ГЛАВА ТРЕТЬЯ
ТОКАРНЫЕ РЕЗЦЫ
I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТОКАРНЫХ РЕЗЦАХ
1. ЧАСТИ РЕЗЦА, ЭЛЕМЕНТЫ ГОЛОВКИ И УГЛЫ РЕЗЦОВ
Поверхности и плоскости, различаемые в процессе работы
На обрабатываемой детали при снятии с нее стружки резцом различают следующие поверхности (фиг. 18):
1) обрабатываемая поверхность;
2) обработанная поверхность;
3) поверхность резания.
Обрабатываемой поверхностью называется поверхность, с которой снимается стружка.
Обработанной поверхностью называется поверхность, полученная после снятия стружки.
Поверхностью резания называется поверхность, образуемая на обрабатываемой детали непосредственно режущей кромкой.
Поверхность резания является переходной между обрабатываемой и обработанной поверхностями.
Для определения углов резца устанавливаются следующие исходные плоскости:
1) плоскость резания;
2) основная плоскость.
Плоскостью резания называется плоскость, касательная к поверхности резания и проходящая через режущую кромку.
Основной плоскостью называется плоскость, параллельная продольной и поперечной подачам.
У токарных резцов за эту плоскость может быть принята нижняя опорная поверхность резца.
Части резца и элементы его головки
Резец состоит (фиг. 19) из головки, т. е. рабочей части резца, и тела или стержня, служащего для закрепления резца в резцовой головке суппорта или державке.
Поверхностям и другим элементам головки резца даны следующие названия и определения.
Передней поверхностью называется поверхность резца, по которой сходит стружка.
Задними поверхностями называются поверхности резца, обращенные к обрабатываемой детали.
Режущие кромки образуются пересечением передней и задней поверхностей. Различают главную и вспомогательную режущие кромки; первая из них выполняет основную работу резания.
Задняя поверхность, примыкающая к главной режущей кромке, называется главной задней поверхностью; задняя поверхность, примыкающая к вспомогательной кромке, — вспомогательной задней поверхностью.
Вершиной резца называется место сопряжения главной режущей кромки со вспомогательной. Вершина резца может быть в плане острой, закругленной или в виде прямой линии, называемой переходной кромкой.
Форма (геометрия) резца характеризуется его главными и вспомогательными углами, углами в плане и углом наклона главной режущей кромки (фиг. 20).
Передним углом у называется угол между передней поверхностью резца и плоскостью, перпендикулярной плоскости резания, проведенной через главную режущую кромку.
Главным задним углом а называется угол между главной задней поверхностью резца и плоскостью резания,
Углом резания q называется угол между передней поверхностью резца и плоскостью резания.
Углом заострения b называется угол между передней и главной задней поверхностями резца.
Все названные выше углы резца измеряются в главной секущей плоскости, перпендикулярной к проекции главной режущей кромки на основную плоскость.
Вспомогательным задним углом называется угол между вспомогательной задней поверхностью и плоскостью, проходящей через вспомогательную режущую кромку перпендикулярно к основной плоскости. Вспо
могательный задний угол измеряется во вспомогательной секущей плоскости, перпендикулярной к проекции вспомогательной режущей кромки на основную плоскость.
Главным углом в плане ф называется угол между проекцией главной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи.
Вспомогательным углом в плане ф1 называется угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи.
Углом при вершине в плане е называется угол между проекциями режущих кромок на основную плоскость.
Углом наклона главной режущей кромки л называется угол (фиг. 21), заключенный между режущей кромкой и линией, проведенной через вершину резца параллельно основной плоскости.
Этот угол измеряется в плоскости, проходящей через главную режущую кромку перпендикулярно основной плоскости.
Угол наклона главной режущей кромки считается положительным, когда вершина резца является низшей точкой режущей кромки, отрицательным — когда вершина резца является высшей точкой режущей кромки, и равным нулю — когда главная режущая кромка параллельна основной плоскости.
2. МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОКАРНЫХ РЕЗЦОВ
Материалы, применяемые для изготовления рабочей части резцов, должны обладать следующими основными свойствами:
1) твердостью, которая должна быть больше твердости любого металла, обрабатываемого данным резцом;
2) красностойкостью, т. е. способностью сохранять твердость, присущую данному материалу резца при нагреве его в процессе резания;
3) прочностью (вязкостью), обеспечивающей необходимую сопротивляемость головки резца разрушению под давлением стружки, а его режущей кромки — выкрашиванию;
4) износостойкостью от трения стружки о переднюю поверхность резца и задней поверхности его о поверхность резания обрабатываемой детали;
5) теплопроводностью — способностью отводить тепло, образующееся в процессе резания и поступающее в резец, от места его образования;
6) шлифуемостью — возможностью получения (при заточке и доводке) необходимой чистоты поверхностей головки резца, а также острых (без ощутимых шероховатостей) его режущих кромок.
В настоящее время для изготовления токарных резцов применяются следующие материалы, обладающие в различной степени указанными выше свойствами.
Вольфрамовые и титано-вольфрамовые металлокерамические твердые сплавы, которые для краткости в справочнике называются твердыми сплавами. Они являются основным материалом для токарных резцов наиболее употребительных типов, и удовлетворяют разным условиям токарной обработки. Красностойкость их 800-4-900° С.
Минералокерамические сплавы, обладающие еще недостаточной прочностью, что ограничивает их широкое применение, хотя красностойкость минералокерамических сплавов очень высока: около 1200° С.
Быстрорежущие стали, обладающие красностойкостью около 600° С. Во многих случаях они не удовлетворяют требованиям современного производства и применение их для изготовления резцов постепенно сокращается.
Углеродистые стали как материал токарных резцов, по существу, вышли из употребления ввиду своей низкой красностойкости (200-300° С) и применяются в настоящее время главным образом при обработке неметаллических материалов.
Ниже приводятся краткие сведения о составах и основных свойствах перечисленных инструментальных материалов, а также указания для выбора их в различных случаях токарной обработки.
ГОСТ 3882—53 устанавливает семь марок вольфрамовых твердых сплавов, применяемых для изготовления токарных резцов. Сплавы эти обозначаются марками ВК2, ВК3 и т. д., причем буква В обозначает содержание в сплаве карбида1 вольфрама, а буква К — содержание кобальта. Цифра, стоящая после буквы К, указывает количество (в процентах) содержащегося в сплаве кобальта. Остальное в данном сплаве — карбид вольфрама (без учета примесей).
Таким образом, в твердом сплаве марки ВК4 содержится 96% карбида вольфрама (без учета примесей) и 4% кобальта.
