Коэффициенты обрабатываемости резанием различных материалов

 

Продолжение Таблицы 5.4

Абсолютное значение скорости резания при 60-минутной стойкости любой стали, отличной от эталонной, равно V₆₀ = V_этK_v. Например, для стали с K_v = 0,8, V60 = 135 • 0,8 = 108 м/мин; для стали с K_v = 0,1, V₆₀ = 72 • 0,1 = 7,2 м/мин. Коэффициент обрабатываемости при точении можно применить для выбора скорости резания и при других видах обработки.

В нормативных документах обрабатываемые материалы группируются по группам обрабатываемости, последние — по видам обработки. Например, при протяжных работах группы обрабатываемости конструкционных материалов отличаются от групп обрабатываемости, существующих в нормативах, которые носят отраслевой характер и основаны на особенностях производства для определенной отрасли.

В табл. 5.4 приведены укрупненные значения коэффициентов обрабатываемости без учета особенностей эксплуатации в условиях каждой подотрасли, без разделения материалов на группы обрабатываемости.

При выборе марки стали для данной детали необходимо обеспечение, в первую очередь, прочности, надежности и долговечности детали, экономия металла с учетом специфических условий службы детали (температура, среда, характер действующих нагрузок и т. п.).

Прежде всего необходимо выяснить характер действующих сил. Если деталь испытывает напряжения, растяжения или сжатия, которые равномерно распределены по сечению, то закалка должна обеспечить сквозную прокаливаемость. Поэтому с увеличением сечения детали должна увеличиваться степень легирования стали.

В табл. 5.5 приведены значения критического диаметра прокаливаемоети D_k (95 % мартенсита) сталей в зависимости от легирования.

 

Таблица 5.5

Значения критического диаметра D_k прокаливаемости

Например, для изготовления детали диаметром 30 мм можно рекомендовать сталь 40Х (или другую сталь, имеющую такую же прокаливаемость), закаленную в воде, но если деталь сложная и охлаждение в воде приведет к короблению и трещинам, то вместо воды следует применять масло, а вместо стали 40Х — сталь 40ХН.

Если деталь испытывает изгибающие или крутящие нагрузки, то прокаливаемость не имеет столь важного значения. В этом случае можно выбрать ряд сталей:

— углеродистые и легированные стали с содержанием углерода 0,2 % — цементуемые;

— легированные стали с содержанием углерода 0,4 % — азотируемые;

— углеродистые и низколегированные стали с содержанием углерода 0,4 — 0,5 % — для поверхностной закалки.

При сложно-напряженном состоянии (наиболее частый случай в современном машиностроении) сердцевина детали может испытывать значительные напряжения. В этом случае к металлу сердцевины предъявляются требования по прочности.

В табл. 5.6 приведены структура и свойства сердцевины детали диаметром 20 мм после цементации и закалки и низкого отпуска.

 

Таблица 5.6