Д.В. Кожевников, В.А. Гречишников, С.В. Кирсанов, В.К Кокарев, А.Г. Схирмадзе 2 страница

_П_Ср ц/>₀ D + d

⁴⁵ 2 sin a 4

При изготовлении конуса возможна угловая погрешность Аа, кото­рая снижает М^ и влияет на биение режущих кромок. С учетом этого

уточненное значение М^

Л^кр - ~~~~0~0,04Да). (1.1)

^F sin а 4

Здесь допускаемое значение Да =10', а коэффициент трения ц = 0,096 (сталь по стали).

Определив экспериментально отношение /Р₀ для заданного зна­чения диаметра инструмента, можно по уравнению (1.1) найти диаметры конуса D,d и подобрать по ГОСТ 25557-82 ближайший номер хвос­товика.

У хвостовиков без лапок (см. рис. 1.6, б) для создания осевого уси­лия и предотвращения выпадения хвостовика из гнезда на торце делают резьбовое отверстие, в которое ввертывается болт-тяга (штревель). Такие хвостовики применяют на фрезах при малых осевых составляющих силы резания.

Для уменьшения габаритов хвостовиков в некоторых инструментах используют укороченные хвостовики Морзе (№ 1...4) с сохранением наибольшего диаметра D и уменьшением длины конуса.

Широкое применение у быстросменных инструментов нашли также хвостовики (рис. 1.8) с конусностью 7:24 (2а = 1б°35'). Они обеспечива­ют хорошее центрирование, но не являются самотормозящими. Поэтому для передачи крутящего момента на торце хвостовиков предусмотрены шпоночные пазы. Крепление в шпинделе осуществляется путем затяжки

Рис. 1.8. Конический хвостовик с конусностью 7:24

штревелем или специальным захватом за цилиндрическую выточку на конце хвостовика. Раньше такие конусы применялись на фрезерных станках для крепления фрез в шпинделе непосредственно или через оп­равку, однако в последние годы их стали широко применять для крепле­ния режущих и вспомогательных инструментов на станках с ЧПУ.

В настоящее время разработан ГОСТ Р 51547-2000 на полые кони­ческие хвостовики типа HSK (Hohlschafte Kegel), обеспечивающие на­дежное базирование и закрепление режущих инструментов при сверх­скоростной обработке (с частотами вращения более 8000 мин^-1). В отли­чие от хвостовиков 7:24 они имеют значительно меньшие габариты, а крепление инструмента в них осуществляется по «горячей» посадке - с натягом (Н1/рв, Н7/п6). Действие таких патронов основано на том, что при нагреве в специальных устройствах посадочное отверстие патрона увеличивается в диаметре, и хвостовик закрепляемого инструмента вставляется в это расширенное отверстие (рис. 1.9). После охлаждения патрона до температуры в помещении диаметр посадочного отверстия возвращается к исходному размеру и обеспечиваются очень большие усилия зажима [2].

У всех концевых инструментов на торцах предусматривают центро­вые отверстия, необходимые для их изготовления и переточки. Они, как правило, имеют предохранительные выточки или фаски, так как при по­вреждении конической опорной поверхности центровых отверстий уве­личивается биение режущих кромок. У инструментов малых диаметров вместо отверстий делают прямые конусы (см. рис. 1.5, в, г).

Рис. 1.9. Крепление по «горячей» посадке сверла в патроне типа HSK для сверхскоростной обработки

1.3. МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ

Материалы для лезвийных инструментов. В процессе резания режупщй клин инструмента на относительно небольшой площадке кон­такта с заготовкой испытывает воздействие высоких давлений и сил тре­ния. Это сопровождается выделением большого количества тепла и вы­зывает интенсивный износ контактных поверхностей клина. Поэтому режущие материалы должны обладать высокими значениями:

1) твердости (не менее чем в 5 раз больше твердости обрабатываемой заготовки); 2) теплопроводности, т.е. способностью сохранять твердость при высоких температурах резания; 3) прочности режущего клина, осо­бенно на изгиб; 4) износоустойчивости при различных видах износа (аб­разивного, адгезионного, диффузионного и др.); 5) теплопроводности;

6) технологичности (пластичность, шлифуемость и др.).

