Режимы резания при точении: таблица, формулы расчета, выбор скорости — как рассчитать глубину, подачу на оборот при точении

Режимы резания: что это такое

Это целый комплекс свойств, задающих условия выполнения капитального ремонта. По технологическим маршрутам обработка любого элемента (особенно сложной формы) производится в несколько переходов, для каждого из которых требуются свои чертежи, размеры и допуски, оборудование и инструмент.

Рассчитав и/или подобрав все эти параметры один раз для первой заготовки, в дальнейшем вы можете заменить их по умолчанию — при выпуске второй, пятой, сотой — и тем самым минимизировать время на подготовку станка и упростить контроль качества, что заключается в том, что вы оптимизируете производственный процесс.

К основным показателям относятся глубина, скорость, подача, в список дополнительных входит масса объекта, припуски, частота вращения шпинделя и в принципе любое свойство, влияющее на результат обработки. И важно брать те, которые обеспечат наилучшую конечную точность, шероховатость и экономическую целесообразность.

Существует несколько способов расчета режимов резания для токарной обработки:

• • аналитический;
• • программного обеспечения;
• • стол.

Первый достаточно точен и считался наиболее практичным до применения мощной вычислительной техники. По нему все расчеты проводились на основе паспортных данных оборудования: мощность двигателя, частота вращения шпинделя и другие показатели заменялись уже проверенными эмпирическими выражениями и получали нужные характеристики.

С развитием специализированного программного обеспечения задача расчета значительно упростилась — все операции выполняются машиной, быстрее человека и с гораздо меньшей вероятностью ошибок.

Когда нет под рукой компьютера или формул, но есть опыт, можно определить соответствующие критерии на основе нормативных и справочных данных из таблиц. Но для этого необходимо учитывать все изменения величин, даже самые незначительные, что не всегда практично в производственных условиях.

Особенности финишной обработки нержавеющей стали путем травления

Электрохимическая обработка нержавеющей стали и травление также относятся к наиболее распространенным технологиям работы с этим материалом. Травление применяется для устранения различных дефектов на поверхности нержавеющей стали. Таким образом, остатки сварки, следы термической обработки и т д. Травление удаляет цветовой тон и обновляет пассивный слой на поверхности нержавеющей стали, защищающий материал от высоких температур.

Химическая обработка нержавеющей стали в промышленных условиях предполагает использование водных растворов кислот и щелочных сред. В первом случае травление происходит в два этапа. Сначала нержавеющую сталь обрабатывают раствором серной кислоты, а затем составом на основе азотной кислоты. Для травления в щелочной среде нержавеющую деталь необходимо поместить в расплав едкого натра. Это дает возможность разрушить оксидную пленку на поверхности изделия без изменения структуры обрабатываемого материала.

Для травления нержавейки в домашних условиях используются специальные пасты в виде желе. Следует помнить, что такие продукты, помимо плавника и азотной кислоты, содержат HCl и хлориды, представляющие угрозу для здоровья человека. Работать с ними нужно очень осторожно.

Нанесение красящей пасты на нержавеющую сталь осуществляется только на очищенную и обезжиренную поверхность. Предварительно изделие нужно постирать в теплой воде с моющим средством. После нанесения травильной пасты кистями или пластиковыми шпателями выждите от 10 минут до часа и смойте ее проточной водой.

Наиболее популярными видами травильных паст для нержавеющей стали на сегодняшний день являются следующие составы:

1. SAROX TS-K 2000. Особенностью этого продукта является защита поверхности нержавеющей стали от высоких температур. Эта паста хорошо удаляет следы сварки. Преимущество этого состава в том, что травление с его помощью занимает всего 10 минут. Его можно использовать на вертикальных поверхностях.
2. Avesta BlueOne — паста, позволяющая эффективно удалять мелкие дефекты сварных швов и очищать нержавеющую сталь от коррозии, придавая ей привлекательный блеск. Лечение этим составом должно длиться 45 минут. При выборе пасты Avesta BlueOne следует учитывать, что ее можно использовать для травления при температуре не ниже +50°С.
3. Stain Clean (ESAB) — это готовая к использованию высокоэффективная смесь. Для обработки нержавеющей стали этой пастой не требуется особых условий.

Вычисление скорости резания

Время токарной обработки металла (тонн, основное время) является наиболее затратной составляющей общего времени на изготовление единичного изделия. Поэтому экономическая эффективность использования токарного оборудования напрямую зависит от скорости выполнения этой технологической операции. Правильный расчет скорости резания при токарной обработке важен не только из стоимостных показателей производственной операции.

Ошибки в расчете и применении этого параметра могут привести не только к браку детали, но и к повреждению токарного оборудования, приспособлений и инструмента. Ниже приведена последовательность расчета этого показателя для самой распространенной операции — токарной обработки цилиндрической поверхности.

Основные факторы, влияющие на скорость резания

Скорость резания v имеет размерность м/мин и обычно рассчитывается по формуле:

v = π×D×n/1000,

где D — диаметр заготовки в мм; n — скорость вращения шпинделя в об/мин.

Но на токарном оборудовании невозможно количественно определить v как управляющий параметр. При работе на токарном станке регулируются только частота вращения шпинделя и подача инструмента, что зависит не только от величины v, но и от ряда других факторов: материала детали, мощности главного привода, вид токарной обработки и характеристики режущего инструмента. Поэтому при расчете режимов в первую очередь определяется расчетная частота вращения шпинделя:

n = 1000×v/π×D.

На основании полученного результата по таблицам справочной литературы выбирают соответствующее значение v, которое зависит от глубины точения, подачи, материала, типа фрезы и вида операции.

Для расчета теоретической глубины резания t на основании чертежа определяют размерные характеристики детали и заготовки, а затем с учетом геометрических параметров инструмента ее рассчитывают по формуле:

т = (Дд)/2,

где D — диаметр заготовки; d – окончательный диаметр детали.

После расчета значения ti по справочникам определяют табличное значение подачи S в мм/оборотах. В справочных таблицах учитываются: тип материала (различные стали, бронза, чугун, титан, алюминиевые сплавы), вид токарной обработки (черновая, чистовая), параметры резца и геометрия его подхода к обрабатываемой поверхности обработанный. Затем по технологическим таблицам на основании полученных значений t и S определяют vτ — табличное значение скорости резания.

Кроме того, vτ необходимо корректировать в соответствии с фактическими условиями токарной обработки, к которым относятся: стойкость инструмента и технические параметры фрезы, прочностные характеристики материала, физическое состояние обрабатываемых поверхностей и геометрия резания.

Корректировка vt осуществляется с помощью группы поправочных коэффициентов:

вут = вт × К1 × К2 × К3 × К4 × К5,

где вут — уточненная скорость резания; К1 — коэффициент в зависимости от времени резака; К2, К4 — коэффициенты в зависимости от технических параметров фрезы; К3 – коэффициент, зависящий от состояния обрабатываемой поверхности; К4 – коэффициент, зависящий от материала фрезы; K5 – коэффициент, зависящий от геометрии машины.

После расчета vut скорректированная скорость вращения гайки рассчитывается по следующей формуле:

гайка = 1000×вут/π×D.

Величина гайки должна быть в диапазоне номинальных скоростей главного привода станка, который указан в заводской документации на токарное оборудование. Если расчетная гайка не имеет точного соответствия в таблицах машины, необходимо использовать ближайший меньший номер.

Формулы для токарной обработки

На последнем шаге вычисляется фактическая скорость резания vf:

vf = π × D × гайка / 1000.

Vf напрямую зависит от мощности главного двигателя машины. Поэтому он является основным параметром при выборе конкретного типа токарного станка для обработки необходимой детали.

Самоупрочнение стали во время деформации

Аустенитный тип нержавеющей стали более склонен к самозатвердеванию, что вызывает дополнительные трудности при любых видах обработки. Чем сильнее закален материал, тем быстрее изнашивается фреза. Эта проблема менее выражена при использовании специальных режущих пластин. Их поверхности изнашиваются дольше, а рабочие кромки острее, чем обычно. Острые режущие поверхности успевают обработать деталь до того, как сталь самозатвердеет и покажется, что она висит.

