Требования к инструментальным материалам

Способность инструментов обрабатывать материалы резанием в течение заданного времени с обусловленными точностью и качеством определяются свойствами инструментальных материалов, образующих режущее лезвие. Поэтому на производительность процесса резания и интенсивность износа инструмента решающее влияние оказывают режущие свойства материала инструмента.

Инструментальные материалы в конструкциях инструментов должны обладать основными свойствами – прочностью и износостойкостью.

Прочность обеспечивает сохранение формы лезвий при сильном нагружении в процессе резания. Разрушение лезвий может быть хрупким, а при высоких температурах нагрева – и пластическим. В первом случае имеют место осыпания, выкрашивания и сколы, во втором – пластическое течение с последующим срезом малых объемов инструментального материала.

Износостойкость характеризует сопротивление инструментального материала абразивному изнашиванию лезвий. Абразивное изнашивание заключается в разрушающем действии твердых частиц при относительном перемещении контактных поверхностей заготовки и инструмента, а также в скалывании образующихся при износе инструмента микронеровностей. Изнашиванию способствуют структурные изменения инструментального материала и снижение твердости при нагреве в процессе резания.

Оценивают износостойкость по отношению работы сил трения к массе продуктов износа или же по интенсивности изнашивания, то есть отношению массы продуктов износа к пути резания.

Разрушение и абразивное изнашивание зависят от ряда, в том числе вышеупомянутых свойств, взаимодействующих при резании материалов.

Важное свойство инструментального материала – теплостойкость. Она характеризуется сопротивлением снижению твердости при нагреве, сопротивлением термическим ударам, диффузионной стойкостью и окалиностойкостью.

Падение твердости при нагреве связано с нарушением межатомных связей в инструментальном материале. Восстановление таких связей при охлаждении ведет к образованию вторичной твердости на уровне твердости до нагрева. Сопротивление термическим ударам обусловлено достаточной пластичностью и малым термическим расширением инструментального материала, препятствующим развитию внутренних трещин – концентраторов напряжений.

Снижению тепловой нагруженности лезвий способствует такое свойство, как теплопроводность инструментального материала, обеспечивающая отток теплоты из зоны резания через инструмент.

Тепловыделение при резании зависит не только от работы стружкообразования, но и от трения по контактным поверхностям.

Поэтому рассматривают такую характеристику, как коэффициент трения на передней и задней поверхностях инструмента, влияющую к тому же на нагруженность лезвий. Его величина зависит от физико-механических свойств, сродства взаимодействующих материалов, температуры резания, шероховатости поверхности инструмента и смазочно-охлаждающих технических средств (СОТС).

 

Учебное пособие «Резание материалов» В.Л. Вейц, В.В. Максаров, А.Г. Схиртладзе

Обновлено: 22.03.2019 — 10:20

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *