Назначить последовательность операций обработки указанной поверхности детали

1. Установим химический состав и физико-механические свойства обрабатываемого материала
Химический состав стали 15, %
C Si Mn
Ni S P Cr Cu As Fe
0,12-0,19 0,17-0,37 0,35-0,65 до 0,25 до 0,04 до 0,035 до 0,25 до 0,25 до 0,08 остальное
Физико-механические свойства стали 15 (нормализация + высокий отпуск)
HB σв, МПа a, кДж/м2 λ, Вт/м ºС
Θпл, ºС
149 450 64 53 1400
2. Сформулируем техническое задание
Марка обрабатываемого материала Сталь 15
Вид операции токарная
Характер операции черновая
Тип производства серийное
3. Заполняем оценочную таблицу характеристик ТЗ
Уровень
Характеристика Высокий Низкий
1. Хим. активность
+
2. Твердость
+
3. Прочность
+
4. Ударная вязкость
+
5. Теплопроводность +
6. Температура плавления ОМ (фаз.превр) +
7. Требуемая надежность инструмента +
8. Сложность инструмента
+
9. Габариты инструмента
+
10. Характер операции
+
11. Тип производства +
4. Произведем предварительное назначение инструментального материала, исходя из основных характеристик. Так как инструмент не является сложным и крупногабаритным, а тип производства – серийный, то из инструментального материала наиболее рационально изготовить режущую пластину. Следующим существенным ограничением при назначении инструментального материала в данном случае является характер операции. При низком уровне характера операции, соответствующем черновому точению, следует выбирать прочные инструментальные материалы. Однако для обеспечения достаточной производительности инструментальный материал должен обладать высокой теплостойкостью. Указанной комбинации свойств в наибольшей мере отвечают быстрорежущие стали и твердые сплавы т.к. обрабатываемый материал сталь 15 не обладает никакими специальными свойствами и является хорошо обрабатываемым, то для его обработки наиболее целесообразно применять быстрорежущие стали и твердые сплавы общего назначения.
К таковым следует отнести быстрорежущие стали Р18, Р6М5 и твердые сплавы серии ТК. Быстрорежущие стали Р18 и Р6М5, обладая очень сходными технологическими и режущими свойствами, различаются, в основном, надежностью инструмента, т.к . Р18 обладает большой стабильностью свойств. В нашем ТЗ особых требований к надежности инструмента не предъявляется, а поэтому более предпочтительным инструментальным материалом является Р6М5 из-за гораздо более низкой цены.
Сплавы ТК как наиболее теплостойкие и износостойкие предназначены для обработки с высокими скоростями резания конструкционных сталей и других металлов, дающих сливную стружку. Данные инструментальные материалы обозначается буквами ТК, при этом цифра, стоящая после букв Т обозначает % содержание карбидов титана, а после буквы К - содержание кобальта. К этой группе относятся следующие марки: Т5К10, Т14К7, Т15К6. Наибольшей прочностью из них, необходимой при черновых режимах резания обладает сплав Т5К10. Поэтому на этапе предварительного выбора ИМ следует остановиться в нашем случае на 2-х инструментальных материалах: Р6М5 и Т5К10.
5. Произведем окончательный выбор инструментального материала. С этой целью приведем физико-механические свойства инструментальных материалов в пункте 4.
Свойства ИМ σв, МПа твердость, HRA Θт, ºС (теплостойкость) λ, Вт/м ºС
Р6М5 3400 65 (HRC) 625 20
Т5К10 1000 88,5 850 20,8
Из приведенных данных следует, что быстрорежущая сталь Р6М5 значительно превосходит твердый сплав по прочности, однако столь же значительно уступает ему по твердости и теплостойкости.
Предлагаемые режимы чернового точения не являются особо тяжелыми, поэтому вероятнее всего, что прочности сплава Т5К10 будет вполне достаточно для обеспечения требуемых режимов обработки. В то же время он может обеспечить более высокие скорости резания из-за повышенной теплостойкости, а, следовательно, будет обеспечивать большую производительность механической обработки резанием.
Поэтому из двух ИМ выбираем в качестве основного варианта твердый сплав Т5К10. Однако, при назначении режимов резания необходимо произвести проверочный расчет по действующим силам резания на предмет достаточности прочности выбранного инструментального материала.
1