книги / Процессы формообразования и инструменты

Рис. 3.26. Влияние геометрических параметров инструмента на силу резания: а – влияние переднего угла; б – влияние главного угла в плане

Рис. 3.27. Влияние режимов резания на силу: а – глубина резания; б – скорость резания

Показано, что с увеличением глубины резания пропорционально увеличивается сила Pz.

Установлено, что с увеличением скорости резания уменьшается сила резания (если нет нароста).

Степень влияния обрабатываемого материала на силу резания определяется степенью влияния на усадку стружки (чем тверже материал, тем меньше усадка).

51

Глава IV

ВЫБОР МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

Выбор металлорежущего инструмента является комплексной задачей, при решении которой необходимо учитывать множество параметров (табл. 4.1) [2–4].

Таблица 4.1

Выбор металлорежущего инструмента

52

Продолжение табл. 4.1

Прерывистое резание; (обозначение низкая скорость резания; в справочниках) литейная корка или окалина на заготовке; нежесткое закрепление заго-

товки

53

Продолжение табл. 4.1

54

Производители современного металлорежущего инструмента предлагают свои рекомендации по назначению наиболее эффективных параметров обработки для обеспечения стабильного процесса резания при минимальном износе своего инструмента. Данные рекомендации находятся в каталогах и технических справочниках фирмпроизводителей. Несмотря на большое количество новых технологических решений при изготовлении металлорежущего инструмента, основные закономерности влияния геометрии инструмента и режимов обработки на процесс резания остаются неизменными.

4.1.Группы обрабатываемости

Вметаллообрабатывающей промышленности разные детали изготовляются из различных материалов [2–5]. Каждый материал имеет свои уникальные характеристики, на которые оказывают влияние легирующие элементы, термическая обработка, упрочнение и т.д. Это сильно влияет на выбор геометрии режущего инструмента, сплава и режимов резания.

Стандарт ISO разбивает обрабатываемые материалы на шесть различных групп (рис. 4.1). Каждая группа учитывает структуру материала и его уникальные свойства, которые могут по-разному воздействовать на инструмент.

Рис. 4.1. Группы обрабатываемости по ISO

55

Каждая группа обрабатываемости имеет свое буквенное и цветовое обозначение (см. рис. 4.1):

ISO P – сталь. Это самая большая группа в области металлообработки, включающая стали от нелегированных до высоколегированных, а также стальное литье. Обрабатываемость, как правило, хорошая, но многое зависит от твердости, содержания углерода и т.д.

ISO M – нержавеющая сталь. Это сплавы, имеющие в составе минимум 12 % хрома, а также другие легирующие элементы, например никель и молибден. В эту группу входят ферритные, мартенситные, аустенитные и аустенито-ферритные (дуплексные) нержавеющие стали. Общим для всех этих материалов является то, что в процессе резания в зоне обработки возникает высокая температура, что способствует возникновению проточин и нароста на режущей кромке инструмента.

ISO K – чугун. В отличие от стали является материалом, дающим при обработке короткую стружку. Серые чугуны (GCI) и ковкие чугуны (MCI) довольно легко поддаются обработке, а чугун с шаровидным графитом (NCI), чугун с вермикулярным графитом (CGI), отпущенный ковкий чугун (ADI) – гораздо сложнее. Все виды чугунов содержат карбид кремния (SiC), который обладает высокими абразивными свойствами.

ISO N – цветные металлы. Сюда включены мягкие металлы, такие как алюминий, медь, латунь и т.д. Алюминий с содержанием кремния (Si) в размере 13 % обладает высокими абразивными свойствами. Рекомендуется использовать высокую скорость резания. Обладают продолжительной стойкостью при применении пластин с острой геометрией.

ISO S – жаропрочные сплавы. Представляют собой высоколегированные материалы на основе железа, никеля, кобальта и титана. Они обладают повышенной пластичностью, тем самым активно способствуют наростообразованию на режущей кромке. Сплавы трудно обрабатываются, поскольку вырабатывают много тепла, чем очень похожи на материалы области ISO М, но сила резания при этом намного выше, а стойкость инструмента намного ниже.

56

ISO H – материалы высокой твердости. Эта группа включает стали с твердостью 45–65 HRC, а также отбеленный чугун с твердостью 400–600 HB. Такая высокая твердость делает обработку этих материалов непростой задачей. При обработке выделяется большое количество тепла. Также эти материалы обладают высокими абразивными свойствами.

Производители современного металлорежущего инструмента, как правило, расширяют классификацию групп обрабатываемости ISO и выделяют внутри каждой из шести групп дополнительно подгруппы.

Компания Sandvik Coromant выделяет 15 групп СМС (Coromant Material Classification). Классификация представлена в табл. 4.2.

Таблица 4.2 Классификация обрабатываемых материалов Sandvik Coromant CMC

57

Таким образом, в каждой из шести групп обрабатываемых материалов по ISO есть подгруппы, учитывающие твердость материала, значение удельной силы резания, способ получения заготовки и физические свойства материала.

Особенности обработки материалов различных групп обрабатываемости представлены в табл. 4.3.

58

Продолжение табл. 4.3

59

Окончание табл. 4.3

На сегодняшний день разработаны различные универсальные пластины, изготовленные из специализированных инструментальных сплавов, что позволяет оптимально использовать возможности станков и инструмента (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Универсальные режущие пластины

60