Химический состав
Концентрация тех либо других частей определяет главные характеристики стали, также его область применения. В состав стали Р18 входят следующие элементы:
- Большая часть состава приходится именно на железо, концентрация которого составляет около 73%.
- Добавляется небольшое количество хрома. За счет повышения его концентрации до 4% создаваемый инструмент становится более устойчивым к коррозионному воздействию.
- Особыми элементами, которые увеличивают эксплуатационные характеристики материала, становятся ванадий и молибден (не более 1,4%).
- Углерод является основным химическим элементом практически всех металлов, в данном случае концентрация составляет 0,8%. Относительно небольшое количество углерода в составе определяет высокую свариваемость. Повышенная твердость достигаются за счет включения в состав других химических элементов.
Химический состав стали Р18 и других быстрорежущих сталей
На другие химические элементы приходится не более 1%. Особое внимание уделяется вредных примесям, повышение концентрации которых приводит к снижению основных эксплуатационных характеристик.
Классификация и маркировка быстрорежущих сталей
Все быстрорежущие стали классифицируются непосредственно по химическому составу, для чего проводится расшифровка маркировки. Инструментальные стали быстрорежущие делятся на следующие три группы:
- Сплавы с полезными примесями, в которых процентное кобальта не более 10%, а вольфрама 22%. Маркировка металла этой группы следующая: P10M4Ф3К10 и Р6М5Ф2К8 и другие.
- Сплавы, в составе которых не более 5% кобальта и до 18% вольфрама. Виды быстрорежущей стали этой группы следующие: Р9К5, Р10Ф5К5 и другие.
- Варианты исполнения металла, расшифровка которых определяет процентное кобальта и вольфрама более 16%. Представителями этой группы можно назвать марки Р9 и Р18, Р12 и Р6М5.
При применении подобного металла получающаяся кромка не реагирует на механическое воздействие, по всей длине показатель твердости остается неизменным и металл не выкрашивается. Вышеприведенная классификация быстрорежущей стали определяет то, при какой скорости резания и подаче может использоваться сплав.
Состав быстрорежущих сталей различных марок
Рассматривая обозначение быстрорежущей стали следует уделить внимание тому, что первая буква для обозначения этой группы «Р». Цифра, которая идет первой в обозначении указывает процесс вольфрама в составе. Далее могут идти буквы, обозначающие легирующие элементы. Стоит учитывать, что расшифровка металла указывает на точное определенных легирующих элементов, которые изменяют эксплуатационные качества материала.
Влияние температуры и различных факторов на точность обработки
В процессе резания звенья технологической системы нагреваются, что приводит к возникновению температурных погрешностей. Так, вследствие нагрева инструмента удлиняется его режущая часть. Вершина лезвия нагревается значительно быстрее, чем остальная часть резца, поэтому температура в разных точках резца различна, что приводит к температурным деформациям.
Температурное воздействие
При работе станка возникает теплота из-за трения в узлах, вследстние чего частично нагреваются детали станка, прилегающие к местам выделения теплоты. Ввиду больших масс частей станка происходят медленные температурные деформации.
На точность обработки влияют температурные деформации, на правленные по нормали к обрабатываемой поверхности. У токарно-винторезного станка вследствие трения в подшипниках и зубчатых передачах нагревается главным образом передняя бабка. Задняя бабка, суппорт и станина нагреваются незначительно, и их температурные деформации несущественно влияют на точность обработки.
В процессе резания нагревается также обрабатываемая заготовка; при равномерном нагреве изменяются ее размеры при неизменности формы; при неравномерном нагреве изменяется также и форма заготовки. Температура нагрева обрабатываемой заготовки зависит от количества теплоты, поступающей в заготовку, ее массы, удельной теплоемкости материала заготовки, режима резания. Чем больше масса обрабатываемой заготовки, тем меньше она подвержена температурным деформациям.
Чистовая обработка заготовки, проводимая сразу после черновой, может привести к уменьшению размеров заготовки против заданных, так как нагрев при обработке со снятием больших припусков и после дующее охлаждение приводят к температурным деформациям. Наи большие температурные деформации возникают при обработке с большими припусками тонкостенных заготовок.
Температурные деформации звеньев технологической системы за висят также от длительности непрерывной работы станка и периодичности включений, причем при изменении режима температурные деформации быстро возрастают, а затем растут медленно, до наступления температурного равновесия. В дальнейшем температурные деформации остаются неизменными.
