И области их применения

Инструментальные материалы

В рамках этого раздела будет проведено сравнение инструментальных материалов по следующим основным характеристикам, влияющим на работоспособность и экономичность режущего инструмента:

– твердость;

– прочность;

– термостойкость;

– технологичность;

– относительная стоимость.

Твердость закаленных инструментальных сталей и твердых сплавов измеряют по Роквеллу (HR), а сверхтвердых материалов – по Виккерсу (HV).

Основными показателями прочности материалов служат предельно допустимые напряжения изгиба s_и, растяженияs _в или сжатия s _-в.

Рис. 4.1. О термостойкости материалов

Под термостойкостью инструментальных материалов понимают их способность сохранять физико-механические характеристики (в частности, прочность) при повышении температуры. На рис. 4.1 показана типичная зависимость предела прочности материала от температуры испытаний. Вначале с возрастанием температуры до некоторого критического значения q_к величина s _в снижается достаточно медленно. При q > q_к темп падения прочности резко возрастает, а затем величина s _в вновь стабилизируется, но на значительно меньшем, чем первоначальный, уровне.

Для нормальной работы инструмента необходимо, чтобы выполнялось условие

q_к ³ q_р, (4.1)

где q_р – температура резания.

Заметим, что у сталей и литых сплавов температуру q_к называют красностойкостью материала.

Технологичность таких инструментальных материалов, как твердые сплавы и минералокерамика, характеризуется, в первую очередь, их способностью к обработке шлифованием. Для инструментальных сталей, помимо шлифуемости, важным показателем технологичности является уровень деформаций при термообработке инструмента (например, искривление оси сверла после его закалки), поскольку мероприятия по устранению этих деформаций увеличивают время изготовления инструмента и его стоимость.

Главным экономическим показателем инструментального материала является так называемая относительная стоимость изготовленного из этого материала инструмента

(4.2)

где Q – стоимость инструмента, руб.; А – полный период стойкости (срок службы) инструмента, мин.; П – производительность процесса резания при работе данным инструментом, см³/мин.

Как следует из формулы (4.2), относительная стоимость характеризует расходы по линии инструмента на съем единицы объема обрабатываемого материала. Чем выше величина р, тем хуже экономическая характеристика инструментального материала. Пусть, например, относительные стоимости двух материалов соотносятся как 1:2. Это означает, что при одинаковой стоимости инструментов и сроках их службы инструмент из первого материала может работать с вдвое большей производительностью, чем инструмент из второго материала. Или же, что при одинаковых сроках службы и производительности резания второй инструмент в два раза дороже первого.

В современном машиностроительном производстве используют три группы инструментальных материалов:

ü стали;

ü твердые сплавы;

ü неметаллы.

Дата добавления: 2014-01-20