Файл: Сальников Г.П. Режущие инструменты для токарной обработки.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.04.2024
Просмотров: 47
Скачиваний: 0
АЛЯ ТОКАРНОЙ Б Р А Б О Т К И
Г. П. САЛЬНИКОВ
РЕЖУЩИЕ
ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ
Второе издание
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО ТЕХНИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ УССР Киев — 1961
,it.*'с
:НОТ£ХН! ЛЕСНАЯ
__ь и;- w o t Енл ■о р __
4 j? |
9 |
£ .£ . |
Б { |
, |
6У |
/6'эО |
|
|
В брошюре приведены сведения об ин струментальных материалах, описаны кон струкции режущих инструментов, приме няемых при работе на токарных станках, а также даны правила заточки инструмен тов и их рационального использования.
Брошюра рассчитана на токарей маши ностроительных заводов.
ПРЕДИСЛОВИЕ
В семилетием плане развития народного хозяйства СССР намечено увеличить выпуск продукции машиностроения почти в два раза. Чтобы выполнить эту грандиозную задачу, работники машиностроения и металлообраба тывающей промышленности выискивают но вые, еще не использованные резервы произ водства, внедряют прогрессивную технологию и передовые методы труда, усовершенствуют технику, настойчиво борются за дальнейшее повышение производительности труда.
Специальность токаря — одна из распро страненных на машиностроительных заводах, в ремонтных мастерских и в цехах промыш ленных предприятий. Поэтому досрочное вы полнение задач семилетки во многом зависит от успешной работы токарей. При выполнении токарных работ токарю приходится пользо ваться большим количеством инструментов, которые изготовляются из различных инстру ментальных материалов. Чтобы работать с большей производительностью, правильно ис-
3
пользовать режущие свойства инструментов, необходимо знать особенности инструменталь ных материалов, уметь выбирать наиболее рациональную геометрию режущей части ин струмента. Советские ученые в содружестве с новаторами производства непрерывно рабо тают над улучшением качества твердых спла вов и других инструментальных материалов, создают новые конструкции высокопроизво дительных станков, инструментов и приспо соблений. Дело чести каждого молодого ра бочего — умело использовать передовую тех нику, которую ему дает Родина.
В этом выпуске «Библиотеки токаря» при ведены основные сведения об инструменталь ных материалах и их особенностях, рассмо трены конструкции современных режущих инструментов, описаны особенности их экс плуатации при токарной обработкеАвтор вы ражает надежду, что материалы, изложенные в брошюре, помогут токарю в его повседнев ной работе.
Замечания и пожелания просим направ лять по адресу: Киев, Пушкинская., 28, Гостехиздат УССР.
ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
При обработке металлов резанием приме няются разнообразные режущие инструменты: резцы, фрезы, напильники, сверла, развертки и др. Чтобы режущий инструмент мог нор мально работать, его режущая кромка дол жна обладать более высокой твердостью и износостойкостью, чем обрабатываемый мате риал. Однако этих свойств еще недостаточно. При резании металла выделяется большое количество теплоты, часть ее передается рез цу, нагревая его режущую кромку до темпе ратуры 600—900° и выше. При такой темпе ратуре режущая кромка инструмента отпу скается, легко затупляется и инструмент бы стро выходит из строя. Одни инструменты теряют свою первоначальную твердость при температуре 200—250°, другие не теряют своих режущих свойств при температуре 900—1000° и выше. Это зависит от способности инстру ментального материала сохранять твердость при высокой температуре. Поэтому высокая теплостойкость также является одним из не-
обходимых свойств, которым должны обла дать режущие инструменты. Чем выше тепло стойкость инструмента, тем большую темпе ратуру нагрева может выдержать его режу щая кромка, не теряя своей первоначальной твердости, тем более высокими могут быть скорости резания металлов при их обработке.
Инструментальные стали
До середины прошлого века, единственным материалом, из которого изготовляли режу щие инструменты, являлась углеродистая сталь. Чтобы придать стали большую твер дость, ее подвергали закалке в воде. Однако высокую твердость приобретал только поверх ностный слой. Это объясняется тем, что угле родистая сталь прокаливается на сравнитель но небольшую глубину.