Все материалы для лезвийных инструментов можно условно разбить на следующие группы: 1) инструментальные стали; 2) быстрорежущие стали; 3) твердые сплавы; 4) минералокерамические материалы; 5) сверх­твердые материалы.

Хотя составы и свойства этих материалов подробно рассматривают­ся в курсах материаловедения и теории резания металлов (см., например, [1]), напомним их основные особенности, направления развития и при­меняемости для определенных видов инструментов, так как от свойств этих материалов зависят геометрические параметры инструментов и об­ласти их применения.

Инструментальные углеродистые стали - это стали с содержани­ем углерода свыше 0,65 % и не более 1,35 %. Для изготовления режущих инструментов используются следующие марки углеродистых сталей: У10, У11, У12, У12А, У13. Буква У означает, что сталь углеродистая; цифрами указано содержание углерода в десятых долях процента. Если в конце обозначения добавляется буква А, то это означает, что сталь высо­кого качества с минимальным содержанием вредных примесей. Чем больше углерода в стали, тем выше ее твердость, достигающая после термообработки значений 61...65 HRC; при этом прочность стали уменьшается.

Теплостойкость углеродистых сталей невысока (200...250 °С), по­этому их можно использовать только для изготовления ручных инстру­ментов или инструментов, работающих при низких скоростях резания, а также применяемых для обработки легкообрабатываемых материалов.

Кроме высокой твердости, к числу положительных свойств углеро­дистых сталей можно также отнести: низкую стоимость, высокие техно­логичность и прочность при изгибе (а_и= 2000...2300 МПа). К числу не­достатков, кроме низкой теплостойкости, - плохую прокаливаемость по сечению, склонность к перегреву при шлифовании и к объемным дефор­мациям при закалке.

С целью улучшения свойств углеродистых сталей в их состав вводят в небольших количествах легирующие элементы: хром, вольфрам, марга­нец, кремний, ванадий и др. Это позволяет повысить их теплостойкость до 250...300 °С и за счет этого увеличить скорость резания в 1,2... 1,4 раза. Из этих сталей наибольшее применение в производстве режущих инстру­ментов получили сталь 9ХС (С = 0,9 %, Si = 1,4 %, Сг = 1,1 %, Мл = 0,4 %) и сталь ХВГ (С = 1,0 %, Мп = 0,95 %, Сг = 1,1 %, W = 1,4 %). Последняя марка стали, дающая малые объемные деформации при закалке, приме­няется главным образом для изготовления протяжек и других инструмен­тов с малой поперечной жесткостью (длинные развертки, метчики и др.).

Для изготовления резьбонакатных инструментов (плашки, ролики) применяется сталь Х6ВФ (С = 1,6 %, Сг = 6,0 %, W = 1,3 %, V = 0,7 %), обладающая наибольшей износостойкостью.

Быстрорежущие стали были изобретены в начале XX столетия и вызвали качественный скачок в развитии машиностроения. Благодаря высокой теплостойкости (600...650 °С), они позволили увеличить скоро­сти резания в 3-5 раз. В быстрорежущих сталях при том же количестве углерода, что и в инструментальных сталях, повышение теплостойкости было достигнуто за счет введения в их состав в больших количествах вольфрама, молибдена, хрома и ванадия, образующих тепло- и износо­стойкие карбиды.

Одним из важных свойств быстрорежущих сталей при их высокой твердости после термообработки (62...65 HRC) является высокая проч­ность при изгибе (а_и = 2900...3100 МПа), наибольшая из всех известных инструментальных материалов. Благодаря этим свойствам, а также хоро­шей технологичности быстрорежущие стали в настоящее время остаются основными материалами для изготовления режущих инструментов, осо­бенно сложнопрофильных, имеющих фасонные режущие кромки.

Первой из большого числа марок быстрорежущих сталей была раз­работана сталь Р18, содержащая 18 % вольфрама. Ее недостатками явля­ются высокая стоимость из-за большого содержания дефицитного вольф­рама, пониженные пластичность и прочность, поэтому были предприня­ты попытки замены вольфрама молибденом. Было установлено, что вве-

дение 1 % молибдена эквивалентно введению 1,5...2 % вольфрама. Бла­годаря этому удалось повысить пластичность и прочность быстрорежу­щей стали. В настоящее время в мировой практике наибольшее примене­ние нашла быстрорежущая сталь марки Р6М5 (W = 6 %, Мо = 5 %, Сг = 4 %, V = 2 %), составляющая около 70 % от общего выпуска быстрорежущих сталей; относится к сталям нормальной производительности.

В ГОСТ 5950 содержится 8 марок быстрорежущих сталей различ­ных составов. В их числе находятся стали повышенной производи­тельности, дополнительно легированные кобальтом (до 10 %) и с повы­шенным содержанием ванадия (до 5 %). Они имеют повышенные тепло­стойкость (до 650...700 °С) и твердость (до 64...67 HRC), но пониженные прочность и технологичность, стоимость существенно выше стоимости стали Р6М5. Применяют эти стали главным образом для изготовления инструментов, предназначенных для обработки жаропрочных и коррози­онно-стойких сталей, титановых сплавов, а также для изготовления наи­более сложных и дорогих инструментов, таких как протяжки и зуборез­ные инструменты. Из получивших наибольшее применение марок сталей повышенной производительности можно отметить экономно легирован­ные стали Р6М5К5, Р9М4К8, Р12Ф4.

Дальнейшее повышение режущих свойств быстрорежущих сталей возможно путем: 1) выплавки сталей в вакуумно-дуговых печах с исполь­зованием метода электрошлакового переплава и др.; 2) использования методов порошковой металлургии с целью получения сталей мелкозер­нистой структуры повышенной прочности и высокой степени легирован- ности; 3) применения термомеханической и химико-термической обра­ботки, а также поверхностного пластического упрочнения; 4) нанесения износостойких покрытий из карбидов и нитридов титана, ниобия и дру­гих элементов.

Твердые сплавы, или так называемые металлокерамические спла­вы, - это материалы, состоящие из карбидов вольфрама (однокарбидные), вольфрама и титана (двухкарбидные) и с добавлением тантала, ниобия и др. (трехкарбидные), связанных между собой связкой - кобальтом. Ме­таллокерамическими их называют по способу изготовления из мелкодис­персных порошков прессованием с последующим спеканием при темпе­ратуре 1000...2000 °С, что традиционно при производстве керамики.

С появлением в 30-х годах XX столетия твердых сплавов произошел второй скачок роста скоростей резания (в 4-5 раз). Этот переворот в ме­таллообработке и станкостроении стал возможен благодаря значительно­му повышению теплостойкости (до 800...900 °С) и износостойкости этих материалов по сравнению с быстрорежущими сталями. Однако внедре­ние этих сплавов сопровождалось большими трудностями, так как их прочность оказалась значительно ниже, чем у быстрорежущих сталей; потребовалось создание новых скоростных и мощных станков с высоки­ми жесткостью и виброустойчивостью.

Предел прочности при сжатии у твердых сплавов примерно того же уровня, что и у быстрорежущей стали, а предел прочности при изгибе меньше в 1,5-2 раза, причем двухкарбидные сплавы из-за высокой хруп­кости карбидов титана имеют более низкую прочность, чем однокарбид­ные. Твердые сплавы имеют твердость, равную 88...96 HRA, что на

11...12 % выше твердости быстрорежущей стали.

В ГОСТ 3882 содержится 7 марок однокарбидных, 5 марок двухкар­бидных и 4 марки трехкарбидных твердых сплавов, которые отличаются по своему составу, физико-механическим свойствам и назначению.

Наиболее часто применяемые однокарбидные сплавы марок ВК4, ВК6, ВК8, ВК10 (по применяемости группа К) рекомендуются для обра­ботки главным образом хрупких материалов, образующих элементную стружку, например чугунов, медных сплавов, алюминиевых сплавов с высокими абразивными свойствами и т.п. С увеличением содержания кобальта как связки (показана последней цифрой в обозначении) проч­ность таких сплавов повышается, но одновременно снижается износо­стойкость, поэтому ВК4, ВК6, ВК8 рекомендуются для чистовой и полу- чистовой обработки, а ВК10 - для черновой обработки, работе по корке, с ударной нагрузкой и т.п.

