Режущий инструмент на строгальных, долбежных и комбинированных строгальных станках

РефератПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

В качестве инструментального материала применяют также минералокерамику на основе оксида алюминия с добавками вольфрама, титана, тантала и кобальта. В промышленности используют минералокерамику марки ЦМ-332, которая отличается высокой теплостойкостью (твердость 89—95 HRC при температуре 1200°С) и износостойкостью, что позволяет обрабатывать сталь, чугун и сплавы при высоких скоростях резания… Читать ещё >

Режущий инструмент на строгальных, долбежных и комбинированных строгальных станках (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Область применения инструментальных материалов

Материалы, способные осуществлять резание, называются инструментальными. Их подразделяют на следующие группы: инструментальные стали, твердые спеченные сплавы (металлокерамика), минералокерамика, сверхтвердые материалы на основе нитрида бора и синтетические алмазы.

Инструментальные стали могут быть углеродистыми, легированными и быстрорежущими.

Углеродистые инструментальные стали используют для изготовления инструментов, работающих при малых скоростях резания (8—10 м/мин). Области их применения указаны в табл. 2.1. Их основными свойствами являются высокая твердость (табл. 2.2) и низкая теплостойкость. Так, стали У10А — У13А не меняют своих свойств лишь до температуры 220 °C.

Легированные инструментальные стали делятся две группы. Стали 1 группы предназначены для изготовления инструментов, используемых при обработке материалов в холодном состоянии, II группы — для обработки металлов давлением при температурах, превышающих 300 °C. По уровню легирования стали подразделяются:

• на низколегированные (8ХФ, 9ХФ, 9ХФМ, 11ХФ, 13Х, В2Ф, 9X1, X, 12X1, 9ХС, ХГС, 9ХВГ, ХВГ, ХВСГФ, 9Г2Ф, 4ХС, 6ХС, 6ХВГ);
• среднелегированные (9Х5ВФ, 8Х6НФГ, Х6ВФ, Х12Ф1, 7ХГ2ВМФ, 6Х6ВЗМФС, 6Х4М2ФС, 11Х4В2МФЗС2, 8Х4В2МФС2, 7X3, 8X3, 5ХНМ, 5ХНВ, 5ХНВС, 4ХМФС, 4Х5В2ФС, 4Х5МФС, 4Х5МФ1С, 4ХЗВМФ, 4Х4ВМФС, ЗХЗМЗФ, 4Х2В5МФ, 5ХЗВЗМФС, 5ХВ2СФ, 6ХВ2С, 5Х2МНФ, 6ХЗМФС);
• высоколегированные (Х12, Х12ВМФ, Х12МФ, Х12Ф1 и 05Х12 116Д2МФСГТ).

Значения твердости по Бринеллю сталей I группы и области их применения приведены в табл. 2.3. Теплостойкость легированных инструментальных сталей обеспечивает стабильность их характеристик вплоть до температур 350—400°С, поэтому допустимые скорости резания для режущих инструментов из этих сталей в 1,2—1,5 раза выше, чем для инструмента из углеродистых инструментальных сталей.

Быстрорежущие стали (вольфрамсодержащие) подразделяют на стали нормальной и повышенной производительности. Первые имеют стабильные характеристики до температур 615—620°С. К ним относятся вольфрамовые (Р9 и Р18), а также вольфрамомолибденовые (Р6М5) стали. Быстрорежущие стали повышенной производительности, дополнительно легированные кобальтом и ванадием, обладают теплостойкостью до температур 625—640°С. К ним относятся стали марок Р2АМ9К5, Р6М5К5, Р9К5 и Р18К5Ф2.

Области применения вольфрамсодержащих быстрорежущих сталей приведены в табл. 2.4, а их механические свойства — в табл. 1.21.

Таблица 2.1

Области применения углеродистых инструментальных сталей.

Марка.	Области применения.
У7, У7А.	Слесарно-монтажные инструменты: молотки, кувалды, отвертки, плоскогубцы, острозубцы, боковые кусачки.
У8, У8А, У8Г, У8ГА, У9, У9Л.	Инструменты, работающие в условиях, не вызывающих разогрева режущих кромок: фрезы, зенковки, цековки, стамески — для обработки дерева; слесарно-монтажный инструмент (кернеры, отвертки, острозубцы, комбинированные плоскогубцы, боковые кусачки).
У10, У10А, У11, У11А.	Инструменты, работающие в условиях, не вызывающих разогрева режущих кромок: ручные и столярные пилы для обработки дерева, калибры простой формы, накатные ролики, слесарные шаберы, напильники.
У12, У12А.	Ручные метчики, напильники, шаберы слесарные, калибры простой формы.
У13, У13Л.	Инструменты с пониженной износостойкостью при умеренных и значительных удельных давлениях (без разогрева режущей кромки): напильники, шаберы, гравировальные инструменты.

