Поиск
Рекомендуем ознакомиться
Главная > Контрольная работа >Промышленность, производство
1.1 Классификация быстрорежущих сталей
Быстрорежущие стали широко применяют для изготовления режущего инструмента, работающего в условиях значительного силового нагружения и нагрева (до 600–640 °С) режущих кромок. К этой группе сталей относятся высоколегированные вольфрамом совместно с другими карбидообразующими элементами (молибден, хром, ванадий) стали, приобретающие высокие твердость, прочность, тепло- и износоустойчивость в результате двойного упрочнения: а) мартенситного при закалке; б) дисперсионного твердения при относительно высоком отпуске (500–620 °С), вызывающего выделение упрочняющих фаз.
1.2 Свойства и марки быстрорежущих сталей
Наиболее высокую теплостойкость (до 700–720 °С) имеют высоколегированные сплавы системы Fe—Co—W—Mo с интерметаллидным упрочнением (марки В4М12К23 и В11М7К23). После окончательной термообработки структура этих сплавов состоит из безуглеродистого (или малоуглеродистого) мартенсита с невысокой твердостью (30–40 HRCЭ) и мелкодисперсных интерметаллидов (Fe,Co)7(W,Mo)6, Fe3W2(Fe3Mo2), (Fe,Co,Ni)7 (W,Mo)6.
Таблица 1.1 - Марки и химический состав быстрорежущих сталей (ГОСТ 19265–73)
Марка |
Углерод |
Хром |
Вольфрам |
Ванадий |
Кобальт |
Молибден |
Азот |
Ниобий |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Стали нормальной производительности |
||||||||
Р18 |
0,73–0,83 |
3,80–4,40 |
17,00–18,50 |
1,00–1,40 |
0,50 |
1,0 |
– |
– |
Р9 |
0,85–0,95 |
3,80–4,40 |
8,50–9,50 |
2,30–2,70 |
0,50 |
1,0 |
– |
– |
Р6М5 |
0,82–0,90 |
3,80–4,40 |
5,50–6,50 |
1,70–2,10 |
0,50 |
4,80–5,30 |
– |
– |
11Р3АМ3Ф2 |
1,02–1,12 |
3,80–4,30 |
2,50–3,30 |
2,30–2,70 |
0,50 |
2,50–3,00 |
0,05–0,10 |
0,05–0,20 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Стали повышенной производительности |
||||||||
Р6М5Ф3 |
0,95–1,05 |
3,80–4,30 |
5,70–6,70 |
2,30–2,70 |
0,50 |
4,80–5,30 |
– |
– |
Р12Ф3 |
0,95–1,05 |
3,80–4,30 |
12,00–13,00 |
2,50–3,00 |
0,50 |
1,00 |
– |
– |
Р18К5Ф2 |
0,85–0,95 |
3,80–4,40 |
17,00–18,50 |
1,80–2,20 |
4,70–5,20 |
1,00 |
– |
– |
Р9К5 |
0,90–1,00 |
3,80–4,40 |
9,00–10,00 |
2,30–2,70 |
5,00–6,00 |
1,00 |
– |
– |
Р6М5К5 |
0,84–0,92 |
3,80–4,30 |
5,70–6,70 |
1,70–2,10 |
4,70–5,20 |
4,80–5,30 |
– |
– |
Стали высокой производительности |
||||||||
Р9М4К8 |
1,00–1,10 |
3,00–3,60 |
8,50–9,50 |
2,30–2,70 |
7,50–8,50 |
3,80–4,30 |
– |
– |
Р2АМ9К5 |
1,00–1,10 |
3,80–4,40 |
1,50–2,00 |
1,70–2,10 |
4,70–5,20 |
8,00–9,00 |
0,05–010 |
0,10–0,30 |
В11М7К23* |
0,05–0,15 |
0,5 |
10,5–12,5 |
0,4–0,8 |
22,5–24,0 |
7,00–8,00 |
– |
– |
В4М12К23* |
0,05–0,15 |
0,5 |
3,8–4,4 |
0,4–0,8 |
22,5–24,0 |
12,00–13,00 |
– |
– |
Примечания:
В марках стали буквы и цифры означают: Р — быстрорежущая; цифра, следующая за буквой, — среднюю массовую долю вольфрама, М — молибден, Ф — ванадий, К — кобальт, А — азот; цифры следующие за буквами, означают соответственно массовую долю молибдена, ванадия и кобальта.
В обозначениях марок стали не указывают массовую долю: хрома — при любой массовой доле; молибдена — до 1 % включительно; ванадия — в стали марок Р18, Р9, Р6М5, Р9К5, Р6М5К5, Р9М4К8 и Р2АМ9К5; азота — в стали марок 11Р3АМ3Ф2 и Р2АМ9К5.
По требованию потребителя допускается изготовление стали марок Р6М5 и Р6М5Ф3 с легированием азотом (массовая доля азота 0,05–0,10 %). В этом случае наименование марок — Р6АМ5 и Р6АМ5Ф3.
* Состав указан по ТУ.
Быстрорежущие стали обозначаются буквами, соответствующими карбидообразующим и легирующим элементам: Р - вольфрам, М - молибден, Ф - ванадий, А - азот, К - кобальт, Т - титан, Ц - цирконий). За буквой следует цифра, обозначающая среднее массовое содержание элемента в процентах (содержание хрома около 4 процентов в обозначении марок не указывается).
Цифра, стоящая в начале обозначения стали, указывает содержание углерода в десятых долях процента (например, сталь 11Р3АМ3Ф2 содержит около 1,1 % С; 3 % W; 3 % Мо и 2 % V). Режущие свойства быстрорежущих сталей определяются объемом основных карбидообразующих элементов: вольфрама, молибдена, ванадия и легирующих элементов- кобальта, азота. Ванадий в связи с малым массовым содержанием (до 3 % ) обычно не учитывается, и режущие свойства сталей определяются, как правило, вольфрамовым эквивалентом, равным (W+2Mo)%. В прейскурантах на быстрорежущие стали выделяют три группы сталей: стали 1-й группы с вольфрамовым эквивалентом до 16 % без кобальта, стали 2-й группы- до 18 % и содержанием кобальта около 5 %, 2ста 0ли 3-й группы- до 20 % и содержанием кобальта 5-10 %. Соответственно, различаются и режущие свойства этих групп сталей.
1.3 Область применения быстрорежущих сталей
Область применения быстрорежущих сталей показана в таблице 1.2
Таблица 1.2 - Рекомендуемые области применения основных марок быстрорежущих сталей
Обрабатываемый материал |
Виды инструментов |
||||||||||||||||
Резцы |
Сверла |
Развертки, зенкеры |
Метчики, плашки |
Протяжки, прошивки |
Фрезы |
Зуборезный инструмент |
Ножовочные полотна, пилы |
||||||||||
Концевые, дисковые |
Насадные, торцевые |
||||||||||||||||
Углеродистые и низколегированные стали |
Р6М5Ф3 Р6М5К5*1 Р9К5 |
Р6М5 11РЗАМ3Ф2 Р6М5Ф3 Р12Ф3 |
Р6М5 Р6М5Ф3 Р6М5К5*1 |
Р6М5 11РЗАМ3Ф2 Р6М5Ф3 |
Р6М5Ф3 Р6М5 |
Р6М5 Р6М5Ф3*1 Р6М5К5 |
Р6М5 Р6М5Ф3 Р6М5К5*1 |
Р6М5 Р6М5Ф3 Р6М5К5*1 Р9М4К8*1 |
11Р3АМ3Ф2 Р6М5 Р9 |
||||||||
Высоколегированные конструкционные, нержавеющие и легированные улучшенные стали |
Р9К5 Р12Ф4К5 Р6М5К5 |
Р6М5Ф3 Р12Ф3 Р6М5К5 Р18 |
Р6М5Ф3 Р6М5К5 Р9М4К8 Р18 |
Р6М5 Р6М5Ф3 Р6М5К5 Р18 |
Р6М5Ф3 Р6М5К5 Р9К5 |
Р6М5К5 Р9М4К8 Р9К5 |
Р6М5К5 Р9К5 |
Р6М5К5 Р9М4К8 |
11Р3АМ3Ф2 Р6М5 Р9 |
||||||||
Жаропрочные стали и сплавы, высокопрочные стали |
Р18К5Ф2 Р12Ф4К5*2 Р6М5К5 В4М12К23 |
Р6М5К5 Р9М4К8 Р18К5Ф2 |
Р12Ф4К5 Р6М5К5 Р9К5 |
Р6М5Ф3 Р6М5К5 Р18 |
Р6М5Ф3 Р6М5К5 |
Р18К5Ф2 Р9М4К8 Р6М5К5 В11М7К23 |
Р18К5Ф2 Р12Ф4К5*2 Р6М5К5 В4М12К23 |
Р9М4К8 |
Р6М5К5 Р6М5 |
Примечание. Выделены наиболее предпочтительные марки стали.
*1 При работе на повышенных скоростях резания.
*2 Для инструментов простой формы.