У двухкарбидных сплавов марок Т30К4, Т15К6, Т14К8, Т5К10 (по применяемости группа Р) первое число означает процентное содер­жание карбидов титана, второе - кобальта, остальное - карбиды вольф­рама. Эти сплавы рекомендуются для скоростной обработки углероди­стых сталей, так как введение карбида титана позволило значительно повысить сопротивление адгезионному износу, имеющему место при образовании сливной стружки.

Трехкарбидные сплавы (группа М) помимо карбидов вольфрама и титана содержат карбид тантала. Марки этих сплавов - ТТ7К12, ТТ8К6, ТТ10К8Б, ТТ20К9. Здесь первое число означает сумму взаиморастворен- ных карбидов титана и тантала. Из-за повышенного сопротивления раз­рушению при ударной нагрузке сплав марки ТТ7К12 рекомендуется для чернового- точения стальных поковок, а также для строгания и фрезеро­вания. Другие марки трехкарбидных твердых сплавов рекомендуются для резания труднообрабатываемых сталей и титановых сплавов.

На режущие свойства и прочность твердых сплавов влияет не только химический состав, но и структура, в частности размеры зерен карбидов. С увеличением размера зерен карбида вольфрама прочность сплава воз­растает, а износостойкость несколько снижается. С уменьшением размера зерна имеет место обратная картина изменения свойств твердого сплава.

Разработано несколько марок мелкозернистых и особо мелкозерни­стых сплавов с размером зерен карбидов 1 мкм и менее. Для обозначения структуры в конце маркировки таких сплавов ставятся буквы М или ОМ, например ВК6-М, ВКЮ-ОМ и др. Эти сплавы дают хорошие результаты при точении жаропрочных и коррозионно-стойких сталей, чугунов высо­кой прочности и алюминиевых сплавов. Благодаря уменьшению разме­ров зерен карбидов вольфрама и дополнительному введению карбидов хрома у сплава марки ВКЮХ-ОМ удалось, например, обеспечить хоро­шую износоустойчивость режущих кромок при высоких скоростях реза­ния. Поэтому такой сплав можно успешно применять как при чистовой, так и при черновой обработке.

Благодаря мелкозернистой[1] и плотной структуре твердых сплавов можно проводить заточку и доводку инструментов с наименьшим радиу­сом скругления режущего клина, приближающимся к достигнутому у инструментов из быстрорежущей стали. Это позволяет получить более низкую шероховатость обработанной поверхности и более высокую раз­мерную стойкость.

Крупнозернистые сплавы с размером зерна карбидов вольфрама

З...5мкм, например твердые сплавы марок ВК4В, ВК8В, имеют большую прочность, чем обычные сплавы, и рекомендуются для черно­вой обработки и для резания с ударами.

В результате совершенствования технологии получения твердых сплавов была разработана группа сплавов с добавкой тантала, обозначае­мых буквами МС (Москва - Сандвик) и несколькими цифровыми значе­ниями, которые показали повышение стойкости примерно в 1,5 раза, вы­сокую надежность и стабильность режущих свойств.

С целью экономии дефицитных вольфрама и кобальта в нашей стра­не и за рубежом разработана группа безвольфрамовых твердых спла­вов на основе карбидов и карбонитридов титана с никельмолибденовой связкой (до 12... 19 %). В их числе отечественные сплавы марок ТН20, КТН-16, КТН-20, КТН-30. Они обладают низким коэффициентом трения, высокими износо- и окалиностойкостью, но имеют низкую прочность, чувствительны к ударным и тепловым нагрузкам, поэтому их рекоменду­ется использовать на чистовых операциях взамен сплавов группы ТК.

Эффективным путем повышения эксплуатационных характеристик твердых сплавов является нанесение на твердосплавные сменные много­гранные пластины (СМП) тонких износостойких покрытий на основе карбидов и нитридов титана, молибдена, ниобия, гафния и других эле­ментов, а также окиси алюминия. Толщина одно- и многослойных по­крытий (четыре и более слоев) колеблется в пределах от 5 до 200 мкм. Практика применения таких покрытий показала, что они обеспечивают значительный рост износостойкости инструмента при одновременном повышении прочности за счет использования в качестве основы твердых сплавов более прочных марок.

