Фрезерные работы
Барбашов Ф.А.
Высшая школа, 1986 г.
§ 45. Материалы, применяемые для изготовления режущего инструмента
Материалы, применяемые для изготовления фрез, должны обладать следующими свойствами: высокой твердостью, превышающей твердость обрабатываемого материала, высокой износостойкостью и теплостойкостью, высокой механической прочностью. Для изготовления режущих инструментов и а частности фрез применяют углеродистые легированные инструментальные стали, быстрорежущие инструментальные стали, твердые сплавы, минералокерамику, сверхтвердые материалы, синтетические и естественные алмазы.
Для изготовления режущего инструмента применяют инструментальные углеродистые стали марок У7-У13 (буква У указывает на то, что сталь углеродистая, а цифры показывают среднее содержание углерода в десятых долях процента).
Инструментальные стали повышенного качества, имеющие минимальное количество вредных примесей, отмечают буквой А, У ЮЛ, У8А и т. д. Углеродистая инструментальная сталь обладает низкими режущими свойствами. Режущие инструменты, изготовленные из такой стали, позволяют вести обработку при температуре в зоне резания до 200 250"С и при скоростях резания в пределах 10— 15 м/мин.
Легированная инструментальная сталь по химическому составу отличается от углеродистой инструментальной стали лишь наличием одного или нескольких легирующих элементов повышенной твердости и вязкости при работе с ударами применяют следующие марки быстрорежущей стали повышенной теплостойкости: Р6М5ФЗ. Р12ФЗ, Р9КД, Р6М5К5, Р12Ф4К5 и др. Эти марки также часто применяются для изготовления зуборезного инструмента.
В настоящее время находят широкое применение инструменты из быстрорежущей стали с износостойкими покрытиями. Например, износостойкость быстрорежущего инструмента с покрытием ΤϊΝ увеличивается в 25 раз. Применение покрытий особенно эффективно для инструментов, которые затачиваются только по передней поверхности (фасонные и червячные фрезы, зуборезные долбяки и др.). В этом случае даже после последующих переточек износостойкие покрытия сохраняют свое положительное влияние на работоспособность инструмента.
Твердые сплавы (спеченные твердые сплавы) порошковый материал на основе металлоподобных твердых соединений с металлической связкой твердостью свыше 80 HRA. Спеченные твердые сплавы состоят из карбидов вольфрама, титана или тантала и кобальта, связывающего эти вещества. Твердые сплавы выпускают
Лeгированная инструментальная сталь по химическому составу отличается от углеродистой инструментальной стали лишь наличием одного или нескольких легирующих элементов: хрома, вольфрама, молибдена, ванадия. Чаще всего для изготовления прорезных, фасонных и концевых фрез малых диаметров применяют следующие марки стали: ХГ, ХВ5, 9ХС и ХВГ. Легированная инструментальная сталь обладает более высокими технологическими свойствами, чем углеродистая инструментальная сталь (температура в зоне резании 300 350°С, скорость резания 20 - 25 м/мин).
Быстрорежущая инструментальная сталь в отличие от углеродистой и легированной инструментальной стали обладает большим сопротивлением износу и большей теплостойкостью. Она обладает красностойкостью, т. е. не теряет своих свойств при температуре 550—600°С.
В настоящее время для изготовления всех видов режущего инструмента при обработке обычных конструкционных материалов получили распространение следующие марки стали: Р6М5, Р6МЗ, Ρ12.
Для обработки высокопрочных нержавеющих сталей и сплавов в условиях повышенного разогрева режущих кромок, а также для обработки сталей и сплавов с металлической связкой твердостью свыше 80 HRA. Спеченные твердые сплавы состоят из карбидов вольфрама, титана или тантала и кобальта, связывающего эти вещества. Твердые сплавы выпускаются в виде пластинок стандартных форм н размеров (ГОСТ 3882—74). Резцами, оснащенными пластинами из твердых сплавов, возможна работа со скоростями резания, превышающими в 5—10 раз скорости обработки резцами из быстрорежущих инструментальных сталей. Эти резцы не теряют режущих свойств при температуре до 800°С и выше.
Различают вольфрамокобальтовые спеченные твердые сплавы (ВК2, ВКЗ, ВКЗМ, В Кб и др.) и титановольфрамокобальтовые (Т5К10, TI4K8, TI5K6, Т30К4, Т60К6 и др.). Цифры после букв указывают процентное содержание в сплаве кобальта и титана. Например, сплав Т14К8 состоит из 14% карбида титана, 8% кобальта и 78% карбида вольфрама.
Выпускают трехкарбидные твердые сплавы, состоящие из кобальта (связки) и карбидов вольфрама, титана, тантала. Эти сплавы характеризуются высокой прочностью. Резцами с пластинами из твердого сплава марки TI7K12 возможно резание с подачами на зуб в 1,5 2 раза большими, чем резцами из сплава Т5КЮ.