Кроме стандартных, применяются и специальные быстрорежущие стали, содержащие, например, карбонитриды титана. Однако высокая твердость заготовок этих сталей, сложность механической обработки не способствующих широкому распространению. При обработке труднообрабатываемых материалов находят применение порошковые быстрорежущие стали Р6М5-П и Р6М5К5-П. Высокие режущие свойства этих сталей определяются особой мелкозернистой структурой, способствующей повышению прочности, уменьшению радиуса скругления режущей кромки, улучшенной обрабатываемости резанием и в особенности шлифованием. В настоящие время проходят промышленные испытания безвольфрамовые быстрорежущие стали с повышенным содержанием различных легирующих элементов, в том числе алюминия, малибдена, никеля и других
Один из существенных недостатков быстрорежущих сталей связан с карбидной неоднородностью, т.е. с неравномерным распределением карбидов по сечению заготовки, что приводит, в свою очередь, к неравномерной твердости режущего лезвия инструмента и его износа. Этот недостаток отсутствует у порошковых и мартенситно-стареющих (с содержанием углерода менее 0,03%) быстрорежущих сталей.
2 Развертки
Развертки предназначены для изготовления точных отверстий и обеспечивают высокое качество обработанной поверхности. Различают развертки машинные и ручные, а по форме обрабатываемого отверстия - цилиндрические и конические. Развертки имеют 6-16 зубьев, распределяемых по окружности, как правило, неравномерно, что обеспечивает более высокое качество обработанной поверхности. Развертки могут быть с цилиндрическим или коническим хвостовиком.
Развертки:
Рисунок 2.1
а) - ручная с цилиндрическим хвостовиком, б) - машинная цельная с коническим хвостовиком, в) - машинная цельная насадная, г) - машинная сборная со вставными ножами, оснащенными пластинами из твердого сплава
Ручная цельная развертка с цилиндрическим хвостовиком (смотри рисунок) состоит из рабочей части, шейки и хвостовика. Рабочая часть включает в себя направляющий конус с углом при вершине 90 градусов, режущую, калибрующую часть и обратный конус. Режущая часть выполняет основную работу резания. У ручных разверток длину режущей части делают значительно большей, чем у машинных. Угол режущей части развертки составляет 2φ. При обработке сквозных отверстий φ=0,5-1,5 градуса У ручных разверток, φ=12-15 градусов у машинных разверток и разверток, оснащенных пластинами из твердых сплавов, φ=30-45 градусов. При обработке глухих отверстий φ=45 градусов у ручных разверток, φ=60 градусов у машинных разверток и φ=75 градусов у твердосплавных разверток. Калибрующая часть служит для направления развертки при резании и калибровании отверстия. Обратный конус уменьшает трение развертки об обработанную поверхность и снижает величину разбивки отверстия. У ручных разверток диаметр около шейки меньше калибрующего на 0,005-0,008 мм, у машинных - на 0,04-0,08 мм. Передний угол γ=0 градусов у чистовых разверток из быстрорежущих сталей, γ=5-10 градусов у черновых разверток из быстрорежущих сталей и γ=0-5 градусов у твердосплавных разверток. Задний угол на режущей и калибрующей частях разверток γ=6-10 градусов.