Вольфрамовые твердые сплавы, их основные свойства и области применения
|
Марка твердого сплава |
Эксплуатационные свойства |
Области применения |
|
ВК2 |
Наивысшие для вольфрамовых твердых сплавов износостойкость и допустимая скорость резания. Умеренная эксплуатационная прочность и сопротивляемость ударам, вибрациям и выкрашиванию |
Обработка чугуна, цветных сплавов и неметаллических материалов (пластмасс, фибры, резины, шифера, стекла, электродных углей и пр.) при чистовом, получистовом и тонком обтачивании с малым сечением среза; окончательное нарезание резьбы |
|
вкз |
Высокие износостойкость и твердость, но несколько меньшие по сравнению со сплавом ВК2 |
То же |
|
ВК4 |
Высокие износостойкость и эксплуатационная прочность, хорошая сопротивляемость ударам, вибрациям и выкрашиванию. При температурах резан ня более 600° С прочность выше, чем у сплавов ВК6 и ВК8 |
Обработка чугуна, цветных сплавов и неметаллических материалов при черновом точении с неравномерным сечением среза; при непрерывном и прерывистом резании (за исключением особо тяжелого прерывистого резания); при отрезных работах |
|
ВК6 |
Высокие износостойкость и допустимая скорость резания, но меньшие, чем у сплава ВК2, при более высокой эксплуатационной прочности |
Обработка чугуна, цветных сплавов и неметаллических материалов при черновом точении,если резание непрерывно; пол уч истовое и чистовое точение с малым сечением среза при прерывистом резании предварительное нарезание резьбы резцом; отрезные работы |
|
Марка твердого сплава |
Эксплуатационные свойства |
Области применения |
|
ВК6М |
Более высокая износостойкость по сравнению со сплавом ВК6 при относительно высокой эксплуатационной прочности, превышающей прочность сплавов ВК2 и ВКЗ |
Обработка нержавеющих сталей, специальных твердых чугунов, в том числе и отбеленных, закаленного чугуна, твердой бронзы, твердых изоляционных материалов, стекла, фарфора. Обработка сырых углеродистых и легированных сталей при малых сечениях среза и невысоких скоростях резания |
|
ВК8 |
Более высокая эксплуатационная прочность по сравнению со сплавом ВК6 при меньших износостойкости и допустимой скорости резания |
Обработка чугуна, цветных сплавов и неметаллических материалов при черновом точении с неравномерным сечением среза и прерывистом резании. В отдельных случаях возможно обтачивание углеродистых, легированных и труднообрабатываемых сталей, черновое точение поковок, штамповок и отливок по корке и окалине, если при использовании титано-вольфрамовых резцов происходит выкрашивание режущей кромки резца |
|
ВК11 |
Наиболее прочный из всех вольфрамовых сплавов, при меньшей износостойкости |
Обтачивание труднообрабатываемых сталей |
|
Примечания:
|
||
Титано-вольфрамовые твердые сплавы
ГОСТ 3882—53 устанавливает шесть марок титано-вольфрамовых твердых сплавов, применяемых для изготовления токарных резцов.
Сплавы эти обозначаются марками Т5К10, Т14К8 и т. д., причем буква Т обозначает содержание в сплаве карбида титана, цифра, стоящая после буквы Т, — количество его в процентах, буква К — содержание кобальта, цифра, стоящая после этой буквы, — количество кобальта (в процентах), содержащегося в сплаве. Остальное в составе сплава — карбид вольфрама.
Таким образом, в сплаве марки Т5К10 содержится 5% карбида титана, 10% — кобальта и 85% карбида вольфрама (без учета примесей).
Титано-вольфрамовые твердые сплавы, их основные свойства и область применения
|
Марка твердого сплава |
Эксплуатационные свойства |
Области применения |
|
Т5К10 |
Наивысшие для титано-вольфрамовых сплавов эксплуатационная прочность и сопротивляемость ударам, вибрациям и выкрашиванию, при достаточно хорошей, но наиболее низкой износостойкости |
Обработка углеродистых и легированных сталей, стальных поковок, отливок по корке и окалине при черновом точении с неравномерным сечением среза, прерывистом резании, фасонном точении, отрезание |
|
Т14К8 |
Высокие эксплуатационная прочность и сопротивляемость ударам, но ниже, чем у сплава Т5К10, при более высоких износостойкости и допустимой скорости резания |
Обработка углеродистых и легированных сталей при черновом точении с неравномерным сечением среза и чистовом точении с прерывистым резанием |
|
Т15К6 |
Износостойкость и допустимая скорость резания выше, чем у сплава Т14К8, при меньшей эксплуатационной прочности |
Обработка легированных сталей при черновом, получистовом и чистовом точении с непрерывным резанием, чистовом точении с малым сечением среза с прерывистым резанием; нарезание резьбы |
|
Т15К6Т |
Износостойкость и допустимая скорость резания выше, чем у сплава Т15К6, при несколько пониженной эксплуатационной прочности |
Применяется в тех же случаях, что и сплав Т15К6, за исключением чернового точения, при условии более высокой жесткости системы станок—деталь—инструмент |
|
Т30К4 |
Более высокие износостойкость и допустимая скорость резания, чем у сплава Т15К6Т, при пониженной эксплуатационной прочности |
Обработка углеродистых и легированных сталей при чистовом точении, с малым сечением среза |
|
Т60К6 |
Наивысшая для титано-вольфрамовых сплавов износостойкость и допустимая скорость резания при пониженной эксплуатационной прочности |
Обработка углеродистых и легированных сталей при чистовом точении с малым сечением среза и непрерывном резан ни |
|
Примечания:
|
||
В результате совместной работы советских специалистов по керамике, резанию металлов и конструированию металлорежущих инструментов был создан минералокерамический инструментальный сплав. Сплав этот изготовляется на базе окиси алюминия, дешевого и распространенного в природе. В этом главное преимущество минералокерамического сплава в сравнении с твердыми сплавами, основными составляющими которых являются редкие и дорогие элементы. Недостатком минералокерамического сплава является его хрупкость. Поэтому он применяется при получистовой и чистовой обработке стали, чугуна и цветных сплавов.
В процессе освоения минералокерамического сплава были подвергнуты тщательному изучению его свойства и возможности в различных лабораториях и в производственной обстановке. Было исследовано при этом несколько марок минералокерамических сплавов — ЦВ13, ЦВ18, ТВ48, ЦМ332 и др. Общее признание и наибольшее распространение к настоящему времени получил минералокерамический сплав марки ЦМ332, изготовляемый Московским комбинатом твердых сплавов.
Быстрорежущими называются стали, содержащие больше 8% вольфрама и ст 3,8 до 5% хрома. В нашей промышленности применяются (ГОСТ 4952—51) быстрорежущие стали марок Р18 и Р9. Цифры в каждой из этих марок соответствуют среднему содержанию в стали вольфрама в процентах. Этот же ГОСТ допускает частичную замену в указанных сталях вольфрама молибденом. К марке стали в этом случае добавляется буква М.
В последние годы используется также быстрорежущая сталь марки ЭИ347, пока не включенная в ГОСТ.
Быстрорежущие стали, их составы и области применения
Режущие свойства сталей Р9 и ЭИ347 уступают режущим свойствам стали Р18 главным образом при обработке материалов более высокой твердости и прочности.
Недостатком стали Р9 является ее худшая шлифуемость в сравнении со сталью Р18. В то же время сталь Р9, вследствие более низкого содержания вольфрама, имеет большую прочность. Сталь ЭИ347 превосходит по шлифуемости сталь Р9, но в отдельных случаях ее прочность ниже, чем прочность сталей Р9 и Р18.
Углеродистые стали
Из числа углеродистых инструментальных сталей, устанавливаемых ГОСТ 1435—54, для изготовления токарных резцов применяются стали марок У10А, У11А и У12А. В этих марках буква У обозначает, что сталь является углеродистой; следующие за ней цифры указывают среднее содержание в стали углерода в десятых долях процента; буква А обозначает, что данная сталь относится к группе высококачественных сталей, более чистых по содержанию вредных примесей серы и фосфора.
II. ТВЕРДОСПЛАВНЫЕ РЕЗЦЫ
1. ФОРМЫ ПЕРЕДНЕЙ ПОВЕРХНОСТИ, УГЛЫ И ДРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ РЕЗЦОВ БЕЗ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ РЕЖУЩЕЙ КРОМКИ
Ниже приводятся данные для выбора формы передней поверхности, углов и других элементов твердосплавных резцов в зависимости от условий работы. Данные эти разработаны Центральным бюро промышленных нормативов по труду при Научно-исследовательском институте труда Государственного Комитета Совета Министров СССР по вопросам труда и заработной платы.
Передние и задние углы
Главные углы в плане
Вспомогательные углы в плане
Углы наклона главной режущей кромки
Размеры и углы фаски
Радиусы при вершине резца в мм
Размеры радиусных лунок в мм
2. ФОРМЫ ПЕРЕДНЕЙ ПОВЕРХНОСТИ, УГЛЫ И ДРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ РЕЗЦОВ С ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ РЕЖУЩЕЙ КРОМКОЙ
Углы и другие элементы
3. КОНСТРУКЦИИ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ РЕЗЦОВ
Формы и размеры твердосплавных пластинок для различных резцов установлены ГОСТ 2209—55 и не зависят от марки сплава. Каждой пластинке присвоен номер в виде четырехзначного числа, первые две цифры которого обозначают номер формы, а последние две — номер пластинки данной формы по размерам. Правые пластинки, а также двусторонние (не подразделяющиеся на правые и левые) обозначаются нечетными номерами, левые — четными. Пластинки толщиной менее 2,5 мм изготовляются без фасок и задних углов. Наиболее употребительные формы этих пластинок и их применение указаны в ниже приводимых таблицах.
Пластинки, поступающие с изготовляющего их завода, должны быть очищены пескоструйным аппаратом, на их поверхности при осмотре невооруженным глазом не должно быть видно вздутий, слоистости и трещин. Не допускаются в изломе пластинки раковины, расслоения и посторонние включения.
Формы и размеры твердосплавных пластинок
В ниже приводимой таблице указаны размеры пластинок, применяемых для резцов с поперечным сечением стержня до 25 X 40 и 30 X 30 мм. Размеры пластинок для стержней больших поперечных сечений ГОСТ 2209—55.
Применение твердосплавных пластинок для токарных резцов
Твердосплавные напайные резцы со стальным стержнем
Напайные резцы являются наиболее распространенными. Стержни этих резцов достаточно устойчивой конструкции (проходные, подрезные и т. п.) изготовляются из качественной конструкционной углеродистой стали марок 45 - 50, а также марок У7 и У8. Для стержней резцов ослабленной конструкции (отрезные, подрезные, расточные и т. п.) применяется конструкционная легированная сталь марок 40Х или 45Х с последующей термической обработкой до твердости HRC 40 - 45. Для стержней резцов, работающих с небольшими нагрузками (резьбовые, чистовые и т. п.), допускается применение конструкционной углеродистой стали марок 35 и 40, а также марок Ст. 6 и Ст. 7.
Стержни резцов имеют размеры (в мм): для прямоугольного сечения — 10 X 16; 12 X 20; 16 X 25; 20 X 30; 25 X 40; 30 X 45; 40 X 60 и для квадратного — 12 X 12; 16 X 16; 20 X 20; 25 X 25; 30 X 30; 40 X 40.
Приемы припаивания твердосплавных пластинок рассмотрены ниже.
Твердосплавные резцы с чугунным стержнем
Стержень таких резцов получается отливкой из модифицированного чугуна марки МСЧ38-60 или из специального легированного чугуна. В форму укладывается (фиг. 22) пластинка твердого сплава, а на нее — медная фольга толщиной 0,2-0,3 мм. На фольгу насыпается прокаленная бура. В процессе отливки происходит и закрепление пластинки, уложенной соответствующим образом в литейной форме. Металл стержня при этом плотно охватывает всю неработающую часть пластинки, чем достигается ее надежное закрепление.
Применяются также резцы, у которых стержень представляет чугунную отливку с готовым гнездом для пластинки, припаиваемой так же, как к стальному стержню.
Литые стержни изготовляются для резцов всех типов и размеров, кроме отрезных. Они хорошо поглощают вибрации, возникающие в процессе работы резца, что повышает его стойкость и способствует улучшению чистоты обработанной поверхности.
Твердосплавные резцы с механическим закреплением пластинки
Несмотря на высокое качество современных способов припаивания пластинок твердого сплава, изготовление напайных резцов сопровождается иногда образованием трещин в пластинках и их разрушением в дальнейшем. Термические напряжения в пластинках, в результате которых в них
образуются трещины, возникают и в процессе резания вследствие разных коэффициентов расширения стержня резца и пластинки. Поэтому получили некоторое распространение твердосплавные резцы с механическим закреплением пластинок.
У резца, показанного на фиг. 23, режущая пластинка 6 лежит на подкладке, которая снабжена рифлями и расположена в пазу, сделанном в переднем конце стержня 5 резца. Закрепление пластинки 6 осуществляется посредством болта 2 и прижимной планки 1, опирающейся на пластину и переставной сухарик 3. Передний (скошенный) конец планки 7, наплавленный твердым сплавом, например сормайтом, служит стружколомателем.
В стержне 5 резца, изображенного на фиг. 24, имеется паз, в котором располагаются режущая пластинка 6 и переставной сухарик 4 с рифлями на верхней стороне. Сухарик этот служит упором для пластинки. Закрепление режущей пластинки осуществляется посредством прижимной планки 3 при навинчивании гайки 2 на шпильку 1, К передней стенке прижимной планки приварена твердосплавная пластинка 7, служащая стружколомателем.
Приведенные выше и многие им подобные конструкции резцов с механическим закреплением твердосплавных пластинок имеют ряд недостатков, главнейшими из которых являются:
1) повышенный расход твердого сплава из-за ограниченного использования пластинок;
2) затруднения, а иногда и невозможность обеспечить требуемый передний угол резца;
3) сравнительно небольшой срок службы сложных в изготовлении и сравнительно дорогих стержней резца; при поломке пластинки стержни часто получают неустранимые повреждения.
Значительно лучше может быть использована пластинка, если ей придана призматическая форма, например четырехгранная (№33 по ГОСТ 2209—55) Передней поверхностью резца в этом случае служит торец призмы; необходимые углы резца обеспечиваются установкой призмы в соответствующее
положение в стержне резца. После затупления ребра призмы, являющегося в данный момент режущей кромкой, призма повертывается, и в работу вступает следующее ребро (кромка). Призма поступает в переточку после того, как будут затуплены все ее ребра (режущие кромки) на обоих торцах. Четырехгранная призма, таким образом, применяется между двумя переточками в восьми рабочих положениях. Практика показывает, что призма длиной 25-30 мм, используемая при черновом обтачивании, допускает до 20 переточек. Число переточек можно увеличить, если после стачивания призмы на 2/3-3/4 ее длины к оставшейся части припаять стальной стержень. Резцы рассмотренной конструкции называются многолезвийными.
Многолезвийный резец (фиг. 25), используемый при чистовой обработке, оснащен четырехгранной твердосплавной призмой 3. Призма прикрепляется к стержню резца посредством болта 2, действующего на прижимную планку 4, и опирается на регулируемый винт 1. На передней поверхности призмы вдоль каждой режущей кромки делается небольшая канавка шириной 1,5-2,5 мм и глубиной 0,2-0,3 мм для завивания стружки, причем оставляется узкая фаска (0,3-0,4 мм) с отрицательным передним углом.
Четырехгранная призма 1 резца, показанного на фиг. 26, закрепляется в стержне 3 резца посредством болта 5 с клиновидной головкой и гайки 4. Чтобы создать возможность для использования столбиков разных размеров и форм, грани клиновидной головки 2, соприкасающиеся со сторонами столбика, расположены на разных расстояниях от оси болта 5.
У резца, изображенного на фиг. 27, призма 7 закрепляется завертыванием болта 5, который сжимает передний надрезанный конец стержня 6. Посредством винта 4, проходящего через пластину 3, производится регулировка призмы по высоте. Стружколоматель 2 прикрепляется к стержню 6 болтом 1.
Резец, представленный на фиг. 28, может быть использован для растачивания отверстий диаметром 100 мм и больше. Закрепление призмы 4 осуществляется стяжным болтом 3, Призма 4 опирается на регулировочный винт 2, ввертываемый в планку 1.
В последнее время находят применение твердосплавные резцы со вставками. Вставка — это стальная пластинка с припаянной к ней пластинкой
из твердого сплава. Возможность быстрой замены вставки с затупившейся пластинкой без снятия резца со станка существенно способствует уменьшению вспомогательного времени токарной обработки. Существуют вставки такой формы, что заменяя их можно, например, проходной резец превращать
в подрезной и т. д. Заточка вставок производится при помощи специальных державок.
У резца, показанного на фиг. 29, вставка 4 с твердосплавной пластинкой 3 закрепляется болтом 2. Одновременно происходит и закрепление стружколомателя l, оснащенного твердосплавной пластинкой. Верхняя плоскость вставки сделана наклонной, что улучшает условия заточки и переточки твердосплавной пластинки и предотвращает смещение вставки в процессе работы резца.
Резец, изображенный на фиг. 30, имеет вставку 4 оснащенную четырьмя твердосплавными пластинками 3. Вставка закрепляется в стержне 6 резца посредством болта 7 и гайки 1, Одновременно закрепляется и стружколоматель 2. Для предотвращения поворота вставки во время работы служит штифт 5, который запрессован в стержне резца и входит в одно из четырех отверстий в опорной поверхности вставки.
Резец со сменными вставками, предложенный инженерами В. Б. Серебровским и В. Г. Рожковым, представлен на фиг. 31, а.
Вставка 1 этого резца имеет вертикально расположенный клиновой выступ В, а стержень его — соответственный клиновой паз. Большой уклон (1:6) этого соединения позволяет легко и быстро производить замену вставки, не снимая резца со станка. Заменяя вставку, можно сообщить резцу форму проходного, подрезного или упорного, как это показано на фиг. 31, б.
4. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ РЕЗЦОВ
Припаивание твердосплавных пластинок
У припаиваемых пластинок должно быть устранено шлифованием коробление опорной плоскости, если таковое имеется. Одновременно эта плоскость и боковые плоскости пластинок, соприкасающиеся со стержнем должны быть тщательно очищены от окалины и случайных загрязнений.
Стержни, изготовленные кузнечным способом из углеродистых сталей, должны быть подвергнуты отжигу при температуре 800-850° С а изготовленные из сталей марок 40Х и 45Х — при температуре 840-870° С.
Опорные поверхности стержня должны быть обработаны, что необходимо для обеспечения правильной установки при последующей механической обработке стержня, его заточке, доводке и проверке углов резания, а также при установке резца на станке.
Гнездо под пластинку не должно иметь заусенцев, порожков и т. д., чтобы пластинка располагалась в гнезде стержня плотно, без качки.
Угол уп вреза пластинки (фиг. 32), измеренный в главной секущей плоскости, следует делать равным переднему углу резца или немного меньше этого угла.
Для уменьшения стачивания пластинки при первой заточке резца гнездо в нем должно быть таким, чтобы пластинка выступала над державкой на 0,5-0,6мм, как это показано на фиг. 32. Для более удобного затачивания резца по передней поверхности верхняя плоскость пластинки должна быть выше верхней поверхности стержня резца на 1,0-1,5 мм. Глубина h не должна быть больше 1/3 высоты стержня резца. Если невозможно выполнить это условие, следует уменьшить угол вреза пластинки.
Припои, используемые для припаивания пластинок, должны иметь температуру плавления примерно на 300° С выше температуры, возникающей в процессе резания, сохранять прочность и пластичность при резании, обладать хорошей жидкотекучестью и обеспечивать быстрый отвод тепла от пластинки к стержню резца.
Рекомендуемые припои, их составы и свойства указаны в нижеприводимой таблице.
Для предохранения поверхности гнезда в стержне и припаиваемой пластинки от окисления, для облегчения удаления окислов, а также для лучшего смачивания поверхностей во время пайки применяется флюс.
В качестве флюса используется бура, предварительно расплавленная, истолченная и просеянная через мелкое сито. Бура может быть в виде
Припои для твердосплавных пластинок
|
Название |
Состав в % |
Температура плавления в град. |
Область применения |
|
Медно-никелевый |
Медь 68,7 Никель 27,5 Алюминий 0,8 Цинк 3,0 |
1170 |
Для резцов, работающих с большими нагрузками и нагревом до 900° С |
Продолжение
|
Название |
Состав в % |
Температура плавления в град. |
Область применения |
|
Электролитическая медь |
Медь 99,9 Примеси 0,1 |
1083 |
Для резцов, работающих с большими нагрузками и нагревом до 700° С |
|
Латунно-никелевый |
Медь 68,0 Цинк 27,0 Никель 5,0 |
1000 |
|
|
Латунь марки Л62 |
Медь 62,0 Цинк 38,0 |
900 |
Для резцов работающих со средними нагрузками и нагревом до 600° |
|
Серебряный марки ПСр 10 (ГОСТ 8190—56) |
Серебро 10 Медь 53 Цинк 37 |
720 |
Для припаивания пластинок марок Т30К4 и Т60К6 |
|
Примечание. Припои применяются в виде тонких пластинок, фольги или кусочков проволок. Перед употреблением они должны быть обезжирены. |
|||
порошка, или в виде пасты, состоящей из трех частей буры и двух частей вазелина (по весу).
