РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ НА СТРОГАЛЬНЫХ, ДОЛБЕЖНЫХ И КОМБИНИРОВАННЫХ СТРОГАЛЬНЫХ СТАНКАХ

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°С.

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°С. 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 05Х12116Д2МФСГТ).

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

авр, МПа

ИВ

У7, У7Л, У8, У8Л, У8Г, У8ГЛ

650

187

У9, У9Л

650

192

У10, У10А

750

207

У11, УНА, У12, У12А

750

212

У13, У13А

750

217

Твердость легированных инструментальных сталей I группы и области их применения

Марка

НВ

Области применения

8ХФ, 9ХФ

241

Кернеры

11ХФ

229

Метчики диаметром до 30 мм, закаливаемые с охлаждением в горячих средах

13Х

248

Шаберы и гравировальный инструмент

ХВ4Ф

255

Резцы, фрезы (для обработки с небольшой скоростью твердых металлов, например валков с закаленной поверхностью), гравировальные инструменты

9Г2Ф

229

-

9ХВГ

241

Резьбовые калибры, лекала сложной формы

ХВГ

255

Измерительные и режущие инструменты, для которых повышенное коробление при закалке недопустимо; резьбовые калибры, протяжки, длинные метчики, длинные развертки, плашки

ХВСГФ

241

Круглые плашки, развертки

9Х5ВФ, 8Х6НФГ

241

Режущий инструмент в деревообрабатывающих станках: фрезы, строгальные пилы

Х6ВФ

241

Резьбонакатной инструмент: ролики, плашки

Х12, Х12ВМФ, Х12МФ, Х12Ф1, 7ХГ2ВМФ

255

6Х6ВЗМФС

255

Резьбонакатные ролики, ножи гильотинных ножниц применительно к резке высокопрочных сталей и сплавов

6Х4М2ФС

255

-

11Х4В2МФЗС2

8Х4В2МФС2

7X23

229

8X3, 5ХНМ

241

5ХНВ, 5ХНВС

255

ВФ2

229

Ленточные пилы по металлу и ножовочные полотна

9X1

229

-

X

229

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

241

Измерительные инструменты: плитки, калибры, шаблоны

9ХС

241

Сверла, развертки, плашки, гребенки, фрезы

  • 4ХМФС, 4Х5В2ФС, 4Х5МФС, 4Х5МФ1С, 4ХЗВМФ, 4Х4ВМФС, 4Х2В5МФ, 5ХЗВЗМФС,
  • 6ХЗМФС

241

хгс

241

Режущие инструменты, за исключением рекомендованных для изготовления из сталей марок ХВГ, 9ХС и ХВСГФ

ЗХЗМЗФ, 6ХС

229

-

4ХС, 6ХВГ

217

-

5ХВ2ФС

229

Ножи при холодной резке металла, резьбонакатные плашки, деревообделочные инструменты при длительной работе

6ХВ2С

269

-

5Х2МНФ

255

-

05Х12Н6Д2МФСГТ

293

-

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 авр < 900 МПа

Р9

Режущие инструменты простой формы, не требующие большого объема шлифования, предназначенные для чистовой и получисто- вой обработки конструкционных материалов с авр < 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 сгвр < 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, зубофрезе- рование 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 минерало- керамику 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 чугу- нов (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.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >