Инструментальные материалы для изготовления 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, ^оС	Предел прочности при изгибе σ_и, 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)	σ_и, МПа	HRС	Теплостойкость, ^оС, при твердости 59 HRC
Базовая	Р6М5	3000…4000	63…66	650
Базовая	Р18	2600…3200	62…65	620
С увеличенным содержанием кремния	Р6М5Ф3	2000…3200	64…66	630
Содержащая кобальт	Р6М5К5	2400…3000	64…66	630
Содержащая кобальт	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

*Таблица 3.7.* ТС пластины для концевых и шпоночных фрез. ГОСТ 25400-90, (мм)
Размеры для пресс-форм *Размер для справок
Обозначение	l	b	s	r	h^+0,4	е
ГОСТ	l	b	s	r	h^+0,4	е
Тип 21
21350	14	8,0	3,0	25,0	5,0	2,1
21250	20	6,0	3,5	10,0	—	10,8
21470	25	8,0	3,0	32,0	3,0	8,0

*Таблица 3.8*. ТС пластины для дисковых, концевых фрез и торцово-цилин-
дрических фрез для агрегатных станков. ГОСТ 25409-90, (мм)
*Размеры для пресс-форм
Обозначение	l	b	s	α,^о
ГОСТ
Тип 24
24270	20	10	4,0	20
24790	25
24550	28	14
24650	40		5,0
24650	45

*Таблица 3.9.* ТС пластины для угловых фрез. ГОСТ 25411-90, (мм)
*Размеры для пресс-форм
Обозначение	l	b	s
ГОСТ	l	b	s
Тип 31
31010	13	12,5	2,5
31030	15	14,5	3,0
31050	18	17,5	3,0
31070	20	19,5	3,5
31090	25	24,5	4,0

*Таблица 3.10.* ТС пластины для торцовых фрез. ГОСТ 25423-90, (мм)
*Размеры для пресс-форм
Обозначение	l	b	s	r	с
ГОСТ
Тип 49
49010	15	12	3,0	12,5	3
49070	20	16	3,5	16,0	8

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.

*Таблица 3.11.* Формы СМП и области их применения. Гост 19042-80

Пластины				Обтачивание, фрезерование											Растачивание
№	Обозначение	Число лезвий		Сталь									Чугун		Чистовое	Черновое и чистовое
				конструкц.							корроз.
				Н		П			Н			П	Н	П	Н	П
Передняя поверхность плоская, пластина без заднего угла
1	TNUN	6		2		—		2				1	4	2	5	2
2	SNUN	8		3		1								3		1
3	CNUN	4														2
4	PNUN	10				2							5	4	4	—
5	RNUN	—		2		3		—					3	3	3
13	TNUA	6		1		2						—	4		—	1
7	WNUA															—
8	SNUA	8											5	4
9	CNUA	4														1
14	DNMA			—		—							4	3	1	2
10	PNUA	10		1		2							5	5		—
11	HNUA	12
12	RNMA	—		—		1							2	3
Передняя поверхность плоская, пластина с задним углом
1	TPUN		3		1		—			2		—	4	3	3	4
2	SPUN		4		2		1					1	5	4	4
Передняя поверхность фасонная
1	TPGR		3		2		1			3		2	4	3	5	5
2	SPGR		4		3		2			4		3	5	4
2	SPMG				5		5			2			4		1	—
4	PPMG		5												2
6	HPMG		6												3
15	KNUX		2		4		3			5		4				2
13	TNUG		3		3		2			3		2	3	2		3
13	TNMG		6		2		1			2		1	2	1	4
8	SNYM		4		4		3			4		3	4	3	2	2
8	SNMG		8		3		2			3		2	3	2	3
9	CNUM		2		4		3			4		3	4	3	2
9	CNMG		4		2		1			2		1	3	2		3
14	DNMM		2
14	DNMG		4		1		—			1		—	2	1	4	4
10	PNUM		5		5		4			3		4	4	4	3	—
11	HNUM		6							2		3			4
12	RNUM		—				5						3	3
16	TCMM		3		1		—					—	1	—	3	4
17	SCMM		4		2		1					1	2	1	4	5
18	CCMM		2
19	DCMM				1		—			1		—	1	—	2
20	RCMM		—		2		1			2		1	—		4	4
П р и м е ч а н и е: Н – непрерывное резание; П – прерывистое резание.

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+SiC_w	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
Обрабатываемый материал	V, м/мин	S_o, 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.

Таблица 3.14. Отечественные марки СТМ на основе ПКНБ
Марка	Состав	Размер зерна, мкм	Область применения
Композит 01	98% сВN	—	Чистовая обработка закаленных сталей и чугунов
Петбор (композит 03)	сВN+ керамическая связка	5…7	Обработка (непрерывная и прерывистая) закаленных сталей, отбеленных и серых чугунов, высокотвердых наплавленных материалов
КП3	сВN+ керамическая связка	среднее	Обработка с ударами закаленных сталей, отбеленных и серых чугунов, высокотвердых наплавленных материалов
СКИМ-ПК	сВN	—	Токарная и фрезерная обработка закаленных сталей; обработка серого, высокопрочного и ковкого чугуна, силумина, стеклопластика
Киборит	84% сВN+AlN	2…4	Непрерывное и прерывистое резание труднообрабатываемых термообработанных сталей и сплавов, чугунов, высокотвердых наплавленных материалов
Композит 10	40…60% сВN+wВN	0,04…0,06 (wBN)	Непрерывное и прерывистое резание труднообрабатываемых термообработанных сталей и сплавов, чугунов, высокотвердых наплавленных материалов
О б о з н а ч е н и я: сBN – кубический нитрид бора; wBN — вюрцтитный нитрид бора; — AlN – нитрид алюминия.

*Таблица 3.15.* Режимы резания при торцовом фрезеровании с использованием СТМ марки ПКНБ
Обрабатываемый материал	Режимы резания
Обрабатываемый материал	V, м/мин	S_o, мм/об	t, мм
Сталь: 40… 50 HRC	200…400	0,02…0,2	0,2…2,0
50…60 HRC	120…200	0,01…0,15	0,2…1,5
60…70 HRC	80…140	0,01…0,1	0,1…1,0
Чугун: 120…240 НВ	800…3000	0,02…0,25	0,2…4,0
240…400 НВ	400…1000	0,02…0,2	0,2…3,0
400…600 НВ	200…500	0,01…0,15	0,1…2,0

Инструментальные материалы для фрез

Добавить комментарий