ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 404
Скачиваний: 11
и чистового точения с малым сечением стружки следует выбирать сплавы с меньшим количеством кобальта и мелкозернистые (ВК2,
ВКЗМ, Т30К4).
Черновая и получистовая обработка при непрерывном резании выполняется в основном сплавами со средним содержанием кобаль та (ВК4, ВКб; ВК6М, Т15К6, Т14К8).
Для тяжелых условий резания при черновой обработке с удар ной нагрузкой по загрязненной корке рекомендуется применять сплавы с большим содержанием кобальта и крупнозернистой струк турой (ВК8, Т5КЮ, Т5К12В, ТТ7К12, ТТ10К8В).
М и н е р а л о к е р а м и ч е с к и е м а т е р и а л ы . С целью эко номии дорогостоящих и редких металлов, входящих в состав твер дых сплавов, создан твердый минералокерамический материал — микролит марки ЦМ332 на основе мелкозернистого корундового порошка. Пластинки микролита белого цвета выпускаются тех же типоразмеров, что и твердосплавные.
Микролит превосходит твердые сплавы по твердости, износо стойкости, имеет красностойкость до 1200°, уступая им значитель но по вязкости. Поэтому его применяют в основном для получисто вого и чистового точения при жесткой технологической системе (станок, приспособление, инструмент, деталь).
2.Способы изготовления резцов. Быстрорежущие резцы вы
полняются сварными или |
с небольшой пластинкой этой стали. |
В первом случае к стержню |
из конструкционной стали стыковой |
сваркой приваривается головка из быстрорежущей стали, во вто ром — небольшая пластинка быстрорежущей стали приваривается к стержню высокотемпературным сварочным порошком.
Такой порошок, состоящий из 75% ферромарганца и 25% обез воженной буры, имеет температуру плавления, близкую к темпера туре закалки быстрорежущей стали (около 1260°). Благодаря этому процесс приварки совмещают с закалкой. После этого резцы подвергают 2—3-кратному отпуску, повышающему твердость и прочность быстрорежущей стали.
Пластинки твердого сплава припаиваются к стержню резца электролитической медью или крепятся к нему механически.
Припайку пластинок твердого сплава обычно производят тока ми высокой частоты на электронагревательных машинах. Для этого в гнездо стержня насыпают небольшой слой буры, используемой в качестве растворителя металлических окислов. Затем туда же устанавливают очищенную от окислов пластинку и поверх нее ук ладывают кусочки меди. Все это помещают в индуктор электрона гревательной машины. После расплавления меди резец вынимают из индуктора, металлическим стержнем плотно прижимают пла стинку к стержню резца и помещают его в ящик с нагретым песком или углем для медленного остывания.
Для универсальных работ широко используются сборные кон струкции резцов с механическим креплением многогранных пласти нок твердого сплава (рис. 232). Такая пластинка 2 устанавливается в гнездо стержня 6 на твердосплавную подкладку 3 и ось 1. Сзади
И Бергер И. И. |
321 |
она кренится винтом 4 при помощи клинообразного прихвата 5, По мере износа одной режущей кромки пластинку поворачивают для работы другой кромкой. Задний угол обеспечивается наклонным положением пластинки в гнезде стержня, а передний — углублением по контуру передней поверхности пластинки. Такие резцы не нуж даются в заточке. Они поставляются с пластинками, доведенными по узкой ленточке па передней поверхности.
Практика применения резцов с многогранными пластинками показала их надежность, повышенную стойкость в связи с отсутст
4 5 6
Рис. 232. Резцы с многогранными пластинками твер дого сплава.
вием внутренних напряжений, имеющих место в припаенных плас тинках, и удобство, особенно при универсальных токарных ра ботах.
Минералокерамические пластинки могут припаиваться к стерж ню резца медью. Однако вследствие частых случаев появления тер мических трещин на них при напайке такие пластинки преимуще ственно крепят к стержню резца механически. Учитывая низкую прочность пластинок микролита, следует уделять особое внимание плотному прилеганию их к гнезду стержня, чтобы пластинка не подвергалась изгибу во время работы.
3. Заточка и доводка резцов. Завершающими операциями из готовления резцов являются заточка и доводка.
Централизованная заточка выполняется на специальных заточ ных станках шлифовальными кругами чашечной формы, торцовая рабочая поверхность которых обеспечивает получение плоских по верхностей на резце. Такие станки снабжаются подвижными регу лируемыми столами, на которых в поворотных тисках или головках закрепляют резцы и перемещают их относительно круга движением стола. Заточку производят при непрерывном охлаждении 1— 2%-ным раствором кальцинированной соды в воде.
Быстрорежущие резцы затачивают за две операции электроко рундовыми кругами Э8 на керамической связке: предварительно кругами средней твердости Сі—С2 и зернистостью 80—50, оконча тельно— среднемягкими ÇM|—СМ2, зернистостью 25—16.