Износ инструмента
На точность обработки большое влияние оказывает также размерный износ режущей кромки инструмента в направлении нормали к обрабатываемой поверхности, износ зависит от пути, пройденного инструментом, т. е. пути резания. Зная стойкость инструмента Т(мин), можно определить путь резания lр (м), соответствующий этой стойкости: Lp=vT, где v. скорость резания, м/мин.
Характеристикой интенсивности размерного износа является от носительный износ и0 (мкм), т. е. размерный износ и, отнесенный к 1000 м пути резания:
Относительный износ сложным образом зависит от скорости ре зания. В зоне низких скоростей (50 м/мин) относительный износ чрезвычайно велик (150 мкм); при возрастании скорости резания относительный износ уменьшается, достигая минимума при определен ном оптимальном значении (?50 м/мин). Дальнейшее возрастание скорости резания приводит к увеличению относительного износа.
Толщина и ширина стружки меньше влияют на относительный износ, чем скорость резания, однако увеличение подачи и глубины ре зания приводит к некоторому повышению относительного износа (
20%). Из геометрических параметров резца наибольшее влияние на размерный износ оказывает задний угол а, увеличение которого с 8 до 15 градусов при больших скоростях резания вызывает уменьшение относительного износа на 30%. Наряду с этим относительный износ зависит от механических свойств обрабатываемого материала: чем выше твердость, тем ниже оптимальная скорость резания и тем выше относи тельный износ.
Следует иметь в виду, что в начале работы резец изнашивается значительно интенсивнее, чем в дальнейшем; интенсивность изнашивания зависит от качества заточки и доводки резца. Начальный износ, например, при точении можно учесть прибавляя к пути резания /р длину lн=500. 1500 м в зависимости от качества доводки режущей кромки. Тогда размерный износ (мкм), соответствующий пути резания lр, может быть определен по следующей формуле:
При обработке заготовок из материала с внутренними напряжения ми погрешность возникает при последовательном снятии напряженных слоев в процессе резания.
Обзор видов
Резцы различаются функциональностью, конструктивной нюансировкой и прочими параметрами.
По назначению
Здесь речь идет о материалах, с которым работает резец.
По дереву. В маркетах их можно найти в комплектах с кольцами, гребенками, рейерами, крючками, мейселями. Резцы и механизмы вращения скрепляются.
По металлу. Когда нужно приварить или припаять пластину, вот тогда и говорят об оптимальном выборе для резцов. Твердые сплавы и быстрорежущие используются в таком случае чаще. Установка таких резцов возможна не только на токарные станки, но и на долбежные, строгальные, спецназначения и другие.
Эта классификация невелика, здесь выбор не будет трудным.
По конструкции
Это цельные резцы, в которых стержень и головка сочленены одной системой. Или это инструмент с приварными пластинами, они очень прочно соединены с головкой. Если спайка пластин осуществлялась без технической точности, на рабочей поверхности впоследствии могут образоваться трещины. Используют такие резцы широко, потому что они подходят самым разным станками.
Резцы же с механическим креплением пластин считаются одним из удобных вариантов для металлических пластин. Это касается и сборных, и регулировочных разновидностей, и державочных.
По типу обработки
Здесь резцы делят на чистовые и получистовые. У чистовых подача невысока по скорости, с болванки снимают материал с малой толщиной. Чаще всего такие инструменты представлены проходным резцом. Получистовые очень похожи на предыдущий вариант, но они по характеристикам слабее чистовых. Но использоваться они могут для тех же задач.
По виду установки
Тангенциальные резцы – инструмент, который устанавливается по определенному углу, причем, любому, за исключением прямого. Измеряется это относительно оси поверхности, которая проходит операцию. И отличается инструмент сложной схемой крепежа для внутреннего точения.
Радиальный резец отличает фиксация исключительно прямого угла по поверхности, которая проходит обработку. Для промышленных целей популярный вариант. И есть у радиальной разновидности большой плюс – это упрощенная крепежная система.
По типу подачи
Тут все еще проще: левыми резцами называют инструменты с правой частью резки, именно к ней повернут обрабатываемый металл. У правых же резцов слева находится часть резки, на нее повернута металлоповерхность для обработки.
По креплению режущей части касательно стержня
А эта характеристика презентует 4 вида резцов. Отогнутые отличаются особой выгнутой линией, свойственной чертой для оси проекции именно верхнего положения. А боковая локализация обеспечивает прямоположение линий. Прямые резцы – те, ось проекция которых сохраняет ровную косильной лески, причем сверху и сбоку.