Задача усложняется при работе в несколько шагов. Иногда не получается сразу подобрать достаточное количество металла. Тогда делайте это шаг за шагом. Сталь толщиной 3 мм эффективнее снимать за два прохода, чем за один проход толщиной 6 мм. Также рекомендуется снимать разный слой металла для первого и второго подхода, например 4 мм и 2 мм.

Особенности шлифовки и полировки

Окончательная обработка металла заключается в шлифовке поверхности до гладкого состояния. Необходимо придать изделию привлекательный внешний вид, так как конструкции из нержавеющей стали часто выполняют декоративные функции. Механическая полировка позволяет сделать ошибки обработки незаметными для потребителя. Осуществляется вручную и с помощью электрических или пневматических инструментов.

Таблица полировальных средств для металла

Общие рекомендации для обработки нержавеющей стали

1) Используйте инструмент, обеспечивающий улучшенный отвод тепла из зоны резания за счет своей теплопроводности и геометрии.

2) Используйте положительную геометрию инструмента, которая помогает снизить силы резания и предотвратить образование инея.

3) Выбирайте рациональные режимы резания для обработки нержавеющей стали.

4) Выбрать рациональный инструмент, обеспечивающий высокую термостойкость, механическую прочность, твердость и низкий коэффициент трения.

Самоупрочнение нержавеющей стали и выбор режущего инструмента

Самозатвердевание – важнейшее свойство нержавеющей стали, которое может вызвать дополнительные трудности при обработке. Чем сильнее закален материал, тем быстрее изнашивается инструмент. При использовании специальных режущих пластин эта проблема не так выражена: их режущие кромки острее, чем у обычных, а поверхности изнашиваются дольше.

Эффект самозатвердевания можно свести к минимуму путем ступенчатого удаления слоев металла. Самый эффективный способ – снять 3 мм стали за два подхода. Часто специалисты рекомендуют удалять разные слои при первом и втором подходе.

Как было сказано выше, самозакалка приводит к быстрому износу резцов. Для увеличения срока службы инструментов для нержавеющей стали разработаны специальные формы лезвий. Используются два типа режущих инструментов:

• резцы с покрытием CVD) алмазом;
• фрезы с кромкой, покрытой инструментом с физически охлаждаемой кромкой (PVD) алмазом.

Твердосплавные фрезы с пластинами, покрытыми нитридом бора, обладают наибольшей износостойкостью.

Скорость резания нержавеющей стали устанавливается по той же методике, что и при обработке обычных конструкционных сплавов. Но при расчете необходимо учитывать ряд особенностей при обработке нержавейки.

Особенности определения режимов резания при точении

В первую очередь нужно выбрать глубину обработки, после этого – подачу и скорость. Важно соблюдать именно такую ​​последовательность — увеличивать степень воздействия на инструмент. Сначала рассчитываются свойства, которые могут лишь минимально изменить износ резца, в конце — те, которые максимально влияют на ресурс.

Параметры следует определять по предельным характеристикам оснастки, не забывая при этом учитывать габариты, металл исполнения и конструкцию инструмента.

Важным моментом является найти правильную шероховатость. К тому же лезвие лучше всего брать под конкретный материал, ведь у одного и того же чугуна прочность и твердость, а у алюминия совсем другая. Также не забывайте, что деталь в процессе нагревается и возрастает риск деформации.

Выбор режима резания при включении токарного станка продолжается созданием вида обработки. Каким он будет, черновым или финишным? Первый грубый; для него подходят инструменты, изготовленные из твердой стали и способные выдерживать высокую интенсивность процесса. Второй тонкий, выполняется на малых оборотах, со снятием минимального слоя металла.

Глубина определяется количеством проходов, за которые снимается припуск. Подача представляет собой расстояние, пройденное кромкой за один оборот заготовки, и может быть одного из трех типов:

• • минута;
• • на зуб;
• • наоборот.

Скорость во многом зависит от типа выполняемой операции, например, она должна быть высокой, если стоять лицом друг к другу.

Характеристики режимов резания

Прежде чем подробно рассмотреть все основные параметры, скажем еще несколько слов о методах расчета. Точнее о том, как они перешли от графики к анализу и обработке данных.