Таблица 2.2

Механические свойства углеродистых инструментальных сталей.

Марка.	а_вр, МПа.	ИВ.
У7, У7Л, У8, У8Л, У8Г, У8ГЛ.
У9, У9Л.
У10, У10А.
У11, УНА, У12, У12А.
У13, У13А.

Твердость легированных инструментальных сталей I группы и области их применения.

Марка.	НВ.	Области применения.
8ХФ, 9ХФ.		Кернеры.
11ХФ.		Метчики диаметром до 30 мм, закаливаемые с охлаждением в горячих средах.
13Х.		Шаберы и гравировальный инструмент.
ХВ4Ф.		Резцы, фрезы (для обработки с небольшой скоростью твердых металлов, например валков с закаленной поверхностью), гравировальные инструменты.
9Г2Ф.		;
9ХВГ.		Резьбовые калибры, лекала сложной формы.
ХВГ.		Измерительные и режущие инструменты, для которых повышенное коробление при закалке недопустимо; резьбовые калибры, протяжки, длинные метчики, длинные развертки, плашки.
ХВСГФ.		Круглые плашки, развертки.
9Х5ВФ, 8Х6НФГ.		Режущий инструмент в деревообрабатывающих станках: фрезы, строгальные пилы.
Х6ВФ.		Резьбонакатной инструмент: ролики, плашки.
Х12, Х12ВМФ, Х12МФ, Х12Ф1, 7ХГ2ВМФ.		—.
6Х6ВЗМФС.		Резьбонакатные ролики, ножи гильотинных ножниц применительно к резке высокопрочных сталей и сплавов.
6Х4М2ФС.		;
11Х4В2МФЗС2.
8Х4В2МФС2.
7X23.
8X3, 5ХНМ.
5ХНВ, 5ХНВС.
ВФ2.		Ленточные пилы по металлу и ножовочные полотна.
9X1.		;
X.		Зубила, применяемые при насечке напильников; очень твердые кулачки, эксцентрики и пальцы; гладкие цилиндрические калибры и калиберные кольца; токарные, строгальные и долбежные резцы в лекальных и ремонтных мастерских.

Марка.	НВ.	Области применения.
12X1.		Измерительные инструменты: плитки, калибры, шаблоны.
9ХС.		Сверла, развертки, плашки, гребенки, фрезы.
4ХМФС, 4Х5В2ФС, 4Х5МФС, 4Х5МФ1С, 4ХЗВМФ, 4Х4ВМФС, 4Х2В5МФ, 5ХЗВЗМФС, 6ХЗМФС
хгс.		Режущие инструменты, за исключением рекомендованных для изготовления из сталей марок ХВГ, 9ХС и ХВСГФ.
ЗХЗМЗФ, 6ХС.		;
4ХС, 6ХВГ.		;
5ХВ2ФС.		Ножи при холодной резке металла, резьбонакатные плашки, деревообделочные инструменты при длительной работе.
6ХВ2С.		;
5Х2МНФ.		;
05Х12Н6Д2МФСГТ.		;

Примечание. Области применения указаны только для режущих инструментов, используемых при холодной обработке резанием.

Таблица 2.4

Области применения вольфрамсодержащих быстрорежущих сталей.

Марка.	Области применения.
Р18.	Фрезы, долбяки, протяжки, метчики для черновой и чистовой обработки цветных сплавов и сталей с а_вр < 900 МПа.
Р9.	Режущие инструменты простой формы, не требующие большого объема шлифования, предназначенные для чистовой и получистовой обработки конструкционных материалов с а_вр < 1000 МПа; сверла, изготовляемые методом пластического деформирования; деревообрабатывающие инструменты.
Р6М5.	Резцы, фрезы, сверла, зенкеры, развертки, протяжки, прошивки, метчики, резьбонарезной и зуборезный инструмент для обработки цветных сплавов и сталей (в том числе коррозионностойких) с пределом прочности сг_вр < 1000 МПа.
11РЗАМЗФ2.	Ножовочные полотна, сверла, фрезы, метчики для обработки углеродистых, низколегированных конструкционных сталей и серого чугуна. Период стойкости этих инструментов такой же, как и инструментов из стали Р6М5, но они имеют более высокую износостойкость.

