- •Резание материалов
- •Введение
- •1. Краткий исторический очерк развития науки о резании материалов
- •2. Геометрические параметры режущей части ИнСтрумента
- •2.1. Кинематическая схема резания
- •Резания при обтачивании
- •2.2. Части и поверхности резца
- •2.3. Координатные плоскости
- •2.4. Геометрические параметры резца
- •Контрольные вопросы
- •3. Элементы резания и срезаемого слоя
- •3.1. Элементы резания
- •3.2. Геометрия срезаемого слоя
- •Следовательно, действительное сечение
- •3.3. Свободное и осложненное резание. Прямоугольное и косоугольное резание
- •Контрольные вопросы
- •4. Физические основы процесса резания металлов
- •4.1. Процесс разрезания и резания
- •4.2. Процесс пластической деформации металлов
- •4.3. Основные методы экспериментального изучения стружкообразования при резании металлов
- •4.4. Типы стружек, различия в механизме их образования
- •4.5. Нарост на режущем инструменте
- •4.6. Усадка стружки
- •5.2. Система сил в условиях свободного резания
- •5.3. Длина зоны контакта между стружкой и передней поверхностью инструмента и напряженное состояние в этой зоне
- •5.4. Касательные напряжения на плоскости сдвига
- •5.5. Особенности трения в зоне контакта стружки с передней поверхностью инструмента
- •5.6. Факторы, обусловливающие величину угла скольжения
- •5.7. Взаимодействие задней поверхности инструмента с поверхностью резания. Силы на задней поверхности инструмента
- •Переходная пластически деформируемая зона (ппдз)
- •6. Силы резания при точении
- •6.1. Силы, действующие на резец и заготовку
- •6.2. Влияние различных факторов на силы , и при точении
- •Поэтому
- •6.3. Методы измерения сил резания
- •7. Теплообразование и температура резания
- •7.1. Источники образования тепла и его распределение
- •7.2. Температура резания
- •7.3. Влияние на температуру различных факторов процесса резания
- •7.4 Оптимальная температура резания
- •7.5. Экспериментальные методы исследования тепловых явлений
- •8. Износ инструментов и критерии затупления
- •8.1. Физическая природа изнашивания инструментов
- •8.2. Внешняя картина изнашивания лезвий инструментов
- •8.3. Критерии затупления режущих инструментов
- •9. Стойкость инструментов и допускаемая ими скорость резания
- •10. Влияние обработки резанием на качество поверхности и эксплуатационные свойства деталей машин
- •10.1. Понятие качества поверхностей деталей машин
- •10.2. Механизм возникновения шероховатости поверхности
- •10.3. Формирование физико-механических свойств поверхностного слоя металла при обработке резанием
- •10.4. Влияние качества поверхности на эксплуатационные свойства деталей
- •11. Процесс резания как система
- •11.1. Взаимосвязь, взаимовлияние и взаимообусловленность явлений в процессе резания
- •11.2. Система резания, ее элементы и структура
- •11.3. Оптимизация функционирования системы резания
- •12. Обрабатываемость материалов резанием
- •12.2. Обрабатываемость различных конструкционных материалов
- •Коэффициенты обрабатываемости различных сталей
- •12.3. Технологические методы повышения обрабатываемости материалов
- •13. Инструментальные материалы
- •13.1. Требования к инструментальным материалам
- •13.2. Виды инструментальных материалов и области их применения
- •Сравнительные характеристики стм на основе нитрида бора
- •13.3. Абразивные материалы
- •Химический состав абразивных материалов, %
- •Механические свойства алмазных шлифпорошков
- •Зернистость абразивных материалов
- •14. Сверление, зенкерование и развертывание
- •14.1. Сверление
- •14.2. Зенкерование и развертывание
- •Ключевые слова и понятия
- •Контрольные вопросы
- •15. Фрезерование
- •15.1. Кинематика фрезерования и координатные плоскости
- •15.2. Геометрические элементы режущей части фрезы
- •15.3. Элементы режима резания и срезаемого слоя при фрезеровании
- •Шаг винтовой канавки фрезы
- •16. Шлифование
- •16.1. Общие сведения о шлифовании
- •16.2. Шлифовальный круг как режущий инструмент
- •16.3. Формирование обработанных поверхностей при шлифовании связанным абразивом
- •16.4. Шлифование свободным абразивом
- •Контрольные вопросы
- •Заключение
- •Библиографический список
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
Сравнительные характеристики стм на основе нитрида бора
Марка |
Первоначальное название |
Твердость HV, ГПа |
Теплостойкость, °С |
Композит 01 |
Эльбор-Р |
60… 80 |
1100 …1300 |
Композит 02 |
Белбор |
60….90 |
900… 1000 |
Композит 03 |
Исмит |
60 |
1000 |
Композит 05 |
Композит |
70 |
1000 |
Композит 09 |
ПТНБ |
60… 90 |
1500 |
Композит 10 |
Гексанит-Р |
50… 60 |
750… 850 |
Эффективность применения лезвийных инструментов из различных марок композитов связана с совершенствованием конструкции инструментов и технологии их изготовления и с определением рациональной области их использования: композиты 01 (эльбор-Р) и 02 (белбор) используют для тонкого и чистового точения и фрезерования без ударов деталей из закаленных сталей твердостью 55…70 HRCэ, чугунов и твердых сплавов ВК15, ВК20 и ВК25 с подачами до 0,20 мм/об и глубиной резания до 0,8 мм; композит 05 применяют для чистового и получистового точения без ударов деталей из закаленных сталей твердостью 40...58 HRCэ, чугунов твердостью до 300 НВ с подачами до 0,25 мм/об и глубиной до 2,5 мм; композит 10 (гексанит-Р) используют для тонкого, чистового и получистового точения и фрезерования с ударами деталей из закаленных сталей твердостью не выше 58 HRCэ, чугунов любой твердости, сплавов ВК15, ВК20, ВК25 с подачей до 0,15 мм/об и глубиной резания до 0,6 мм. При этом период стойкости инструментов возрастает в десятки раз по сравнению с другими инструментальными материалами.
Область применения СТМ до недавнего времени ограничивалась из-за сравнительно небольших размеров поликристаллов. В настоящее время освоен выпуск двухслойных неперетачиваемых пластин, состоящих из твердого сплава (основа) и слоя из поликристаллов алмаза или нитрида бора толщиной до 0,5 мм, что повысит общую эффективность использования инструментов из сверхтвердых материалов.
Рубин представляет модификацию -al2o3 с небольшими примесями хрома, а лейкосапфир - синтетический монокристалл в виде -модификации, который почти не содержит примесей. Последний имеет более высокие механические свойства, чем рубин, в силу чего и находит более широкое применение. Инструменты, изготовленные из монокристаллов корунда, рекомендуется использовать для тонкой обработки цветных металлов, сталей и чугунов. Разнообразие инструментальных материалов, используемых в настоящее время промышленностью, подтверждают данные рис. 12.2 и табл. 12.7.
Рис. 13.2. Использование инструментальных материалов
в диапазоне допустимых скоростей резания и подач:
1 - быстрорежущие стали; 2 - твердые сплавы;
3 - твердые сплавы с покрытиями; 4 - нитридная керамика;
5 - оксидно-карбидная керамика;
6 - оксидная керамика; 7 - нитрид бора
Таблица 13.7
Распространенность инструментальных материалов
Показатель |
Группа материала |
||
Быстрорежущие стали |
Твердые сплавы |
Керамика и СТМ |
|
Объем выпуска, % |
66 |
32 |
2 |
Объем снимаемого металла, % |
28 |
68 |
4 |
Для более полного восприятия ниже приведена обобщенная табл. 13.8 основных свойств инструментальных материалов.
Таблица 13.8
Основные свойства инструментальных материалов
Инструментальный материал |
Предел прочности, МПа |
Красно-стойкость, о С |
Твердость |
Микро-твердость, ГПа |
||
при изгибе |
при сжатии |
HRC |
HRA |
|||
Легированная сталь |
2000-2500 |
- |
До 260 |
61-63 |
- |
- |
Быстрорежущая сталь: |
|
|
|
|
|
|
нормальной красностойкости |
До 3200
|
3800
|
610-615
|
63-65
|
-
|
7
|
повышенной красностойкости |
До 3700
|
3800
|
До 650
|
65-67
|
-
|
7,5
|
Твердые сплавы: |
|
|
|
|
|
|
вольфрамовые |
1100-1165 |
3300 |
800-850 |
- |
87-91 |
16-17 |
титановольфрамовые |
950-1650 |
4150 |
850-900 |
- |
87-92 |
16-17 |
Керамические |
400-637 |
- |
1200 |
- |
91-93 |
15 |
Алмазы |
- |
- |
700-800 |
- |
- |
100 |
Композиты |
- |
- |
1200-1300 |
- |
- |
78-95 |