Выбор инструментальных материалов

Инструментальный материал (ИМ) оказывает большое влия­ние на производительность обработки, качество обработанной поверхности и на конструкцию самого инструмента, т. е. является важнейшей характеристикой режущего инструмента.

Трудности выбора ИМ помимо сложности процесса резания и явлений, его сопровождающих, объясняются еще двумя причи­нами. Во-первых, в отличие от многих других характеристик или параметров инструмента выбор марок затруднен, так как не имеется одного какого-либо надежного и общего комплексного численного критерия, по которому можно было бы осуществлять выбор. Во-вторых, число возможных сочетаний различных фак­торов, условий работы инструмента, существенно влияющих на выбор ИМ, огромно. Очевидно, что дать рекомендации для каждых конкретных условий не представляется возможным.

Имеющиеся опытные данные, а также рекомендации по выбору ИМ в различных стандартах и нормативах позволяют с большим или меньшим основанием выбрать марку ИМ. При этом, однако, учитывается обычно от двух до пяти факторов, что для правиль­ного выбора ИМ часто совершенно недостаточно.

Изложенная ниже методика выбора марок ИМ учитывает боль­шее число факторов, что позволяет сделать выбор более обос­нованным.

При выборе марок ИМ необходимо учитывать: обрабатываемый материал; состояние поверхности заготовки; режимы резания (соответственно t, S, v); характер резания (прерывистое, непрерывное); тип производства (массовое, серийное, еди­ничное); жесткость технологической системы; тре­буемая надежность инструмента; технология перетачивания инструмента (способ, трудоемкость, оборудование, инстру­мент для перетачивания); технология изготовления инстру­мента (ковка, прокат, литье, вышлифовка и др.); размеры инструмента (режущей части); угол β заострения лезвия; форма (размеры) профиля инструмента.

Наибольшее влияние на выбор ИМ оказывает скорость реза­ния.

Некоторые из условий и в зависимости от вида инструмента и техпроцесса могут трактоваться различно. Например, размеры спиральных сверл могут оказывать влияние на выбор ИМ: сверла из кобальтовых сталей диаметром менее 5 мм показывают невысокую стойкость из-за ухудшения теплоотвода при малой массе лезвия сверла. Кроме того, сверла и другие инструменты малого диаметра (метчики, протяжки) при малых размерах часто работают с предельными напряжениями, и поэтому предпочтение имеют марки ИМ более прочные и менее хрупкие. Для других видов инструмента, например, цельных стальных червячных фрез, характерно использование относительно больших диаметров (60…200 мм и более). Здесь размер инструмента, как показывает прак­тика, может существенно повлиять на балл карбидной неоднород­ности, что особенно опасно для более твердых и хрупких марок ИМ.

Вообще технологические свойства инструментальных ма­териалов, особенно сталей, в технической литературе освещены недостаточно и мало систематизированы, что затрудняет их учет при выборе ИМ. В то же время они могут иметь не только суще­ственное, но в ряде случаев решающее значение при выборе той или иной марки ИМ.

При использовании таблиц соответствий возможны случаи, когда ни одна марка не допускается и не рекомендуется для заданных условий. Это означает, что при данных условиях ис­пользование всех рассмотренных марок будет неэффективно, а стойкость инструмента низкая. В таком случае надо прежде всего изменить исходные данные, что практически требует либо изме­нения режимов резания, либо других условий эксплуатации или изготовления инструмента. Можно также увеличить число рас­сматриваемых марок или решать вопрос о применении ИМ дру­гой группы, например, твердого сплава вместо быстрорежущей стали. Возможен случай, когда допускаемых марок несколько. При автоматизированном проектировании должен быть предусмотрен дополнительный критерий или даже несколько критериев, исполь­зуемых последовательно, с помощью которых из числа допускае­мых марок выбирается одна. Такими критериями могут быть де­фицитность, например, пропорциональная содержанию в марке вольфрама, стоимость, хрупкая или пластическая прочность и др. При неавтоматизированном проектировании окончательный выбор марки ИМ из числа найден­ных возможных может быть также осуществим с учетом их физико-механических свойств.

В случаях, когда разрабатывается новый технологический процесс, новое оборудование или инструмент, необходимо решать вопрос о выборе группы инструментальных материалов. Хотя имеются известные теоретические основы, в окончательных реко­мендациях ориентируются на экспериментальные данные, опыт промышленности и, как правило, необходимы экономические расчеты вследствие существенной разницы в стоимости ИМ раз­ных групп.

Выбор марок ИМ связан с различными ви­дами инструментов, работающих по разным кинематическим схемам.

Во всех случаях при выборе марок ИМ используются справочные таблицы. В ряде задач помимо таблиц необходимо также использовать технико-экономические показатели.

2. РЕЖУЩИЕ ИНСТРУМЕНТЫ

Дата добавления: 2014-12-26