По мере совершенствования производства даже самые подробные таблицы оказывались все менее практичными: столбцы, столбцы, соотношения — требовалось много времени, чтобы изучить это и найти нужное значение. И это при том, что основные показатели взаимосвязаны, и снижение/увеличение одного из них провоцировало изменение остальных.

Установив столь очевидную зависимость, инженеры стали применять аналитический метод, то есть продумывать эмпирические формулы, и стали подставлять в них частоту вращения шпинделя, мощность силового агрегата и подачу и находить нужные характеристики. Что ж, развитие компьютеров и появление компьютерного программного обеспечения значительно упростили задачу и защитили окончательные результаты от человеческой ошибки.

Схема расчетов режима резания на токарном станке

Процедура следующая:

1. • Выберите, какой инструмент вы хотите использовать в этой ситуации; для хрупких материалов подходит лезвие с относительно низкими показателями прочности, а для твердых материалов с максимальными.
2. • Определить толщину удаляемого слоя и количество проходов в зависимости от текущего метода обработки. Здесь важно обеспечить оптимальную точность, чтобы иметь возможность производить изделие с минимальными погрешностями геометрических размеров и поверхностей.

Теперь перейдем к оценке конкретных характеристик, играющих важную роль, и к способам их обнаружения или изменения на практике.

Глубина резания при токарной обработке на станке

Ключевой показатель для обеспечения качества детали, показывающий, сколько материала необходимо удалить за один проход. Общее количество последних рассчитывается с учетом следующих соотношений между квотами:

• • 60% — осадка;
• • от 20 до 30% — смешанные;
• • от 10 до 20% — штраф.

Также играет роль форма заготовки и тип выполняемой операции. Например, при облицовке рассматриваемый параметр равен удвоенному радиусу предмета, а для цилиндрических деталей он находится следующим образом:

k = (Dd)/2, где:

D и d — диаметры, начальный и конечный соответственно;

k – глубина удаления.

Если изделие плоское, используются обычные значения линейной длины — 2, 1-2 и до 1 мм соответственно. Также существует зависимость от поддерживаемого класса точности: чем он меньше, тем больше приближений приходится делать для получения результата.

Читайте также: Технопланктон на толстолобика своими руками: как сделать и поймать

Как определить подачу при точении

Фактически он представляет собой расстояние, которое проходит фреза за один оборот, совершаемый заготовкой. Наибольшая она при черновой обработке, наименьшая — при чистовой, когда надо действовать аккуратно, и качество шероховатости тоже играет роль. В общем случае делается максимально возможное (для операции) с учетом ограничивающих факторов, в том числе:

• • мощность машины;
• • жесткость системы;
• • прочность и ресурс лезвия.

При фрезеровании предпочитают вариант «на зуб», при зачистке отверстий — рекомендуемый для текущего инструмента, в учебных целях — наиболее распространенный, то есть 0,05-0,5 об/мин.

Формула расчета подачи при токарной обработке, соединяющая все ее виды, выглядит так:

SM = S*n = SZ*Z*n, где:

n — частота вращения фрезы,

Z — количество зубьев.

Для упрощения расчетов можно взять данные отсюда:

Диаметр, заготовки и т.д.	Размер инструмента, так далее	Подача, мм/оборот, при выбранной глубине резания, мм
до 3	3-5	5-8	8-12	от 12
Для стали
до 20	16х25-25х25	0,3-0,4	–
20-40	0,4-0,5	0,3-0,4	–
40-60	16х25-25х40	0,5-0,9	0,4-0,8	0,3-0,7	–
60-100	0,6-1,2	0,5-1,1	0,5-0,9	0,4-0,8	–
100-400	0,8-1,3	0,7-1,2	0,6-1	0,5-0,9	–
400-500	20х30-40х60	1,1-1,4	1-1,4	0,7-1,2	0,6-1,2	0,4-1,1
500-600	20×30	1,2-1,5	1-1,4	0,8-1,3	0,6-1,3	0,4-3,2
Для чугуна
до 20	16х25-25х25	–
20-40	0,4-0,5	–
40-60	16х25-25х40	0,6-0,9	0,5-0,8	0,4-0,7	–
60-100	0,8-1,4	0,7-1,2	0,6-1	0,5-0,9	–
100-400	1-1,3	0,9-1,4	0,8-1,1	0,6-0,9
400-500	20х30-40х60	1,3-1,6	1,2-1,5	1,1-1,3	0,8-1	0,7-0,9
500-600	20×30	1,5-1,8	1,2-1,6	1-1,4	0,9-1,2	0,8-1

Если операции выполняются при сильных ударных нагрузках, выбранное значение необходимо умножить на 0,85. Если металл детали — жаропрочная конструкционная сталь, то следует ограничиться 1 мм/оборот.

Расчет скорости резания при токарной обработке

Это индикатор с самым сильным влиянием, зависящим от следующих факторов:

• • Тип работы;
• • тип используемого инструмента;
• • материал заготовки.

Так концы обрезаются максимально быстро, а сверление происходит уже гораздо медленнее. Для решения стандартных задач параметр легко рассчитать, умножив диаметр будущего изделия на число оборотов в минуту и ​​на тт, а затем разделив на поправочный коэффициент 1000. Для упрощения можно воспользоваться специальным программным обеспечением.

Но если под рукой нет компьютера с установленным программным обеспечением или даже калькулятора, есть альтернативный вариант – уже рассчитанная скорость резания при токарной обработке со стола (ее мы приведем отдельно ниже). Мы также представим вам две формулы — так что вы можете использовать любую из них на основе уже имеющихся у вас значений, а затем обратить свое внимание на нормализованные показатели.

Проверка принятых характеристик

Оборудование должно эксплуатироваться правильно — не только с точки зрения производительности, но и с эксплуатационной точки зрения.

Допустим, вы остановились на каких-то значениях, что делать дальше? Прежде чем настраивать станок по ним, убедитесь в их правильности, так сказать, для подтверждения правильности выбора режимов резания при токарной обработке.

Для этого нужно всего лишь посмотреть паспорт оборудования и свериться с рекомендуемыми параметрами. Нормализованные показатели должны быть выше взятых вами. Если это условие не выполняется, значения следует скорректировать, иначе оборудование вполне может выйти из строя в процессе производства деталей.

Какой инструмент использовать

Тот, кто даст:

• • требуемая форма и геометрические параметры заготовки;
• • достаточное качество обработанной поверхности;
• • технологичность и безопасность процесса выпуска;
• • минимальные энергозатраты при хорошей производительности;
• • экономичный расход дорогих и/или редких материалов;
• • техническое обслуживание продукта.

Выше мы уже писали, что от лезвия зависит длина обработки (резки) и подача на оборот при токарной обработке, поэтому ее также необходимо рассмотреть более подробно. Давайте сделаем это прямо сейчас, сгруппируем все разные варианты по их основным признакам и выделим их особенности.

Термическая обработка жаропрочных сталей и сплавов

1. КЛАССИФИКАЦИЯ ЖАРОСТОЙКИХ СПЛАВОВ ПО ИХ ТЕРМООБРАБОТКЕ

Понятие «жаропрочные сплавы» объединяет большую группу металлических материалов, используемых при изготовлении деталей машин и конструкций, работающих под нагрузкой при повышенных температурах. Диапазон таких рабочих температур очень широк (100-1000°С и более). Это является причиной большого разнообразия сплавов, используемых в качестве жаропрочных сплавов.

При относительно низких температурах (100-400°С) в качестве жаропрочных сталей могут применяться обычные конструкционные стали (углеродистые и низколегированные), а также сплавы на основе меди, алюминия и титана. При более высоких температурах (500-700°С) применяют легированные стали перлитного, ферритного, (феррито-мартенситного) и аустенитного классов.

Для работы при еще более высоких температурах (700-1000°С) детали изготавливают из высоколегированных сплавов, содержащих менее 50% железа, а также из бесжелезистых сплавов на основе никеля, кобальта, хрома, молибдена и других металлов.

Для очень высоких температур (свыше 1000-1200°С) применяют металлокерамические сплавы.

Ряд жаропрочных металлических сплавов, сильно отличающихся друг от друга по химическому составу, способу получения, структуре и свойствам, естественно, затрудняют их классификацию. Наиболее рациональной, на наш взгляд, является классификация, предложенная П. Б. Михайловым-Михеевым. Она охватывает практически все металлические сплавы (кроме сплавов на основе меди, алюминия и некоторых других) и более полно, чем предложенные ранее классификации 2–5, учитывает свойства, по которым можно разделить сплавы на группы.