У оттянутых резцов головочная часть и стержень разные по размеру, головка будет поменьше. На резцовой оси ее крепят. Детали свойственно некоторое смещение касательно оси резцов, в любую сторону. Ну а выгнутые резцы при верхней локализации связаны с проекционной осью ровной линией, боковая же проекция – с выгнутой линией.
По способу обработки
И здесь немало разновидностей.
Заточка токарных резцов на технологической пластине
Подрезные. Если это станок с поперечной подачей заготовок, инструмент легко соединяется с оборудованием. Это или края разных поверхностей, или же ступенчатые элементы.
Проходные. Функциональны для металлообработки с оборудованием поперечной и продольной подачи. Это актуально, если подрезка относится к торцам, к цилиндрическим и конусовидным заготовкам.
Расточные. Нужны для сквозных, а также глухих отверстий, для углублений и выемок.
Круглые. Здесь форма определила название.
Резьбовые. Формируют резьбу внешнюю и внутреннюю, с трапециевидным сечением, а также круглым и прямоугольным. Сами изделия могут быть ровные, круглые, а также выпуклые.
А еще резцы бывают ровные (прямоугольные грани у них сохраняются), выгнутые (отличаются только по форме, незначительно), фасонные (совмещаются с фасонными формами сложных конструкций).
Основные характеристики и терминология
На рисунке выше вы можете увидеть наиболее важные технические характеристики для четкого описания концевых фрез. Кроме того, мы можем классифицировать их по типу (например, шаровидные, квадратные и т.д.), количеству канавок, а также материалу и покрытию.
Типичное описание продукта может выглядеть следующим образом:
Типовая характеристика концевой фрезы
Все характеристики определяют, для каких целей подходит концевая фреза с точки зрения скорости, формы, тонкости обработки и общей производительности. Поэтому очень важно знать основы, прежде чем выбирать набор концевых фрез для своей работы. Далее мы расскажем вам о самых важных типах.
Подача
Понятие подачи напоминает глубину врезания. Подача при фрезеровании, как и при проведении любой другой операции по механической обработке металлических заготовок, считается наиболее важным параметром. Долговечность применяемого инструмента во многом зависит от подачи. К особенностям этой характеристики можно отнести нижеприведенные моменты:
- Какой толщины материал снимается за один проход.
- Производительность применяемого оборудования.
- Возможность проведения черновой или чистовой обработки.
Довольно распространенным понятием можно назвать подачу на зуб. Этот показатель указывается производителем инструмента, зависит от глубины резания и конструктивных особенностей изделия.
Как ранее было отмечено, многие показатели режимом резания связаны между собой. Примером можно назвать скорость резания и подачу:
- При увеличении значения подачи скорость резания снижается. Это связано с тем, что при снятии большого количества металла за один проход существенно повышается осевая нагрузка. Если выбрать высокую скорость и подачу, то инструмент будет быстро изнашиваться или попросту поломается.
- За счет снижения показателя подачи повышается и допустимая скорость обработки. При быстром вращении фрезы возможно существенно повысить качество поверхности. На момент чистового фрезерования выбирается минимальное значение подачи и максимальная скорость, при применении определенного оборудования можно получить практически зеркальную поверхность.
Довольно распространенным значением подачи можно назвать 0,1-0,25. Его вполне достаточно для обработки самых распространенных материалов в различных отраслях промышленности.
Сухая и полусухая механическая обработка
Большинству операторов обрабатывающих станков трудно представить себе процесс механической обработки без применения смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ). Однако, в некоторых случаях существует необходимость именно сухой обработки, что может быть обусловлено отсутствием соответствующей подготовки оборудования, либо другими условиями проведения работ. Аналитические данные из различных источников свидетельствуют о том, что затраты на обеспечение охлаждения заготовок в 2-3 раза превышают затраты на режущие инструменты. Кроме того, мировая общественность все более беспокоится о защите здоровья и окружающей среды при проведении производственных работ. Утилизация отработанной смазочно-охлаждающей жидкости является серьезной проблемой для большинства предприятий, а вдыхание ее паров может нанести значительный вред здоровью людей. Вследствие высоких затрат на утилизацию СОЖ, европейские производственные предприятия все чаще используют технологии сухой или полусухой (с минимальным количеством СОЖ) механической обработки, в отличии от предприятий в США. Тем не менее, такие страны как Германия по-прежнему вынуждены считаться с действующими экономическими и производственными условиями и использовать СОЖ. Однако, уже предложены новые нормативы, ограничивающие использование СОЖ при механической обработке.