Для уменьшения разбивки обрабатываемого отверстия развертку
рекомендуется закреплять в плавающем патроне.
При резании развертка снимает очень маленькие припуски: порядка 0,4-
0,6 мм. Поэтому сила резания невелика и зубья развертки испытывают весьма
малые нагрузки. Тепловыделения в зоне резания также незначительны. Однако,
применять СОЖ необходимо для уменьшения износа режущей и калибрующей частей
развертки.
Развертки работают с малыми толщинами среза и на относительно низких
скоростях резания, поэтому они изнашиваются в основном по задней
поверхности и уголку; захватывается при этом и ленточка. Развертка является
чистовым (отделочным) инструментом, а потому за критерий ее износа
принимается технологический износ. Максимально допустимая величина износа
по задней поверхности для разверток из инструментальных сталей h3 = 0,5-0,8
мм; для разверток с пластинками из твердых сплавов h3 = 0,4-0,7 мм.
При работе изношенной разверткой отверстие может быть меньше или
больше номинального размера развертки. Последнее объясняется тем, что зубья
развертки изнашиваются неравномерно. Мелкая стружка и металлическая пыль,
образующиеся при развертывании, заклиниваясь между стенкой отверстия и
изношенным в большей степени зубом, отжимают развертку на некоторую
величину. Противоположный зуб начинает срезать слой большей глубины,
увеличивая диаметр отверстия. Заклиненная мелкая стружка царапает при этом
обработанную поверхность, увеличивая ее шероховатость.
3 Шпоночные протяжки
Протягивание является одним из наиболее высокопроизводительных процессов обработки деталей резанием. Высокая производительность процесса протягивания объясняется тем, что одновременно находится в работе несколько зубьев инструмента с большой суммарной длиной режущих кромок.
Протяжка - многозубый инструмент, которому в отличие от резца, придается определенное движение подачи на глубину резания; у протяжки эта подача осуществляется в самой конструкции, так как каждый последующий зуб выше предыдущего. Движение резания прямолинейное.
Протяжки позволяют получать поверхности высокой точности (7-8 квалитет) и низкой шероховатости.
При правильной эксплуатации протяжки имеют высокую стойкость и долговечность. Однако протяжки - это сложный и дорогостоящий многолезвийный инструмент. Он узко специализирован для обработки одной или группы деталей с определенным контуром обрабатываемой поверхности, поэтому его применяют главным образом в массовом и крупносерийном производстве. В мелкосерийном производстве протяжки используют лишь тогда, когда другим способом нельзя получить необходимую точность обработанной поверхности детали, например, многошпоночных и многошлицевых отверстий. Другой случай рентабельного применения протяжек в мелкосерийном производстве, когда формы обрабатываемых поверхностей и их размеры нормализованы.
Для некоторых видов поверхностей, таких как эвольвентные, шлицевые, винтовые отверстия, протягивание является единственным методом их формообразования. Протягивание инструментами из быстрорежущей стали производится при сравнительно низких скоростях резания 3-8 м/мин, получаемых в результате поступательного или вращательного движения протяжки. Исключением является обработка деталей тел вращения, когда окружная скорость вращения деталей 25-35 м/мин.