При использовании латунных припоев флюс должен состоять из буры (50%) и борной кислоты (50%). При серебряном припое следует применять флюс, состоящий из фтористого кальция (43%) и борной кислоты (57%).
При охлаждении резца после припаивания пластинки, а также в процессе его работы, особенно при больших нагрузках, в пластинке и в стержне резца возникают напряжения, различные по своей величине. В результате этого в пластинке, особенно длинной и тонкой, могут образоваться трещины. Чтобы предупредить это явление, вызывающее в дальнейшем разрушение пластинки, применяют компенсационные прокладки между резцом и пластинкой (фиг. 33). Материал прокладок — малоуглеродистая сталь или пер-малот (железо-никелевый сплав). Толщина прокладки 0,2 - 0,5 мм. Чем больше сечение резца, тем толще должна быть прокладка. Отверстия диаметром 1-2 мм в прокладке должны быть расположены на расстоянии 3-5 мм одно от другого в шахматном порядке. Компенсационная прокладка должна быть расположена не только под твердосплавной пластинкой, но и у боковой стороны (фиг. 33). При закрытом гнезде прокладка должна быть у двух боковых сторон пластинки. Прокладка, положенная на место, должна несколько выступать из-под пластинки. Применение прокладок особенно необходимо при изготовлении резцов из наиболее хрупких высокотитановых твердых сплавов.
Для уменьшения напряжений, возникающих в пластинке твердых сплавов марок Т30К4 и Т60К6, особенно склонных к растрескиванию, рекомендуется припаивать их только по опорной плоскости. Чтобы не происходило припаивания боковых поверхностей таких пластинок, в зазоры между пластинкой и стенками гнезда помещаются прокладки из слюды или графита.
При припаивании пластинки в муфельной печи нагревают головку стержня до температуры плавления флюса (при использовании буры — до 800°). Не вынимая резца из печи, посыпают гнездо флюсом и, вынув резец из печи, металлической щеткой очищают гнездо от шлака. Затем гнездо вновь посыпают флюсом, укладывают на него пластинку
(и компенсационную прокладку, если она применяется), сверху кладут припой и вновь посыпают флюсом, чтобы он сплошным слоем покрыл припой и пластинку. Все это надо делать возможно быстрее, чтобы стержень не успел охладиться. После этого резец помещают в печь с температурой около 1200°. Как только припой расплавится, резец быстро вынимают из печи и остроконечным стержнем прижимают пластинку к поверхности
гнезда. Для медленного охлаждения резца его помещают в ящик с размолотым древесным углем или сухим песком.
Использование для припаивания пластинок токов высокой частоты наиболее производительно, дешево, удобно и обеспечивает высокое качество напайки.
Нагревание стержня резца и пластинки в этом случае производится в индукторе (фиг. 34, а), форма которого зависит от формы головки резца. Размер рабочего пространства индуктора должен быть на 2-3 мм больше соответственных размеров головки резца.
После того как гнездо стержня посыпано смесью припоя и флюса, в него укладывается пластинка, которая сверху засыпается той же смесью. Затем резец устанавливают в индуктор и нагревают до температуры плавления припоя. Следует избегать при этом чрезмерно быстрого нагревания пластинки, чтобы не произошло ее растрескивания. После расплавления припоя резец вынимают из индуктора, и поступают с ним так же, как при нагревании его в муфельной печи.
При нагревании стержня резца и напаиваемой пластинки на электросварочном стыковом аппарате стержень зажимается в контактных губках тисков (фиг. 34, б), после чего к нему подводится торцовый контакт. Он должен быть расположен на 2-3 мм ниже пластинки. После посыпки стержня флюсом его нагревают периодическим включением и выключением тока до температуры плавления флюса. Выключив ток и очистив гнездо от шлаков, посыпают его бурой и укладывают на место пластинку, а на нее припой и флюс. Затем включают ток для расплавления припоя. Дальнейший порядок припаивания такой же, как указанный выше.
Припаивание пластинок с нагреванием ее и стержня резца пламенем ацетилено-кислородной горелки следует выполнять лишь при невозможности применить другие способы, поручая ее опытному сварщику. Пламя горелки должно быть восстановительным (с избытком ацетилена) и направлено на стержень (фиг. 34, в), а не на пластинку. Процесс припаивания подобен рассмотренным выше.
Заточка и доводка твердосплавных резцов
Перед заточкой твердосплавного резца излишки его стержня по задним поверхностям должны быть сняты шлифовальным кругом из нормального электрокорунда зернистостью 24ч-36, твердостью СМ2 - С1 на керамической связке.
Заточка твердосплавных резцов производится вручную на станках, снабженных подручниками.
Для заточки резцов из вольфрамовых сплавов применяются круги из карбида кремния черного (прима), зернистостью 46, твердостью СМ1 - СМ2 на керамической связке, при окружной скорости круга 12-7-16 м/сек. При заточке резцов из вольфрамо-титановых сплавов круг должен быть из карбида кремния зеленого (экстра), зернистостью 46, твердостью МЗч-CM1 на керамической связке; окружная скорость круга 10-12 м/сек. Сравнительно низкие окружные скорости шлифовальных кругов в том и другом случаях обеспечивают более высокие производительность, чистоту шлифуемых поверхностей и меньшее растрескивание твердосплавных пластинок. Заточка твердосплавных резцов производится или всухую или с обильным охлаждением (20-40 л/мин). Охлаждающая жидкость — 5-10-процентный раствор технической соды в воде.
Направление вращения круга должно быть таким, как показано на фиг. 35, т. е. на режущую кромку во избежание выкрашивания ее, образования рванин на шлифуемой поверхности и даже разрушения пластинки. Режущая кромка резца должна находиться на центровой линии станка или на Зч-5 мм ниже ее.
Затачиваемый резец следует перемещать по рабочей поверхности круга (по стрелкам А) для более равномерного износа последнего.
Резец средних размеров (сечением 20 х 30 мм) следует прижимать к кругу с силой, не превышающей 21/2 - 3 кгс. Чем меньше сечение резца, тем с меньшей силой его нужно прижимать к кругу.
Порядок заточки резца: сначала затачивается передняя поверхность, затем — задняя главная поверхность, после нее вспомогательная задняя поверхность и в последнюю очередь затачивается сопряжение главной и вспомогательной задних поверхностей.
Резец, заточенный под доводку, должен иметь вид (в разрезе по главной секущей плоскости), показанный на фиг. 36. Требуемые углы а и у получаются при доводке.
Если резец не будет доводиться (что не рекомендуется), то требуемые углы а и у получаются в процессе его заточки (фиг. 37).
