Чем точить каленую сталь
Обновлено: 24.04.2024
Точение закаленных сталей производится твердосплавными резцами различных марок; влияние марок твердого сплава на скорость резания видно из поправочных коэффициентов, указанных в нижеприводимой таблице скоростей резания при обтачивании закаленных сталей. [1]
При точении закаленной стали твердосплавными резцами, когда возникают особенно высокие напряжения alt нарост образуется на столь короткие промежутки времени, что износ по всей передней поверхности начинается от самой режущей кромки, а не на некотором расстоянии от нее, и протекает не в форме лунки, а в форме уступа. [2]
При точении закаленной стали с повышением температуры резания до оптимальной повышается величина отношения твердости материала резца и обрабатываемого материала в зоне резания. Дальнейшее повышение температуры резания приводит к некоторому снижению указанного отношения. Максимум отношения контактных твердостей и минимум интенсивности износа резца наблюдаются при одной и той же оптимальной температуре резания. [3]
Эштье), при точении закаленных сталей и при обработке прерывистых поверхностей, когда резец подвергается ударам. [5]
Резцы, оснащенные гексанитом - Р, способны работать в условиях ударных нагрузок при точении закаленных сталей и других марок материалов; обеспечивают повышение производительности обработки по сравнению со шлифованием в 2 - 5 раз и в 2 - 10 раз по сравнению с вольфрамсодержащими твердыми сплавами на операциях получистового и чистового точения. [6]
В работе [28] устанавливается, что для токарных резцов, оснащенных твердыми сплавами, при обработке сталей величина допустимого износа А3 составляет 0 8 - 1 0 мм; для резцов с керамическими пластинками 0 8 - 0 9 мм для незакаленных сталей и 0 5 - 0 6 мм при точении закаленных сталей . [7]
Опыт токарей-скоростников, а также исследования наших ученых показали, что резцы с отрицательным передним углом следует применять при скоростном точении и растачивании твердой стали, у которой а 80 кГ / мм2, при скоростном резании стальных деталей по окалине и корке ( штамповка, поковки и литье), при точении закаленных сталей . [9]
Однако из сказанного не следует делать вывода, что применение резцов с отрицательным передним углом целесообразно во всех случаях скоростного резания. Опыт лучших токарей-скоростников, а также исследования наших ученых показали, что резцы с отрицательным передним углом следует применять только при скоростном точении и растачивании твердой стали ( зь 80 кг / мм2), при скоростной обработке стальных деталей по окалине и корке ( штамповки, поковки и литье), при точении закаленных сталей и при обработке прерывистых поверхностей, когда резец подвергается ударам. Резец, имеющий положительный передний угол, воспринимает удар вершиной ( фиг. [10]
При точении закаленных сталей скорости резания до 150л / лин. Чистовая, получистовая и чистовая с малым сечением среза ( типа алмазной) обработка серого чугуна, цементованных и закаленных углеродистых и легированных сталей и весьма твердых чугунов. [11]
Кубический нитрид бора имеет такую же, как алмаз, кристаллическую решетку и близкие с ним свойства. По твердости ( 9000 HV) он не уступает алмазу, но превосходит его по теплостойкости ( 1200 С) и химической инертности. При этом высокоскоростное точение закаленных сталей может заменить шлифование, сокращая в 2 - 3 раза время обработки и обеспечивая низкую шероховатость поверхности. [12]
Износ контактных поверхностей при низких температурах резания, не оказывающих влияния на скорость износа, происходит в основном путем последовательного отрыва частиц инструментального материала в результате усталостного разрушения под действием многократного адгезионного воздействия обрабатываемого металла. Скорость этого так называемого усталостного износа зависит главным образом от величины сил адгезии на изнашиваемых поверхностях и частоты адгезионных воздействий. Например, в случае точения закаленной стали марки 9Х твердостью ЯС 53 со скоростью резания 0 14 м / сек быстрорежущими резцами уменьшение толщины среза до величины менее 0 02 мм уменьшает устойчивость нароста и резко увеличивает износ по задним поверхностям. В случае обработки стали марки 9Х твердостью HRC4Q, когда нарост более устойчив, в аналогичных условиях при изменении толщины среза износ не возрастает. [13]
Мивералокерамические инструментальные материалы обладают высокой твердостью ( HRA 90 - 94), теплостойкостью до 1200 С и износостойкостью и в ряде случаев значительно превосходят по стойкости и производительности твердые сплавы. Их основой является глинозем ( А1аО3), в состав которого иногда входят такие металлы, как вольфрам, титан, молибден, тантал, хром или их карбиды. Главными недостатками режущей керамики являются ее высокая хрупкость, низкая ударная вязкость ( ак0 5-т-ч - 1 2 Н - м / см2) и плохая сопротивляемость циклическим изменениям тепловой нагрузки. Они используются при получистовой и чистовой обточке и расточке деталей из высокопрочных и отбеленных чугунов, закаленных и труднообрабатываемых сталей, некоторых цветных металлов и их сплавов, а также неметаллических материалов с высокими скоростями резания без применения СОЖ, в условиях резания без толчков и ударов. Высокая теплостойкость режущей минералокерамики ( 1200 С) позволяет применять скорости резания, значительно превышающие скорости резания твердосплавным инструментом, что является ее основным достоинством. Так, при точении закаленных сталей ( HRC 50 - 63) допустимая скорость резания 75 - 300 м / мин, а при точении отбеленного чугуна ( HRC 50 - 54) - 60 - 180 м / мин. Режущая керамика пассивна к адгезионно-диффузионному взаимодействию со сталью и отбеленным чугуном. В настоящее время наибольшее применение получила режущая керамика оксидного и оксидно-карбидного типов. [14]
Какой резец возьмет подшипник
Иногда возникает необходимость проточить наружное кольцо подшипника по диаметру или торцу. Учитывая высокую твердость подшипниковой стали, какой резец следует выбрать для осуществления данной операции на токарном станке?
Немного теории…
После закалки и последующего низкотемпературного отпуска твердость подшипниковой стали должна быть не менее HRC 62. При этом она содержит примерно 1% углерода и 1,5% хрома, что обеспечивает качество закалки подшипниковых сталей по всему объему изделия.
Закалка данного металла производится при температуре 830оС в масле с последующим отпуском в течение не менее двух часов при температуре 160 градусов Цельсия.
Понятно, что не всяким инструментом удастся обработать подшипниковую сталь с вышеприведенными характеристиками. Например, твердость инструментальных сталей марки Р6М5К5, Р9, Р9М4К8, Р18 составляет не более HRC 59, а марки У7, У8, У10, У12, Р6 в зависимости от режима отпуска после закалки колеблется в пределах от HRC 59 до HRC 63.
Тестирование резцов
Учитывая, что некоторые инструментальные стали, обладая меньшей или сопоставимой твердостью, явно не годятся для обработки подшипников, попытаемся использовать для этих целей два резца: из стали марки Т15К6 и со вставкой из эльбора (другие названия: боразон, кубонит, кингсонгит, киборит).
Чтобы стандартно заточенный резец точнее установить в резцедержателе, «проторцуем» его основание и закрепим в патроне станка подшипниковое кольцо как можно точнее по перекосу.
Попытаемся обработать торец кольца на скорости 315 об/мин в несколько проходов с минимальной толщиной снятия стружки и без применения смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ).
Визуально качество обработки выглядит достаточно неплохо, но резец при этом затупился и требует новой заточки.
Для второго раза при заточке резца главный угол выполняем отрицательным, применяем СОЖ и скорость вращения патрона уменьшаем с 315 до 250 об/мин. Также используем, как и в первый раз, минимальную подачу.
Поверхность обработки на первый взгляд выглядит вполне гладкой, но резец вновь вышел из строя и при этом не просто затупился, а произошел скол режущей кромки пластины.
Будем обрабатывать внутреннюю и боковую поверхности подшипникового кольца, используя несколько проходов.
Обработанные эльбором поверхности выглядят очень качественно, а сама вставка совершенно не пострадала, хотя на металле, обрамляющего его, кое-где видны сколы и щербинки.
Попробуем после третьей переточки использовать резец Т15К6 на малой скорости, равной 115 об/мин, поскольку диаметр подшипникового кольца все-таки составляет 105 мм. Но уже в самом начале проточки пластина резца получила повреждение – скол и операцию пришлось прекратить.
Выводы
Если только нам не попался бракованный резец Т15К6, то он явно не годится для обработки подшипниковых сталей ни при каких условиях резки.
Другое дело резец с вставкой из эльбора. Он обеспечил качество обработки и при этом нисколько не пострадал.
Смотрите видео
Как закалить ручной инструмент в домашних условиях
Иногда после покупки ручного инструмента выясняется, что он низкого качества из-за огрехов в закалке еще на заводе. Рассмотрим способ термической обработки отверток, долот, сверл, ножей и т. д. в домашних условиях.
Но следует учесть, что закалка приводит наряду с упрочнением металла, к повышению его хрупкости.
Вот отвертка с отломанным кончиком. Это произошло либо от большого крутящего усилия, приложенного к ней, либо от неправильной закалки, что вызвало повышенную хрупкость металла.
Посмотрим, как правильно закаливать сталь, чтобы она стала прочной и не слишком хрупкой, и быть уверенным в этом. При этом такие инструменты, как долота, стамески и т. д. должны еще иметь острую рабочую кромку.
Понадобится
- емкость с водой;
- газовая горелка;
- механический наждачный круг;
- напильник;
- наждачная бумага с зернистостью 220;
- магнит.
Воду для охлаждения стали после нагрева часто заменяют различными маслами и солевыми составами. А магнитом будем проверять, наряду с изменяющимся при нагревании стали цветом, достаточную температуру закалки, т. к. при ее достижении раскаленный металл теряет магнитные свойства.
То есть конкретный цвет и отсутствие намагниченности являются верными признаками окончания нагрева стали и ее охлаждения в воде.
Закалка отвертки своими руками
Для закалки отвертки вначале напильником и точильным камнем формируем новый конец, т. к. после закалки сталь упрочниться настолько, что напильник просто будет скользить по ней, не срезая металл.
Если же повреждение жала отвертки небольшое, то можно обойтись без закалки. Достаточно ее обработать на точильном круге не более двух секунд и тут же охладить в холодной воде.
Газовой горелкой нагреваем конец отвертки с заново сформированным жалом. Видно, как при нагревании изменяется его цвет, что важно для закалки. Также проверим готовность инструмента к закалке магнитом. Он перестает притягиваться к металлу, когда температура достигает 760 градусов Цельсия, и его нужно быстро охлаждать.
Это нужно для процесса отпуска, чтобы наблюдать за температурой по цветам побежалости, которые принимают окислы, и вовремя охладить отвертку.
Для нагрева инструмента без пластиковой ручки до 260 градусов Цельсия можем воспользоваться электропечью, поместив его туда на 20 минут. Затем, ухватив пассатижами, опустить в воду.
Под действием пламени газовой горелки цвет отвертки меняется от светло-желтого через другие и становится фиолетовым, затем темно-синим, достигая кончика отвертки. Этот цвет становится сигналом прекращения нагрева и охлаждения отвертки в воде.
Читайте также: