З.1. Требования, предъявляемые к инструментальным материалам

Игра теней

Соедини буквы

В разных местах на листке бумаги напишите печатные буквы, предположим, от А до Д. Пусть ребенок соединит их, следуя алфавитному порядку. Когда он выучит эту часть алфавита и сможет узнавать буквы в книжке, добавьте еще несколько букв и соедините их снова. Можно проделать то же самое с цифрами. Начните с простых упражнений, постепенно усложняя их. Детям старшего возраста можно предложить выбрать цифры, кратные какому-нибудь числу, например шести, восьми и т. д.

Если удачно падает свет и у вас есть немного бумаги, например ресторанная салфетка,, и карандаш, можете поиграть в тени. Держите руку над бумагой, при этом обратите внимание ребенка на тень от нее. Пусть он обведет на бумаге контуры тени. Затем сдвиньте пальцы — свои или ребенка — так, чтобы тень изменила форму. Пусть он снова ее очертит, а вы попробуйте превратить тень в какую-нибудь хорошо знакомую фигуру.

«Ух, ох»

Это полезное упражнение для детей школьного возраста. Если вы находитесь в людном месте и слышите чужие разговоры, тихонько договорившись с ребенком, выберите какую-нибудь букву. Всякий раз, когда вы услышите слово, которое начинается с этой буквы, старайтесь первым сказать: «Ух, ох!» Если окружающие заинтересуются тем, что вы делаете, попросите их угадать букву. Это нелегко сделать, потому что в тот момент, когда вы скажите «ух, ох!», слово на нужную букву уже окажется произнесенным, и разговор будет продолжаться.

С маленькими детьми можно играть проще: выбрать обычное, часто встречающееся слово — «я» или «будет»— и попытаться не употреблять его в разговоре. Если вы все-таки нарушите условие, ребенок произносит: «Ух, ох!». Кто попадется пять раз, тот проиграл.

При резании контактные площадки инструмента подвергаются интенсивному воздействию высоких силовых нагрузок и температур, величины которых имеют переменный характер, а взаимодействие с обрабатываемым материалом и реагентами из окружающей среды приводит к протеканию интенсивных физико-химических процессов: адгезии, диффузии, окисления, коррозии и др.

С учетом необходимости сопротивления контактных площадок режущего инструмента микро- и макроразрушению в указанных условиях, к свойствам инструментальных материалов предъявляется ряд специальных требований, выполнение которых определяет место их эффективного применения для режущих инструментов. Основные требования к инструментальным материалам следующие:

1. Инструментальный материал должен иметь высокую твердость.

Твердость инструментального материала должна быть выше твердости обрабатываемого не менее чем в 1,4 -1.7 раза.

2. При резании металлов выделяется значительное количество теплоты, и режущая часть инструмента нагревается. Поэтому, инструментальный материал должен обладать высокой теплостойкостью. Способность материала сохранять высокую твердость при температурах резания называется теплостойкостью. Для быстрорежущей стали - теплостойкость еще называют красностойкостью (т.е. сохранение твердости при нагреве до температур начала свечения стали).

Увеличение уровня теплостойкости инструментального материала позволяет ему работать с большими скоростями резания (табл. 3.1).

Таблица 3.1 - Теплостойкость и допустимая скорость резания инструментальных материалов.

Материал	Теплостойкость, к	Допустимая скорость при резании Стали 45 м/мин
Углеродистая сталь	473 - 523	10-15
Легированная сталь	623 - 673	15-30
Быстрорежущая сталь	873 - 823	40-60
Твердые сплавы:
Группа ВК	1173-1200	120-200
Группы ТК и ТТК	1273 -1300	150-250
безвольфрамовые	1073-1100	100-300
с покрытием	1273-1373	200-300
Керамика	1473-1500	400 - 600

3. Важным требованием является достаточно высокая прочность инструментального материала. Если высокая твердость материала рабочей части инструмента не обеспечивается необходимой прочностью, то это приводит к поломке инструмента и выкрашиванию режущих кромок.