Инструменты из углеродистой стали обла дают высокой твердостью R c= 62-f-65 и из носостойкостью, но теплостойкость их чрез вычайно низка: при нагреве режущей кромки до 250° материал инструмента размягчается, теряет режущие свойства и инструмент к дальнейшей работе становится непригодным.
Поэтому углеродистую сталь не рекомен дуется применять для изготовления инстру ментов, которые в процессе работы нагрева ются выше 200—250°. В связи с оснащением промышленных предприятий быстроходными станками углеродистая сталь имеет сейчас ограниченное применение для производства режущего инструмента. Из нее изготовляют главным образом инструменты, работающие
6
с низкими скоростями резания, не превышаю щими 10 м/мин (метчики, плашки, развертки, напильники и др.).
В настоящее время в промышленности ис пользуется шесть марок качественной инстру ментальной стали (У7, У8, У9, У10, У12, У13) и столько же марок высококачественной ин струментальной стали (У7А, У8А, У8ГА, У10А, У10ГА, У12А). Буква «У» обозначает «углеродистая», а цифры, стоящие после бук вы «У», указывают содержание углерода в де сятых долях процента, например, сталь У12 содержит 1,2% углерода. Высококачественная инструментальная сталь содержит наимень шее количество вредных примесей (серы, фос фора). Для обозначения ее, кроме буквы «У», дополнительно вводится буква «А», которая ставится после цифры.
Легированные инструментальные стали
Более широко для изготовления режущих инструментов применяется легированная ин струментальная сталь. В состав ее, кроме уг лерода, входят еще и легирующие элементы: хром, вольфрам, ванадий, марганец, кремний и др. Введением легирующих элементов могут быть значительно повышены механические свойства стали, увеличена глубина прокали ваемое™, повышена износостойкость, умень шена деформация инструмента при закалке.
Инструментальные легирующие стали обо значаются цифрами и буквами аналогично углеродистым сталям: цифры указывают на содержание углерода в десятых долях про-
7
цента, а буквы обозначают элементы, входя
щие в состав |
данной стали: |
В — вольфрам, |
Г — марганец, |
М — молибден, |
С — кремний, |
X — хром. Если впереди букв, обозначающих марку стали не стоит цифра, то это значит, что углерода в стали содержится примерно 1%. Если легирующего элемента содержится в стали более 1%, то после соответствующей буквы ставится цифра, указывающая его про центное содержание.
К числу легированных сталей, широко при меняемых для изготовления режущих инстру ментов, относятся:
а) хромокремнистая марки 9ХС (0,9% уг лерода,' примерно около 1%хрома и столько же кремния) — для изготовления плашек, гре бенок, резцов, фрез,сверл, зенкеров;
б) хромовольф'рамовая |
марки ХВГ—для |
|
метчиков, |
разверток и других инструментов; |
|
в) хромистая марки X (примерно 1% уг |
||
лерода и 1,3—1,5% хрома) |
и Х12 — для рез |
|
цов, сверл, напильников. |
инструментальных |
|
Кроме |
.легированных |
сталей в настоящее время в металлообраба тывающей промышленности широко применя ются быстрорежущие стали, а также метал локерамические сплавы.
Высокие качества быстрорежущей стали обеспечиваются легирующими элементами — вольфрамом, хромом, ванадием, образующими очень твердые и износостойкие карбиды — химические соединения этих металлов с угле родом. Их твердость по Бринеллю составляет 1500—1600 Нв. Особенно большой износо стойкостью обладают комплексные карбиды
8
железа и ванадия, являющиеся самой твердой составляющей быстрорежущей стали. Твер дость этих карбидов достигает 2100 Ив-
Быстрорежущая сталь отличается высокой теплостойкостью и не теряет режущих свойств при нагреве до 550—600°. Поэтому инстру мент, изготовленный из такой стали, допускает в 2—3 раза более высокие режимы обработки, чем инструмент из углеродистой инструмен тальной стали.
