Конспект лекций Специальность: 5В071200-«Машиностроение» Өскемен Усть-Каменогорск



страница1/2
Дата25.04.2016
Размер0.6 Mb.
  1   2




Kазақстан Республикасының

Бiлiм және ғылым

министрлiгi
Д. Серiкбаев атындағы

ШKМТУ


Министерство

образования и науки

Республики Казахстан
ВКГТУ им Д. Серикбаева


Утверждено

Декан ФМиТ ___________М.В.Дудкин

«___»___________2013г


МЕТАЛЛКЕСКІШ ҚҰРАЛДАРДЫ ЖОБАЛАУ ЖӘНЕ ЕСЕПТЕУ

Дәрістер конспектісі



ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА
Конспект лекций
Специальность: 5В071200-«Машиностроение»

Өскемен


Усть-Каменогорск

2013
Конспект лекций Қазақстан соответсвует «Высшее образование. Бакалавриат. Основные положения» Образовательный стандарт РК 5.04.019- 2011 и специальности 5В071200– «Машиностроение». Разработан на кафедре «Машиностроение и ТКМ».

Обсуждено на заседании кафедры
Заведующий кафедрой К.Комбаев
Протокол №____ от_______2013 г.

Рабработал С. Капаева


Должность доцент
Нормоконтролер Т. Тютюнькова

ВВЕДЕНИЕ

Инструментальное производство тесно связано с развитием машиностроения и металлообрабатывающей промышленности. Успешное развитие каждого производства в значительной степени зависит от того, насколько оно обеспечено надлежащим количеством инструмента (режущего и мерительного), приспособлений, штампов и т.д. Это является основной базой для правильной постановки производства.

Организация массового производства инструментов возможна только при широкой его стандартизации и нормализации. Все инструменты универсального назначения стандартизованы. Стандарты даны не только на габаритные элементы, но также на технические условия для приемки их потребителей. Стандарты являются юридическим документом, регламентирующий размер и качество инструментов. Они являются обязательными для всех предприятий стран бывшего СССР.

Научно-исследовательские организации совместно с инструментальной промышленностью и новаторами – производственниками машиностроительных предприятий проделывают большую работу по инструменту как в области основных проблем по процессу резания металлов, расчета и конструирования, так и технологии изготовления.



1 Общие конструктивные элементы режущих инструментов

В обработке металлов резанием основную роль играет инструмент. Несмотря на разнообразие и специфические особенности, режущие инструменты имеют большое количество общих геометрических и конструктивных элементов.

Связь режущего инструмента со станком осуществляется при помощи промежуточных звеньев, конструктивные особенности которых обусловлены способами его закрепления.

Составные части и элементы режущих инструментов. Общей характеристикой всех видов режущего инструмента является наличие рабочей и хвостовой частей. Рабочая режущая часть имеет лезвие с геометрическими параметрами: задний угол α, передний угол , главный угол в плане , вспомогательный угол в плане 1; угол наклона кромки , угол заострения , радиус вершины rв. Характеристика геометрических параметров каждого вида инструмента приведена в соответствующих главах справочника.

Основную роль в процессе резания играет клин (угол заострения ) с режущими кромками, образованный передней поверхностью лезвия, по которой сходит стружка, и задней поверхностью лезвия, обращенной в процессе резания к обрабатываемой поверхности.

Единство геометрии режущего лезвия всех видов инструмента обусловлено в основном единством законов резания металлов.

К основным конструктивным элементам лезвийного режущего инструмента относятся:

зубья, несущие на себе элементы с режущими лезвиями;

стружечные канавки, предназначенные для размещения и транспортирования стружки в процессе резания;

каналы для подвода охлаждающей жидкости к режущим элементам или отвода вместе с охлаждающей жидкостью стружки из зоны резания;

элементы крепления инструмента и элементы баз при изготовлении, контроле и переточках инструмента.

Каждый режущий инструмент независимо от вида и размера имеет почти все перечисленные геометрические параметры и конструктивные элементы.

При проектировании инструментов основными поверхностями формирования профиля являются плоскости, поверхности вращения и винтовые поверхности.

Плоскости предназначены для оформления стержневых резцов, зуборезных гребенок.