Режущая минералокерамика впервые была создана в 50-е годы XX столетия. Отечественная керамика марки ЦМ-332 была изготовлена на основе глинозема (А1₂0₃) с добавкой оксида магния (0,5... 1,0 %) в ка­честве связующего средства. При этом удалось не только исключить ис­пользование дефицитных металлов, но и получить режущий материал с теплостойкостью 1200 °С, большей, чем у твердых сплавов. К сожале­нию, ее прочность при изгибе оказалась низкой (ст_и = 350...400 МПа), поэтому из-за большой хрупкости и нестабильности свойств это приво­дило при работе к выкрашиванию и поломке пластин.

В результате интенсивных исследований, проведенных как в нашей стране, так и за рубежом, были разработаны новые марки минералокера- мики - керметы, в состав которых с целью повышения прочности вводи­ли добавки карбидов, нитридов, оксидов вольфрама, титана, молибдена и циркония. Менялась технология получения керамики, например, исполь­зовалось горячее прессование, уменьшалась зернистость до 2 мкм и др. Благодаря этому, например, у отечественной керамики марки ВШ75 уда­лось повысить прочность при изгибе до ст_и = 500...600 МПа, а у оксидно­карбидной керамики марок ВЗ, ВОК-бО, ВОК-63 - до ст_и = 600...700 МПа Вследствие этого стало возможным использовать эти, по сути компози­ционные, материалы не только при чистовом точении закаленных сталей и высокопрочных чугунов, но и при ударных нагрузках, например при фрезеровании.

К числу новых, более эффективных марок режущей керамики отно­сятся оксидно-нитридная керамика на основе нитрида титана (ОНТ-20) и нитридная керамика на основе нитрида кремния (силинит-Р). По сравне­нию с кеоамикой ВОК-63 они позволили добиться повышения стойкости

в 6-8 раз при прерывистом точении чугуна на режимах: v - 300... 400 м/мин, S = 0,3 мм/об, t = 1 мм.

Наибольшая эффективность режущей керамики при ее стоимости, меньшей, чем стоимость твердых сплавов, достигается при точении на высокоскоростных и мощных станках, имеющих высокие жесткость, точность и виброустойчивость.

Сверхтвердые материалы (СТМ) - к ним относят алмазы (при­родные и синтетические) и композиционные материалы на основе куби­ческого нитрида бора.

Алмаз - одна из модификаций углерода. Благодаря кубическому строению кристаллической решетки алмаз является самым твердым из известных в природе минералов. Его твердость в 5 раз выше, чем твердо­го сплава, однако прочность невелика и он раскалывается по плоскостям спайности. Поэтому алмазы используют только на чистовых операциях, для которых характерны малые силовые нагрузки.

Природный алмаз обозначают буквой А, синтетический - АС. Тех­нические алмазы имеют вид сростков кристаллов и агрегатов. Синтети­ческие алмазы получают в виде мелкозернистых порошков и используют для изготовления абразивных кругов, паст и т.д.

Природные алмазы применяют в основном при тонком точении цветных металлов и сплавов, не содержащих углерод и железо. Тепло­стойкость алмазов равна 700...800 °С (при более высоких температурах алмаз сгорает). Природные алмазы имеют высокую теплопроводность и самый низкий коэффициент трения.

Кубический нитрид бора (КНБ) в природе не встречается, его по­лучают искусственным путем из «белого графита» при высоких давлени­ях и температурах в присутствии катализаторов. При этом гексагональ­ная решетка графита превращается в кубическую, подобную решетке алмаза. Каждый атом бора соединен с четырьмя атомами азота. По твер­дости КНБ несколько уступает алмазу, но имеет высокую теплостой­кость, доходящую до 1300... 1500 °С, и практически инертен к углероду и железу. Как и алмаз, КНБ имеет повышенную хрупкость и низкую проч­ность на изгиб.

Известно несколько марок КНБ, объединяемых в группу «компози­ты». Разновидности КНБ отличаются друг от друга размерами, структу­рой и свойствами зерен, процентным составом связки: металлов, карби­дов, карбонитратов, оксидов и других, а также технологией спекания.

В качестве композитов наиболее широкое применение нашли: ком­позит 01 (эльбор), композит 10 (гексанит-Р) и композит 05. Из них самым прочным является композит 10 (а_и= 1000...1500 МПа), поэтому его ис­пользуют при ударных нагрузках. Остальные композиты применяются при безударной чистовой обработке закаленных сталей, высокопрочных чугунов и некоторых труднообрабатываемых сплавов.

Во многих случаях точение композитами эффективнее процесса шлифования, так как из-за своей высокой теплопроводности КНБ не дает прижогов при работе на высоких скоростях резания и обеспечивает при этом низкую шероховатость поверхности. Используют композиты в виде мелкоразмерных пластин квадратной, треугольной и круглой форм, за­крепляемых на корпусе инструмента пайкой или механическим способом.

В последнее время применяют также пластины из твердого сплава с нанесенным на них слоем композита или поликристаллов алмаза. Такие двухслойные пластины обладают большей прочностью, износостойко­стью и более удобны для крепления. Они позволяют снимать припуски большой глубины.

Для удобства сопоставления по двум важнейшим свойствам все рас­смотренные группы инструментальных материалов сведены в табл. 1.1, а на рис. 1.10 ориентировочно показаны области их применения по скоро­сти резания и подаче.

1.1. Свойства инструментальных материалов

Инструментальный материал	Теплостойкость, °С	Предел прочности при изгибе аи, МПа
Углеродистые стали	200...250	1900...2000
Низколегированные инструментальные стали	250...300	2000...2500
Быстрорежущие стали	600...650	2050...3400
Твердые сплавы	800...900	900...2000
Минералокерамика	1100... 1200	325...700
Алмазы	700...800	210...400
Композиты КНБ	1300...1500	400... 1500

Рис. 1.10. Области применения режущих материалов по скорости резания v и подаче S:

1 - быстрорежущие стали; 2 - твердые сплавы; 3 - твердые сплавы с покрытиями; 4 - нитридная керамика;

5 - черная керамика (керметы);

6 - оксидная (белая) керамика;

7 - кубический нитрид бора

Следует отметить, что по применяемости в режущих лезвийных ин­струментах инструментальные материалы располагаются примерно сле­дующим образом: 60...70 % - быстрорежущие стали; 20...30 % - твердые сплавы; 5... 10 % - остальные материалы. Высокая доля быстрорежущих сталей объясняется главным образом их прочностными и технологиче­скими свойствами, обеспечивающими высокую надежность и универ­сальность инструментов. На долю твердых сплавов благодаря их высо­ким режущим свойствам приходится более половины объема снимаемой стружки.

Материалы для абразивных инструментов. В последнее время абразивные инструменты находят все более широкое применение в обра­ботке резанием благодаря обеспечению высокой производительности, точности и минимальной шероховатости не только на чистовых операци­ях, но и при формообразовании фасонных профилей методом глубинного шлифования (см. гл. 13). Только абразивными инструментами оказывает­ся экономически целесообразной обработка современных труднообраба­тываемых, сверхтвердых материалов и твердых сплавов. О широком применении абразивных инструментов говорит тот факт, что парк стан­ков для абразивной обработки достигает 20 % от общего их числа, а в подшипниковой и некоторых других отраслях промышленности этот по­казатель достигает 60 % и более.

Абразивные инструменты в своей основе содержат абразивные ма­териалы, которые выпускаются в виде зерен и порошков и характеризу­ются высокими твердостью, прочностью, тепло- и износостойкостью.

По своему происхождению абразивные материалы делятся на естествен­ные и искусственные. Последние, благодаря большей однородности и низкому содержанию примесей, получили наибольшее применение в производстве абразивных инструментов. К искусственным абразивным материалам относятся электрокорунды, карбиды кремния, карбиды бора, алмазы, КНБ (эльбор).