По способности подвергаться термообработке жаропрочные сплавы (как и вообще все металлические сплавы) можно разделить на три группы: сплавы, не имеющие каких-либо фазовых превращений в твердом состоянии; сплавы, в которых фазовые превращения связаны с перестройкой кристаллической решетки (полиморфные превращения), и сплавы, в которых фазовые превращения обусловлены только изменением предельной растворимости избыточных компонентов при нагреве и охлаждении.

К первой группе относятся в основном однофазные жаропрочные сплавы твердого раствора, такие как чистые ферритные и аустенитные стали, а также нихромовые (не содержащие избыточных компонентов, образующих выделения фаз), молибден-вольфрамовые и другие сплавы. Эти сплавы могут подвергаться только такой термической обработке, при которой нагрев осуществляется до температур ниже линии солидуса.

Вторую группу составляют сплавы, претерпевающие полиморфные превращения. К ним относятся углеродистая сталь и жаропрочный чугун, низко- и среднелегированные перлитные и феррито-мартенситные стали, а также титановые, кобальтовые и другие сплавы.

К сплавам третьей группы относятся дисперсионно-твердеющие аустенитные стали, алюминиевые, никель-хромовые и другие сплавы.

Сплавы второй и третьей групп можно подвергать всем видам термической обработки.

Первые две группы имеют три подгруппы, где сплавы объединены по способности к термообработке. Металлокерамические сплавы в этой книге не рассматриваются.

К ферросплавам относятся углеродистые и легированные стали и жаропрочный чугун. По ГОСТ 5632-61 для коррозионно-стойких, жаропрочных и жаропрочных сталей и сплавов к легированным жаростойким сталям условно относят сплавы, в которых содержание железа составляет более 50 %. К железохромоникелевым сплавам условно относят сплавы, основная структура которых представляет собой твердый раствор хрома и других элементов в железе.

При этом суммарное содержание никеля и железа в них должно быть более 65%. К жаростойким никелевым сплавам по этому же ГОСТу условно относят сплавы, основная структура которых представляет собой твердый раствор хрома (и других легирующих элементов) в никеле, если содержание Ni в сплаве превышает 55%.

Тот же принцип, несмотря на его условность, следует, по-видимому, распространить и на другие сплавы на не железной основе — их следует называть кобальтовыми, хромовыми и т д при содержании в них соответствующих элементов более 50—55%.

2. ВИДЫ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЖАРОСТОЙКИХ СПЛАВОВ И ЕЕ ТЕРМИНОЛОГИЯ

Многочисленные разновидности термической обработки, которой подвергаются черные и цветные металлы и сплавы, А. А. Бочвар разделил на пять видов 6. Классификация основана на изменениях, происходящих в металлах (сплавах) при термической обработке, — изменениях фазового состава, структуры и свойств. Эта классификация получила широкое признание 7, 8 и др.

Рассмотрим виды термической обработки, применяемые для изделий из жаропрочных сплавов.

Свечение 1 типа. Он состоит в нагреве до температуры ниже линий диаграммы состояния, поддержании этих температур и охлаждении с определенной скоростью. Отжигу 1 типа в основном подвергаются однофазные жаропрочные сплавы-твердые растворы (нихром, молибден-вольфрамовые сплавы и др.).

Для этих сплавов такой отжиг является единственно возможным видом термической обработки, кроме химико-термической обработки. У свечения разные цели. Применяется для снятия внутренних напряжений и восстановления структуры и свойств (прочность, пластичность, электропроводность и др.), изменившихся в результате предшествующей обработки. Такой отжиг называется рекристаллизацией или возвратом.

При этом нагрев осуществляется до относительно низких температур. Отжигу 1 типа подвергают также однофазные жаропрочные сплавы для устранения ликвации дендритов. В этом случае сплав нагревают до высоких температур вблизи линии солидуса, выдерживают при этих температурах длительное время (десятки часов) для более полного и легкого процесса диффузии. Этот вид отжига 1 типа представляет собой гомогенизационный или диффузионный отжиг.