Давайте подробнее поговорим о сухой механической обработке. Можно ли обрабатывать материалы без использования СОЖ? В большинстве случаев можно, но данный вопрос требует более подробного рассмотрения.
-
Охлаждение. Именно поэтому жидкость и называется охлаждающей.
Смазка и нарост на режущей кромке
Поговорим о смазке. Я меньше всего уделил внимания этой теме, однако это не значит, что смазка не важна при обработке. Прежде всего, смазка способствует более эффективной работе режущего инструмента с меньшим нагревом. Когда передняя грань резца скользит по обрабатываемой заготовке, она нагревается вследствие трения. Кроме того, стружка также трется о резец, выделяя дополнительное тепло. Смазка позволяет снизить трение и, соответственно, нагрев. Таким образом, одной из функций смазки является улучшение эффективности охлаждения за счет снижения выделения тепла. При этом основной функцией смазки является предотвращение возникновения наростов на режущей кромке. Каждый, кто видел, как алюминий прикипает к резцу, сразу понимает важность этого вопроса. Наросты на режущей кромке могут очень быстро привести к повреждению инструмента и, соответственно, к задержкам в работе.
К счастью, наличие или отсутствие наростов главным образом зависит от типа обрабатываемого материала. Чаще всего наросты возникают при обработке алюминия и стали с низким м углерода или других легирующих элементов. В данном случае необходимо использовать очень острые резцы с большими передними углами (положительный передний угол — ваш друг!). Также справиться с этой проблемой помогает распыление небольшого количества СОЖ, причем эффективность такого способа не уступает традиционному методу. Главное, не забывайте предпринимать указанные меры до образования спаек стружки с обрабатываемой поверхностью.
Очистка от стружки
Следующая проблема, связанная с сухой обработкой — это очистка от стружки. Для этой цели можно применять продувку сжатым воздухом. Однако такой способ очистки может быть не в полной мере эффективным при выполнении некоторых операций, например, при сверлении. Глубокая расточка и сверление — две самые проблематичные операции при сухой обработке с точки зрения очистки от стружки. Для решения проблемы можно использовать технический воздух, подаваемый к инструменту, но более предпочтительным решением является распыление небольшого количества СОЖ. Жидкая СОЖ лучше справляется с этой задачей, поскольку имеет более высокую плотность, лучше переносит стружку и охлаждает обрабатываемую поверхность. Но правильное применение распыления позволяет продлить срок службы инструмента по сравнению с вышеописанным традиционным методом. Следует отметить, что естественная очистка от стружки более эффективна на горизонтальных фрезерных и токарных станках, нежели на вертикальных, особенно при сухой или полусухой обработке, что обусловлено наличием гравитации.
Охлаждение
Давайте поговорим об охлаждении. Температура является наиболее важным фактором, влияющим на срок службы режущего инструмента. Небольшой нагрев размягчает материал, что оказывает положительное влияние на процесс обработки. При этом сильный нагрев смягчает режущий инструмент и приводит к его преждевременному износу. Допустимая температура зависит от материала и покрытия режущего инструмента. В частности, твердосплав выдерживает значительно более высокие температуры, чем быстрорежущая сталь. Для некоторых покрытий, таких как TiAlN (титано-алюминиевый нитрид), требуется высокая рабочая температура, поэтому такие инструменты используются без СОЖ. Существует множество примеров, когда отказ от использования СОЖ при условии соблюдения технологий приводит к продлению срока службы инструмента. Твердосплавные инструменты чувствительны к образованию микротрещин в случае резких скачков температуры при неравномерном нагревании и охлаждении. Компания Sandvik рекомендует в своем образовательном курсе не использовать СОЖ, по крайней мере, в большом количестве, с целью предотвращения образования микротрещин. Следует также отметить, что сильный нагрев отрицательно влияет на точность обработки, поскольку в результате нагрева изменяется размер обрабатываемой детали.
