«Т ЕХНОЛОГИИ И НСТРУМЕНТАЛЬНОГО П РОИЗВОДСТВА » Куприянова О.П.

Презентация:



Advertisements
Похожие презентации
ЗАО «НОВЫЕ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ РЕШЕНИЯ» Передовые решения для обработки монолитным твердосплавным инструментом.
Advertisements

Шлифование Особенность операции в том, что может перемещаться инструмент относительно закрепленной детали и наоборот.
Технология создания изделий из металлов Элементы машиноведения 7 класс.
Мероприятия по уменьшению напряжении и деформаций при сварке Ю.А.Дементьев Краевое государственное образовательное учреждение начального профессионального.
Выполнила : Екимова Владислава Школа 1 Г. Славянск.
Термическая обработка Термической обработкой называется совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения твердых металлических сплавов с целью получения.
Структура и механические свойства системы твердый сплав-покрытие после химико-термической обработки Жилко Любовь Владимировна студентка 5-го курса Физического.
Институт Физики Высоких Технологий Беннер А. Я Студент группы 4 А 51.
Режущие инструменты Выполнил: Қалихан Ерболат магистрант ММс-12 н Проверил: Мусина Ж.К. Павлодарский Государственный Университет им.С.М. Торайгырова г.Павлодар.
Отжиг. Виды отжига. Отжиг термическая обработка материалов, заключающаяся в нагреве до определенной температуры, выдержке и медленном охлаждении. Цель.
Основными материалами, применяемыми в машиностроении при изготовлении деталей, узлов машин и различных металлических конструкций, являются металлы и сплавы.
МЕТОДЫ УПРОЧНЯЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ И ДЕТАЛЕЙ МАШИН Выполнила : Ученица 11- Б класса ОШ 1 г. Славянска Шавлак Валентина.
Подготовил: Мишин П.Е. Проверила : Презентация По материаловедению.
Резьбу, как правило, получают нарезанием или накатыванием и в очень редких случаях электрохимической и электрофизической обработкой, литьем и прессованием.
Институт производственных инновационных технологий СГАУ Основные направления деятельности: Инновационное развитие специальностей; Удовлетворение предприятий.
Лекция 5 Термическая обработка сплавов Термической обработкой называется совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения твердых металлических сплавов.
ФРЕЗЕРОВАНИЕ КРИВОЛИНЕЙНЫХ И ФАСОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ.
Кристаллизации металлов. Методы исследования металлов.
Основными материалами, применяемыми в машиностроении при изготовлении деталей, узлов машин и различных металлических конструкций, являются металлы и сплавы.
Работа Подгорного Ю. Курсовая работа. Обработка металлов.
Транксрипт:

«Т ЕХНОЛОГИИ И НСТРУМЕНТАЛЬНОГО П РОИЗВОДСТВА » Куприянова О.П.

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Раздел 1. Основные направления совершенствования режущих инструментов. Тема1.1 Методы модификации рабочих поверхностей режущих инструментов. Методы модификации рабочих поверхностей режущих инструментов. Тема 1.2 Нанесение покрытий на рабочие поверхности режущих инструментов.Нанесение покрытий на рабочие поверхности режущих инструментов. Тема 1.3 Легирование рабочих поверхностей режущих инструментов.Легирование рабочих поверхностей режущих инструментов. Раздел 2. Выбор материала заготовок для металлорежущего инструмента и методы их обработки. Тема 2.1 Материал и методы получения заготовок для режущего инструмента.Материал и методы получения заготовок для режущего инструмента. Тема 2.2 Выбор технологических баз и последовательности обработки хвостового, насадного и плоского инструмента. Раздел 3. Виды механической обработки. Тема 3.1 Обработка базовых поверхностей, стружечных канавок, фасонных поверхностей. Тема 3.2 Образование рифлений на ножах и в пазах корпусов сборных инструментов. Фрезерование стружечных канавок. Тема 3.3 Затылование зубьев инструментов. Тема 3.4 Шлифование конусов и отверстий, вышлифовывание стружечных канавок, шлифование фасонных поверхностей. Раздел 4. Термическая обработка. Тема 4.1 Отжиг, закалка, Охлаждение. Тема 4.2 Нагревательное оборудование для термической обработки. Обеспечение качества термической обработки. Раздел 5. Разработка технологических процессов изготовления инструментов. Тема 5.1Технология изготовления стержневого инструмента (сверла, зенкера, протяжки, сверла из твердого сплава). Тема 5.2 Технология изготовления насадного инструмента (развертки, червячные фрезы). Тема 5.3 Технология изготовления дискового инструмента (зуборезные долбяки, трехсторонние фрезы, торцовые насадные фрезы). Тема 5.4 Технология изготовления плоского инструмента. 2

Р АЗДЕЛ 1. О СНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ. С момента появления машинного производства работы по совершенствованию режущих инструментов во всем мире ведутся во все возрастающих объемах. Об этом говорят тысячи патентов на новые конструкции инструментов, новые экспонаты на ежегодных международных и национальных выставках. В этой области постоянно работают коллективы научно-исследовательских институтов и лабораторий, конструкторских бюро многочисленных фирм и производственных предприятий. Работы по совершенствованию режущих инструментов тесно взаимосвязаны с развитием станкостроения, которое ставит задачи по созданию новых конструкций режущих инструментов. В свою очередь, появление новых режущих материалов и новых типов режущих инструментов приводит к постоянному совершенствованию и обновлению станочного парка. Основными целями этих работ являются: повышение произво­дительности обработки; обеспечение все возрастающих требований к точности и качеству поверхностей изготавливаемых деталей; повышение экономической эффективности применения новых режущих инструментов. 3

Повышение производительности обработки Применение прогрессивных инструментальных материалов и методов модификации поверхностей режущих инструментов Оптимизация геометрических параметров Увеличение длины активной части режущих кромок Эффективное использование СОТС Повышение жесткости и виброустойчивости Использование СМП Повышение экономической эффективности применения новых режущих инструментов Экономное использование инструментальных материалов Снижение затрат на режущие материалы и СОТС (сверхскоростное резание, ММS- технологии) Использование более совершенной технологии изготовления режущих инструментов Снижение затрат на эксплуатацию режущих инструментов Пути совершенствования режущих инструментов Повышение точности и качества поверхности Повышение точности исполнительных размеров Использование новых комбинированных методов обработки Совершенствование кинематики формообразования Снижение погрешностей базирования инструмента относительно заготовки 4

