Инструментальные материалы для фрез

При изготовлении фрез для обработки металлов применяется широкая номенклатура инструментальных материалов, которые подразделяются на следующие основные классы: быстрорежущие стали, твердые сплавы, минералокерамика, сверхтвердые материалы (алмазы и композиты). Свойства перечисленных инструментальных материалов по двум важнейшим показателям (теплостойкости, пределу стойкости) сведены в табл. 3.1. В табл. 3.2 приведены сведения о свойствах наиболее распространенных марок быстрорежущих сталей (БС), применяемых для изготовления фрез.

Таблица 3.1. Свойства инструментальных материалов Инструментальный материал Теплостойкость, о С Предел прочности при изгибе σи, МПа Быстрорежущие стали 600…650 2050…3400 Твердые сплавы 800…900 900…2000 Минералокерамика 1100…1200 325…700 Алмазы 700…800 210…400 Композиты 1300…1500 400…1500

Таблица 3.2. Характерные показатели прочности, твердости и теплостойкости Группа (стандарт ИСО 4957-80) Марка (ГОСТ 19265-73) σи, МПа HRС Теплостойкость, о С, при твердости 59 HRC Базовая Р6М5 3000…4000 63…66 650 Р18 2600…3200 62…65 620 С увеличенным содержанием кремния Р6М5Ф3 2000…3200 64…66 630 Содержащая кобальт Р6М5К5 2400…3000 64…66 630 Р9М4К8 2000…2700 64…67 630

Базовая группа БС предназначена для обработки конструкционных сталей с твердостью до 280 НВ. Сталь Р6М5Ф3 применяется с целью повышения стойкости инструмента. Применение стали Р6М5К5 обеспечивает рост скорости резания (по сравнению с базовой группой) на 20%, или увеличивает количество периодов стойкости инструмента в 1,5…3 раза. Сталь Р9М4К8 обладает повышенной износостойкостью по сравнению со сталью Р6М5К5. Основными изготовителями российских марок твердого сплава (ТС) являются: ОАО «Кировградский завод твердых сплавов» (КЗТС), ГУП «Всероссийский научно-исследовательский и проектный институт тугоплавких металлов и твердых сплавов» (ВНИИТС) и ОАО « Московский комбинат твердых сплавов» (Сандвик-МКТС). Российские марки ТС группы Р без покрытия приведены в табл. 3.3. В табл. 3.4 приведены российские марки ТС с покрытиями предназначенные для выполнения фрезерных работ.

Таблица 3.3. Российские марки ТС без покрытия Основная группа применения КЗТС ВНИИТС Сандвик- МКТС Р01 Т30К4 ВТ 100 МР 1 Р10 Т15К6 ВТ 110 МР 1 Р20 Т14К8 ВТ 120 МР 2 Р25 ТТ20К9 ВТ 120 МР 3 Р30 Т5К10, ТТ10К8-Б ВТ 130, ВТ 141 МР 3 Р40 ТТ7К12 ВТ 142 МР 4 Таблица 3.4. ТС с покрытиями для фрезерных работ Основная группа применения КЗТС ВНИИТС Сандвик- МКТС Р01 — — — Р10 — НС Р20 — Р15 ВМ 2226 НС Р20 СМ 25 Р20 ВМ 2226 НС Р20 СМ 25 Р25 ВМ 2226 НС Р30 СМ 25 Р30 ВМ 1416 НС Р30 СМ 25 Р40 ВМ 1416 НСР 30С СМ 45 Р50 — — СМ45

Рекомендации по применению марки ТС являются ориентировочными и применительно к конкретным операциям требуют уточнения. Наиболее общими рекомендациями применения ТС являются следующие: группы РО1 предназначены для различного вида точения; ТС группы 25 обладают повышенным сопротивлением циклическим, динамическим и тепловым нагрузкам при фрезеровании; группа Р30 предназначена для черновой обработки стальных деталей; группа Р40 предназначена для нагруженной черновой обработки по загрязненной литейной корке, сварным швам при больших неравномерных припусках и т.п. В табл. 3.5 – 3.10 сведены параметры напайных ТС, используемых для различных типов фрез.

