Токарные работы на станках с ЧПУ / 4.5

“

Современная металлообрабатывающая промышленность производит огромное количество деталей из самых разных материалов. Каждый обрабатываемый материал имеет свои уникальные характеристики, которые зависят от наличия легирующих элементов, термообработки, упрочнения и других параметров. В свою очередь, это сильно влияет на выбор сплава, геометрии режущего инструмента и режимов резания. В этом уроке мы поговорим об особенностях работы с различными материалами.

Глоссарий

Для успешного освоения материала рекомендуем вам изучить следующие понятия:

Способность материала к обработке

Многокомпонентные составы, главным назначением которых являются охлаждение и смазка инструментов и обрабатываемых деталей из черных и цветных металлов и сплавов

Является замкнутой технологической системой, способной к возникновению и поддержанию вибраций, порождающих погрешность размеров, формы обрабатываемых поверхностей (некруглость, волнистость) и увеличение шероховатости.

Видеолекция

Конспект

Группы материалов по стандарту ISO

ISO P — стали. Все, кроме нержавеющей и закаленной.
ISO M — нержавеющие стали. Это легированные стали с содержанием хрома не менее 12%.
ISO K — чугун. Это сплав железа с углеродом и относительно высоким содержанием кремния (1−3%).
ISO N — цветные металлы. К ним относятся такие мягкие металлы, как алюминий, медь, латунь и т. д.
ISO S — жаропрочные сплавы. Они включают большое количество высоколегированных материалов на основе железа, никеля, кобальта и титана.
ISO H — группа, которая включает в себя стали с твердостью 45−65 HRС и отбеленный чугун с твердостью 400−600 HB.

Группа O

Включает в себя:

термопласты,
термореактопласты,
пластики.

Виды металлов

Черные:

железо,
марганец,
хром,
сплавы на основе этих металлов.

Цветные:

все остальные металлы и сплавы, за исключением железа.

Обрабатываемость материалов

На обрабатываемость материалов влияют три главных фактора:

классификация обрабатываемого материала по металлургическим/механическим свойствам,
геометрия используемой режущей кромки на микро- и макроуровне,
материал режущего инструмента с основными компонентами.

Помимо этих факторов, могут влиять:

режимы и силы резания,
термообработка материала,
корка на поверхности,
включения,
закрепление инструмента,
общие условия обработки.

Стали

Сталь — сплав, основным компонентом которого является железо. Стали с твердостью выше 48 HRC, но ниже 62−65 HRC относятся к группе ISO H.

Виды стали

Нелегированные стали содержат менее 0,8% углерода и состоят исключительно из железа без каких-либо легирующих элементов.

Легированные стали содержат менее 1,7% углерода и легирующие элементы, в частности никель, хром, молибден, ванадий и вольфрам.

Низколегированные стали содержат менее 5% легирующих элементов.

Высоколегированные стали содержат более 5% легирующих элементов.

Обрабатываемость стали

Обрабатываемость стали зависит от:

наличия легирующих элементов,
термообработки,
метода получения заготовки.

Подбор режимов резания

При увеличении скорости резания на 20% стойкость инструмента снижается на 50%.
При очень низких скоростях резания (20−40 м/мин) стойкость инструмента может уменьшаться.

Влияние подачи на стойкость инструмента

При уменьшении подачи стойкость инструмента уменьшается.
При очень низких подачах износ инструмента значительно увеличивается. При этом высока вероятность возникновения вибраций.
Увеличение подачи повышает производительность обработки, но чрезмерно высокая подача может стать причиной поломки инструмента.

Влияние глубины резания на стойкость инструмента

Глубина резания, как правило, ограничивается мощностью оборудования.
При необходимости увеличения производительности, в первую очередь, необходимо увеличивать глубину резания.
Глубина резания не оказывает большого влияния на стойкость инструмента.
Чрезмерная глубина резания может стать причиной поломки инструмента.

Цветные металлы

Самая большая подгруппа цветных металлов — сплавы алюминия с содержанием кремния до 12−13%. Также в эту группу входят композиты с металлической матрицей, магниевые сплавы, медь, бронза, латунь.

Алюминий

Алюминий — материал, который имеет относительно хорошее стружкодробление при условии легирования. Чистый алюминий вязок, требует острых режущих кромок и высокой скорости резания.

Подбор режимов резания

При увеличении скорости резания на 20% стойкость инструмента снижается на 50%.
При очень низких скоростях резания (20−40 м/мин) стойкость инструмента может уменьшаться.

“

Вы узнали о различных группах материалов и их свойствах. Закрепите новые знания с помощью теста и интерактивного задания.

Интерактивное задание

Тест