Адрес этой страницы' ?>

<<Предыдущая страница Оглавление книги Следующая страница>>

ГЛАВА ШЕСТНАДЦАТАЯ

СТРОГАЛЬНЫЕ И ДОЛБЕЖНЫЕ РЕЗЦЫ

§ 1. МАТЕРИАЛЫ РЕЗЦОВ

В Советском Союзе организовано массовое производство резцов на специализированных заводах. Для соблюдения порядка в деле изготовления резцов и однообразия их формы и размеров на основные резцы введен стандарт. Выше даны стандартные типы строгальных и долбежных резцов из быстрорежущей стали, строгальных резцов с пластинками из твердых сплавов. Ниже приведены дополнительные сведения о материалах для изготовления резцов и описаны некоторые строгальные и долбежные резцы, предложенные новаторами производства.

Для осуществления резания необходимо, чтобы материал режущего инструмента обладал: твердостью, превосходящей твердость обрабатываемого материала; прочностью, т. е. способностью выдерживать высокие давления, не разрушаясь; теплостойкостью — способностью сохранять режущие свойства при высоких температурах, возникающих при резании; износостойкостью, т. е. противостоять истиранию передней поверхности резца сходящей по ней стружкой, истиранию главной задней поверхности обработанной поверхностью. К материалам, из которых изготовляют режущие инструменты, относятся: углеродистые стали, легированные стали, быстрорежущие стали, твердые сплавы (металлокерамика) и минералокерамические материалы (минералокерамика).

Углеродистая инструментальная сталь применяется для изготовления резцов, обрабатывающих стальные заготовки с прочностью, не превышающей 75 кГ/мм², чугуна невысокой твердости, бронз и цветных металлов. Эти резцы изготовляют из сталей У10А и У12А. Это высококачественные стали с очень малым содержанием вредных примесей (серы и фосфора). Резцы после закалки обладают достаточной твердостью, прекрасно затачиваются, кроме того, инструментальная углеродистая сталь является самым дешевым инструментальным материалом. Но углеродистая сталь обладает большим недостатком, она имеет малую теплостойкость, т. е. при нагревании режущей кромки до 220° С резец теряет режущие свойства. При резании возникает очень высокая температура, так как большая часть работы, затрачиваемая на резание, превращается в теплоту и от 10 до 40% ее переходит в резец. Это обстоятельство не позволяет работать резцами из углеродистой стали на скоростях резания выше 12—15 м/мин, поэтому их применение ограничено работой на малых скоростях.

Легированные инструментальные стали благодаря наличию легирующих элементов — вольфрама, ванадия, хрома, кремния, марганца обладают в сравнении с углеродистой инструментальной сталью повышенной вязкостью в закаленном состоянии. Износостойкость их выше, чем углеродистых инструментальных сталей. Резцы из легированных сталей используют для работы на низких скоростях резания. К легированным инструментальным сталям относятся хромистая, хромокремнистая, хромокремнемарганцевая, вольфрамовая, ванадиевая и др.

К легированным инструментальным сталям относятся Х12, ХГ, ХВГ, 9ХС, Ф и др. Для изготовления строгальных и долбежных резцов в основном используют стали Х09, X, ХВБ.

Быстрорежущая сталь благодаря наличию в ней от 9 до 18% вольфрама обладает в три раза большей теплостойкостью, чем углеродистая. Резцы из быстрорежущей стали теряют режущие свойства лишь при нагревании до 600° С, это позволяет увеличить скорость резания в четыре раза по сравнению со скоростью резания резцами из углеродистой стали.

Для изготовления резцов используют быстрорежущие стали Р18, Р9 и Р18Ф2; цифры в обозначении марки после буквы Р (18 и 9) показывают процентное содержание вольфрама, цифры после буквы Ф — процентное содержание ванадия (табл. 21). Эти стали применяют для изготовления резцов, обрабатывающих разные материалы.

Таблица 21 Химический состав быстрорежущих сталей

Резцы, изготовленные целиком из быстрорежущей стали, дороги, поэтому с целью экономии на державку резца напаивают (или приваривают) пластинки из быстрорежущей стали.

