликристаллы алмаза (СПА), синтетические поликристаллы нитрида бора (СПНБ) и композиты (композит 01, 05, 10, ниборит, алмет и др.). Из этих сверхтвердых материалов изготовляют режущие элементы к сборным резцам (проходным, подрезным, расточным и резьбовым), торцовым фрезам и сверлам. Высокие твердость и теплостойкость этих материалов позволяют повысить скорость резания при обработке стали, чугуна и цветных металлов посравнению с инструментом, изготовленным из быстрорежущей стали и твердого сплава.Эльбор Р выпускают в виде цилиндра диаметром 3,5 ... 4,2 и высотой 4 мм. Его рекомендуется применять для резцов и фрез, используемых при финишной обработке деталей из закаленных конструкционных углеродистых, легированных и быстрорежущих сталей с твердостью HRC_B48 ... 62 и высокопрочных чугунов. При обработке эльбором Р обеспечивается более высокое качество поверхности по сравнению со шлифованием, так как при этом уменьшаются микротрещины, прижоги и др.

Гексанит Р получают спеканием и выпускают в форме цилиндров диаметром 6,5 и высотой 5 мм. Резцы и сборные фрезы из гексанита Р предназначены для обработки закаленных сталей У8, ШХ15 и чугунов с HRC₉46 ... 48. При фрезеровании закаленных сталей гексанит имеет большую износостойкость, чем эльбор Р. Сверхтвердый материал ПТНБ получают спеканием в виде цилиндрика диаметром 3 ... 4 и высотой 4 ... 6 мм.

При обработке термически не обработанных сталей материал ПТНБ эффективнее эльбора Р. Резцы из ПТНБ при обработке закаленных сталей не уступают эльбору Р, однако они не пригодны при обработке сталей, содержащих кремний, ванадий, хром и никель, из-за их повышенной вязкости.

Алмазы синтетические и природные применяют для токарной обработки цветных металлов и керамики.

По сравнению с твердыми порошковые материалы из керамики имеют следующие преимущества: повышенную красностойкость, высокую износоустойчивость, пониженную склонность к слипанию с обрабатываемым материалом, большую экономичность. Недостатки материалов из керамики: малое сопротивление разрушению от растягивающих напряжений, пониженная пластичность и низкая ударная вязкость. Материалы из керамики используют для оснащения инструмента, работающего на получистовых и чистовых операциях при точении, растачивании и фрезеровании.Материал ВОК-60 используют для точения прерывистых поверхностей с v= 300 ... 600 м/мин, S= 0,03 ... 0,08 мин- и t= 0,3 ... 0,5 мм, а материал ВОК-63 допускает обработку с / = 1 мм. Порошковые материалы выпускают в виде многогранных неперетачиваемых пластин с механическим креплением в корпусе резца.