Качество заточки резца в значительной степени зависит от состояния шлифовального круга. Его необходимо тщательно отбалансировать и подвергать в процессе работы систематической правке. Должно быть сделано все необходимое для безопасности работы на заточном станке. Круг должен быть закрыт защитным кожухом. Щель между поверхностью круга и кромкой подручника не должна быть больше 3-6 мм. При заточке всухую на станке должно быть установлено вытяжное устройство для удаления пыли и прозрачный защитный экран.
Доводка резцов — обязательная операция при их изготовлении и переточке. Доводка способствует уменьшению трения стружки о переднюю поверхность резца и задней поверхности об обрабатываемую деталь, что препятствует нагреванию и растрескиванию пластинки. Стойкость доведенного резца примерно в два раза выше стойкости резца, не прошедшего этой операции.
Повышая остроту и чистоту режущей кромки резца, доводка улучшает качество обработанной им поверхности.
Доводке подвергаются узкие ленточки по передней и задней поверхностям резца (фиг. 38).
Доводка выполняется на доводочном диске, насыщенном (шаржированном) абразивом.
Диаметр диска 275 - 300 мм; его окружная скорость 1,05-1,25 м/сек.
Материал диска — специальный чугун с содержанием углерода 3,0-3,5%, кремния 3-4%, марганца 0,6-0,8%, фосфора 0,8-1,2%, серы не более 0,1%. Твердость чугуна НВ=130-160 на зачищенной поверхности на глубине 2-3 мм от верха. При отсутствии специального чугуна может быть использован обычный серый чугун. Недопустимо применение чугуна с местными отбеленностями.
Для доводки твердосплавных резцов применяются абразивные пасты следующих составов (в % по весу).
Для доводки обычных резцов
Карбид бора, зернистостью М40 - М28 (при его отсутствии — карбид кремния зеленый)
Парафин технический
Для доводки мелких резцов
Карбид бора, зернистостью М20-М10 (при его отсутствии — карбид кремния зеленый)
Парафин технический
Для изготовления пасты в расплавленный парафин засыпается подогретый абразив. Смесь хорошо перемешивается и разливается в картонные
трубки диаметром 20—25 мм, в которых и остывает, образуя прочные тюбики.
Шаржирование диска пастой производится следующим образом.
После тщательной очистки диск увлажняют керосином, наносят на него несколько мазков тюбиком пасты и разравнивают ее по всей поверхности диска при помощи растирки (фиг. 39, а).
Доводимый резец прижимается к вращающемуся диску с очень небольшой силой 500 - 750 гс. При больших давлениях ухудшается чистота доводимой поверхности, ускоряется износ диска, а вследствие возрастающего нагрева диска засыхает паста. В процессе доводки резец перемещается по стрелкам А (в направлении радиуса диска, фиг. 39, б). Перед доводкой резца подручник должен быть установлен под углом, соответствующим углу доводимой поверхности резца, так чтобы режущие кромки резца находились на уровне или несколько ниже центра доводочного диска. Направление вращения диска показано на фиг. 39, 6.
Сначала доводится главная задняя поверхность, затем — вспомогательная задняя поверхность и в последнюю очередь — передняя поверхность.
Время от времени следует проверять плоскостность доводочного диска, что осуществляется взаимной притиркой трех дисков.
Режущие кромки доведенного резца должны быть прямолинейными, а поверхности головки резца — плоскими.
Чистота поверхности доведенных фасок передней и главной задней поверхностей резца должна соответствовать 9-му классу.
III. МИНЕРАЛОКЕРАМИЧЕСКИЕ РЕЗЦЫ
1. ФОРМЫ ПЕРЕДНЕЙ ПОВЕРХНОСТИ, УГЛЫ И ДРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ МИНЕРАЛОКЕРАМИЧЕСКИХ РЕЗЦОВ
Ниже приводятся данные для выбора формы передней поверхности углов и других элементов минералокерамических резцов в зависимости от условий работы. Данные эти разработаны Центральным бюро промышленных нормативов по труду при Научно-исследовательском институте труда Государственного Комитета Совета Министров СССР по вопросам труда и заработной платы.
Формы передней поверхности
Передние и задние углы
Углы фаски
Углы в плане
Углы наклона главной режущей кромки
|
Условия работы |
Угол наклона главной режущей кромки л° |
|
Обработка с равномерным припуском 0-5 Обработка с неравномерным припуском | 10-18 |
|
При обработке стали и чугуна радиус при вершине резца принимается равным 1,0 - 1,5 мм.
2. КОНСТРУКЦИИ МИНЕРАЛОКЕРАМИЧЕСКИХ РЕЗЦОВ
Формы и размеры минералокерамических пластинок
Формы и размеры минералокерамических пластинок, выпускаемых Московским комбинатом твердых сплавов, соответствуют некоторым формам и размерам твердосплавных пластинок (см. выше, стр. 85—89) или являются специальными.
Выпускаются стандартные пластинки следующих форм и размеров (по ГОСТ 2209—55):
|
0109 |
0203 |
0725 |
1007 |
1307 |
|
0111 |
0223 |
0726 |
1008 |
1309 |
|
0113 |
0225 |
0729 |
1011 |
1311 |
|
0121 |
0227 |
0730 |
1012 |
1325 |
|
|
0229 |
0733 |
1015 |
|
Кроме того, выпускаются пластинки (фиг. 40. а) форм 1207 и 1209, диаметром 28,6 и 32 мм.
Специальные минералокерамические пластинки показаны на фиг. 40, б — д.
Примеры конструкций минералокерамических резцов
Минералокерамические резцы делают напайными и с механическим закреплением пластинок.
пластинок не всегда удается; прочность припайки к стержню резца нередко получается недостаточной. Поэтому на практике все чаще прибегают к механическому закреплению пластинок различными способами.
Примеры напайных минералокерамических резцов показаны на фиг. 41, причем на фиг. 41, а изображен проходной резец с открытым гнездом для пластинки, на фиг. 41,6 — с закрытым и на фиг. 41, в — с врезным гнездом.
Минералокерамический резец с механическим закреплением пластинки представлен на фиг. 42, а. Закрепление, пластинки 6 осуществляется затягиванием болта 5. Шестигранная форма пластинки создает возможность использовать ее без переточек двенадцать раз. Большой угол при вершине в плане (120°) способствует получению чистой обработанной поверхности. Цифрой 4 обозначена прокладка из мягкой латуни, уменьшающая возможность выкрашивания пластинки при ее закреплении, а также амортизирующая удары по ней. Болтом 1 крепится стружко-ломатель 2. Прокладка 3 введена для
Способ припаивания минералокерамических пластинок в общем такой же, как и при изготовлении твердосплавных резцов. Но в данном случае необходимы особые предосторожности во избежание растрескивания пластинок, происходящего при их быстром и неравномерном нагреве. Однако даже при тщательном выполнении всего процесса припайки избежать растрескивания упрощения формы гнезда в стержне резца. Отогнутый резец аналогичной конструкции показан на фиг. 42, б.
У резца, изображенного на фиг. 43, закрепление пластинки 3 осуществляется посредством болта l, сжимающего надрезанную переднюю часть резца. Головка винта 2, расположенная эксцентрично по отношению к его резьбовой части, служит регулируемым упором для пластинки.
Закрепление минералокерамической пластинки в стержне резца осуществляется иногда при помощи прижимных устройств, подобных приведенным на фиг. 23 и 24.
3. ИЗГОТОВЛЕНИЕ МИНЕРАЛОКЕРАМИЧЕСКИХ РЕЗЦОВ
Припаивание минералокерамических пластинок
Для лучшей смачиваемости припоем соединяемых поверхностей загрязненные пластинки перед их припайкой следует обезжиривать промывкой в спирте, бензине или ацетоне.
Припаиваемая пластинка должна легко входить в гнездо стержня и плотно прилегать к его опорной плоскости. Для этого необходимо, чтобы обработанные поверхности гнезда были плоскими и очищены от заусениц. Зазор между боковыми поверхностями пластинки и гнезда рекомендуется делать не более 0,3 4- 0,5 мм.
В открытых гнездах пластинка припаивается специальным порошком, состоящим из алюминия в опилках — 40%, свинцового сурика — 50%, и фтористого натрия — 10% по весу. Для припаивания пластинок в закрытых гнездах применяется латунь Л62 или указанный порошок. Припаивание пластинок во врезных гнездах осуществляется латунью марки Л62. Прижатие пластинки к дну паза при использовании порошка производится ручным прессом.
Независимо от применяемого припоя нагревание стержня резца может производиться как в муфельных печах, так и токами высокой частоты. В последнем случае припаиваемые пластинки должны быть подвергнуты предварительному подогреву до температуры 800-900°, что уменьшает возможность растрескивания пластинки при сравнительно быстром нагреве ее токами.
Припаивание пластинок с нагревом токами высокой частоты производится следующим образом. Стержень, гнездо которого посыпано бурой, укладывают в индуктор и нагревают до красного цвета. Затем стержень вынимают из индуктора, в его гнездо помещают припой и посыпают бурой. После этого резец снова помещают в индуктор и разогревают до расплавления припоя. Резец вынимают из индуктора и нагретую пластинку прижимают к его стержню.
При использовании муфельной печи предварительное нагревание минералокерамических пластин не обязательно. В этом случае, если припаивание пластинок производится латунью, стержень резца нагревается в газовой или нефтяной печи до температуры 700°; окончательное припаивание производится при температуре около 900°.
Важно при этом вынуть резец в тот момент, когда припой начинает стекать в гнездо. Вынув резец из печи, прижимают пластинку к стержню.
Для предупреждения растрескивания пластинок при охлаждении резцов после напайки их укладывают в печь с температурой 200 - 400° и охлаждают вместе с печью.
Охлаждение резца в горячем угле или песке очень часто приводит к растрескиванию пластинки.
Для уменьшения растрескивания минералокерамических пластинок в процессе их припайки на некоторых заводах применяют металлизацию пластинок медью. Подготовленная таким образом пластинка имеет металлическую (медную) опорную поверхность и легко припаивается к стержню 1
Заточка и доводка минералокерамических резцов
Для заточки минералокерамических резцов используются круги из карбида кремния зеленого зернистостью 46, твердостью М3 - СМ1 на керамической связке. Окружная скорость круга не больше 10-12 м/сек. Заточка осуществляется в том же порядке, как и для твердосплавных резцов.
Во избежание перегрева и вызываемого этим растрескивания пластинки заточку минералокерамических резцов необходимо производить с обильным охлаждением 5-10-процентным раствором технической соды в воде. Из этих же соображений нельзя прижимать резец к кругу слишком сильно.
Приемы доводки минералокерамических резцов и применяемые при этом пасты—такие же, как и при доводке твердосплавных резцов (см. стр. 100).
IV. БЫСТРОРЕЖУЩИЕ РЕЗЦЫ
1. ФОРМЫ ПЕРЕДНЕЙ ПОВЕРХНОСТИ, УГЛЫ И ДРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ БЫСТРОРЕЖУЩИХ РЕЗЦОВ
Ниже приводятся данные для выбора формы передней поверхности и других элементов быстрорежущих резцов в зависимости от условий работы.
Данные эти разработаны Центральным бюро промышленных нормативов по труду при Научно-исследовательском институте труда Государственного Комитета Совета Министров СССР по вопросам труда и заработной платы.
Формы передней поверхности
Передние и задние углы
Значения главного и вспомогательного углов в плане, а также угла наклона главной режущей кромки быстрорежущих резцов можно брать по соответственным данным для твердосплавных резцов (стр. 81).
Фаска f при I и II формах передней поверхности делается шириной 1,0 мм только у черновых резцов.
Значения радиуса r закругления вершины резца, а также размеры R и В радиусной лунки передней поверхности по форме II указаны ниже.
2. КОНСТРУКЦИИ БЫСТРОРЕЖУЩИХ РЕЗЦОВ
Быстрорежущие резцы очень небольших сечении и специальных профилей (например, отрезные), используемые в державках, изготовляются цельными.
Во всех остальных случаях быстрорежущие резцы изготовляются составными; головка (или часть головки) из быстрорежущей, а стержень из углеродистой стали.
Головка из быстрорежущей стали приваривается к стальному стержню на стыковом электросварочном аппарате.
Из быстрорежущей стали может также изготовляться только часть головки, каковой обычно является пластинка из стали марок Р9 или Р18, прочно присоединенная к стержню, или наплавленный на него слой стали марки Р18.
Формы и размеры пластинок из быстрорежущей стали установлены ГОСТ 2379—44.
Наиболее употребительные формы этих пластинок и их применение указаны в ниже приводимых таблицах.
Формы пластинок из быстрорежущей стали, применяемых для токарных резцов
(по ГОСТ 2379-44)
Применение пластинок из быстрорежущей стали для токарных резцов
Материал стержней и размеры их сечений такие же, как и для твердосплавных резцов (см. стр. 90).
3. ИЗГОТОВЛЕНИЕ БЫСТРОРЕЖУЩИХ РЕЗЦОВ
Приварка пластинок из быстрорежущей стали
Наиболее производительный способ присоединения пластинок из быстрорежущей стали к стержню резцов — это приварка их на электросварочном аппарате. Пластинка и стержень располагаются при этом в особых губках (электродах) аппарата и с большим усилием прижимаются друг к другу. Сваренный таким образом резец сразу же помещают в печь, подвергают отжигу и затем дальнейшей термообработке.
Другой способ присоединения пластинки осуществляется при помощи различных сварочных порошков.
Для приварки пластинок из быстрорежущей стали марки Р18 применяют измельченный ферромарганец, смешанный с прокаленной мелколиственной и просеянной бурой; в полученном таким образом порошке содержится 30 - 40% буры.