Электрокорунды получают плавкой в электрических печах боксита или глинозема, содержащих окись алюминия. В зависимости от содержа­ния (в %) корунда электрокорунды бывают следующих разновидностей:

• нормальный электрокорунд марок 13А... 16А содержит 93...96,5 % корунда, характеризуется высокими прочностью и вязкостью, что позво­ляет использовать его как на чистовых, так и на обдирочных операциях при обработке различных металлов;

• белый электрокорунд марок 22А...25А содержит 96...99 % корун­да и применяется для изготовления всех видов абразивных инструментов, а также микропорошков, используемых для обработки свободным абра­зивом;

• хромистый электрокорунд марок ЗЗА, 34А, титанистый электроко­рунд марки 37А, хромотитанистый электрокорунд марок 91А...94А со­держат 95...98 % корунда с добавлением хрома и титана, что улучшает абразивные свойства. Легированные электрокорунды применяются для изготовления всех видов абразивных инструментов и, по сравнению с обычными электрокорундами, обеспечивают значительное повышение производительности при обработке конструкционных и углеродистых сталей;

• циркониевый электрокорунд марки 38А состоит из корунда (75...80 %) и окиси циркония и используется для изготовления обдироч­ных кругов. По сравнению с кругами из электрокорунда круги из цирко­ниевого электрокорунда работают на повышенных режимах резания, а на обдирочных операциях их стойкость увеличивается до 40 раз.

Монокорунд марок 43А...45А содержит 98 % корунда, обладает вы­сокими механическими и режущими свойствами и применяется для изго­товления всех видов абразивных инструментов, используемых для обра­ботки труднообрабатываемых сталей и сплавов.

Карбид кремния получают плавкой в электропечах кремнезема и материалов с высоким содержанием углерода (кокс, антрацит и т.п.). В зависимости от процентного содержания чистого карбида и цвета раз­личают карбид кремния зеленый (SiC < 97 %) и карбид кремния черный (SiC < 95 %):

• карбид кремния зеленый марок 62С...64С обладает большими твердостью и абразивной способностью, но меньшей вязкостью. Изго­тавливается в виде кругов, брусков, абразивной шкурки, паст и применя­ется для обработки твердых сплавов (пластмассы, камень, мрамор и др.);

• карбид кремния черный марок 52С...54С отличается большей хрупкостью и применяется для обработки заготовок из чугуна, цветных металлов, неметаллических хрупких материалов.

Карбид бора марки КБ получают плавкой шихты из технической борной кислоты В2О3 и нефтяного кокса. Карбид бора содержит 84...93 % кристаллического карбида бора В₄С, имеет малую зернистость, очень высокие твердость и хрупкость, и поэтому его выпускают в виде порош­ков и паст и используют для обработки (доводки) незакрепленным зер­ном деталей из твердого сплава и чугунов.

Алмаз синтетический выпускают в виде зерен размерами 0,1...3000 мкм и применяют для изготовления кругов, паст, брусков, а также карандашей и роликов для правки шлифовальных кругов. При об­работке твердых сплавов шлифованием, резке и доводке используют кри­сталлические синтетические алмазы марок АС2...АС6, АС 15, АС20, АС32, АС50 или поликристаллические марок АРК4, АРСЗ с покрытием зерен карбидом вольфрама (К) и кремнием (С), повышающих их произ­водительность и прочность. Микропорошки марок ACM и АСН нор­мальной и повышенной режущей способности применяют для изготовле­ния всех видов абразивных инструментов, а также в виде паст для довод­ки и притирки.

Кубический нитрид бора {эльбор) применяют для обработки изде­лий из легированных и закаленных сталей. В зависимости от вида сырья для синтеза, способа получения, прочности и наличия покрытий эльбор производится следующих марок: JIO, ЛП и ЛКВ - соответственно обыч­ной, повышенной и высокой механической прочности; ЛД - поликри- сталлический; ЛОМ и ЛОС - с покрытием пленками, содержащими кре­мень или углерод. Из эльбора изготавливают все виды инструментов.

1.4. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ

С момента появления машинного производства работы по совер­шенствованию режущих инструментов во всем мире ведутся в возрас­тающих объемах, о чем свидетельствуют тысячи патентов на новые кон­струкции инструментов, экспонатов на ежегодных международных и на­циональных выставках. В этой области постоянно работают коллективы научно-исследовательских институтов и лабораторий, конструкторских бюро многочисленных фирм и производственных предприятий.

Дата добавления: 2015-08-27