книги из ГПНТБ / Сальников Г.П. Режущие инструменты для токарной обработки

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

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

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;

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