При приварке пластинок из стали марки Р9 к ферромарганцу для снижения температуры его плавления прибавляют медь. Добавка эта осуществляется путем сплавления ферромарганца (92%) с медью (8%) или смешивания порошка ферромарганца с медным порошком.
Подготовленный к приварке стержень нагревают в печи до 800 900°,
после чего в гнездо для пластинки насыпают буру и удаляют окалину проволочной щеткой. Затем насыпают в гнездо сварочный порошок слоем толщиной 3 - 4 мм и сверху кладут пластинку. На пластинку насыпают сварочный порошок и покрывают всю пластинку слоем буры толщиной 3-4 мм. Затем стержень с пластинкой помещают в печь. После расплавления порошка резец быстро вынимают из печи, поправляют положение пластинки в гнезде и прижимают ее к стержню винтовым прессом. В крайнем случае прижим пластинки можно осуществить легкими, но частыми ударами кузнечной кувалды (через гладилку).
Наплавка быстрорежущей стали на стержень резца производится преимущественно электродуговым методом на сварочных трансформаторах переменного тока, хотя возможно использование для этой цели сварочных машин постоянного тока.
В качестве электродов используются прутки из быстрорежущей стали марки Р18, покрытые специальной обмазкой.
Диаметр проволок для стержней электродов выбирается в зависимости от ширины наплавляемого слоя (фиг. 44):
|
Ширина наплавляемого слоя в мм |
Диаметр стержня электрода в мм |
|
До 8 |
4 |
|
08.12.19 |
05.06.19 |
|
Свыше 12 |
07.08.19 |
Применение обмазки обеспечивает восстановление выгорающих в процессе наплавки элементов электрода, создание шлаковой защиты против окисления при стекании капель металла с конца электрода в выемку стержня, образование шлакового покрытия, замедляющего остывание быстрорежущей стали. Применение обмазки также препятствует разбрызгиванию металла.
Для изготовления обмазки составляется сухая смесь, которая разводится безводным жидким стеклом (в количестве 20% от веса сухой смеси).
Состав сухой смеси для изготовления электродов
Процесс изготовления электродов состоит в следующем. Составляющие элементы тщательно перемешиваются в чистой металлической посуде, причем элементы добавляют в следующем порядке: серебристый графит, ферротитан, ферросилиций, ферромарганец, феррохром, плавиковый шпат, технический мел. Затем сухая смесь разводится до сметанообразного состояния жидким стеклом, предварительно разведенным водой, до удельного веса 1,23-1,25, и стержень погружается в обмазку. Толщина слоя обмазки зависит от плотности обмазочной массы и скорости извлечения стержня из сосуда с обмазкой. Чем больше эта скорость, тем толще слой обмазки, и наоборот. Диаметр готового электрода должен быть примерно в 1,4 раза больше диаметра стального стержня.
Обмазанные электроды подвергаются естественной сушке в вертикальном положении при температуре не менее 18° в продолжении 10-12 час. После этого обмазанный конец электрода зачищается на шлифовальном круге до получения металлического блеска. Окончательная сушка (прокалка) электрода осуществляется в электрошкафу также в вертикальном положении при температуре 200-4-260° в продолжении одного часа.
Наплавка резцов производится в медных или графитовых формах, предварительно подготовленных для каждого типа и размера резца, а также и в формовочной земле (фиг. 44).
Поверхность резца, на которую ложится наплавленный слой, должна быть очищена до металлического блеска.
Наплавка, в процессе которой заполняется пространство А, производится валиковым швом на режущую кромку резца. При наплавке следует поддерживать короткую дугу. Стержень резца не подогревается. Наплавка выполняется в два слоя с тщательной очисткой каждого слоя. Процесс наплавки ведется без отрыва дуги, начало валика и конец его должны быть у основания головки с тем, чтобы на режущей кромке был непрерывный валик.
Ковка резцов из быстрорежущей стали сопряжена, как правило, с понижением се качества — выгоранием полезных примесей, образованием трещин и т. д. Поэтому такой способ изготовления быстрорежущих резцов следует применять лишь в случае действительной необходимости.
При ковке резца необходимо соблюдать следующие правила:
а) предварительный нагрев резца надо вести возможно медленнее во избежание появления в стали трещин; дальнейшее нагревание следует производить возможно быстрее;
б) ковать следует сильными и частыми ударами;
в) число нагревов должно быть возможно меньше (не больше двух-трех), чтобы избежать ухудшения качества стали; охлаждение откованного резца следует производить медленно;
г) начало ковки должно производиться при температуре 1140-1180° С, что соответствует светло-желтому цвету нагрева, а конец — при температуре 850-4-900°, т. е. при светло-красном цвете нагрева.
Термическая обработка быстрорежущих резцов
Закалке напаянных, наплавленных и откованных быстрорежущих резцов должен предшествовать их отжиг, который производится при температуре, указанной для данной марки стали в нижеприводимой таблице, с выдержкой 3-4 часа. Охлаждение таких резцов производят вместе с печью сначала до 750-760° С со скоростью 20-40° в час, затем до 600° со скоростью 10° в час и далее — на воздухе.
Нагрев резцов при закалке производится «ступенями». Нагрев до первой ступени осуществляется возможно медленнее, несколько быстрее — до второй и быстро — до третьей. Охлаждать резец следует в масле или струе холодного воздуха. Для отпуска резца его нагревают, выдерживая в печи 3 — 4 часа, после чего охлаждают в масле или в струе воздуха. Материал резца улучшается, если отпуск производить 2 — 3 раза с выдержкой в печи в течение одного часа после нагрева.
Предельные температуры процессов термической обработки быстрорежущей стали указаны в таблице, приведенной ниже.
Закалка резцов из стали марки Р9 требует особого внимания и тщательности, так как даже незначительное отступление от температуры закалки, указанной в таблице, снижает режущие свойства резца.
Температура и цвет нагрева »при отжиге, закалке и отпуске резцов из быстрорежущей стали
Заточка и доводка быстрорежущих резцов
Предварительная заточка резцов, изготовленных ковкой, а также резцов с приваренными пластинками и наплавленных производится до их закалки шлифовальным кругом из электрокорунда нормального зернистостью 24-36 и твердостью С1-СТ1. Все углы резца должны быть получены во время этой заточки.
Окончательная заточка таких резцов производится на круге из электрокорунда белого зернистостью 46 или 60 и твердостью СМ-СМ1, при окружной скорости 25-35 м/сек.
Эту заточку необходимо выполнять при обильном охлаждении затачиваемого резца, чтобы не допустить его нагрева. С этой же целью не следует слишком сильно прижимать резец к шлифовальному кругу.
Резцы, форма головки которых получена механической обработкой, а также резцы с аккуратно наваренной пластинкой или с наплавкой затачиваются полностью после термообработки (без предварительной заточки).
Окончательно заточенный резец заправляют абразивными брусками или доводят на вращающемся диске.
Для доводки быстрорежущих резцов применяются пасты следующих составов в % (по весу).
Подробнее см. Минералокерамический инструментальный материал ЦМ332, Металлургиздат, 1957,
©МАШГИЗ