Заточка твердосплавных резцов ведется за три операции:
1)предварительная заточка стержня по задним поверхностям электрокорундовым кругом;
2)предварительная заточка пластинки твердого сплава кру гом из карбида кремния зеленого КЗ, зернистостью 50—32 на кера мической связке;
3)окончательная заточка пластинки кругом КЗ мягким М2—Мз, зернистостью 25—16 на керамической связке.
Резцы с минералокерамическими пластинками затачиваются кругами из зеленого карбида кремния на керамической связке твердостью Мз—СМі и зернистостью для предварительной заточки 40—25, для окончательной 20—10. Окружная скорость круга долж на быть не более 10—12 м/сек. Во избежание перегрева и растре скивания пластинки заточку минералокерамических резцов необхо димо производить с обильным охлаждением раствором технической соды в воде. Из этих же соображений нельзя прижимать резец к кругу слишком сильно.
Порядок заточки резцов и их доводка выполняются так же,
как было описано ранее (см. гл. I, § 8).
Более качественно и производительно окончательную заточку и доводку резцов выполняют алмазными кругами. Такие круги состоят из металлического или пластмассового диска и алмазонос ного кольца, которое содержит алмазный порошок, связку и напол нитель. Для указанной цели применяются круги на бакелитовой связке. Кроме того, эффективность алмазных кругов зависит от концентрации алмазного порошка в единице объема. Выпускаются круги с нормальной 50%-ной концентрацией и повышенной — 100%-ной.
Для заточки применяются алмазные круги зернистостью 16— 10, для доводки — 6—М40.
Алмазная заточка и доводка позволяют повышать остроту режущих кромок, чистоту поверхностей резца примерно на 2 клас са и избежать поверхностных трещин на пластинке. Благодаря этому, стойкость резцов возрастает в 1,5—2 раза.
Качество заточки и доводки проверяют при помощи лупы с 5—10-кратным увеличением. При этом на поверхностях и режущих кромках резца должны отсутствовать завалы, зазубрины, прижоги, поверхностные трещины. Величину углов определяют при помо щи универсального угломера (см. гл. VI, рис. 140), шаблона или настольного угломера (см. гл. I, рис. 22).
Вопросы для повторения
1.Каким требованиям должны удовлетворять инструментальные материалы?
2.Объясните свойства и марки быстрорежущих сталей.
3.Укажите группы твердых сплавов и их марки.
4. Объясните правила выбора марок твердых сплавов для выполнени конкретной работы.-'
б.Объясните способы изготовления резцов.
6.Укажите достоинства резцов с многогранными пластинками твердого
сплава.
7.Как выполняется заточка и доводка резцов?
8.В чем состоят достоинства алмазной заточки и доводки резцов? Что пред ставляют сдбой алмазные круги?
9. Как выполняют проверку качества заточки и доводки резцов?
§7. Силы, действующие при точении
1.Причины возникновения сил резания. При срезании струж ки обрабатываемый материал оказывает сопротивление резанию. Эта сила, прогибая резец, обрабатываемую деталь и части станка, ухудшает точность и чистоту обработки. На преодоление ее рас ходуется электроэнергия, потребляемая двигателем станка.
Основными причинами возникновения силы сопротивления ре занию являются: 1) силы, препятствующие деформации и скалы ванию элементов стружки; 2) силы трения контактных поверхно стей резца, стружки и обрабатываемой детали.
Исследованиями установлено, что усилие деформации срезае мого слоя составляет около 90% общей силы сопротивления ре занию.
Из сказанного следует, что сопротивление резанию может быть уменьшено в первую очередь уменьшением деформации срезаемого слоя металла и до некоторой степени сил трения. Эта задача имеет большое практическое значение для создания нормальных условий работы на токарных и других металлорежущих станках.
2. Характер действия усилия резания. Сила сопротивления ре занию непостоянна по величине. Она то увеличивается, то умень шается, или, иными словами, пульсирует. Такая пульсация являет ся одной из причин возникновения вибраций (колебаний) при реза нии, отрицательно влияющих на точность и чистоту обработки, на стойкость резца и состояние станка.
Пульсация усилия резания объясняется тем, что по мере внед рения резца в металл сопротивление последнего растет с увеличе нием деформации срезаемого слоя. Непосредственно за началом скалывания первого элемента стружки давление резко падает до окончания скалывания, когда оно достигает примерно 60% своего наибольшего значения. Затем усилие резания вновь повышается и падает по мере скалывания следующего элемента стружки и т. д.
Подобные колебания особенно выражены при обработке хруп ких металлов, когда образуется стружка надлома, и в меньшей сте пени— при резании пластичных металлов, образующих стружку скалывания или сливную.
Изменения усилия резания особенно опасны, если частота их совпадает с частотой собственных колебаний технологической сис темы. В этом случае амплитуда колебаний резко возрастает вслед ствие наступления резонанса, при котором работа на стайке стано вится невозможной.