Таким образом, инструментальный материал должен иметь достаточный уровень ударной вязкости и сопротивляться появлению трещин (т.е. иметь высокую трещиностойкость).

4. Инструментальный материал должен иметь высокую износостойкость при повышенной температуре, т.е. обладать хорошей сопротивляемостью истиранию обрабатываемым материалом, которая проявляется в сопротивлении материала контактной усталости.

5. Необходимым условием достижения высоких режущих свойств инструмента является низкая физико-химическая активность инструментального материала по отношению к обрабатываемому. Поэтому кристаллохимические свойства инструментального материала должны существенно отличаться от соответствующих свойств обрабатываемого материала. Степень такого отличия сильно влияет на интенсивность физико-химических процессов (адгезионно-усталостные, коррозионно-окислительные и диффузионные процессы) и изнашивание контактных площадок инструмента.

6. Инструментальный материал должен обладать технологическими свойствами,

обеспечивающими оптимальные условия изготовления из него инструментов. Для инструментальных сталей ими являются хорошая обрабатываемость резанием и давлением; благоприятные особенности термической обработки (малая чувствительность к перегреву и обезуглероживанию, хорошие закаливаемость и прокаливаемость, минимальные деформирование и образование трещин при закалке и т.д.); хорошая шлифуемость после термической обработки.

На рис. 2.1 показано расположение основных групп инструментальных материалов по их свойствам. Из рисунка видно, что твердость и прочность инструментальных материалов это свойства антагонисты, т.е. чем выше твердость материала, тем ниже его прочность. Поэтому набор основных свойств и определяет область и условие рационального использования инструментального материала в режущем инструменте.

Например, инструмент из сверхтвердых инструментальных материалов на основе алмаза и кубического нитрида бора (СТМ) или из режущей керамики (РК), используют исключительно для суперчистовой обработки изделий на высоких и сверхвысоких скоростях резания, но при весьма ограниченных сечениях среза.

При обработке конструкционных сталей на малых и средних скоростях резания в сочетании со средними и большими сечениями среза большие преимущества получают инструменты из быстрорежущей стали.

Инструментальные материалы подразделяются на пять основных групп: инструментальные стали (углеродистые, легированные и быстрорежущие); металлокерамические твердые сплавы (группы ВК, ТК и ТТК); режущая керамика (оксидная, оксикарбидная и нитридная); абразивные материалы (см. абразивная обработка) и сверхтвердые материалы СТМ (на основе алмаза и кубического нитрида бора (КНБ)).

Наиболее распространенная из этих групп - быстрорежущая сталь, из которой изготавливается около 60% инструмента, из металлокерамических твердых сплавов - около 30%, из остальных групп материалов - только около 10 % лезвийного инструмента.

Анализ основных направлений совершенствования инструментальных материалов (см. рис. 3.1) позволяет отметить, что они связаны с ростом твердости, теплостойкости, износостойкости при снижении прочностных характеристик, вязкости и трещиностойкости. Эти тенденции не соответствуют идее создания идеального инструментального материала с оптимальным сочетанием свойств по твердости, теплостойкости, ударной вязкости, трещиностойкости, прочности.

Очевидно, что решение этой проблемы должно быть связано с разработкой композиционного инструментального материала, у которого высокие значения поверхностной твердости, теплостойкости, физико-химической инертности сочетались бы с достаточными значениями объемной прочности при изгибе, ударной вязкости, предела выносливости.

В мировой практике указанные методы совершенствования инструментальных материалов находят все большее применение, особенно при производстве сменных многогранных пластин (СМП) для механического крепления на режущем инструменте.

В мировой практике указанные методы совершенствования инструментальных материалов находят все большее применение, особенно при производстве сменных многогранных пластин (СМП) для механического крепления на режущем инструменте.

Дата добавления: 2015-06-27