Протяжка обычно закрепляется в ползуне станка и перемещается вместе с ним. При работе круглой протяжкой это перемещение осуществляется вдоль оси отверстия. Постепенно увеличивающиеся в размерах зубья протяжки срезают слои металла, увеличивая при этом размеры отверстия.
По конструкции протяжки бывают цельные и сборные. По схемам резания они различаются на одинарные (обычные) и групповые (протяжки переменного резания). Протяжки чаще всего делают комбинированными, выполняющими черновую и чистовую окончательную обработку. Однако в некоторых случаях протяжки изготовляют только с режущими или только с калибрующими зубьями. Первые удаляют основной припуск под протягивание. Вторые имеют несколько чистовых и калибрующих зубьев, которые окончательно обрабатывают отверстие.
Рисунок 3.1
Протяжка (рисунок 3.1) состоит из следующих частей:
Хвостовик, служит для закрепления протяжки в патроне станка.
Шейка, является вспомогательным элементом, связывающий хвостовик с направляющей и рабочей частями протяжки.
Переходный конус, облегчает направление детали или протяжки в момент входа направляющей части в отверстие.
Направляющая часть, служит для центрирования обрабатываемого отверстия относительно оси протяжки, а также исключает перекос детали на протяжке.
Режущая часть, является основной, которая срезает необходимый металл в заготовке.
Калибрующая часть, доводит поверхность обрабатываемой детали до нужной чистоты и размеров.
Задняя часть, служит для крепления суппорта станка.
Библиографический список
Иноземцев Г.Г. //Проектирование металлорежущих инструментов// Учеб. пособие для втузов по специальности « Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты». – М.: Машиностроение, 1984. – 272 с., ил.
Кожевников Д.В., Гречишников В.А., Кирсанов С.В., Кокарев в,и,, Схиртладзе А.Г. //Режущий инструмент// Учебник для вузов [Текст] / Под редакцией С.В. Кирсанова. – М.: Машиностроение, 2004. 512 с., ил.
Справочник конструктора-инструментальщика// Под общ. Редакцией В.И. Баранчикова. – М.: Машиностроение, 1994. – 560 с., ил. – (Библиотека конструктора)
Резание металлов и режущий инструмент. – В.А.Аршинов, Г.А.Алексеев. - М.: Машиностроение, 19
Похожие страницы:
Обработка стали. Материаловедение. Элементы теории термической обработки стали
Конспект >> Промышленность, производство... штампов для холодного деформирования используют быстрорежущие стали. Стали для штампов горячего деформирования. Такие ... Превращения в этих сталях при термообработке сходны с превращениями в быстрорежущих сталях. Штамповые стали часто подвергают азотированию ...Марки стали
Реферат >> Промышленность, производство... и в марках легированных сталей. Важнейшими компонентами быстрорежущих сталей являются вольфрам, молибден, хром и ванадий. Быстрорежущие стали в зависимости ...Получение структура свойства и маркировка высокопрочных и ковких чугунов и легированных сталей
Контрольная работа >> Промышленность, производство... легирующего элемента данных сталей – вольфрама (W), в целых процентах. Быстрорежущие стали содержат 0,7ч0,9 ... C, ~4% Cr, ~2% V, 18% W. P9K5 – 0,7-0,8%C, ~4% Cr, ~2% V, 9% W, 5% Co. Быстрорежущие стали обладают теплостойкостью – сохраняют высокую твердость ...Инструментальные стали и сплавы
Реферат >> Промышленность, производство... это содержание больше 1...2%. В состав всех быстрорежущих сталей непременно входят углерод (0,8...1,25%), хром ... в марке не указывается. Фазовый состав быстрорежущих сталей в отожженном состоянии представлен легированным ферритом ...Углеродистые и легированные стали
Реферат >> Промышленность, производство... высокой скоростью резания). Благодаря применению быстрорежущей стали повышается стойкость инструмента и увеличивается производительность ... (1-2%), хром (не менее 4%). Кроме того, в быстрорежущей стали могут находиться молибден, кобальт и в небольшом ...