Быстрорежущие стали Р9К5, Р9К10 применяют для обработки заготовок из нержавеющих и жаропрочных сплавов, твердых материалов. Сталь Р9К5, содержащая 5% кобальта, более пригодна для работы ударом, так как обладает более высокой вязкостью, чем сталь Р9К10, содержащая 10% кобальта, но вторая обладает более высокой красностойкостью.

Широко используют и быстрорежущие стали Р18Ф2К5, Р9Ф5, Р14Ф4, Р10Ф5К5. Цифры после буквы К указывают на процентное содержание кобальта в данной марке стали.

Металлокерамические, или твердые, сплавы являются инструментальным материалом, обладающим высокими твердостью, теплостойкостью (900—1000° С) и износостойкостью. Несмотря на существенный недостаток твердых сплавов — хрупкость, резцы из этого материала широко применяют для строгания. Высокие твердость и износостойкость позволяют с большой точностью обрабатывать широкие заготовки с одной установки резца, что исключает возникновение уступа на обработанной поверхности, обусловленного вторичной установкой.

Твердые сплавы разделяются на следующие три группы: ВК—вольфрамовые сплавы, состоящие из карбида вольфрама, сцементированного кобальтом; ТК — титановольфрамовые сплавы, структура которых состоит из зерен твердого раствора карбида вольфрама в карбиде титана и избыточных зерен карбида вольфрама, сцементированных кобальтом; ТТК — титанотанталовольфрамовые сплавы, структура которых состоит из зерен твердого раствора карбида титана, карбида тантала — карбида вольфрама и избыточных зерен карбида вольфрама, сцементированных кобальтом.

Твердые сплавы вольфрамовой группы выпускаются следующих марок: ВК2, ВК3М, ВК4, ВК4В, ВК6М, ВК6, ВК6В, ВК8, ВК8В, ВК10, ВК15, ВК20, ВК30. Химический состав, например, сплава ВК30 такой: карбида вольфрама 70%, кобальта 30%.

Резцы с пластинками из твердых сплавов ВК8, обладающие высокой сопротивляемостью к ударам, позволяют строгать чугун с глубиной резания 25 мм, подачей 2 мм/дв. ход и усилием резания до 4500 кГ.

Твердые сплавы изготовляют в виде пластинок путем спекания при температуре около 1500° С смеси порошков карбидов вольфрама и титана с кобальтом. Карбиды вольфрама и титана, обладающие очень высокой твердостью и теплостойкостью, являются основными компонентами, придающими режущие свойства сплаву, а кобальт, расплавляясь при температуре спекания, связывает карбиды в одно целое.

Твердые сплавы титановольфрамовой группы выпускаются марок Т30К4, Т15К6, Т14К8, Т5К10, Т5К12В. Титанотанталовольфрамовая группа состоит из марок ТТ7К12, ТТ7К15, ТТ10К8А, ТТ20К9. Резцы, изготовленные из сплавов этих двух последних групп, могут работать при температуре 800—1000° С. Особенно успешно работают резцы из сплавов ТТ7К12, ТТ7К15 и Т5К12В.

Основное преимущество твердых сплавов заключается в том, что они хорошо сопротивляются истиранию сходящей стружкой и не теряют режущих свойств даже при температуре 900— 1000° С. Недостатком твердых сплавов является их хрупкость. Химический состав некоторых твердых сплавов приведен в табл. 22.

Таблица 22 Химический состав некоторых твердых сплавов

Минералокерамические материалы для резцов используют в виде пластинок. Эти резцы применяют для чистовой обработки заготовок. Формы пластинок минералокерамических материалов сходны с формами пластинок из твердых сплавов. Резцы изготовляют с неразъемным креплением (пластинка припаивается или приклеивается) и разъемным механическим креплением (с верхним или боковым зажимом, со стружкозавивателем, с гнездом и упором, с установкой пластинки на ребро и др.). Державки для резцов из минералокерамики изготовляют из конструкционных сталей 45, 40Х, Ст. 6 и др.

Резцы с минералокерамическими пластинками вследствие их хрупкости для строгания применяют весьма ограниченно.