Т ЕМА 1.1 М ЕТОДЫ МОДИФИКАЦИИ РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ. эффективности(выходных параметров) процесса резания. Улучшение выходных параметров процесса резания является следствием изменения функциональных и физических параметров процесса резания, которое в свою очередь является следствием изменения физико-механических и кристаллохимических свойств поверхности и поверхностного слоя инструмента, происходящего в результате применения того или иного метода. По своей сути методы, использующиеся для модификации рабочих поверхностей режущих инструментов, имеют существенные различия в применяемых источниках энергии, рабочих средах и т.д. Однако, несмотря на это, эффекты, которые могут быть достигнуты при их применении, имеют существенные сходства и связаны они с улучшением наиболее важных показателей 5

Повышению стойкости режущих инструментов способствует эффективное использование различных Смазочно-Охлаждающие Технологические Средства (СОТС). Они обеспечивают снижение температуры резания, повышение качества обработанной поверхности и получение транспортабельной формы стружки. В качестве СОТС используются обычно различные смазочно- охлаждающие жидкости (СОЖ), аэрозоли, сжатый воздух и др. Как показали эксперименты, эффективность снижения температуры резания возрастает с увеличением скорости протекания через зону резания СОТС, подаваемой в виде жидкостей, а также в виде аэрозолей (охлаждение «туманом»). 6

К числу весьма производительных инструментов, разработанных по этому направлению, относятся: многолезвийные инструменты, комбинированные инструменты, многорезцовые инструментальные головки и др. Существенный рост производительности обеспечивает увеличение длины активной части режущих кромок, т.е. режущих кромок, одновременно снимающих стружку. Этот экстенсивный путь, не требующий больших капитальных затрат, дает значительную экономию вспомогательного времени за счет совмещения операций. 7

К ЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ МОДИФИКАЦИИ РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ. химическим осаждением (CVD) физическим осаждением (PVD) электролитически м способом газотермическим напылением наплавкой плакированием Химико- термической обработкой ионной обработкой лазерным легированием электроискровым легированием электронно- лучевым легированием плазменным легированием закалкой токами высокой частоты лазерной закалкой электронно- лучевой обработкой плазменной закалкой криогенной обработкой газо-плазменной закалкой дробеструйной обработкой вибрационной обработкой магнитно- импульсной обработкой упрочнением взрывом ультразвуковой обработкой выглаживанием и обкатыванием 8

О БРАЗОВАНИЕ ПЛЁНКИ НА ПОВЕРХНОСТИ ИНСТРУМЕНТА И ЗМЕНЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ И ЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРЫ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ И ЗМЕНЕНИЕ МИКРОГЕОМЕТРИИ И ЭНЕРГОЗАПАСА, НАКЛЁП ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ 9 1

Изменение свойств поверхности и поверхностного слоя режущего инструмента Изменение функциональных и физических параметров процесса резания Изменение выходных параметров процесса резания Эффекты, которые могут быть достигнуты в результате применения различных методов модификации рабочих поверхностей режущих инструментов: Повышение микротвёрдости Повышение теплостойкости Уменьшение адгезионного взаимодействия с материалом заготовки Создание оптимальных напряжений Изменение шероховатости Снижение длин контакта на рабочих поверхностях Снижение коэффициента трения на рабочих поверхностях Снижение интенсивности наростообразования Снижение составляющих силы резания Снижение мощностей тепловых источников Снижение расхода режущего инструмента Повышение производительности обработки Минимизация количества применяемой Смазочно - Охолождающей Жидкости Повышение точности и качества изделий Уменьшение потребляемой мощности 10 1

Т ЕМА 1.2 Н АНЕСЕНИЕ ПОКРЫТИЙ НА РАБОЧИЕ ПОВЕРХНОСТИ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ. Этот метод является наиболее универсальным среди других известных методов модификации и поэтому получил наибольшее промышленное распространение при изготовлении режущего инструмента широкой номенклатуры. Более 80% твердосплавных пластин в мире выпускается с различными покрытиями. Нанесение покрытий широко применяется и для быстрорежущего инструмента, а в последнее время и для пластин из минералокерамики. Для инструментов их быстрорежущих сталей и твердых сплавов главный эффект от нанесения покрытий заключается в повышении твердости контактных площадок режущего инструмента и снижении их адгезионного взаимодействия с обрабатываемым материалом. В результате этого трансформируются функциональные и физические параметры процесса резания: стружкообразование, контактные и тепловые процессы, а так же изнашивание рабочих площадок инструмента. 11

С ЛЕДСТВИЕМ ЭТИХ ИЗМЕНЕНИЙ ЯВЛЯЕТСЯ : повышение размерной стойкости режущего инструмента, которое ведет к существенно более экономному использованию инструментальных материалов; смещение допустимых скоростей резания для данного инструментального материала в область более высоких значений, что обеспечивает повышение производительности обработки; снижение шероховатости обработанных деталей. 12

Сегодня промышленность располагает достаточно большим арсеналом методов нанесения износостойких покрытий, из которых в инструментальном производстве наиболее широко применяются методы химического осаждения покрытий из газовой фазы - Chemical Vapour Deposition (CVD) и физического осаждения покрытий в вакууме - Physical Vapour Deposition (PVD). К разновидностям метода CVD относятся: высокотемпературное осаждение покрытий – high-temperature (HT-CVD); среднетемпературное осаждение покрытий – medium-temperature (MT-CVD); осаждение покрытий с плазменным сопровождением – plasma assisted (PA- CVD). К разновидностям метода PVD относятся: электронно-лучевое испарение; вакуумно-дуговое испарение; магнетронное распыление. Методы CVD и PVD существенно различаются: по температурам и давлениям, при которых они реализуются по составам наносимых покрытий по областям применения (рис. 4). 13

Быстрорежущие стали Твёрдые сплавы (для прерывистого резания) Твёрдые сплавы Керамика рис. 4 14

М ЕТОДЫ ХИМИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ (CVD). Методами химического осаждения покрытий (CVD) получают соединения на основе нитридов, карбидов, карбонитридов и боридов тугоплавких металлов - АlОз, TiN, TiC, ZrN, TiCN и др. В общем случае процессы CVD основаны на протекании гетерогенных химических реакций в парогазовой среде, окружающей инструмент, в результате которых образуется износостойкое покрытие (рис. 5). Осаждение покрытий происходит в специальной печи в присутствии водорода при взаимодействии газообразных галогенидов типа TiCl 4, AlCl 3 с составляющими смесей - азотом при осаждении нитридов тугоплавких металлов, метаном при осаждении карбонитридов и углекислым газом при осаждении оксидов. Принципиальная схема процесса химического осаждения покрытий из газовой фазы на твердосплавный инструмент. 15

