Правила выбора марки твердого сплава

Тип сплава (одно, двух или трехкарбидный) выбирается в зависимости от вида обрабатываемого материала и вида образующейся стружки. Конкретная марка сплава определяется исходя из требований к прочности сплава. Чем выше содержание связки в сплаве, тем больше его прочность на изгиб, но ниже твердость и теплопроводность. Требования к прочности инструментального материала зависят от вида обработки – для черновой обработки выбираются марка сплава с большим содержанием связки, для чистовой – с меньшим. В соответствии с Международной организацией стандартов (ISO) твердые сплавы разделены на 3 группы.

Соответствие марок твердых сплавов по ГОСТу международной классификации.

Наименование изменения свойств	Марка по ГОСТ 3882 - 74	Группа применения	Маркировочный цвет	Материал заготовки
основная	подгруппа
Повышение износостойкости	Повышение прочности	Т30К4 Т15К6 Т14К8 ТТ20К9 Т5К10 ТТ10К8-Б Т5К12 ТТ7К12	Р	Р01 Р10 Р20 Р25 Р30 Р40	Синий	Сталь, ковкий чугун со сливной стружкой
ВК6-ОМ, ВК6-М ТТ8К6 ТТ10К8-Б ВК10-ОМ, ВК10-М, ВК8 ТТ7К12	М	М05 М10 М20 М30 М40	Жёлтый	Сталь, марганцовистая сталь, легированный чугун, аустенитовая сталь, ковкий чугун, автоматная сталь
ВК3, ВК3-М ВК6-ОМ ВК6-М, ТТ8К6 ВК6, ВК4 ВК8, ВК4	К	К01 К05 К10 К20 К30	Красный	Чугун, ковкий чугун с ломаной стружкой, закалённая сталь, цветные металлы, пластмассы, древесина

 

P – для материалов, дающих сливную стружку;

М – хрупкие материалы, дающие сыпучую стружку;

К – для сливных и сыпучих стружек.

 

Общие вопросы проектирования режущих инструментов

Движения, производимые в процессе резания и их влияние на

конструкцию инструмента

 

Режущие инструменты применяют для образования требуемых формы и размеров детали резанием. Для осуществления процесса резания лезвие инструмента перемещается относительно обрабатываемой поверхности заготовки, совершая главное движение D_г и движение подачи D_s. Главное движение – это движение заготовки или режущего инструмента, происходящее с наибольшей скоростью. Это движение определяет скорость формирования стружки. Движение подачи – движение инструмента или заготовки, скорость которого меньше скорости главного движения. Движение подачи предназначено для того, чтобы распространить отделение слоя материала на всю обрабатываемую поверхность. На станке существует еще одно движение – вспомогательное. Это движение инструмента к месту резания и от него. В процессе обработки участка заготовки главное движение осуществляется непрерывно. Движение подачи может быть непрерывным и прерывистым. Главные движения и движения подачи могут быть прямолинейными поступательными или вращательными. Главное движение и движение подачи создают суммарное результирующее движение резания D_е со скоростью V_е.

В зависимости от вида главного движения создается конструкция инструмента. При вращательном главном движении инструмента – инструмент имеет форму тела вращения с зубьями по периферии, торцу. Если вращательное главное движение сообщается заготовке, то инструмент может иметь один режущий элемент, например резец.

 

Движение подачи чаще обеспечивается кинематикой станка. Но есть многозубые инструменты, при использовании которых движение подачи обеспечивается конструкцией инструмента за счет расположения зубьев. Пример – протяжка.

 

 

Общие конструктивные элементы режущих инструментов

 

Несмотря на большое различие отдельных видов инструментов у них имеется много общего. У всех режущих инструментов имеются рабочая и крепежная части. Крепежная часть служит для установки, базирования и закрепления инструмента на станке. Рабочая часть выполняет основное служебное назначение – резание. Срезание стружки осуществляется лезвием клинообразной формы. По числу лезвий (зубьев) могут быть инструменты одно- и многолезвийные. В зависимости от сечения срезаемых слоев различают зубья черновые, переходные, чистовые. Лезвие ограничено передней и задними поверхностями. Пересечение передней с задними поверхностями образует режущую кромку.

 

Основные поверхности.

1.Обрабатываемая поверхность.

2. Поверхность резания.

3. Обработанная поверхность.

 

1 - Передняя поверхность.

2,3 - Задние поверхности.

4 - Вершина инструмента.

