Файл: резцы.doc

Износостойкость— способность инструментального материала сопротивляться разрушению истиранием. Причиной потери режущих свойств у всех инструментов является износ, то есть диспергирование и унос части инструментального материала составляющего лезвие инструмента, и, следовательно, нарушение исходной формы и геометрических параметров режущего инструмента.

Износ— сложный недостаточно изученный процесс, зависящий от множества факторов. Важнейшие из них: нормальное давление; скорость взаимного скольжения инструментального материала (ИМ) и обрабатываемого материала (ОМ); температура в зоне резания.

Износостойкость количественно выражается работой силы трения затраченной на превращение единицы массы инструментального материала в продукт износа

, [6]

где: A — работа силы трения; — масса диспергированного материала; L — путь скольжения; c, m — коэффициенты, зависящие от свойств материала.

2.1.2 Классификация инструментальных материалов

Углеродистые стали. ГОСТ 1425-74, марки: У10А, У12А, .

Легированные инструментальные стали. ГОСТ 12265-72, марки: ХВГ, ХВ5, 9ХС, .

Быстрорежущие стали (с содержанием вольфрама (W) — обозначается Р). ГОСТ 19265-73, . Марки:

С максимальным количеством вольфрама: Р18, Р18Ф2, Р14Ф4 и другие.

Со средним количеством вольфрама: Р9Ф5, Р9К5, Р9К5Ф5 и другие.

С низким содержанием вольфрама: Р6М5.

Твердые сплавы. .

Однокарбидные: ВК8, ВК6 и другие.

Двукарбидные: Т15К6 (в нем: карбида титана (Ti) — 15%, Кобальта (Co) — 6%, а остальное — карбид вольфрама (W)) и другие.

Трехкарбидные: ТТК и другие.

Минералокерамика. Марка: ЦМ332, .

Алмазы (натуральные и синтетические). .

Эльбор (кубанит, буразол, кубический нитрит бора). .

2.1.3 Характеристики наиболее распространенных инструментальных материалов

На рисунке 3 показана зависимость, износостойкости быстрорежущей стали от твердости.

Рисунок 3 Зависимость износостойкости быстрорежущей стали от твердости

Рисунок 4 Зависимость твердости быстрорежущей (2) и инструментальной (1) сталей от температуры в зоне резания

На рисунке 4 изображена зависимость твердости быстрорежущей (2) и инструментальной (1) сталей от температуры в зоне резания.

Рисунок 5 Зависимость износостойкости некоторых инструментальных сталей от скорости резания

На рисунке 5 показаны зависимости износостойкости некоторых инструментальных сталей от скорости резания. На рисунке учитываются:

У10А — углеродистая сталь;

Р6М5 — быстрорежущая сталь с низким содержанием вольфрама;

Т5К10 — двухкарбидный твердый сплав;

Т15К6 — двухкарбидный твердый сплав;

Т30К4 — двухкарбидный твердый сплав;

Т60К6 — двухкарбидный твердый сплав.

2.2.Параметры, характеризующие процесс резания

1). Производительность— отношение количества произведенных деталей к единице времени. Обозначение

[7]

2). Энергоемкость— отношение работы затраченной на производство к единице веса продукции. Обозначение

[8]

Некоторые значения энергоемкости для распространенных видов обработки:

При резании Э=1;

При литье Э=5;

При штамповке Э=8…10;

При ЭФО, ЭХО Э=100.

3). Точность обработки— характеризуется квалитетом, достигаемым при обработке. При резании достигается наиболее высокая точность обработки. Так, например:

При лезвийной обработке до 6 квалитета;

При абразивной обработке до 4 квалитета;

При тонком алмазном точении до 0,3 мкм.

4). Шероховатостьобработанной поверхности. Измеряется в единицах R_a, R_z.

При лезвийной обработке ;

При абразивной обработке ;

При тонком алмазном точении до 0,04 мкм.

5). Глубина поврежденного слоя— слоя, в котором в результате обработки резанием изменилась структура. Например, возникли повышенные напряжения, которые отрицательно сказываются на эксплуатационных характеристиках обработанной детали (время жизни уменьшилось в 3…5 раз). При грубой обработке глубина поврежденного слоя может быть 0.01…0.1 мкм, а при тонкой абразивной — его можно свести к нулю.

2.3 Основные понятия о резании

Пусть с заготовки нужно удалить припуск толщиной a, для чего нужно устранить физические связи по плоскости 1-2-3-4 (смотри рисунок 6). Если для формообразования детали используется метод резания, то в качестве режущего инструмента применяется резец. Резец: перемещаясь равномерно в направлении D_rсо скоростью V, срезает припуск в виде стружки размером

[9]

и при этом совершается работа равная произведению , где L — путь резания; P_z— сила резания.

Рисунок 6 Схема заготовки Рисунок 7 Схема режущего клина

Эта работа может быть совершена только в том случае, если со стороны резца и заготовки будет приложена необходимая сила резания P_z. Этой же величине работы будет равно количество энергии, затраченное на снятие данного припуска. В случае если величина припуска будет очень большой, то его разделяют на несколько проходов режущего инструмента.

Основа любого режущего инструмента — режущий клин AOB с углом заострения β (смотри рисунок 7). Клин имеет переднюю поверхность OA, контактирующую непосредственно со стружкой, и заднюю поверхность, обращенную к заготовке. Пересечение передней и задней поверхностей режущего инструмента образует главную режущую кромку.

2.3.1 Поверхности на обрабатываемых заготовках

Рисунок 8 Поверхности резанья при Рисунок 9 Поверхности резанья при

точении строгании

На заготовке выделяют следующие поверхности:

1 — обрабатываемая поверхность (смотри рисунок 8 и рисунок 9);

2 — обработанная поверхность;

3 — поверхность резания (существует временно, во время резания, между поверхностями 1 и 2).

2.3.1 Режимы резания

Режимы резания— совокупность понятий, глубины резания, скорости резания и подачи. Как правило, им соответствуют значения стойкости режущего инструмента, которые непосредственно связаны с параметрами режима резания.

Глубина резания— глубина внедрения режущего лезвия в материал заготовки t [мм]. В большинстве случаев, она определяется как кратчайшее расстояние между обработанной и обрабатываемой поверхностями.

Различают главное движение резанияD_r, которое производится с наибольшей скоростью, ивспомогательное движение подачиD_S, которое необходимо для распространения движения резания по всей обрабатываемой поверхности (смотри рисунок 10).

а) б) а) б)

Рисунок 10 Движения резания Рисунок 11Схема главного движения резания

а-при строгании, б-при точении а- при точении; б- при абразивной обработке

Скоростью резанияназывают главное движение резания, так как оно определяет направление и скорость деформации в обрабатываемом материале.

Скорость резания может сообщаться как заготовке, так и режущему инструменту. Измеряется:

при лезвийной обработке;

при абразивной обработке.

Если главное движение резания — вращательное, то скорость резания равна линейной скорости относительного движения заготовки и режущего инструмента (смотри рисунок11а ).

[10]