Марка.	Области применения.
Р6М5ФЗ.	Чистовые фасонные резцы, развертки, протяжки, зуборезный инструмент, метчики для обработки цветных сплавов и сталей (в том числе коррозионностойких и жаропрочных).
Р12ФЗ.	Чистовые и нолучистовые фрезы, резцы, протяжки, прошивки, развертки для обработки на средних режимах резания легированных сталей и цветных металлов.
Р18К5Ф2.	Резцы, фрезы, сверла для получистовой и черновой обработки углеродистых и легированных конструкционных сталей на повышенных режимах резания и конструкционных материалов с повышенной твердостью, коррозионностойких, жаростойких и жаропрочных сталей.
Р9К5.	Фрезы, долбяки, метчики для нолучистовой и черновой обработки углеродистых и легированных сталей на повышенных режимах резания, а также различных труднообрабатываемых материалов; период стойкости этих инструментов более низкий, чем инструментов, изготовленных из стали Р6М5К5.
Р6М5К5.	Фрезы, долбяки, зенкеры, метчики, плашки для получистовой и черновой обработки углеродистых и легированных сталей на повышенных режимах резания, а также для обработки коррозионностойких, жаростойких, жаропрочных сталей; по сравнению со сталыо марки Р9К5 имеет лучшие режущие свойства.
Р9М4К8.	Различные виды инструментов для обработки жаропрочных и жаростойких сталей, легированных конструкционных сталей с повышенной твердостью, а также коррозионностойких, углеродистых и легированных сталей на повышенных режимах резания; высокопроизводительный зуборезный инструмент (когда применение сталей Р6М5К5 и Р9К10 недостаточно эффективно).

Спеченные твердые (.металлокерамические) сплавы выпускают в виде пластин разной формы. Инструменты, оснащенные пластинами из твердых сплавов, позволяют применять более высокие скорости резания по сравнению с инструментами из быстрорежущей стали.

Металлокерамические твердые сплавы подразделяют на вольфрамовые, титановольфрамовые и титанотанталовольфрамовые. Механические и физические свойства спеченных твердых сплавов приведены в табл. 1.22, области их применения — в табл. 2.5.

Таблица 2.5

Области применения спеченных твердых сплавов при обработке резанием.

Марка.

Области применения.

В КЗ.

Чистовое точение с малым сечением среза, окончательное нарезание резьбы, развертывание отверстий и другие аналогичные виды обработки серого чугуна, цветных металлов и их сплавов и неметаллических материалов (резина, фибра, пластмассы, стекла, стеклопластики); резка листового стекла.

Марка.	Области применения.
ВКЗ-М.	Чистовая обработка (точение, растачивание, нарезание резьбы, развертывание) твердых легированных и отбеленных чугунов, цементированных и закаленных сталей, а также высокоабразивных неметаллических материалов.
ВК6-ОМ.	Чистовая и получистовая обработка твердых, легированных и отбеленных чугунов, закаленных сталей и некоторых марок высокопрочных и жаропрочных сталей и сплавов, особенно сплавов на основе титана, вольфрама и молибдена (точение, растачивание, развертывание, нарезание резьбы, шабровка).
ВК6-М.	Получистовая обработка жаропрочных сталей и сплавов, сталей аустенитного класса, специальных твердых чугунов, закаленного чугуна, твердой бронзы, стекла. Обработка закаленных сталей, а также сырых углеродистых и легированных сталей при тонких сечениях среза на весьма малых скоростях резания.
В Кб.	Черновое и получерновое точение, предварительное нарезание резьбы токарными резцами, получистовое фрезерование сплошных поверхностей, рассверливание и растачивание отверстий, зенкерование серого чугуна, цветных металлов и их сплавов, неметаллических материалов.
ВК8.	Черновое точение при неравномерном сечении среза и прерывистом резании, строгании, черновое фрезерование, сверление, черновое рассверливание, черновое зенкерование серого чугуна, цветных металлов и их сплавов, неметаллических материалов. Обработка высокопрочных и жаропрочных труднообрабатываемых сталей и сплавов, в том числе титановых.
ВК10; хом.	Сверление, зенкерование, развертывание, фрезерование, зубофрезерование стали, чугуна, некоторых труднообрабатываемых металлов и неметаллов цельнотвердосплавным, мелкоразмерным инструментом.
ВК15.	Режущий инструмент для обработки дерева.
Т30К4.	Чистовое точение с малым сечением среза (типа алмазной обработки); нарезание резьб и развертывание отверстий незакаленных и закаленных углеродистых сталей.
Т15К6.	Получистовое точение при непрерывном резании, чистовое точение при прерывистом резании, нарезание резьбы токарными резцами и вращающимися головками, получистовое фрезерование сплошных поверхностей, рассверливание и растачивание предварительно обработанных отверстий, чистовое зенкерование, развертывание и другие аналогичные виды обработки углеродистых и легированных статей.
Т14К8.	Черновое точение при неравномерном сечении среза и непрерывном резании, получистовое и чистовое точение при прерывистом резании; черновое фрезерование сплошных поверхностей; рассверливание литых и кованых отверстий; черновое зенкерование и другие подобные виды обработки углеродистых и легированных сталей.
Т8К7.	Фрезерование труднообрабатываемых чугунов.

