ОБРАБАТЫВАЕМЫЕ РЕЗАНИЕМ МАТЕРИАЛЫ



Материалы, применяемые в машиностроении для изготовления деталей машин и механизмов, приборов, аппаратов, воспринимающих силовую нагрузку, называют конструкционными материалами. Они подразделяются на три класса:
металлические (сплавы на основе железа, никеля, меди, алюминия, магния, титана и других металлов);
неметаллические (пластические массы, керамика, стекло, резина и т.д.);
композиционные материалы.
В машиностроении металлические конструкционные материалы занимают первое место по применяемости и как материалы, традиционно обрабатываемые резанием. Поэтому в настоящей книге будут рассматриваться только процессы обработки резанием металлов на металлорежущих станках.
Обработке резанием подвергают следующие металлы: чугуны, стали, цветные металлы и их сплавы. Чугуном называется сплав железа, углерода, кремния, марганца и других веществ, причем содержание углерода составляет 2,14-4,5%. Различают серый, высокопрочный и ковкий чугун.
Серый чугун маркируют буквами СЧ, обозначающими его название, и двумя цифрами, обозначающими предел прочности при растяжении. Например, СЧ 18 — серый чугун, предел прочности при растяжении 180 МПа.
По механическим свойствам серые чугуны делят на чугуны малой (СЧ 00
— СЧ 18) и повышенной (СЧ 20 — СЧ 45) прочности. Для изготовления деталей машин чаще применяют чугун марок СЧ 15, СЧ 20, СЧ 30 и реже — чугун марок СЧ 35, СЧ 40. Твердость серого чугуна НВ 163 — 269.
Высокопрочный чугун получают введением в жидкий серый чугун магния (0,3 -1%) или его сплава с никелем, медью, алюминием или кремнием. Высокопрочный чугун маркируют буквами ВЧ, обозначающими его название, и двумя группами цифр, из которых первая обозначает предел прочности при растяжении, а вторая — относительное удлинение. Например, ВЧ 45-5— высокопрочный чугун, предел прочности при растяжении 450 МПа, относительное удлинение 5%. Твердость высокопрочного чугуна НВ 156 - 269.
Ковкий чугун отличается высокой вязкостью и маркируется буквами КЧ, обозначающими его название, и двумя группами цифр, из которых первая обозначает предел прочности при растяжении, а вторая — относительное удлинение. Например, КЧ 50-4 — ковкий чугун, предел прочности при растяжении 500 МПа, относительное удлинение 4%.
Сталью называется сплав железа с углеродом (до 20%) и другими элементами. Большое влияние на обрабатываемость сталей оказывает их химический состав. С увеличением содержания углерода повышается механическая прочность стали и, как следствие, возрастает ее сопротивление резанию. При обработке сталей с малым содержанием углерода (0,1 - 0,25%) достигается лучшая шероховатость поверхности.
Углеродистые стали обыкновенного качества обозначаются буквами Ст и числами от 0 до 6 (например, сталь СтЗ). Чем больше число в обозначении марки стали, тем выше содержание углерода. Качественные углеродистые стали обозначают числами 08; 10; 15; 20; 25 и т.д., которые показывают среднее содержание углерода в стали в сотых долях процента. Например, содержание углерода в стали 15 около 0,15%. Предел прочности (временное сопротивление разрыву) для углеродистых сталей ов=300+700 МПа, он возрастает с увеличением содержания углерода; твердость не превышает НВ230.
Легированные стали обозначают цифрами и буквами (например, 20Х, 40ХН, 30ХГН, 20ХНЗА и т.д.). Цифры показывают среднее содержание в стали углерода в сотых долях процента, буквы — наличие легирующего элемента, цифры после букв — содержание легирующего элемента в %, буква А в конце обозначает, что сталь высококачественная. Предел прочности легированных сталей оу=70/1300 МПа (в зависимости от марки). Повышение содержание некоторых легирующих элементов, таких, как хром (Сг), молибден (Мо), ванадий (V), вольфрам (W), никель (Ni), увеличивает прочность и ухудшает теплопроводность сталей, что приводит к ухудшению их обрабатываемости. Кремний (Si) ухудшает обрабатываемость стали из-за образования силикатных абразивных включений. Стали с крупнозернистой структурой обрабатываются режущим инструментом лучше, чем стали с мелкозернистой структурой.
К сплавам цветных металлов, наиболее часто обрабатываемым на металлорежущих станках, относятся бронза, латунь и дюралюминий.
Бронза — сплав меди с оловом, алюминием, марганцем, кремнием и другими элементами. Бронзы обозначают буквами Бр, затем — начальными буквами основных элементов, вошедших в сплав, и цифрами, указывающими среднее содержание этих элементов в процентах. Например, сплав БрОЦСЗ-12-5 содержит в среднем 3% олова, 12% цинка, 5% свинца и остальное — медь. Для лучшей обрабатываемости и улучшения антифрикционных свойств в состав бронз вводят свинец.
Латунь — сплав меди с цинком. Латунь обозначают буквой Л и двузначным числом, показывающим среднее содержание меди в процентах. Например, латунь Л62 содержит 62% меди и 38% цинка. Для лучшей обрабатываемости в латунь вводят 1-2% свинца (автоматная латунь), а для повышения прочности — алюминий, никель и другие элементы. Например, латунь ЛЖМц59-1-1 содержит 59% меди, 1% железа, 1% марганца и 39% цинка.
Дюралюминий — деформируемый сплав алюминия с медью (4-5%), магнием (0,5%), марганцем, кремнием и железом. Дюралюминий бывает следующих марок: Д1, Д6, Д16 и т.д. Обозначение дюралюминия не связано с его химическим составом.

Автор - nastia19071991