Таблица 3.5. ТС пластины для обработки пазов типа «ласточкин хвост». Гост 25404-90. Размеры в мм Обозначение l b s α, о ГОСТ Тип 15, левая 15040 16 10 4,0 15 Тип 15, правая 15030 16 10 4,0 15

Таблица 3.6. ТС пластины для торцовых фрез. ГОСТ 25408-90 (мм) Обозначение l b s r α, о ГОСТ Тип 20, левая 20100 25 20 4,0 20,0 15 Тип 20, правая 20050 15 12 3,0 12,5 15 20090 25 20 4,0 20,0

*Размеры для пресс-форм **Размер для справок

*Размеры для пресс-форм

Сменные ТС режущие пластины с износостойкими покрытиями обеспечивают повышение скорости резания на 20…40%. Они подразделяются на сменные многогранные пластины неперетачиваемые (СМП) и сменные многогранные перетачиваемые пластины (СПП). Наиболее распространенные формы СМП и области их применения приведены в табл. 3.11.

Керамика предназначена для обработки ковких чугунов и отожженных конструкционных и инструментальных сталей. Основные марки керамики и области их применения приведены в табл. 3.12.

Таблица 3.12. Основные отечественные марки керамики и области их применения Марка Состав Область применения ВО-100 Al2O3+оксиды Высокоскоростное чистовое точение чугуна и стали в состоянии поставки без СОТС ВОК-200 Al2O3+TiC Чистовая и получистовая обработка углеродистых и легированных сталей, серых ковких чугунов, графита без СОТС или при обильном охлаждении. ВОКС-300 Слоистый керамический материал на твердой подложке Чистовая и получистовая токарная обработка углеродистых, легированных, закаленных сталей и различных чугунов, в том числе и при неравномерных припусках и ударов от абразивных включений. ТВИН-200 Si3N4+оксиды Черновое, получистовое и чистовое точение и фрезерование чугунов; обработка сплавов на основе кобальта и никеля. ТВИН-400 Al2O3+SiCw Обработка никелевых сплавов, закаленных высоколегированных и быстрорежущих сталей и чугунов твердостью более 250 НВ. ОНТ-20 Al2O3+TiN Обработка закаленной стали, отбеленных чугунов, цветных металлов на основе меди, сплавов на основе никеля. У с л о в н о е о б о з н а ч е н и е: — нитевидные монокристаллы карбита кремния.

В табл. 3.13. приведены рекомендуемые режимы резания при обработке стали и чугуна режущим инструментом из керамике при торцовом фрезеровании.

Таблица 3.13. Режимы резания при торцовом фрезеровании инструментом из керамики Обрабатываемый материал Режимы резания V, м/мин So , мм/об t, мм Сталь: 150…250 НВ 300…700 0,02…0,2 0,2…2,0 25…40 HRC 200…500 0,02…0,15 0,2…2,0 40… 50 HRC 100…300 0,02…0,15 0,2…1,5 50…60 HRC 60…120 0,01…0,1 0,1…1,0 60…70 HRC — — — Чугун: 120…240 НВ 300…600 0,02…0,25 0,2…3,0 240…400 НВ 150…300 0,02…0,2 0,2…3,0 400…600 НВ 50…100 0,01…0,1 0,2…1,5

Поликристаллические СТМ используются в качестве лезвийного инструмента, которые подразделяются на поликристаллы алмаза (ПКА) и поликристаллы нитрида бора (ПКНБ). Фрагменты СТМ запаиваются в вершину корпуса стандартных ТС. Основные марки СТМ на основе ПКНБ представлены в табл. 3.14, а режимы резания с использованием ПКНБ – в табл. 3.15.