Уравнение химической реакции при формировании покрытия на основе карбида титана высокотемпературным методом химического осаждения (HT- CVD) имеет следующий вид: °C TiCl 4 + СН 4 + nН 2 TiC + 4HC1 + nН 2. При нанесении покрытий на основе карбидов и карбонитридов на твердосплавный инструмент методом HT-CVD, наблюдается диффузия кобальта (отчасти и вольфрама) из твердого сплава в покрытие. В результате этого на границе раздела покрытие - твердый сплав формируется хрупкая η-фаза (W 6 Сo 6 C\W 3 Сo 6 C), толщина которой может достигать 4 мкм. Формирование η- фазы существенно повышает склонность твердосплавного инструмента к хрупкому разрушению в процессе резания. Поэтому для твердых сплавов, экс­ плуатирующихся при фрезеровании в условиях действия циклических нагрузок, а также при обработке труднообрабатываемых сплавов, например на основе никеля, последнее время используется метод химического осаждения покрытий при средних температурах MT-CVD. Этот метод реализуется при температурах °С, при этом формирование хрупкой η-фазы не происходит. 16

НАНЕСЕНИЕ ПОКРЫТИЯ T I CN МЕТОДОМ HT-CVD ИЗ - ЗА ФОРМИРОВАНИЯ ХРУПКОЙ Η - ФАЗЫ МО ­ ЖЕТ ПРИВЕСТИ ДАЖЕ К СНИЖЕНИЮ СТОЙКОСТИ ИНСТРУМЕНТА ПРИ ФРЕЗЕ ­ РОВАНИИ ПО СРАВНЕНИЮ С ИНСТРУМЕНТОМ БЕЗ ПОКРЫТИЯ, В ТО ВРЕМЯ КАК НАНЕСЕНИЕ ПОКРЫТИЯ МЕТОДОМ MT-CVD В 1,7 РАЗА УВЕЛИЧИВАЕТ ЭТОТ ПОКАЗАТЕЛЬ. Влияние покрытий TiCN на стойкость твердосплавных торцевых фрез при обработке стали: Dфр=100 мм; V=120 м/мин; S=0,1 мм/зуб, t=1 мм (обработка без СОЖ). 17

Все CVD-методы обеспечивают равномерное нанесение покрытий на рабочие поверхности инструмента и обладают относительно высокой производительностью, что делает их особенно привлекательным для массового производства. Существенными недостатками CVD-методов является практическое отсутствие возможностей широкого управления составом, свойствами и структурой формируемых покрытий. Другим недостатком этих методов до недавнего времени являлась взрывоопасность и токсичность используемых реагентов. Поэтому за рубежом были разработаны различные технологические решения, позволяющие осуществлять осаждение покрытий без подачи водорода. В настоящее время помимо традиционно используемых однослойных покрытий TiN, TiC и TiCN в промышленности широко используются и многослойные покрытия, в которых каждый слой выполняет строго регламентированные функции. Типичным представителем таких покрытий является TiC-TiCN-Аl2Оз. Использование барьерного (наружного) слоя Аl2Оз сдерживает диффузионные процессы и служит своеобразным термоизолирующим слоем, снижает склонность инструментального материала к окислению при повышенных температурах резания. Карбид титана обладает кристаллохимической совместимостью с твердосплавной подложкой, а карбонитрид титана является прекрасной связкой и используется дня повышения прочности адгезионной связи между инструментальным материалом и наружным слоем покрытия. Твердый сплав с покрытием (CVD). 18

Кроме состава покрытия, очень важной и достаточно противоречивой характеристикой является его толщина. С одной стороны, ее рост благоприятно сказывается на повышении износостойкости контактных площадок инструмента, с другой - приводит к заметному увеличению количества дефектов в покрытии, снижению прочности сцепления покрытия с инструментальным материалом и уменьшению способности покрытия сопротивляться хрупкому разрушению. Именно поэтому при нанесении покрытий на инструменты, эксплуатирующиеся в условиях прерывистого резания, например, при фрезеровании, когда покрытие должно сопротивляться циклическим нагрузкам, его толщина, как правило, не превышает 6-7 мкм, в то время как при точении этот показатель может достигать 15 мкм. 19

М ЕТОДЫ ФИЗИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ (РVD). Методы физического осаждения покрытий универсальны с точки зрения получения гаммы монослойных, многослойных и композиционных покрытий на основе нитридов, карбидов, карбонитридов, оксидов, боридов тугоплавких металлов IV-VI групп Периодической таблицы и позволяют реализовывать процессы нанесения при температурах °С, что обеспечивает возможность их применения для инструментальных сталей и твердых сплавов. Как показывает производственный опыт, при обработке на повышенных скоростях резания, PVD-покрытия, имеют даже некоторое преимущество перед CVD-покрытиями. Это связано с тем, что по мере повышения скорости резания, и как следствие температуры в зоне обработки, PVD-покрытия значительно меньше теряют в твердости. В таблице представлены сведения о свойствах и областях применения некоторых покрытий. 20

Свойства, особенности и область применения Благодаря простой технологии получения и невысокой стоимости исходных материалов получило наиболее широкое промышленное применение. Обладает твердостью по Виккерсу ГПа и коэффициентом трения по стали 0,55. Применятся для всех видов режущих инструментов при резании конструкционных сталей и сплавов нормальной обрабатываемости. Обладает высокой твердостью по Виккерсу - до 37 ГПа, имеет низкий коэффициент трения по стали - 0,25, но имеет относительно невысокую стойкость к окислительному износу и является достаточно хрупким. Применяется для чистовой обработки конструкционных сталей и сплавов нормальной обрабатываемости. Характерной особенностью является образование в процессе резания на его поверхности слоя Аl2Оз, служащего тепловым барьером. Обладает повышенной стойкостью к окислительному износу, высокой твердостью по Виккерсу - до 37 ГПа и имеет коэффициент трения по стали 0,6. Применяется для операций с большими термическими нагрузками - при высокоскоростной обработке, резании материалов с пониженной теплопроводностью, а также обработки твердых материалов, в том числе без применения СОЖ. Обладает высокой пластичностью, хорошими трибологическими свойствами. Имеет твердость по Виккерсу не более 14 ГПа и коэффициент трения по стали 0,3. Применяется для снижения налипания материала заготовки на режущий инструмент при обработке мягких металлов - алюминия, меди и сплавов на их основе. Является трибологическим покрытием, обладающим достаточно низкой твердостью, но имеющим чрезвычайно низкий коэффициент трения (до 0,05). Применяется для обработки материалов без использования СОЖ, а также для обработки цветных металлов и сплавов. Свойства и области применения аналогичны покрытию TiN, но является более пластичным, что делает предпочтительным его применение для инструментов, эксплуатирующихся в условиях ударноциклических нагрузок и больших сечений срезаемого слоя. ПокрытиеЦвет TiN Золотистый TiCN Серо-голубой (Ti, Al)N Бронзовый CrN Серебристый MoS2 Черный (Ti,Cr)N Золотисто- серый 21

Р ИС. 7 ДЕМОНСТРИРУЕТ, КАК НАНЕСЕНИЕ ДАЖЕ САМОГО ПРОСТОГО ОДНОСЛОЙНОГО ПОКРЫТИЯ T I N НА СВЕРЛА ИЗ БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ ПОЗВОЛЯЕТ СУЩЕСТВЕННО УВЕЛИЧИТЬ ИХ СТОЙКОСТЬ ПРИ ОБРАБОТКЕ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ. О СОБЕННО ЭФФЕКТ ПОВЫШЕНИЯ СТОЙКОСТИ В СРАВНЕНИИ С ИНСТРУМЕНТОМ БЕЗ ПОКРЫТИЯ ПРОЯВЛЯЕТСЯ ПО МЕРЕ УВЕЛИЧЕНИЯ СКОРОСТИ РЕЗАНИЯ. Рис.7. Стойкость быстрорежущих свёрл с покрытием TiN при обработке стали на различных скоростях резания: D = 6,35 мм; s = 0,11 мм/об (обработка с СОЖ). Видно, что при низких скоростях резания увеличение стойкости относительно невелико (в 1,6 раза), при этом переточка по задней поверхности существенно не снижает стойкости сверл с покрытием. При повышении скорости резания относительная стойкость сверл из быстрорежущей стали с покрытием TiN существенно увеличивается - до 6 раз. 22

Н АНЕСЕНИЕ РVD- ПОКРЫТИЙ МОЖЕТ ОСУЩЕСТВЛЯТЬСЯ РАЗЛИЧНЫМИ СПОСОБАМИ, НО В ИНСТРУМЕНТАЛЬНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ НАИБОЛЬШЕЕ РАСПРОСТРАНЕНИЕ ПОЛУЧИЛИ - ЭЛЕКТРОННО - ЛУЧЕВОЕ ИСПАРЕНИЕ, ВАКУУМНО - ДУГОВОЕ ИСПАРЕНИЕ И МАГНЕТРОННОЕ РАСПЫЛЕНИЕ. Электронно-лучевое испарение. Электронно-лучевое испарение позволяет формировать покрытия с достаточно высокой производительностью (до 20 мкм/час) и управлять их составом и свойствами. Основной недостаток этого метода заключается в сравнительно низком проценте ионизирован­ных частиц в общем потоке испаряемого материала (около 1%), что влияет на прочность адгезионной связи осаждаемых покрытий. Поэтому при электронно-лучевом осаждении покрытий используются дополнительные, автономно работающие источники ускоренных частиц. 23

Вакуумно-дуговое испарение. Метод вакуумно-дугового испарения нашел очень широкое применение в отечественной инструментальной промышленности. Его суть заключается в испарении вещества катодным пятном вакуумной дуги и в условиях ионной бомбардировки последующей конденсации на рабочих поверхностях инструмента металлического пара или его соединения с реакционным газом, которое образуется благодаря протеканию плазмохимических реакций. Применительно к образованию нитрида титана плазмохимическая реакция имеет вид: Ti + + N TiN. Широкому промышленному распространению метода вакуумно-дугового испарения способствовала высокая скорость нанесения покрытий (до 40 мкм/час) и степень ионизации осаждаемого потока частиц (до 90%), хорошая прочность адгезионной связи покрытия с инструментальной матрицей, возможность управления процессом нанесения и формирования композиционных покрытий с требуемым комплексом свойств. В тоже время этот способ имеет существенный недостаток - наличие капельной фазы в покрытии, образующейся в результате поглощения газов металлами с частичным образованием жидкого раствора и неравномерности микро- и макроструктуры распыляемого катода. Поэтому выбор технологических режимов нанесения покрытий должен производится исходя из условий минимального образования капельной фазы. 24

Магнетронное испарение. Метод магнетронного распыления основан на использовании скрещенных магнитного и электрического полей, сформированных непосредственно над распыляемой поверхностью. Под действием магнитного поля электроны совершают сложное циклоидальное движение у поверхности катода, в процессе которого они претерпевают многочисленные столкновения с атомами инертного газа (обычно аргона) и происходит их ионизация. При магнетронном распылении достигается высокое качество покрытий (супердисперсность, гомогенность, отсутствие дефектов). Большим недостатком магнетронного распыления являются низкие скорости осаждения покрытий (не более 10 мкм/час) и относительно малая степень ионизации осаждаемого потока частиц (не более 20%). Таким образом, сегодня существуют различные PVD-методы для нанесения покрытий на режущий инструмент. При выборе того или иного способа обязательно необходимо учитывать масштабы производства и стоимость технологического оборудования для нанесения покрытий. 25

Т ЕМА 1.3 Л ЕГИРОВАНИЕ РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ. В отличие от нанесения покрытий, эти методы модификации характеризуются тем, что атомы легирующего материала проникают в кристаллическую решетку поверхностного слоя режущего инструмента на глубину до 80 мкм и изменяют его химический состав. Основным предназначением методов поверхностного легирования является повышение твердости и теплостойкости рабочих поверхностей режущего инструмента, следствием которых является улучшение выходных параметров процесса резания. Главным образом методы поверхностного легирования используется для режущих инструментов из инструментальных сталей, но имеется достаточное количество примеров их применения и для твердосплавного инструмента. На сегодняшний день разработано большое количество методов поверхностного легирования, но несомненным лидером в инструментальном производстве является химико-термическая обработка. К химико-термической обработке режущего инструмента относятся технологии насыщения его поверхностного слоя различными элементами - С, N, CN, О, В и др. (цементация, азотирование, нитроцементация, оксидирование, борирование и др). Выбор способа химико-термической обработки обусловлен требованиями, предъявленными к поверхностному слою инструмента, теплостойкостью инструментальной стали и др. 26

Более универсальными и пригодными для всех теплостойких инструментальных сталей являются азотирование, низкотемпературное цианирование, нитроцементация, карбонитрация (желательно с последующим оксидированием), выполняемые в печах или соляных ваннах после термической обработки в качестве заключительной операции. Влияние их на свойства и стойкость инструментов примерно одинаково. На поверхности инструмента в результате выполнения этих обработок создается слой высокой твердости (до HRC), теплостойкости, возникают полезные сжимающие напряжения и уменьшается налипание (адгезионное взаимодействие с обрабатываемым материалом). Остальные свойства инструмента определяются свойствами сердцевины. Последнее время широкое распространение получили методы диффузионной химико-термической обработки с использованием различных источников плазмы. Наиболее освоенным и применяемым в отечественной промышленности является метод ионного азотирования в низкотемпературной плазме тлеющего разряда. При ионном азотировании скорость обработки по сравнению с обычным печным азотированием возрастает в 2-5 раза за счет ускорения диффузионных процессов и уменьшения количества подготовительных операций, снижается температура нагрева инструментов, имеется возможность регулирования фазового состава, отсутствует коробление обрабатываемых инструментов. Кроме того, этот процесс является нетоксичным и экологически чистым. 27

Ионное азотирование - многофакторный процесс. Структура, фазовый состав и другие характеристики диффузионного слоя определяются рядом технологических факторов - давлением газа в камере, температурой и временем азотирования, а также составом атмосферы. Управляя ими, можно регулировать толщину азотированного слоя и его структурное состояние, которые определяют комплекс необходимых свойств инструментов с учетом конкретных условий их эксплуатации. Ионная имплантация рабочих поверхностей режущего инструмента используется для упрочнения поверхности, как быстрорежущих сталей, так и твердых сплавов. В основе ионной имплантации (легирования) тонких, приповерхностных слоев инструмента лежит облучение в вакууме пучком ионов газа или металла, ускоренных до энергии эВ, в результате чего происходит внедрение в поверхность ионов и атомов легирующего вещества (титана, хрома, азота и др.). Эффект упрочнения поверхности инструмента достигается как в следствии роста плотности дефектов кристаллического строе­ния материала, закрепления этих дефектов атомами легирующих элементов, так и в следствии формирования дополнительного числа мелкодисперсных карбидных, нитридных и интерметаллических структур. Этот метод является универсальным по спектру легирую­щих примесей и диапазону концентраций примеси в легированном слое инструментального материала. Кроме того, имплантируемый слой не изменяет размеров режущего инструмента и не может отслоиться, в отличие от покрытий. Наиболее важными параметрами процесса ионной имплантации являются энергия внедрения (кэВ), доза облучения (ион/см 2 ) и плотность тока (МкА/см 2 ). Широкое промышленное распространение имплантационной технологии ограничивается ее низкой производительностью и вы­сокой стоимостью. Особенно остро эти проблемы стоят при необходимости имплантации слоев большой толщины. Поэтому приме­нительно к производству режущего инструмента этот метод пока представляет интерес в основном для исследовательских и поисковых целей. 28

При электроискровом легировании рабочих поверхностей режущего инструмента импульсные разряды в газовой среде сопровождаются электрической эрозией и полярным переносом материала анода на инструмент, являющийся катодом. Для формирования на инструменте слоя требуемой толщины необходима серия электрических разрядов при сканировании анода по обрабатываемой поверхности. В результате структурных и фазовых превращений, образования интерметаллидов, мелкозернистых структур на поверхности инструмента возникает слой толщиной до мкм, микротвердость которого повышается до 2 раз. Однако в поверхностном слое часто формируются неблагоприятные растягивающие остаточные напряжения. Кроме того, после электроискрового легирования может наблюдаться ухудшение шероховатости поверхности инструмента, что требует применения дополнительных видов механической обработки. В основе лазерного легирования рабочих поверхностей режущего инструмента лежит введение присадок в процессе лазерного нагрева. С помощью лазерного излучения сравнительно легко осуществляется процесс азотирования и науглероживания поверхности инструментальных сталей и твердых сплавов, а также легирование различными тугоплавкими металлами (Ti, Al, Zr и др.). При этом выбор систем легирования проводится целенаправленно в зависимости от условий эксплуатации режущего инструмента. Образующиеся новые фазы и соединения резко повышают микротвердость поверхностного слоя, а в некоторых случаях увеличивают и его теплостойкость, что в свою очередь увеличивает стойкость режущего инструмента. Этот способ модификации поверхности реализуется без объемного нагрева инструмента, то есть является локальным, не вызывает дополнительный деформации режущего инструмента и дает возможность обрабатывать только те участки инст­румента, которые наиболее подвержены износу в процессе резания. 29

Н ЕСМОТРЯ НА ЭТО, ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ЧАСТО ПОКАЗЫВАЮТ НЕРЕНТАБЕЛЬНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ЛАЗЕРНОГО ЛЕГИРОВАНИЯ В ИНСТРУМЕНТАЛЬНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ В СИЛУ СЛЕДУЮЩИХ ПРИЧИН : лазерные технологические установки имеют достаточно высокую стоимость (главным образом, непрерывные СО2-лазеры); низкий КПД (используется только 15% подводимой энергии); низкая производительность; имеются большие сложности при необходимости обработки фасонного инструмента. При легировании рабочих поверхностей режущего инструмента могут быть использованы и другие источники плазмы - электронный луч (при электронно- лучевом легировании) и дуговой разряд (при плазменном легировании). 30

Таким образом, сегодня имеется большое разнообразие методов модификации рабочих поверхностей режущих инструментов, среди которых универсального метода не существует. Один и тот же метод в одних условиях эксплуатации инструмента может дать положительных эффект, а в других отрицательный. Применение того или иного метода модификации связано с затратами на приобретение специального оборудования для его реализации, поэтому эффективность его применения также будет существенно зависеть от масштабов (серийности) производства. B связи с большим разнообразием инструментальных материалов, видов режущих инструментов и условий их работы, а также многовариантностью производственных задач, может быть предложена только общая методика выбора эффективной технологии модификации рабочих поверхностей режущего инструмента. 1 этап. Осуществляется всесторонний анализ условий эксплуатации режущего инструмента (режима резания, свойств об­рабатываемого материала и т.д.), определяются конкретные выход­ные показатели процесса резания, которые должны быть улучшены в результате применения метода модификации рабочих поверхностей режущего инструмента. 2 этап. Определение физико-механических и кристаллохимических свойств поверхности и поверхностного слоя (шероховатость, микротвердость, теплостойкость, сродство с обрабатываемым материалом и т.д.), оказывающих наиболее сильное влияние на выходные показатели процесса резания при конкретных условиях эксплуатации режущего инструмента. 3 этап. Производится непосредственно выбор метода модификации поверхности. Для этого выявляются технологические возможности различных методов с точки зрения обеспечения необходимых физико- механических и кристаллохимических свойств поверхности и поверхностного слоя, производится экономическая оценка их применения. 4 этап. Назначение технологических режимов обработки рабочих поверхностей режущего инструмента исходя из условий обеспечения требуемых параметров поверхности и поверхностного слоя режущего инструмента. Анализ условий эксплуатации режущего инструмента Основные этапы выбора эффективной технологии модификации рабочих поверхностей режущих инструментов. Определение необходимых свойств поверхности и поверхностного слоя Анализ технологических возможностей и экономи- ческая оценка различных методов модификации Назначение технологических режимов обработки режущего инструмента 1 ЭТАП 2 ЭТАП 3 ЭТАП 4 ЭТАП 31