В соответствии с ГОСТ 5952—51 быстро режущие стали выпускаются двух марок: Р18 и Р9. В маркировке быстрорежущей стали цифры после буквы Р указывают среднее процентное содержание вольфрама. Сталь Р18 содержит примерно 18% вольфрама, 1,2% ва надия, 0,7—0,8% углерода и около 4% хрома, а сталь Р9 — примерно 9,5% вольфрама, 2,3% ванадия, 0,9% углерода, 4% хрома. До 1951 г. сталь Р18 обозначалась РФ1, а сталь Р9 — ЭИ-262.
Быстрорежущая сталь марки Р9 содержит почти вдвое меньше дорогого и дефицитного металла — вольфрама, часть которого заме нена ванадием. Поэтому она является более дешевой. Сталь Р9 широко применяют для изготовления различных режущих инструмен тов.
Из стали Р18 обычно изготовляют инстру мент, работающий в тяжелых условиях, а так же инструмент с мелким профилем (червяч ные фрезы, метчики со шлифованным профи лем и др.).
Для придания инструменту, изготовленно му из быстрорежущей стали, высокой твер-
9
дости и износоустойчивости, его подвергают закалке в масле или селитре и многократному отпуску при высокой температуре.
Металлокерамические твердые сплавы
В первом десятилетии XX в. при обработке металлов резанием начали применять специ альные литые сплавы типа стеллит, которые отличались значительной твердостью и изно состойкостью. Основным их недостатком была высокая хрупкость.
В 1929—1930 гг. в СССР при токарной обработке начали применять отечественный твердый сплав, получивший название «Побе дит». Это был очень твердый и устойчивый против истирания материал. Применение по бедита позволило в несколько раз повысить режимы обработки чугуна и некоторых дру гих металлов, а также обрабатывать твердые закаленные стали, которые до этого времени не удавалось обрабатывать снятием стружки.
В годы довоенных пятилеток твердосплав ный инструмент применялся в сравнительно небольшом количестве. Повсеместное распро странение твердые сплавы получили в после военный период. Это объясняется тем, что советские ученые добились больших успехов в повышении механических свойств отечест венных твердых сплавов. Современные твер дые сплавы отличаются очень высокими ре жущими свойствами: теплостойкостью, изно соустойчивостью и твердостью. Эти свойства они приобретают в процессе их изготовления, поэтому твердые сплавң ңе нуждаются в тер мообработке.
to
В нашей промышленности при механи ческой обработке металлов применяются две группы металлокерамических твердых спла вов: вольфрамокобальтовые (однокарбидные) и вольфрамотитанокобальтовые (двухкарбид ные) .
Основу сплавов первой группы составляют зерна карбидов вольфрама, сцементирован ные кобальтом; эти сплавы обозначаются буквами ВК-
Сплавы второй группы состоят из зерен твердого раствора карбида вольфрама и кар бида титана и избыточных зерен карбида вольфрама, сцементированных кобальтом, или только из зерен твердого раствора карбида вольфрама в карбиде титана, сцементирован ных кобальтом; эти сплавы обозначаются бук вами ТК.
К вольфрамокобальтовым сплавам отно сятся ВК2, ВКЗ, ВК6, ВК8, ВК11, ВК15. Циф ры в марке твердого сплава показывают про центное содержание кобальта.
Каждая марка твердого сплава имеет свою область применения (табл. 1).
Сплавы марки ВК применяются для обра ботки хрупких материалов: чугуна, бронзы, цветных металлов, пластмасс и др. Сплавы ВК2 и ВКЗ отличаются максимальной изно состойкостью и допускают наиболее высокую скорость резания. Сплавы ВК15, ВКП, ВКЮ отличаются наибольшей эксплуатационной прочностью и сопротивляемостью ударам, однако износостойкость их сравнительно не
высока. Износостойкость |
сплавов |
ВК6 и |
ВК8 — высокая, но ниже, |
чем у ВК2 |
и ВКЗ, |
|
|
И |