Обробка металів різанням (стр. 3 из 7)

Леговані інструментальні сталі забезпечують високу твердість і теплостійкість (250...300°С) інструменту. Легування сталі такими елементами, як Сr, V, Mo, W тощо, підвищує їхні міцність, прогартовуваність, зносостійкість, теплостійкість. Інструменти з легованої сталі мають кращі різальні властивості, менш схильні до деформації й тріщиноутворення під час гартування. Оскільки теплостійкість цих інструментів невисока, їх використовують при швидкостях різання, що не перевищують 25 м/хв (свердла, розвертки, мітчики, плашки, протяжки тощо).

Швидкорізальні сталі - це леговані сталі, що містять у своєму складі значну кількість вольфраму (близько 19 %), хрому (близько 4,5%), молібдену (близько 5 %), а також ванадій, кобальт, інші домішки. Після гартування і відпуску твердість швидкорізальної сталі дорівнює 62...65 HRC, теплостійкість 650°С, тобто червонотривкість цих сталей висока. Для економії дефіцитних і дорогих елементів інструменти з швидкорізальних сталей виготовляють з хвостовиком із конструкційної сталі. Такі інструменти можуть витримувати швидкості різання, що у 4 рази перевищують швидкість різання інструменту з вуглецевих сталей. Для виготовлення інструментів складної форми і підвищеної стійкості використовують сталі типу Р18, для інструментів інших форм - сталі типу Р9. Число після літери Р у марках швидкорізальних сталей означає вміст вольфраму (у відсотках). Кобальтові сталі Р9К6, Р9КФ, РЦК5Ф2 використовують для виготовлення інструментів, що працюють за умов переривчастого різання, вібрації, а також для обробки важкооброблюваних неіржавіючих і жароміцних сталей. Для інструментів чистової обробки використовують ванадієві сталі (Р9Ф5, Р14Ф4), а для чорнової обробки - вольфрамомолібденові (Р9М4, Р6МЗ, Р6М5).

Тверді металокерамічні сплави мають високу твердість, стійкість проти спрацювання, міцність, теплостійкість близько 900...1000°С. Використовують їх для високопродуктивної обробки зі швидкістю різання до 800 м/хв. Тверді сплави виготовляють спіканням при 1500...1900 °С з дисперсних порошків карбідів (WC, ТіС, ТаС) і порошку кобальту. Тверді сплави поділяють на три групи: вольфрамові (ВК), титановольфрамові (ТК) і титанотанталовольфрамові (ТТК). Додаткові літери В і М у кінці марки сплаву вказують на дисперсність вихідного порошку відповідно 3...5 і 0,5— 1,5 мкм. Зі сплавів групи ВК виготовляють інструменти для обробки чавунів, кольорових металів і пластмас; групи ТК — для обробки сталей та інших в'язких матеріалів, зі сплавів групи ТТК — для чорнової обробки сталей. Для цього використовують і значно дешевші без-вольфрамові тверді сплави (БТТС) на основі карбідів і карбідо-нітридів титану з нікель-молібденовою зв'язуючою фазою.

Мінералокерамічні матеріали забезпечують інструменту ще більші різальні властивості, високу теплостійкість і швидкість різання. Основою мінералокерамічних матеріалів є порошок оксиду алюмінію Аl₂О₃, з якого шляхом пресування і наступного спікання виготовляють пластини потрібних розмірів і форми. Пластини ці закріплюють на держаках різального інструмента. Мінералокераміку використовують для чистової швидкісної обробки за умов відсутності ударних і згинаючих напружень. Добрі показники має мінералокераміка марки ЦМ-332.

Металорізальні верстати

За рівнем спеціалізації металорізальні верстати поділяють на:

• універсальні;

• спеціалізовані;

• спеціальні.

Універсальні призначені для виконання різноманітних операцій при виготовленні деталей, різних за розмірами і формою; спеціалізовані — для обробки однотипних деталей різних розмірів; спеціальні — для виготовлення деталей одного типорозміру.

За технологічними ознаками (залежно від характеру обробки) верстати поділяють на такі групи:

• токарні;

• свердлильні й розточувальні;

• шліфувальні, полірувальні, доводочні;

• для електрофізичної й електрохімічної обробки;

• зубо- і різьбообробні;

• фрезерні;

• стругальні, довбальні, протяжні;

• розрізні;

• різні.

Верстати кожної з цих груп поділяються на типи за такими основними ознаками:

· технологічне призначення (круглошліфувальні, плоскошліфувальні);

· конструктивні особливості (універсально-фрезерні, поздовжньо-фрезерні);

· розташування робочих деталей у просторі (вертикально- свердлильні, горизонтально-свердлильні);

· кількість робочих деталей верстата (одношпиндельні, багатошпиндельні);

· ступінь автоматизації (з ручним керуванням, напівавтомати, автомати).

У промисловості найпоширеніші токарні, свердлильні, фрезерні та шліфувальні верстати.