Отжиг 1 типа применим и для термической обработки жаропрочных сплавов с фазовыми превращениями. Для реализации сплавы нагревают до температур ниже линии фазового превращения. Поэтому его иногда называют низким отжигом. Применяется в основном для снятия внутренних напряжений и восстановления структуры и свойств металла после нагартовки прессованием или резанием.

Все процессы, происходящие при отжиге 1 типа, необратимы.

Свечение 2-х видов. Отжигу 2 типа подвергают только такие жаропрочные сплавы, которые имеют фазовые превращения в твердом состоянии. Если фазовые превращения обусловлены только изменением предельной растворимости, то рекристаллизуются только избыточные фазы — при нагревании выше линии предельной растворимости они полностью исчезают, растворяются в основной фазе, а при охлаждении отделяются от твердого раствора, т е их новая кристаллизация.

Если в сплаве возможны полиморфные превращения, то при нагреве и охлаждении происходят фазовые превращения по всему объему — происходит рекристаллизация всех фазовых составляющих. Примером может служить образование аустенита при переходе через верхнюю критическую точку при нагреве и образование смеси феррит+цементит при охлаждении в перлитных жаропрочных сталях. В обоих случаях отжиг второго типа представляет собой процесс перекристаллизации фаз.

Для жаропрочных сплавов отжиг 2-го типа может быть полным, если нагрев ведется до температур, превышающих верхнюю критическую точку, и неполным, если температура нагрева находится между линиями диаграммы фазового превращения. Фазовую перекристаллизацию, осуществляемую при более быстром охлаждении (на воздухе), иногда (например, для стали) называют нормализацией. В этом случае формируется меньшая равновесная структура.

Суперсплавы с фазовыми превращениями можно подвергать высокотемпературному диффузионному отжигу (гомогенизации) для устранения или уменьшения ликвации дендритов. По существу гомогенизация для таких сплавов также является разновидностью отжига второго типа, так как при этом происходит фазовая рекристаллизация.

Обычно диффузионный отжиг применяют для отливок сложной формы из высоколегированных многокомпонентных сплавов.

Закалка. Жаропрочные сплавы, не имеющие и не имеющие полиморфных превращений, могут подвергаться закалке. В первом случае в результате закалки при комнатной температуре может быть зафиксировано характерное для высоких температур состояние, лежащее выше линии фазового превращения. А. А. Бочвар назвал такое закаливание «истинным закаливанием». Структура сплава после закалки представляет собой пересыщенный твердый раствор. Типичным примером «истинной закалки» является закалка жаропрочных дисперсионно-твердеющих аустенитных сталей и хромоникелевых сплавов.

В обоих случаях охлаждение от температур, лежащих в области однофазности, с достаточно высокой скоростью (превышающей критическую скорость закалки) фиксирует при комнатной температуре однофазное состояние, устойчивое только при высоких температурах. При комнатной температуре такое состояние сплава неустойчиво. Операция, приводящая к такому состоянию конструкции, обычно является упрочняющей и нет необходимости давать ей другое название, как это делается, например, в американской литературе, где она называется: «обработка твердым раствором».

К сожалению, в нашей технической литературе упрочнение сплавов, имеющих фазовые превращения, связанные только с изменением предельной растворимости, иногда называют не упрочнением, а аустенизацией. Но этот термин уже давно используется для обозначения процесса образования аустенита при нагреве стали 9, поэтому использовать его вместо термина «закалка» даже для аустенитной стали нецелесообразно.

При этом не надо называть процесс упрочнения цветных жаропрочных, например никель-хромо-алюминиевых сплавов, аустенизацией. В этих сплавах железо содержится в небольших количествах (до 10 %), а часто в них присутствует лишь неизбежная, хотя и нежелательная примесь, и допускается не более 1-3 %. В таких сплавах вообще нет аустенита, и поэтому их упрочнение нельзя назвать аустенизацией.

Во всех случаях, когда в результате быстрого охлаждения из однофазной области образуется неравновесное состояние, являющееся либо фиксированным высокотемпературным состоянием, либо необычным для низких температур промежуточным состоянием, правильнее называть этот процесс затухает.

При закалке жаропрочных сплавов, имеющих полиморфные превращения, обычно образуется промежуточное состояние.

Однако даже в сплавах, не имеющих полиморфных превращений, наблюдаются случаи, когда охлаждение, даже с очень высокой скоростью, не способно полностью сохранить структуру, характерную для высоких температур при комнатной температуре.

В этих случаях из продуктов распада в высокодисперсный твердый раствор образуется неустойчивая структура. Это сопровождается повышением твердости, прочности, а иногда и хрупкости. В частности, это наблюдается в некоторых высоколегированных никель-хромовых сплавах.

Праздничный день. Отпуск всегда является вторичной операцией после закалки, поэтому в целях упорядочения терминологии нецелесообразно называть операцию отжига первого типа (низкий отжиг), которая по режиму аналогична отпуску (температура нагрева ниже критических точек), называется высоким отпуском.

Классификация инструментов

Их можно разделить на три показателя, каждый из которых оказывает достаточно сильное влияние на операционные результаты. Неправильный монтаж приведет к недостаточной производительности труда, ухудшению точности, повышенному износу функциональных узлов или даже к нарушению техники безопасности. Именно поэтому так важно правильно определить и использовать то, что подходит для машины.

По способу обработки

Чтобы вам было проще выбрать рекомендуемые режимы резания при точении, составлены таблицы для таких типов ножей:

• • контрольно-пропускные пункты;
• • нить;
• • филе;
• • скучный;
• • фасонные;
• • нить;
• • щель;
• • подсчет очков;
• • резка.

Между собой они отличаются формой, размером и исполнением кромок.

По материалу рабочей части

Они есть:

• инструментальный;
• высокоскоростной;
• минеральная керамика;
• карбидные — одно-, двух- и трехкарбидные (вольфрамовые, титаново-вольфрамовые и титано-танталово-вольфрамовые соответственно).

Конкретный вариант выбирается исходя из твердости поверхности детали — понятно, что она должна быть еще прочнее, чтобы не разрушаться при механическом контакте, а снимать стружку.

По исполнению

Есть один момент, который стоит помнить при выборе параметра, например, оборотов токарного станка по металлу: таблица составляется для всех видов инструментов одновременно.

Каждый тип имеет свои преимущества. Первый наиболее ремонтопригоден, поскольку заменить можно только один деформированный элемент, а не всю фрезу. Зато другой гораздо лучше выдерживает повышенные нагрузки, так как равномерно воспринимает все силовые воздействия. Третий сочетает в себе преимущества двух предыдущих, но является самым дорогим.

Вам решать, в зависимости от характера и твердости поверхности, точности снятия слоя, геометрических параметров, которые должны получиться в результате.

Формула подачи и режимов резания при токарной обработке

Для расчетов используйте следующее выражение:

Vt = nxf (мм/мин), где:

n – частота вращения;

f — количество подачи за 1 оборот.

Есть и другие полезные соотношения, например, для нахождения эффективной мощности:

Н(э) = (ПЗ х В)/(1020 х 60), причем:

P (z) — максимальная нагрузка (тангенциальная сила), и она снова представляется как:

P(z) = 10Ср х t1 х S2 х V3 х Кр

Зная все эти значения, можно определить требуемую производительность машины:

N(n) = N(e)/η,

где η – заводской КПД (коэффициент полезного действия) оборудования.

Для нахождения оптимальной скорости резания при токарной обработке таблица необязательна – требуемый показатель легко найти по следующей формуле:

VC = (DC x π xn)/1000 м/мин, где:

• DC — двойной радиус детали;
• n – частота вращения.

В качестве альтернативы можно использовать следующее соотношение:

• • V = CV/((T1 x t2 x S3) x KV, где:
• • Т – стойкость инструмента;
• • CV — коэффициент, применяемый как к заготовке, так и к лезвию;
• • 1, 2, 3 – градусные параметры;
• • KV – поправочное значение, зависящее от материала кромки, качества (точности) и свойств поверхностного слоя.

Опять же, все полученные данные необходимо сверить со стандартными сериями, относящимися к существующей машине, убедившись, что они не отличаются между собой более чем на 5% и не превышают нормированных значений.