Передняя поверхность (1) – поверхность по которой будет перемещаться стружка. Задние поверхности (2) – поверхности, обращенные к поверхности резания и к обработанной поверхности. На пересечении передней и задних поверхностей образуются режущие кромки.

Наиболее нагруженная при резании металла режущая кромка называется главной. Остальные - вспомогательные. На пересечении главной и вспомогательной режущих кромок образуется вершина инструмента. Задняя поверхность, проходящая через режущую кромку, называется главной задней поверхностью. Задняя поверхность, проходящая через главную вспомогательную кромку, называется вспомогательной задней поверхностью.

 

Координатные плоскости

Геометрические параметры инструмента рассматривают в 3-х системах координат:

- инструментальной;

- статической;

- кинематической.

 

Инструментальная система координат (ИСК) – прямоугольная система координат, ориентированная относительно геометрических элементов режущего инструмента. В качестве таких элементов часто используют базовые поверхности инструмента при его закреплении для изготовления, контроля и эксплуатации.

Эту систему применяют для изготовления и контроля инструмента.

 

Статическая система координат (ССК) – прямоугольная система координат, ориентированная относительно направления вектора скорости главного движения резания.

Применяется для приближенных расчетов геометрических углов инструментов в процессе резания и для учета изменения этих углов после установки инструмента на станке.

 

 

Кинематическая система координат (КСК) – система, ориентированная относительно направления скорости результирующего движения резания.

Геометрия инструмента в этой системе координат определяет кинематику резания.

 

ИСК ССК КСК

 

Базовыми поверхностями при определении геометрии инструмента во всех системах являются 2-е взаимноперпендикулярные координатные плоскости: основная и плоскость резания.

Основная плоскость Р_v – координатная плоскость, проведенная через рассматриваемую точку режущей кромки перпендикулярно к направлению скорости главного или результирующего движения в этой точке.

В инструментальной системе координат направление скорости главного движения принимается условно.

Плоскость резания P_n – плоскость, касательная к режущей кромке в рассматриваемой точке и перпендикулярная к основной плоскости. (Плоскость, касательная к режущей кромке и проходящая через вектор скорости резания).

Основные геометрические параметры режущего клина определяют в двух секущих плоскостях – главной и вспомогательной.

Главная секущая плоскость Р_τ - перпендикулярная проекции главной режущей кромки на основную плоскость.

Вспомогательная секущая плоскость Р_τ1 - перпендикулярная проекции вспомогательной режущей кромки на основную плоскость.

Нормальная секущая плоскость P_n – перпендикулярная режущей кромке в рассматриваемой точке.

Секущая плоскость схода стружки Р_с – проходящая через направления схода стружки и скорости резания в рассматриваемой точке режущей кромки.

Рабочая плоскость Р_s – плоскость, в которой расположены векторы скоростей главного движения и движения подачи.

 

 

Геометрические параметры режущего клина инструмент.

 

В главной секущей плоскости геометрия инструмента определяется 4-я углами: главный передний g, главный задний a, главный угол заострения b, главный угол резания d.

g - угол в главной секущей плоскости, между передней поверхностью и основной плоскостью.

a - угол в главной секущей плоскости, между задней поверхностью и поверхностью резания.

b - угол в главной секущей плоскости, между передней и задней поверхностью.

d - угол в главной секущей плоскости, между передней поверхностью и плоскостью резания.

Во вспомогательной секущей плоскости геометрия инструмента задана вспомогательными углами: g₁, a₁, b₁, d₁.

g₁ – вспомогательный передний угол, расположенный между передней поверхностью и основной плоскостью.

a₁ - угол между вспомогательной задней поверхностью и вспомогательной плоскостью резания.

b₁ - угол между передней и вспомогательной задней поверхностью.

d₁ – угол между передней поверхностью и вспомогательной плоскостью резания.

 

Геометрия в плане.

Геометрия в плане показывает расположение режущих кромок в проекции на основную плоскость.

j - главный угол в плане. Это угол между проекцией главной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи.

j₁ - вспомогательный угол в плане. Это угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и противоположным направлением подачи.

e - угол при вершине. Это угол между проекциями главной и вспомогательной режущих кромок на основную плоскость.

j+j1+e=180⁰ a+g+b=90⁰ a+b=d – угол резания

В плоскости резания геометрия инструмента определяется с помощью угла наклона главной режущей кромки l. l - это угол между главной режущей кромкой и основной плоскостью. l может быть положительной или отрицательной. Если вершина инструмента является самой высокой точкой на режущей кромке, то l отрицательный. Если вершина – самая низкая точка, то l - положительный.