Р АЗДЕЛ 2. В ЫБОР МАТЕРИАЛА ЗАГОТОВОК ДЛЯ МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА И МЕТОДЫ ИХ ОБРАБОТКИ. Этот этап рассмотрим более подробно, так как виды заготовок и методы их получения во многом отличаются от принятых в общем машиностроении. Заготовку стремятся выбрать такой формы и размеров, которые обеспечат минимальную себестоимость готового инструмента. В условиях серийного и массового производства это заготовка, позволяющая свести к минимуму количество операций механической обработки и уменьшить расход дорогостоящих режущих материалов. Поэтому предпочтение отдается сварным, паяным, клееным заготовкам, а также таким прогрессивным методам получения заготовок, как калибрование, штампование, литье в оболочковые формы, гидродинамическое выдавливание и др. Каждый из этих методов выбирается не произвольно, а из условий экономической целесообразности для конкретного вида инструмента в конкретных условиях его изготовления. 32

П ОЛУФАБРИКАТЫ. Исходным материалом для заготовок является выпускаемый по стандартам прокат в виде прутков круглого, квадратного, прямоугольного сечений, полос, листов, лент и прокат специальных видов для ножей, плашек и других инструментов. Могут использоваться кованые прутки и полосы, а также поковки. Все это называют полуфабрикатом. В зависимости от метода прокатки сталь может быть горячекатаной, холоднокатаной или холоднотянутой, холоднотянутой шлифованной. Габаритные размеры, в том числе размеры сечений и другие характеристики стали, оговорены соответствующими стандартами. Тем не менее после получения стали заказчик перед запуском в производство проверяет не только ее размеры, но и качественные характеристики. У инструментальной углеродной стали проверяют: а)прокаливаемость; б)цементитную сетку по пятибалльной шкале; в)микроструктуру для оценки обрабатываемости (желательно зернистый перлит); г)глубину обезуглероженного слоя. У инструментальной быстрорежущей стали проверяют: а)химический состав; б)карбидную неоднородность по десятибалльной шкале; в)глубину обезуглероженного слоя; г)трещинообразование путем многократной закалки без последующего отпуска. 33

Т ЕМА 2.1 М АТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВОК ДЛЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА. Во многих случаях заготовки получают путем отрезки из проката (полуфабриката). Горячекатаная сталь используется как заготовка, когда ее сечение соответствует профилю инструмента без больших припусков. Холоднотянутая сталь приемлема в случаях, когда ее сечение близко к готовому инструменту, и что важно, прутки такой стали пригодны для зажима в цанговых патронах токарных автоматов (повышенная точность поперечного сечения прутка). Сталь-серебрянка холоднотянутая шлифованная с точностью го квалитета. Выгодна для мелкого инструмента без предварительной обработки по наружному диаметру. Кованая сталь, в том числе поковка, применяется в случаях отсутствия подходящего проката или при высоких требованиях к быстрорежущей стали в отношении карбидной неоднородности. В условиях серийного и массового производств для приближения к формам инструмента заготовки получают методами пластической деформации: объемная штамповка, гидроэкструзия (горячее гидро­ динамическое выдавливание), волочение, редуцирование, ротационное обжатие, поперечная, продольная и винтовая прокатка. Кроме того, с целью экономии быстрорежущей стали, инструменты делают составными, используя для этого сварку, наварку, напайку, склеивание, наплавку, точное литье. Каждый из методов получения заготовок имеет свои особенности и область рационального применения. Рассмотрим коротко методы получения заготовок. 34

О ТРЕЗКА ЗАГОТОВКИ. Выполняют на механических и гидравлических прессах, гильотинных ножницах, вертикально-отрезных автоматах, абразивно-отрезных станках, ленточных пилах, токарных автоматах и полуавтоматах, токарных, фрезерно- отрезных, фрезерных и ножовочных станках. Производительность отрезки убывает от первого упомянутого станка к последнему. Точность отрезки самая высокая на фрезерных станках (13-й квалитет), ниже на токарных (15-й квалитет) и самая низкая на прессах и станках с ленточными пилами и ножовочными полотнами (16-й квалитет). Наибольшая экономия быстрорежущей стали, из-за малой ширины пропила, достигается при отрезке на ленточных пилах, ножовочных и абразивно- отрезных станках. Исходя из точности, производительности и экономии материала производят выбор метода отрезки заготовки в конкретном производстве. Этот выбор должен быть сделан таким образом, чтобы себестоимость изготавливаемого инструмента была минимальной. Ограничением может быть лишь отсутствие надлежащего оборудования на действующем предприятии, а приобретение нужного может оказаться экономически невыгодным. Поэтому сложилась практика использовать рубку на прессах в условиях крупносерийного и массового производства, а отрезку на ленточных пилах, ножовочных и абразивно-отрезных станках в условиях мелкосерийного производства. 35

Свободная ковка. Свободную ковку заготовок из быстрорежущей стали применяют не только для уменьшения припуска под последующую обработку, но главным образом для уменьшения карбидной неоднородности, так как равномерное распределение карбидов можно обеспечить только механическим перемешиванием металла заготовки. Поэтому свободную ковку как метод получения заготовок используют не только в единичном и мелкосерийном производстве, но и в крупносерийном и массовом. По требованиям к карбидной неоднородности Московский автозавод им. Лихачева (ЗИЛ) подразделил режущие инструменты на три группы: 1-я группа зуборезные, резьбонарезные и протяжки диаметром до 30 мм. Балл карбидной неоднородности не более 3. 2-я группа все инструменты кроме 1-й группы и резцов. Балл карбидной неоднородности я группа резцы 6-й балл карбидной неоднородности. Ковка ведется с попеременной осадкой и вытяжкой. После многократной перековки может быть получен 1-й балл карбидной неоднородности. Чем больше поперечное сечение прутка, тем больше балл исходной карбидной неоднородности, тем длительные перековка для получения нужного качества структуры металла. Так, для особо ответственных инструментов (шеверы, резьбовые фрезы, круговые протяжки, работающие в тяжелых условиях) ГАЗ рекомендует 9-кратную осадку с вытяжкой. 36

Временно-температурный режим ковки быстрорежущей стали значительно отличается от режима ковки конструкционных сталей. Теплопроводность быстрорежущей стали низкая. Поэтому нагрев надо вести медленно, с промежуточными выдержками для прогрева, чтобы не допустить появления трещин. Но окончательный нагрев с температуры °С до температуры начала ковки ( °С) должен быть ускоренным, так как замедленный нагрев и большая выдержка при высоких температурах усиливают окисление и обезуглероживание поверхностных слоев заготовки. Ковку, в зависимости от объема заготовки, необходимо заканчивать при температуре °С. Такой малый интервал рабочих температур ковки, около 200 °С, является основной особенностью пластического деформирования быстрорежущей стали: высокие температуры нагрева под ковку допустить нельзя, так как увеличивается окисление и обезуглероживание поверхностных слоев материала заготовки и усиливается коагуляция карбидов, а более низкая температура окончания ковки способна вызвать трещины из-за пониженной пластичности быстрорежущей стали. Конкретные рекомендации временно- температурного режима ковки и других методов горячего пластического деформирования быстрорежущей стали можно найти в специальной литературе. 37

Штамповка. Используется в условиях серийного и массового производства для приближения размеров и формы заготовки к размерам и форме готового инструмента. Холодную штамповку применяют для вырубки заготовок отрезных и прорезных фрез из листа, ножовочных полотен из ленты, пластин из полос и т. д. Горячей штамповкой получают заготовки резцов (формирование головки резца) и насадных инструментов, таких, как зуборезные долбяки и фрезы. Коэффициент использования металла повышается на %, на балла снижается карбидная неоднородность быстрорежущей стали. Уменьшается трудоемкость изготовления инструмента. Температурно-временной режим горячей штамповки приблизительно такой же, как и свободной ковки и по тем же причинам. Оборудование, используемое для штамповки, кривошипные или фрикционные прессы. Нагрев заготовок под штамповку и ковку производят в пламенных печах или индукторах высокочастотных установок. 38

Редуцирование. Это один из методов пластического деформирования для уменьшения поперечного сечения исходной заготовки проталкиванием ее через редуцирующий твердосплавный фильер. Используется для образования хвостовиков ручных метчиков из инструментальной углеродистой стали. Трудоемкость изготовления метчиков сокращается на %, а расход стали на %. Выполняют его на прессах или холодновысадочных автоматах. Этот процесс представляет собой радиальную ковку с приложением пульсирующей нагрузки. Достигается высокая степень деформации без разрушения малопластичных инструментальных сталей. В зависимости от пластичности материала может быть холодная и горячая ковка. Форма поперечного сечения полученной заготовки соответствует форме бойков. Способ можно реко­мендовать для образования хвостовиков, канавок на метчиках и других инструментах. Характеризуется высокой производительностью, низкой себестоимостью и обеспечивает большую экономию металла. Ротационное обжатие. 39

Секторная прокатка. Это способ уменьшения поперечного сечения заготовок или его профилирования. Отличается от непрерывной прокатки тем, что на валках ручьи не на полной окружности, а на ее части. Обеспечивается это установкой на валки 2 секторов 1 с профилем, обратным профилю будущей заготовки (рис. 1.1). В момент, когда пространство между секторами свободное, рабочий подает к упору 4 заготовку 3, которая при вращении валков 2 секторами 1 обжимается и выталкивается в сторону рабочего. Таким способом получают продольные канавки на заготовках сверл. Предварительно хвостовую часть сверла из стали 40 сваривают с рабочей частью из быстрорежущей стали, отжигают и обтачивают. Затем нагревают до °С со скоростью, не допускающей обезуглероживания и окисления, электроконтактным методом, в соляной ванне или в индукторе высокочастотной установки. После прокатки заготовки завивают при температуре °С, получая винтовые канавки. Спроектированы специальные стаканы для прокатки канавок сверл производительностью ~ 250 заготовок в час, а для завивки производительностью шт. в час. Рис Работа на ковочных вальцах: 1-ковочные секторы; 2-валки; 3 - заготовка, 4-упор 40

Поперечная прокатка. После нагрева до температуры °С на встроенной в стан установке ТВЧ заготовка подается на плашки и прокатывается между ними, как при накатке резьбу. Получаем заготовку сверла с винтовыми стружечными канавками. Производительность имеющихся станов до 2000 заготовок в час. Используют для сверл диаметром мм. Метод по производительности намного выше предыдущего, но прочность заготовок ниже, так как разрыхляется сердцевина. Метод разработан и используется для получения заготовок сверл с винтовыми канавками с одного на­грева в одну операцию. Подготовленная заготовка прокатывается между двумя парами синхронно вращающихся роликов. Одна пара роликов формирует канавку сверла, а вторая спинку. Ролики устанавливаются относительно оси сверла с разворотом на угол наклона канавки. В зоне контакта роликов и заготовки возникают силы трения, тангенциальные составляющие которых создают пару сил, вращающих заготовку, а осевые перемешают ее вдоль оси. В результате заготовка перемещается относительно роликов по винтовой линии. Прочность сверл выше, чем при поперечной прокатке, а производительность выше, чем при продольной прокатке с завивкой. По данным исследований д.т.н. Е.Э. Фельдштейна, стойкость сверл с прокатанными канавками ниже, чем с фрезерованными, а в еще большей степени по сравнению с вышлифованными по целому закаленному материалу. Поэтому высокопроизводительный метод получения канавок сверл прокаткой, разработанный для условий крупносерийного и массового производства, обречен на вымирание. Продольно-винтовая прокатка. 41