Марка.	Области применения.
Т5К10.	Черновое точение при неравномерном сечении среза и прерывистом резании, фасонное точение, отрезка токарными резцами; чистовое строгание; черновое фрезерование прерывистых поверхностей и другие виды обработки углеродистых и легированных сталей, преимущественно в виде поковок, штамповок и отливок по корке и окалине.
ТТ7К12.	Тяжелое черновое точение стальных поковок, штамповок и отливок по корке с раковинами при наличии песка, шлака и различных неметаллических включений, при неравномерном сечении среза и наличии ударов. Все виды строгания углеродистых и легированных сталей. Сверление отверстий в стали.
ТТ8К6.	Чистовое и получистовое точение, растачивание, фрезерование и сверление серого и ковкого чугуна, а также отбеленного чугуна. Непрерывное точение с небольшими сечениями среза стального литья, высокопрочных нержавеющих сталей, в том числе закаленных. Обработка сплавов цветных металлов и некоторых марок титановых сплавов при резании с малыми и средними сечениями среза.
ТТ10К8-Б.	Черновая и получистовая обработка некоторых труднообрабатываемых материалов, сталей аустенитного класса, маломагнитных сталей, жаропрочных сталей и сплавов, в том числе титановых.
ТТ20К9.	Фрезерование стали, особенно фрезерование глубоких пазов и другие виды обработки, предъявляющие повышенные требования к сопротивлению сплава к тепловым и механическим циклическим нагрузкам.

Твердые мелкозернистые сплавы группы ОМ предназначены для изготовления деталей из жаропрочных труднообрабатываемых сталей и сплавов. Наиболее эффективными для этой цели являются твердые сплавы группы ХОМ, в которых карбид тантала заменен карбидом хрома. Легирование сплавов карбидом хрома обеспечивает повышение их прочности с ростом температуры.

В качестве инструментального материала применяют также минералокерамику на основе оксида алюминия с добавками вольфрама, титана, тантала и кобальта. В промышленности используют минералокерамику марки ЦМ-332, которая отличается высокой теплостойкостью (твердость 89—95 HRC при температуре 1200°С) и износостойкостью, что позволяет обрабатывать сталь, чугун и сплавы при высоких скоростях резания (например, чистовое обтачивание чугуна возможно при скорости резания 370 м/мин, вдвое более высокой, чем при обработке твердосплавным инструментом). Недостатком минералокерамики марки ЦМ-332 является повышенная хрупкость.

Для обработки закаленных сталей (40—67 HRC), высокопрочных чугунов (200—600 НВ), твердых сплавов типа ВК20 и стеклопластиков применяют инструменты, режущие части которого изготовлены из сверхтвердых материалов (СТМ). Это материалы на основе нитрида бора, в частности эльбор-Р, который по твердости приближается к алмазу, а по теплостойкости существенно превосходит его. Эльбор-Р химически инертен по отношению к материалам на основе железа. Предел прочности поликристаллов при сжатии составляет 4000—5000 МПа, при изгибе — 700 МПа; они обладают жаростойкостью до температур 1350—1450°С.

Следует также отметить используемые при обработке резанием синтетические алмазы типа балас (марка АСБ) и типа карбонадо (марка АСПК). Карбонадо химически более активен по отношению к углеродсодержащим материалам, поэтому его следует применять для точения цветных металлов, высококремнистых сплавов, твердых сплавов типов ВК10 — ВК20, неметаллических материалов. Период стойкости резцов из карбонадо в 20—50 раз больше, чем у резцов из твердых сплавов.

Показать весь текст

Заполнить форму текущей работой