Характеристики инструментальных материалов, применяемых для рабочей части инструментов

3.1 МИНЕРАЛОКЕРАМИКА

Минералокерамические инструментальные материалы обладают высокой твердостью, тепло- и износостойкостью. Их основой является глинозем Al2O3 (оксидная керамика) или смесь Al2O3 с карбидами и нитридами (керметы). Пример таких материалов ВОК60, Кортинит. Твердость до 94 HRA.

Назначение: чистовая и получистовая обработка закаленных сталей (45-60 HRCэ), чугунов. Скорость резания до 400м/с. Минералокерамика поставляется в виде неперетачиваемых многогранных пластин, форма и размеры которых определены ГОСТом 25003 – 81.

Пластины выпускаются следующих форм: правильный трехгранник, квадрат, ромб с углом 80’, круг. Крепление в корпусах инструмента, в основном резцов и фрез, происходит только механическим способом, а именно прихватом сверху, т.к. эти пластины не имеют отверстий.

3.2 СВЕРХТВЕРДЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Сверхтвердые материалы обладают высокой твердостью (до 96 HRA), износостойкостью, низким коэффициентом трения. Подразделяются на материалы на основе природных и синтетических алмазов и на основе кубического нитрида бора. Всем хорош алмаз. Он и твердый, и износостойкий, и прочный, но и он имеет один, но очень существенный недостаток: он химически активен к железу, поэтому сталь им обрабатывать нельзя. Применяют алмазный инструмент для шлифования твердых сплавов, заточки и доводки твердосплавного инструмента, правки шлифовальных кругов.

Наиболее характерным представителем сверхтвердых материалов на основе кубического нитрида бора является эльбор (или композит 01). Он предназначен для чистовой обработки закаленных сталей с HRCэ до 63. То есть К01 запросто можно обрабатывать закаленные инструментальные стали. Композитом также можно шлифовать твердый сплав, т.е. затачивать твердосплавный инструмент. Форма и размеры пластин из сверхтвердых материалов определены ТУ2-035-808-81. Бывают следующие формы пластин: круглые, квадратные, ромбические, трехгранные. Крепление пластин из сверхтвердых материалов, также как и пластин, из минералокерамики, происходит только механическим способом.

3.3 АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Абразивы (от латинского abrasio - соскабливание) – зернистые или порошкообразные вещества. Они предназначены для оснащения рабочей части режущих инструментов.

Измельченный обогащенный абразивный материал, твердость которого превышает твердость обрабатываемого материала и который способен в измельченном состоянии осуществлять обработку резанием, называют шлифовальным.Естественными абразивами являются: корунд, наждак, гранат, кремень, полевой шпат, пемза и др.

В промышленности наиболее распространены искусственные абразивы: электрокорунд, карборунд и карбид бора.Абразивный материал применяется главным образом в виде абразивного инструмента. Абразивные инструменты производят из порошков, получаемых размельчением природных минералов или изготовляемых в специальных условиях. Такие порошки отличаются различной зернистостью, т.е. размерами отдельных зерен.Геометрические характеристики каждого зерна таковы, что на нем образуются все элементы режущего клина. Особое внимание обращают на однородность свойств зерен. Зерна, выполненные из кварцевого песка, наждака, корунда, могут иметь существенное рассеяние свойств, отчего снижается качество режущего инструмента. Из порошков изготовляют шлифовальные круги различной формы, бруски, абразивные головки, сегменты, предназначенные для производства специальных абразивных инструментов.Основными достоинствами абразивных материалов являются их высокие твердость, износо- и теплостойкость. Эти материалы позволяют обрабатывать заготовки со скоростью резания до 120 м/с, а в отдельных случаях и более. Такие инструменты дают возможность проводить окончательную обработку заготовок, имеющих высокую твердость, полученную после термической обработки. Такие заготовки, как правило, не подлежат обработке лезвийным инструментом.В промышленности имеются четкие рекомендации по применению каждого вида абразивов для обработки заготовок из различных материалов. Так, инструменты из черного карбида кремния используют для обработки заготовок из материалов с низкой прочностью на разрыв, а также из вязких материалов и сплавов; электрокорундовые круги служат для обработки заготовок из материалов с высокой прочностью на разрыв. В ряде случаев используют порошки в натуральном виде, их называют "свободный абразив". Они применяются для доводочных (притирочных) работ. Абразивные пасты, использующие оксид хрома и венскую известь, хороши для полировальных работ. Пасты наносят на движущиеся устройства (полировальники), совершающие вращательное или возвратно-поступательное движение.

4. Инструменты цельной, составной и сборной конструкции и их основные части: рабочая, крепежная, направляющая.

С целью экономии материала раб. части, а также облегчения и возможности изготовления РИ делают составной и сборной конструкции. Составной инструмент — РИ с неразъемным соединением его частей, сборный — с разъемным соединением частей. При этом реж. часть изготовляют из инструмент-го материала, а крепежную часть — из конструкционной стали. Применяют различные виды неразъемных соединений. Соединение рабочей части с хвостовой у хвостового инструмента производят сваркой встык; режущие пластины из инструментальных материалов к корпусу инструмента припаивают, приклеивают или крепят другими способами. В сборных конструкциях применяют ножи из быстрорежущей или конструкционной стали, оснащенные пластинами из тв. сплава, минералокерамики, СТМ, ножи клиновидной формы с рифлениями по задней опорной поверхности или призматические ножи, закрепляемые в пазах корпусов инструментов с помощью клиньев, винтов или другими способами. У всех инструментов есть рабочая и присоединительная часть. Присоединительная часть предназначена для соединения инструмента со станком, его базирования и закрепления. Она имеет базов. Поверхности, которыми инструмент ориентируется относительно станка и элемент передачи усилий со станка на ин-т.

Рабочая часть отделяет от заготовки срезаемый слой и отводит стружку из зоны резания. На некоторых инструментах (протяжки, развертки) рабочая часть состоит из режущей и калибрующей.

Режущая часть отделяет срезаемый слой, а калибрующая обеспечивает точные размеры, форму и кач-во обрабатываемой поверхности. Важнейший элемент конструкции резца – режущий клин или лезвие ограниченное 2-мя или > поверхностями, линии пересечения котор. образуют реж. кромку. Поверхность по которой сходит стружка – передняя. Поверхность находящаяся сзади со стороны поверхности резания – задняя. Главная режущая кромка, выполняющая основную работу при резании, образуется в результате пересечения передней и главной задней поверхности; вспомогательная режущая кромка — при пересечении передней и вспомогательной задней поверхности. Для повышения точности обработанных поверхностей и обеспечение требуемого расположения их относительно друг друга или базовых поверхностей обрабатываемой детали инструменты могут иметь спец. направляющие части для направления в работе по обрабатываемым поверхностям детали.