Каким способом можно охладить обрабатываемые детали без использования СОЖ? Для начала рассмотрим наиболее распространенные способы охлаждения. Существуют два вида СОЖ — водоэмульсионные СОЖ и СОЖ на основе масла. Для охлаждения наиболее эффективны СОЖ на водной основе. Насколько? Сравнительные данные приведены в следующей таблице:
Можно использовать стойкие к нагреву покрытия, такие как TiAlN, не требующие охлаждения, однако возможно обойтись и без них. Например, допускается применять для охлаждения сжатый воздух, однако необходимо помнить о том, что для обеспечения эффективности, сопоставимой с водяным охлаждением, потребуются его большие объемы. В случаях, когда требуется охлаждение, значительно эффективнее использовать увлажненный воздух, содержащий распыленную жидкость. Распыление также обеспечивает смазку, что может быть полезно для таких материалов как алюминий. Кроме того, на высоких скоростях резания увлажненный воздух лучше проникает во все полости в материале, чем вода при водяном охлаждении.
Еще одним способом охлаждения является использование охлажденного воздуха. Существует множество способов охладить воздух, кроме того, он естественным образом охлаждается при выходе из сопла, однако более эффективным решением является применение устройства под названием вихревая трубка. Приведенные выше данные по различным типам СОЖ, а также детальную информацию об исследованиях, связанных с использованием для охлаждения воздуха и вихревых трубок, вы можете найти в научной работе Брайана Босвелла «Использование воздушного охлаждения и его эффективность при сухой обработке материалов».
Данная работа может быть весьма полезной, если вы хотите разобраться в деталях. Босвелл рассматривает возможность оснащения некоторых патронов токарных станков воздушными каналами, однако приходит к выводу, что наиболее эффективным вариантом является использование вихревых трубок. Если вы собираетесь использовать только воздух, его нужно направлять в нужные места для обеспечения эффективного охлаждения. Босвелл обнаружил, что регулировать вихревую трубку значительно проще, поскольку ее сопло может быть расположено дальше от обрабатываемого материала. При этом, данное устройство в состоянии охлаждать материал так же эффективно, как традиционная система водяного охлаждения.
Технари мужики, чем резец отличается от фрезы?
Резец (в токарном станке, например). закреплённый неподвижно в резцедержателе инструмент, имеет одну режущую кромку, обрабатывает вращающуюся деталь (вал к примеру). Фреза. закреплённый в патроне, вращающийся инструмент, имеет несколько режущих кромок. Предназначена для обработки плоских поверхностей, пазов, выемок.
Выше правильно описано, только режущих кромок у резца ДВЕ. главная и вспомогательная)
При обработке резцом, резец неподвижен, движется обрабатываемая деталь. При обработке фрезерованием, неподвижна деталь, вращается фреза.
Резец в токарный станок ставится! А фреза-типа круглой пилы, (разные виды есть). Они во фрезерный станок устанавливаются.
дык, в резце одна режущая, а в фрезе несколько
Если не говорить о унитарных оснастках, то ни чем. В долбёжном станке можно одной остнасткой выполнить и операцию резания и фрезерования.
В большинстве случаев резец в отличие от фрезы неподвижен, но бывают и исключения. та же расточная головка или фреза «мухорезка», где резец вставляется в оправку и используется в расточных и фрезерных станках. Так что самый надёжный способ их различать. по внешнему виду.
Резцы выполняют операции по обточки заготовки в горизонтальном виде, вокруг оси. Самый простой пример это резцы отрезные [ссылка заблокирована по решению администрации проекта]
А фрезы могут находится в любом положении относительно заготовки. Как позволяет модель станка. Как правило, это станки ЧПУ. Но также фрезы могут быть с очень простыми функциями [ссылка заблокирована по решению администрации проекта]
Как выбрать?
При выборе фрезы в первую очередь необходимо определиться с разновидностью режущего основания, формой лезвия, наличием подшипника и другими конструкционными особенностями. Именно поэтому важно заранее представлять, для каких типов работ необходим инструмент, каков объем работ, и насколько твердый материал будет обрабатываться. Обязательно потребуйте у продавца сертификат соответствия требованиям ГОСТ, так как в наши дни рынок наводнили дешевые подделки из стран Юго-Восточной Азии.
Они отличаются низким качеством обработки и малым периодом использования. Если вам отказывают в предоставлении документов, сделайте покупку в другом месте. Предложение на рынке в наши дни настолько велико, что отыскать образец, соответствующий вашим требованиям, никакой сложности не составит.
В целом выбор обычно производится по следующей схеме:
- для грубой обдирки – торцовые и концевые фрезы;
- для чистовой плоскостной обработки – цилиндрические;
- для формирования канавок – дисковые, торцевые;
- для обработки углов и кромок – угловые, фигурные;
- для выборки шпоночных углублений – шпоночные;
- для вырезки сквозных пазов – Т-образные, фигурные.
|