Точіння

Верстати токарної групи використовують для обробки циліндричних, конічних, фасонних (зовнішніх і внутрішніх) поверхонь обертання, а також для обробки площин, перпендикулярних до осі обертання заготовки. Для верстатів токарної групи основним інструментом є різець. На токарно-гвинторізальних верстатах різцем наносять нарізи на циліндричних і конічних поверхнях, а також спіральні канавки на торцевих поверхнях заготовок. Для нанесення нарізів застосовують також плашки і мітчики, а для оброблення отворів — свердла, зенкери, розвертки.

У верстатах токарної групи використовується два види руху: обертальний рух заготовки (рух різання) і поступальний рух інструмента (рух подачі), що забезпечують безперервність процесу різання. Елементи режиму різання і напрямок руху під час поздовжнього точіння показані на рис. 1.1 та 1.6.

Токарні різці класифікують за різними ознаками. За матеріалом різальної частини розрізняють різці сталеві, твердосплавні і мінералокерамічні. За конструкцією різці поділяють на суцільні та складні. Залежно від розташування головної різальної кромки розрізняють різці правосторонні й лівосторонні. Під час різання правостороннім різцем (див. рис. 1.1, 1.2, 1.6) стружка зрізується з заготовки при переміщенні інструмента справа наліво. При різанні лівостороннім різцем (головна різальна кромка розташована на місці допоміжної кромки правостороннього різця) інструмент рухається зліва направо. За розташуванням осі головки різця відносно осі його тіла (в плані) розрізняють різці прямі (рис. 1.8, а - e) і відігнуті (рис. 1.8, є). Розрізняють також різці чистової і чорнової обробки.

Залежно від призначення (виду обробки) різці поділяють на прохідні, підрізні, відрізні, розточувальні, нарізні, канавочні, фасонні.

Прохідні різці призначені для обточування зовнішніх поверхонь (рис. 1.1, 1.2, 1.6, 1.8, а, б, e). Прохідні різці (прямі або упорні) з головним кутом у плані (φ = 90°, рис. 1.8, з) застосовують для оброблення зовнішніх або торцевих поверхонь (наприклад, при виготовленні ступінчастих валів). Прохідний відігнутий різець (рис. 1.8, є) - універсальний, дає змогу обробляти циліндричну поверхню і підрізати торець.

Для чистової обробки застосовують різці двох типів: із заокругленою верхівкою (рис.1.8, д) та широкі чистові різці з прямоюголовною різальною кромкою (рис. 1.8, е). Перший тип застосовують для обробки порівняно невеликих поверхонь, другий - для обробки поверхонь заготовок значних розмірів.

Підрізні різці призначені для оброблювання торців, відрізні - для відрізування частини металу заготовки (рис. 1.8, а). Довжина головки цих

Рис. 1.8 - Типи токарних різців

різців повинна бути дещо більшою за радіус заготовки, що розрізають.

Розточувальні різці застосовуються при розточуванні наскрізних і глухих отворів, а нарізні — для нанесення зовнішніх (рис. 1.8, ж) і внутрішніх нарізів. Форма різальної кромки таких різців повинна відповідати профілю нарізу. Головні різальні кромки різця (рис. 1.8, ж) для нарізання симетричних нарізів заточують під кутом 60°.

Канавочні різці застосовують для прорізання канавок різного профілю: прямокутних (рис. 1.8, в), подібних до трапеції (рис. 1.8, г) тощо. Фасонні різці (рис. 11.8,і) застосовують для виготовлення і оброблювання складних фасонних поверхонь. Профіль різальної кромки такого різця повинен відповідати профілю оброблюваної поверхні.

До верстатів токарної групи відносяться також карусельні, револьверні, автомати та напівавтомати.

Токарно-карусельні верстати призначені для обробки важких заготовок великого діаметра і невеликої довжини, що не перевищує 0,7 діаметра. Зазвичай це деталі типу дисків: ротори водяних та газових турбін, шківи, маховики, зубчасті колеса та інші. Заготовки вставляють і закріплюють на круглому горизонтальному столі - планшайбі, яка обертається навколо вертикальної осі. На токарно-карусельних верстатах різцями можна обробляти зовнішні і внутрішні циліндричні, конічні, фасонні та плоскі поверхні, кільцеві канавки різного профілю. Крім цього, на них також можна свердлити, зенкерувати та розвертати отвори.

На відміну від звичайних токарних верстатів багаторізцеві зазвичай мають два незалежних один від одного супорти: передній та задній. В кожному з них закріплюють по кілька різців, які працюють одночасно. Передній супорт має тільки повздовжню подачу, тому встановленими у ньому різцями обробляють тільки циліндричні поверхні. Задній супорт має тільки поперечну подачу і різцями, що встановлені в ньому, обробляє торцеві площини, канавки, короткі конічні та фасонні поверхні, фаски. На багаторізцевих верстатах обробляють заготовки різних деталей: ступінчатих валів, зубчастих коліс, дисків тощо.

Закріплюють заготовки в центрах, трикулачкових патронах, на оправках тощо. Швидку та точну установку різців при наладці верстата роблять за встановленою на верстаті перед початком роботи еталонній деталі або за шаблоном. Багаторізцеві верстати доцільно використовувати в умовах масового та багатосерійного виробництва.