3. Силы, действующие на резец и обрабатываемую деталь. Рас смотрим частный, но вместе с тем наиболее общий случай действия сил на резец при продольном точении (рис. 233, а).
Равнодействующую Р всех сил давления обрабатываемого ма териала на резец можно геометрически разложить на три взаимно перпендикулярные составляющие: Рг — вертикальное усилие, дей ствующее по касательной к поверхности резания; Рѵ— радиальное усилие, действующее перпендикулярно к оси обрабатываемой дета ли; Рх — усилие подачи, направ ленное параллельно продольной подаче резца. Эти силы являются соответственно проекциями рав нодействующей Р на оси коорди нат.
Со стороны детали силы реза ния стремятся оттолкнуть резец
ипрепятствуют резанию металла.
Всвою очередь резец оказывает давление на деталь, величина ко торого равна и противоположна
по направлению силе, действующей на него.
Вертикальное усилие Pz (со стороны резца) препятствует вра щению детали и прогибает ее, радиальное усилие Ру стремится про гнуть деталь поперечно, а усилие подачи Рх образует продольный прогиб детали и стремится сдвинуть ее в осевом направлении.
Соотношение между составляющими силы сопротивления ре занию зависит от степени затупления резца, величины переднего
угла и углов в плане. Для проходного прямого резца при |
ср = 45°, |
у=15°, Л = 0° примерное соотношение между этими силами |
следу |
ющее: |
|
Р г ; р у : р х = 1 ; 0,4 : 0,25- |
|
При других условиях 'работы это соотношение может в опреде ленных пределах изменяться, однако величина усилия Рг во всех случаях остается наибольшей. Кроме того, на преодоление силы Рг расходуется почти вся мощность, потребляемая на резание. Послед нее заключение объясняется тем, что сила Pz совпадает по направ лению со скоростью резания, которая в сотни раз больше скорости подачи резца. На усилие Рѵ при обтачивании мощность совершенно не затрачивается, так как в этом направлении движение отсутству ет. Поэтому для приближенных практических расчетов усилием резания при точении принято считать силу Рг.
В некоторых случаях одна из горизонтально действующих сил может отсутствовать. Например, при подрезании торца втулки продольной подачей (рис. 233, б) отсутствует сила Ру, при отре зании (рис. 233, в) нет силы Рх. При обтачивании детали проход ным упорным резцом незначительную величину имеет радиальное усилие Ру. По этой причине такими резцами рекомендуется обта чивать нежесткие валы.
4. Зависимость усилия резания от условий работы. Величина сопротивления резанию зависит от механических свойств обрабаты ваемого материала, геометрии резца, режима резания и свойств смазывающе-охлаждающей жидкости.
Ранее указывалось, что основная часть усилия резания расхо дуется на деформацию срезаемого слоя металла и скалывание эле ментов стружки. Естественно, чем выше твердость и прочность об рабатываемого металла, тем больше его сопротивление резанию. В связи с этим усилия резания при обработке стали больше, чем при обработке чугуна и особенно цветных металлов и их сплавов.
Способность обрабатываемого материала оказывать сопротив ление резанию характеризуется коэффициентом резания,
Коэффициентом резания k называется сила резания, приходя щаяся на один квадратный миллиметр площади поперечного сечения
срезаемой стружки при следующих |
условиях: глубина |
резания |
|
t —5 мм; подача S = 1 |
мм)об\ передний угол у—15°; главный угол |
||
в плане ср = 45°; угол |
наклона Х=0°; |
радиус закругления |
вершины |
г—1 мм; режущая кромка прямолинейная; работа без охлаждения. Его средние значения для точения сталей и чугунов приведены в табл. 21.
Влияние углов геометрии резца на усилие резания было рас смотрено в § 3 данной главы. Наиболее существенное действие на силу резания оказывает передний угол у и главный угол в плане ср.
С увеличением переднего угла резец, легче внедряется в обра батываемый металл и разъединяет его частицы. При изменении уг ла в плане ср изменяется длина активной части главной режущей кромки (см. рис. 229, размер /), благодаря чему изменяется и сила сопротивления резанию. При необходимости уменьшения усилия резания следует работать резцами с большим углом ф.
|
|
|
Т а б л и ц а 21 |
Средние значения коэффициента резания k при наружном точении |
|||
Обрабатываемый материал |
оВр,/сГ/мм* |
НВ |
ft, к Г / м м 1 |
Конструкционные стали |
40—50 |
|
150 |
|
50—60 |
|
160 |
|
60—70 |
|
180 |
|
70—80 |
|
200 |
|
80—90 |
|
220 |
|
90—100 |
|
235 |
|
100—110 |
|
255 |
Чугун серый |
|
140—160 |
100 |
|
|
160— 180 |
108 |
|
|
180—200 |
114 |
|
|
200^-220 |
120 |