Поперечно-винтовая прокатка. Используют для получения заготовок червячных фрез с витками, образованными методом горячей пластической деформации. В прокатном стане применены валки с кольцевой или винтовой нарезкой, установленные таким образом, что их кольцевые или винтовые выступы- витки располагаются вдоль впадин червячной нарезки будущей заготовки. Такие валки расположены с двух сторон прокатываемой заготовки. Принцип прокатки червяка такой же, как и продольно-винтовой способ образования канавок сверл. По данным завода «Фрезер», производительность обработки червяка в 3040 раз выше, чем резьбофрезерованием. Уменьшение балла карбидной неоднородности, получение витков с неперерезанными волокнами металла способствуют повышению стойкости фрез из таких заготовок. Это один из относительно новых методов получения заготовок инструментов пластической деформацией в горячем состоянии. Сущность метода состоит в том, что нагретая до температуры °С ис­ходная заготовка цилиндрической формы помещается в подогретый до температуры 600 °С стальной стакан с фильером в донышке. Сверху кладут графитовую пробку, и пуансон под действием ползуна кривошипного пресса, перемещаясь по внутренним стенкам стакана вниз, выдавливает через фильер заготовку с поперечным сечением соответствующей формы. При такой схеме графит ведет себя как вязкая жидкость, и в стакане создаются условия большого, почти всестороннего сжатия материала, повышается его пластичность, и материал спокойно течет через фильер. Так получают заготовки сверл с канавками, заготовки метчиков, разверток, в том числе биметаллические, когда быстрорежущая сталь расположена тонким слоем по периметру поперечного сечения. Для этого заготовка под выдавливание должна состоять из цилиндра конструкционной стали, на который надета тонкая трубка из стали быстрорежущей. Метод высокопроизводительный, экономит быстрорежущую сталь и повышает стойкость инструмента из-за понижения карбидной неоднородности материала заготовки. Экономически оправдан в условиях серийного и массового производства инструментов. Горячее гидродинамическое выдавливание (гидроэкструзия). 42

Достигается значительная экономия быстрорежущей стали, так как форма заготовки очень близка к форме готового инструмента. Наполовину снижается трудоемкость изготовления инструмента в связи с тем, что почти полностью исключается последующая лезвийная обработка. Возможна добавка присадок других химических элементов для повышения прочности и стойкости инструмента. С этой точки зрения литье наиболее выгодный метод получения заготовок. Литьем в оболочковые формы по выплавляемым моделям можно получать заготовки, для превращения которых в инструмент требуется только закалка с отпуском, шлифование и заточка. Заготовки могут быть цельнолитыми с полным профилем зубьев и канавок мелкоразмерных инструментов. Для инструментов средних и крупных размеров заготовки составные, когда режущие ножи, пластины, гребенки из проката быстрорежущей стали или твердого сплава заливаются углеродистой или легированной сталью для получения корпуса. Могут быть и сварные инструменты с литой рабочей частью, например сверла, концевые зенкеры и фрезы. Для сборных инструментов можно отливать ножи с рифлениями на опорной поверхности. Однако широкому внедрению литья препятствуют дефекты структуры литой стали. Это, прежде всего, карбидные ликвации. В результате непостоянная по длине твердость и износостойкость режущей кромки, и в целом стойкость литого инструмента ниже, чем из проката. Неоднородность структуры вызывает «пятнистую» твердость после закалки, высокие внутренние напряжения, понижающие прочность инструмента и приводящие к образованию трещин. Крупнозернистость структуры и расположение карбидов в виде сетки вокруг зерен также понижают прочность инструмента. 43

Некоторому разрушению карбидной сетки и более равномерному распределению карбидов способствует двойная закалка. Первую закалку выполняют с увеличенной в раз выдержкой при нагреве, что способствует частичному растворению карбидов, а затем их некоторому перераспределению по объему металла. После закалки заготовки подвергают изотермическому отжигу по режиму быстрорежущей стали, механической обработке и второй, уже нормальной, закалке и отпуску. Стойкость инструмента после двойной закалки повышается на % по сравнению с литым инструментом однократной закалки. Тем не менее, она ниже, чем у инструментов, изготовленных из проката. Если за счет технологий литья, разработанных проф. Е.И. Вельским, прочность литых инструментов повышена до прочности инструментов из проката, то стойкость еще не доведена до этого уровня, она в два-три раза ниже. Поэтому литье экономически оправдывает себя только при изготовлении трудоемких мелкоразмерных и мелкопрофильных инструментов, например мелких концевых фрез, в условиях серийного и массового производства. 44

Т ЕМА 2.2 В ЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ БАЗ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ОБРАБОТКИ ХВОСТОВОГО, НАСАДНОГО И ПЛОСКОГО ИНСТРУМЕНТА. 45

Р АЗДЕЛ 3. В ИДЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ. 46 В общем курсе дисциплины «Технология машиностроения» достаточно подробно рассматриваются такие формообразующие операции, как точение, фрезерование, протягивание, строгание, шлифование плоских поверхностей и поверхностей вращения, а также некото­рых фасонных внутренних и наружных поверхностей. Поэтому в данной работе уместно хотя бы в конспективном изложении рассмотреть лишь те операции инструментального производства, которые в технологии машиностроения не встречаются.

Т ЕМА 3.1 О БРАБОТКА БАЗОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ, СТРУЖЕЧНЫХ КАНАВОК, ФАСОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ. 47

Т ЕМА 3.2 О БРАЗОВАНИЕ РИФЛЕНИЙ НА НОЖАХ И В ПАЗАХ КОРПУСОВ СБОРНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ. Ф РЕЗЕРОВАНИЕ СТРУЖЕЧНЫХ КАНАВОК. 48

Т ЕМА 3.3 З АТЫЛОВАНИЕ ЗУБЬЕВ ИНСТРУМЕНТОВ 49

Т ЕМА 3.4 Ш ЛИФОВАНИЕ КОНУСОВ И ОТВЕРСТИЙ, ВЫШЛИФОВЫВАНИЕ СТРУЖЕЧНЫХ КАНАВОК, ШЛИФОВАНИЕ ФАСОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ. 50

Р АЗДЕЛ 4. Т ЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА. 51

Т ЕМА 4.1 О ТЖИГ, ЗАКАЛКА, О ХЛАЖДЕНИЕ. 52

Т ЕМА 4.2 Н АГРЕВАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ. О БЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ. 53

Р АЗДЕЛ 5. Р АЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИНСТРУМЕНТОВ. 54

Т ЕМА 5.1 Т ЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕРЖНЕВОГО ИНСТРУМЕНТА ( СВЕРЛА, ЗЕНКЕРА, ПРОТЯЖКИ, СВЕРЛА ИЗ ТВЕРДОГО СПЛАВА ) 55

Т ЕМА 5.2 Т ЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НАСАДНОГО ИНСТРУМЕНТА ( РАЗВЕРТКИ, ЧЕРВЯЧНЫЕ ФРЕЗЫ ) 56

Т ЕМА 5.3 Т ЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДИСКОВОГО ИНСТРУМЕНТА ( ЗУБОРЕЗНЫЕ ДОЛБЯКИ, ТРЕХСТОРОННИЕ ФРЕЗЫ, ТОРЦОВЫЕ НАСАДНЫЕ ФРЕЗЫ ) 57

Т ЕМА 5.4 Т ЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛОСКОГО ИНСТРУМЕНТА. 58