Поверхности вращения используются в трех основных видах:

с образующей в виде прямой, параллельной оси вращения (развертки, цилиндрические фрезы);

с образующей в виде прямой, наклоненной под некоторым углом к оси вращения (угловые фрезы, конические развертки, зенковки);

с криволинейной образующей (фасонные резцы, фасонные фрезы).

Винтовые поверхности занимают одно из важных мест в конструировании режущего инструмента. Для многих видов инструмента (например, резьбонарезные инструменты, червячные зуборезные фрезы) винтовая поверхность является основной для образования профиля детали.

У концевых фрез и зенкеров расположение режущих зубьев по винтовой линии обеспечивает равномерное резание благодаря постепенному входу и выходу их в обрабатываемую поверхность, способствует лучшему отводу стружки из зоны резания. В некоторых случаях (например, у спиральных сверл) винтовая поверхность предназначена для получения более оптимального переднего угла и сохранения формы режущей части после переточек.

При проектировании зуборезных долбяков, червячных фрез, резцовых головок для обработки конических колес с криволинейными зубьями и винтовых поверхностей зубья инструментов выполняются в виде затылованной поверхности.

2 Инструментальные материалы
Режущие инструменты изготовляют целиком или частично из инструментальных сталей и твердых сплавов.

Инструментальные стали разделяют на углеродистые, легированные и быстрорежущие. Углеродистые инструментальные стали применяют для изготовления инструмента, работающего при малых скоростях резания. Из углеродистой стали марок У9 и У10А изготовляют ножи, ножницы, пилы, из У11, У11А, У12 - слесарные метчики, напильники и др. Буква У в марке стали обозначает, что сталь углеродистая, цифра после буквы указывает на содержание в стали углерода в десятых долях процента, а буква А - на то, что сталь углеродистая высококачественная, так как содержит серы и фосфора не более 0,03 % каждого.

Основными свойствами этих сталей является высокая твердость (HRC 62 - 65) и низкая теплостойкость. Под теплостойкостью понимается температура, при которой инструментальный материал сохраняет высокую твердость (HRC 60) при многократном нагреве. Для сталей У10А - У13А теплостойкость равна 220 °С, поэтому рекомендуемая скорость резания инструментом из этих сталей должна быть не более 8 - 10 м/мин.

Легированные инструментальные стали бывают хромистыми (X), хромистокремнистыми (ХС) и хромовольфрамомарганцовистыми (ХВГ) и др.

Цифры в марке стали обозначают состав (в процентах) входящих компонентов. Первая цифра слева от буквы определяет содержание углерода в десятых долях процента. Цифры справа от буквы указывают среднее содержание легирующего элемента в процентах. Если содержание легирующего элемента или углерода близко к 1 %, цифра не ставится.

Из стали марки X изготовляют метчики, плашки, резцы; из стали 9ХС, ХГС - сверла, развертки, метчики и плашки; из стали ХВ4, ХВ5 - сверла, метчики, развертки; из стали ХВГ - длинные метчики и развертки, плашки, фасонные резцы.

Теплостойкость легированных инструментальных сталей достигает 250 - 260 °С и поэтому допустимые скорости резания для них в 1,2 - 1,5 раза выше, чем для углеродистых сталей.



Быстрорежущие (высоколегированные) стали применяют для изготовления различных инструментов, но чаще сверл, зенкеров, метчиков.

Быстрорежущие стали обозначают буквами и цифрами, например Р9, Р6М3 и др. Первая Р (рапид) означает, что сталь быстрорежущая. Цифры после нее указывают среднее содержание вольфрама в процентах. Остальные буквы и цифры обозначают то же, что и в марках легированных сталей.

Эти группы быстрорежущих сталей отличаются по своим свойствам и областям применения. Стали нормальной производительности, имеющие твердость до HRC 65, теплостойкость до 620°С и прочность на изгиб 3000 - 4000 МПа, предназначены для обработки углеродистых и низколегированных сталей с пределом прочности до 1000 МПа, серого чугуна и цветных металлов. К сталям нормальной производительности относят вольфрамовые: марок Р18, Р12, Р9, Р9Ф5 и вольфрамо-молибденовые: марок Р6МЗ, Р6М5, сохраняющие твердость не ниже HRC 62 до температуры 620 °С.

Быстрорежущие стали повышенной производительности, легированные кобальтом или ванадием, с твердостью до HRC 73 - 70 при теплостойкости 730 - 650 °С и с прочностью на изгиб 250 - 280 МПа предназначены для обработки труднообрабатываемых сталей и сплавов с пределом прочности свыше 1000 МПа, титановых сплавов и др. Улучшение режущих свойств этой стали достигается повышением содержания в ней углерода с 0,8 до 1 %, а также дополнительным легированием цирконием, азотом, ванадием, кремнием и другими элементами. К быстрорежущим сталям повышенной производительности относят 10Р6М5К5, Р2М6Ф2К8АТ, Р18Ф2, Р14Ф4, Р6М5К5, Р9М4ЕВ, Р9К5, Р9К10, Р10К5Ф5, Р18К5Ф2, сохраняющие твердость HRC 64 до температуры 630 - 640 °С.



Твердые сплавы делят на металлокерамические и минералокерамические, их выпускают в виде пластинок разной формы. Инструменты, оснащенные пластинками из твердых сплавов, позволяют применять более высокие скорости резания, чем инструменты из быстрорежущей стали.

Металлокерамические твердые сплавы разделяют на вольфрамовые, титановольфрамовые, титанотантало-вольфрамовые.

Вольфрамовые сплавы группы ВК состоят из карбидов вольфрама и кобальта. Применяют сплавы марок ВК3, ВК3М, ВК4, ВК6, ВК60М, ВК8, ВК10М. Буква В означает карбид вольфрама, К- кобальт, цифра - процентное содержание кобальта (остальное - карбид вольфрама). Буква М, приведенная в конце некоторых марок, означает, что сплав мелкозернистый. Такая структура сплава повышает износостойкость инструмента, но снижает сопротивляемость ударам. Применяются вольфрамовые сплавы для обработки чугуна, цветных металлов и их сплавов и неметаллических материалов (резины, пластмассы, фибры, стекла и др.).

Титановольфрамовые сплавы группы ТК состоят из карбидов вольфрама, титана и кобальта. К этой группе относят сплавы марок Т5К10, T5K12, Т14К8, Т15К6, Т30К4. Буква Т и цифра за ней указывают на процентное содержание карбида титана, буква К и цифра за ней - процентное содержание карбида кобальта, остальное в данном сплаве карбид вольфрама. Применяются эти сплавы для обработки всех видов сталей. Титанотанталовольфрамо-вые сплавы группы ТТК состоят из карбидов вольфрама, титана, тантала и кобальта. К этой группе относят сплавы марок ТТ7К12 и ТТ10К8, содержащие соответственно 7 и 10 % карбидов титана и тантала, 12 и 8 % кобальта, остальное - карбид вольфрама. Эти сплавы работают в особо тяжелых условиях обработки, когда применение других инструментальных материалов не эффективно.

Сплавы, имеющие меньшее процентное содержание кобальта, марок ВК3, ВК4 обладают меньшей вязкостью, применяют для обработки со снятием тонкой стружки на чистовых операциях. Сплавы, имеющие большее содержание кобальта марок ВК8, Т14К8, Т5К10 обладают большей вязкостью, их применяют для обработки со снятием толстой стружки на черновых операциях.

Мелкозернистые твердые сплавы марок ВК3М, ВК6М, ВК10М и крупнозернистые сплавы марок ВК4 и Т5К12 применяют в условиях пульсирующих нагрузок и при обработке труднообрабатываемых нержавеющих, жаропрочных и титановых сплавов.

Твердые сплавы обладают высокой теплостойкостью. Вольфрамовые и титановольфрамовые твердые сплавы сохраняют твердость при температуре в зоне обработки 800 - 950 °С, что позволяет работать при высоких скоростях резания (до 500 м/мин при обработке сталей и 2700 м/мин при обработке алюминия).

Для обработки деталей из нержавеющих, жаропрочных и других труднообрабатываемых сталей и сплавов предназначены особо мелкозернистые вольфрамокобальтовые сплавы группы ОМ ВК6-ОМ - для чистовой обработки, а сплавы ВК10-ОМ и ВК15-ОМ - для получистовой и черновой обработки. Дальнейшее развитие и совершенствование сплавов для обработки труднообрабатываемых материалов вызвало появление сплавов марок

ВК10-ХОМ и ВК15-ХОМ, в которых карбид тантала заменен карбидом хрома. Легирование сплавов карбидом хрома увеличивает их твердость и прочность при повышенных температурах.

Для повышения прочности пластинок из твердого сплава применяют плакирование - покрытие их защитными пленками. Широко применяют износостойкие покрытия из карбидов, нитридов и карбонитридов титана, нанесенные на поверхность твердосплавных пластин в виде тонкого слоя толщиной 5 - 10 мкм. При этом на поверхности твердосплавных пластин образуется мелкозернистый слой карбида титана, обладающий высокой твердостью, износостойкостью и химической устойчивостью при высоких температурах. Стойкость твердосплавных пластин с покрытием в среднем в 1,5 - 3 раза выше стойкости обычных пластин, скорость резания ими может быть увеличена на 25 - 80 %. В тяжелых условиях резания, когда наблюдаются выкрашивание и сколы у обычных пластин, эффективность пластин с покрытием снижается.

Существуют также экономичные безвольфрамовые твердые сплавы на основе карбида титана и ниобия, карбонитридов титана на никелемолибденовой связке. Применяют безвольфрамовые твердые сплавы марок ТМ1, ТМЗ, ТН-20, ТН-30, КНТ-16. Они обладают более высокой окалиностойкостью, превышающей стойкость сплавов на основе карбида титана (Т15К6, T15K10) более чем в 5 - 10 раз. При обработке на высоких скоростях резания на поверхности сплава образуется тонкая оксидная пленка, выполняющая роль твердой смазки, что обеспечивает повышение износостойкости и снижение шероховатости обработанной поверхности. Вместе с тем безвольфрамовые твердые сплавы имеют более низкие ударную вязкость и теплопроводность, а также стойкость к ударным нагрузкам, чем сплавы группы ТК. Это позволяет применять их при чистовой и получистовой обработке конструкционных и низколегированных сталей и цветных металлов.

Из минералокерамических материалов, основной частью которых является оксид алюминия с добавкой относительно редких элементов вольфрама, титана, тантала и кобальта, распространена оксидная (белая) керамика марок ЦМ-332, BO13 и ВШ-75. Она отличается высокой теплостойкостью (до 1200 °С) и износостойкостью, что позволяет обрабатывать металл на высоких скоростях резания (при чистовом обтачивании чугуна - до 3700 м/мин), которые в 2 раза выше, чем для твердых сплавов.

В настоящее время для изготовления режущих инструментов применяют режущую (черную) керамику марок В3, ВОК-60, ВОК-63, ВОК-71.

Режущая керамика (кермет) представляет собой оксидно-карбидное соединение из оксида алюминия и 30 - 40 % карбидов вольфрама и молибдена или молибдена и хрома и тугоплавких связок. Введение в состав минералокерамики металлов или карбидов металлов улучшает ее физико-механические свойства, а также снижает хрупкость. Это позволяет увеличить производительность обработки за счет повышения скорости резания. Получистовая и чистовая обработка деталей из серых, ковких чугунов, труднообрабатываемых сталей, некоторых цветных металлов и сплавов производится со скоростью резания 435 - 1000 м/мин без смазочно-охлаждающей жидкости. Режущая керамика отличается высокой теплостойкостью.

Оксидно-нитридная керамика состоит из нитридов кремния и тугоплавких материалов с включением оксида алюминия и других компонентов (силинит-Р и кортинит ОНТ-20).

Силинит-Р по прочности не уступает оксидно-карбидной минералокерамике, но обладает большей твердостью (HRA 94 - 96) и стабильностью свойств при высокой температуре. Он не взаимодействует в процессе резания с большинством сталей и сплавов на основе алюминия и меди, применяют на операциях получистового и чистового точения различных материалов, а также при обработке закаленных сталей.

Закаленные и цементированные стали (HRC 40 - 67), высокопрочные чугуны, твердые сплавы типа ВК25 и ВК15, стеклопластики и другие материалы обрабатывают инструментом, режущая часть которого изготовлена из крупных поликристаллов диаметром 3 - 6 мм и длиной 4 - 5 мм на основе кубического нитрида бора (эльбор-Р, кубонит-Р, гексанит-Р). По твердости эльбор-Р приближается к алмазу (86 000 МПа), а его теплостойкость в 2 раза выше теплостойкости алмаза (~1600°С). Эльбор Р химически инертен к материалам на основе железа. Прочность поликристаллов на сжатие достигает 4000 - 5000 МПа, на изгиб - 700 МПа, теплостойкость – 1350 - 1450 °С.

Из других сверхтвердых материалов распространены синтетические алмазы типа баланс (марка АСБ), карбонадо (марка АСПК). Карбонадо химически более активен к углеродсодержащим материалам, поэтому применяется для точения цветных металлов, высококремнистых сплавов, твердых сплавов типа ВК10 – ВК30, неметаллических материалов. Стойкость резцов из карбонадо в 20 - 50 раз выше стойкости резцов из твердых сплавов.



К абразивным материалам относят электрокорунд нормальный марок 14А, 15А и 16А, электрокорунд белый марок 23А, 24А и 25А, монокорунд марок 43А, 44А и 45А. Карбид кремния зеленый марок 63С и 64С и черный марок 53С и 54С, карбид бора, эльбор, синтетический алмаз и др.

Абразивные материалы характеризуются зернистостью - линейными размерами зерен и подразделяются на шлифзерно от №200 до №16 (соответственно от 2500 до 160 мкм), шлифпорошки от № 12 до №4 (соответственно от 160 до 40 мкм), микропорошки от М63 до М14 (соответственно от 63 до 10 мкм), тонкие микропорошки от М10 до М1(соответственно от 10 до 1мкм).

Из абразивных материалов изготовляют порошки, которые предназначены для обработки резанием в свободном и в связанном состоянии в виде абразивного инструмента (шлифовальных кругов, брусков, шкурок, лент и др.) и паст.

3 Резцы
Резец — это однолезвийный инструмент для обработки деталей с поступательным или вращательным главным движением резания и возможностью движения подачи в любом направлении.

Резец является наиболее распространенным инструментом, его применяют на токарных, револьверных, карусельных, расточных, строгальных и долбежных станках, токарных автоматах и полуавтоматах и на многих специальных станках. В зависимости от вида станка и рода выполняемой работы применяют резцы различных типов, отличающихся по назначению, форме, конструкции и размерам.

Классификация резцов. Резцы различают по следующим признакам.

1. По виду обработки. Проходные для обработки наружных цилиндрических поверхностей. Проходные резцы могут быть прямыми (рисунок 1, а) и отогнутыми (рисунок 1, б). Отогнутые резцы получили широкое распространение из-за их универсальности, позволяющей вести обработку не только цилиндрических, но и торцовых поверхностей с поперечной подачей. Проходные упорные резцы (рисунок 1, в) имеют угол в плане  = 90°, их применяют при обтачивании ступенчатых валиков и при обработке нежестких деталей. Подрезные (рисунок 1, г) предназначены для обработки торцовых поверхностей, перпендикулярных оси вращения детали, эти резцы работают с поперечной подачей. Расточные (рисунок 1, д) предназначены для обработки отверстий. Отрезные (рисунок 1, е) --для отрезки заготовок или обработанных из прутка деталей. Резьбонарезные (рисунок 1, ж) предназначены для нарезания резьбы. Резцы для контурного точения (рисунок 1, з) обеспечивают возможность обработки тел вращения с фасонной образующей на станках с копировальными устройствами и станках с ЧПУ. Эти резцы имеют увеличенные вспомогательные углы в плане. Фасонные (рисунок 1, и) резцы предназначены для обработки деталей сложного профиля на токарных, револьверных станках, автоматах и полуавтоматах.



  1. По характеру обработки: черновые, чистовые, для тонкого точения.

  2. По установке относительно детали: радиальные, тангенциальные.

  3. По направлению подачи: правые, левые.

  4. По конструкции головки: прямые, отогнутые, изогнутые, оттянутые.

  5. По сечению корпуса: прямоугольные, квадратные, круглые.

  6. По конструкции: цельные, составные, сборные.

  7. По материалу рабочей части: из инструментальных сталей, из твердого сплава, из керамических материалов, из алмаза, из сверхтвердых синтетических материалов.

Рисунок 1- Токарные резцы.




Конструктивные элементы резца. Резец (рисунок 2, а) состоит из рабочей части l1 и крепежной части l2, служащей для крепления резца на станке. Лезвие ограничено передней A, главной A, и вспомогательной А задними поверхностями. Пересечение передней и задней поверхностей лезвия образует главную режущую кромку К. Пересечение передней поверхности с вспомогательной задней поверхностью образует вспомогательную режущую кромку К'. Главная и вспомогательная режущие кромки, пересекаясь, образуют вершину лезвия. Вершину лезвия выполняют по радиусу rв (рисунок2, б), иногда с переходной режущей кромкой (рисунок 2, в), обеспечивающей улучшение шероховатости обрабатываемой поверхности и повышение стойкости резца.

Габаритные размеры резцов. С целью унификаций присоединительных размеров резцедержателей станков сечения резцов стандартизованы. Принят следующий ряд размеров сечения HxВ, мм2: квадратные 4x4; 6x6; 8x8; 10х10; 12x12; 16x16; 20x20; 25x25; 32x32; 40x40; прямоугольные 16x16; 20x12; 20x16; 25x16; 25x20; 32x20; 32x25; 40x25; 40x32; 50x32; 50x40; 63x50; круглые диаметром от 10 до 40 мм. Прямоугольная форма сечения принята с отношением сторон H:В=1,6 для получистовой и чистовой обработки и H:В = 1,25 — для черновой обработки.

Рисунок 2- Конструктивные элементы и геометрические параметры резцов.



Поперечное сечение корпуса резца определяют из расчета на прочность, учитывая только главную составляющую Рг силы резания, которая вызывает изгиб державки. Изгибающий момент, действующий на корпус резца, М = Рг1, кН-мм,

Где: l — вылет корпуса резца, l= (1,0... 1,5) Н, десь Н — высота резца. Изгибающий момент, допускаемый сечением державки резца, Mp = иW, где и— допустимое напряжение на изгиб; W — момент сопротивления сечения резца, см3. Для резцов прямоугольного сечения W = BH2/6, где B — ширина корпуса резца, мм. Для резцов квадратного сечения W = B3/6, a ля резцов круглого сечения W=0,ld3, де d — диаметр корпуса резца, мм. Принимая М= Мр и Н:В= 1,6, получим: для резца прямоугольного сечения



для резца квадратного сечения





для резца круглого сечения



Допускаемое напряжение на изгиб для корпусов из конструкционной стали равно 100-250 МПа. Приведенный расчет является приближенным, так как в нем не учтены радиальная Ру и осевая Рх составляющие силы резания.

В машиностроении используют резцы с рабочей частью из быстрорежущей стали, твердого сплава, керамических материалов, алмаза и сверхтвердых синтетических материалов. Конструктивное оформление резцов и форма заточки рабочей части зависит от материала инструмента и условий эксплуатации, которые необходимо учитывать при проектировании.

4 Фасонные резцы


Фасонные резцы применяют для обработки деталей с различной формой образующей. По сравнению с обычными резцами они обеспечивают идентичность формы, точность размеров детали, которая зависит в основном от точности изготовления резца, высокую производительность благодаря одновременной обработке всех участков фасонного профиля детали и большую экономию машинного времени. Резцы удобны в эксплуатации благодаря простоте переточки по передней поверхности.

Фасонные резцы используют на токарных и револьверных станках, автоматах и полуавтоматах. Резцы проектируют для обработки конкретной детали, и их применение экономически оправдано при крупносерийном и массовом производстве.

Фасонные резцы классифицируют по следующим признакам:

1. По форме: стержневые (рисунок 3, а); призматические (рисунок 3, б); круглые (рисунок 3, в). Стержневые резцы можно устанавливать в резцедержателях универсальных станков. Недостатком их является уменьшение высоты рабочей части после переточки, компенсируемое подкладками. Стержневые резцы имеют малое число переточек. Их заднюю поверхность шлифуют под углом =10... 12°.

Призматические фасонные резцы имеют большее число переточек. Их вершину в осевой плоскости заготовки устанавливают регулировочным винтом. Задний угол у этих резцов получают при установке их в специальных резцедержателях под углом  =10...12°. Крепление и базирование резца в резцедержателе осуществляется с помощью хвостовика типа ласточкина хвоста. Недостаток призматических резцов — невозможность обработки внутренних фасонных поверхностей.

Круглые фасонные резцы применяют для обработки как наружных, так и внутренних фасонных поверхностей. Они более технологичны, чем призматические, так как представляют собой тела вращения, и допускают большее число переточек и стачиваются до остаточной по условию прочности величины.

Задние углы у круглых резцов получают установкой их оси выше осевой плоскости заготовки в специальных резцедержателях. Базируют резец в резцедержателе по отверстию и торцу, а вершину в осевой плоскости изделия устанавливают путем поворота резца вокруг оси. Для этого на торце резца сделан буртик с торцовыми зубьями. Торцовые зубья на резце сопрягаются с торцовыми зубьями рычага, устанавливаемого на одной оси с резцом.

По установке относительно заготовки: радиальные (рисунок 3, а, б, в) и тангенциальные (рисунок 3, г).



Рисунок3- Фасонные резцы.


Для закрепления круглых фасонных резцов в державку у торцовых поверхностей этих резцов предусматривают рифления, отверстия под штифт или пазы на торце.

Конструктивные и габаритные размеры фасонных резцов можно выбирать в зависимости от наибольшей глубины профиля изготовляемой фасонной детали по таблицы 6.1 – 6.3

Геометрические элементы лезвия фасонных резцов зависят от материала заготовки и подачи. Углы γ и α зависят от заточки передней поверхности резца и его установки относительно центра заготовки на величину h.

Круглые резцы для внутреннего фасонного растачивания вследствие малых габаритных размеров могут быть выполнены с хвостовиком, цельными или сварными. Для облегчения ввода резца в отверстие верхнюю часть резца срезают под углом 50°. Максимально допустимый диаметр резца не должен превышать 0,8d отверстия.

Для крепления фасонных резцов на станках могут быть применены державки и приспособления разнообразных конструкций в зависимости от того, возможно ли их размещение на суппортах станков и каковы размеры посадочных мест, допустимые силы резания, а также погрешности, допущенные при установке и регулировании режущей кромки, относительно высоты центра заготовки.

Р


а — при обтачивании фасонных поверхностей; б — при снятии фаски;

в — при протачивании канавки
Рисунок 4 Дополнительные режущие кромки фасонных резцов.
азмеры дополнительных режущих кромок фасонных резцов, осуществляющих подрезание торцовых участков профиля, обработку прямоугольных канавок и фасок заготовки, выбирают по следующим данным (рисунок 4): а — 2 ... 5 мм — ширина дополнительной упрочняющей режущей кромки; с — ширина концевой режущей кромки (при обработке фаски берется по ширине фаски с перекрытием 1—1,5 мм; для подрезания заготовки с = 1 ... 3 мм); 1= 15 ... 20° — угол концевой режущей кромки (для снятия фасок 1 = фас); t — высота участка режущей кромки, предназначенной для протачивания канавки с целью облегчения отрезания детали (она должна быть не более максимальной глубины профиля); b — ширина участка режущей кромки, предназначенной для протачивания канавки с целью облегчения отрезания, она должна быть больше ширины режущей кромки отрезного резца или равна ей, b 3 ... 8 мм ; b1 =0,5... 1,5 мм — перекрытие режущей кромки под отрезание; φ =15° — угол режущей кромки под отрезание; Lp — общая ширина резца; lд ·— длина детали (lд условно показана для случая подрезания без фаски).

5 Протяжки


Протяжка — многолезвийный инструмент с рядом последовательно выступающих одно над другим лезвий в направлении, перпендикулярном к направлению скорости главного движения, предназначенный для обработки при поступательном или вращательном главном движении лезвия и отсутствии движения подачи. Большую группу протяжек применяют для обработки цилиндрических внутренних и наружных поверхностей заготовок с неизменными формой и размерами по длине обрабатываемой поверхности детали. Для обработки таких поверхностей протяжки имеют стержневую форму. У этих протяжек главное движение прямолинейно поступательное, по направлению совпадает с осью инструмента. Режущие кромки, смещенные в направлении, перпендикулярном к направлению главного движения (к оси протяжки), срезают слои материала с поверхности заготовки. Режущая кромка каждого зуба не копирует путь предыдущего, а перемещается параллельно его траектории с углублением в образованную предыдущим зубом поверхность. Такой принцип обработки резанием называют протягиванием, а применяемый инструмент протяжкой или прошивкой. В протяжках сила резания приложена к передней рабочей части инструмента, при этом деформируется корпус инструмента (деформация растяжения). В прошивках сила резания приложена к задней рабочей части инструмента, при этом деформируется стержень инструмента (деформация сжатия).

Каждая режущая кромка в процессе обработки перемещается прямолинейно поступательно, не имеет движения подачи на глубину, направление результирующего движения (резания) совпадает с направлением главного движения инструмента и лезвия, поэтому кинематические геометрические параметры режущей кромки инструмента равны инструментальным.

Протяжки применяют на протяжных станках с прямолинейным главным движением — движением резания в горизонтальном или вертикальном направлении. Обработка производится при сравнительно невысоких скоростях резания v = 6...10 м/мин; в последнее время выпускают станки для непрерывного протягивания с обеспечением скорости резания 45 м/мин и более

Профиль образованной поверхности определяется формой режущих кромок зубьев, поэтому протяжки относят к фасонным лезвийным инструментам специального назначения, применяемым для обработки поверхностей определенной формы и размеров. Используют протяжки преимущественно в массовом и крупносерийном производствах, а также в мелкосерийном производстве для обработки поверхностей заготовок одинаковых по форме и размерам. В основном их применяют для обработки круглых, шлицевых, многогранных и других отверстий, а также шпоночных канавок (рисунок 5), наружных поверхностей, прямолинейных по длине. Их применяют для получения деталей диаметром или шириной от 6—8 до 100 мм и более. Возможности обработки ограничиваются возможностями протяжного станка, силой тяги, создаваемой приводом на хвостовике протяжки, длиной рабочего хода ползуна. В отдельных случаях протяжки работают с вращательным главным движением и их применяют для обработки поверхностей вращения.




Рисунок 5 - Виды отверстий, полученных протягиванием.


При обработке протяжками припуск снимается одновременно режущими лезвиями нескольких зубьев, что и определяет высокую производительность процесса. Обработка, в том числе и сложных поверхностей заготовок, осуществляется за один рабочий ход инструмента, благодаря чему сокращается вспомогательное время и обеспечивается высокая точность взаимного расположения элементов профиля обработанной поверхности.

При обработке отверстий обеспечивается точность в пределах 7—9-го квалитетов, параметр шероховатости обработанной поверхности 0,32..2,5 мкм, и производительность повышается в 3—12 раз по сравнению с другими способами механической обработки резанием.

Имеются примеры применения протяжек в технологических процессах механической обработки в условиях ГПС.

При внутреннем протягивании обработка происходит внутри заготовки, стружка формируется в замкнутом пространстве канавки, что затрудняет ее образование и отвод, затруднен подвод СОЖ, и наблюдать за процессом резания невозможно.

Предварительно отверстие в заготовке для обработки внутренними протяжками делают круглого сечения, легко технологически получаемое сверлением, растачиванием и другими аналогичными методами. Припуск, оставляемый на обработку протяжкой, зависит от качества предварительно обработанного отверстия, его размеров, диаметра d и длины L; ориентировочно припуск на диаметр.



Конструкция протяжек и их общие конструктивные элементы. Протяжки для обработки отверстий называются внутренними. Для отверстий разной формы конструкция аналогична, но форма режущих кромок в сечении, перпендикулярном к оси протяжки, различается в соответствии с их назначением и формой обработанной поверхности. Протяжки для обработки внутренних поверхностей имеют вид стержня с симметричным расположением зубьев относительно оси протяжки. Это обеспечивает одинаковую симметричную относительно оси протяжки нагрузку от сил резания.

Внутренняя протяжка имеет (рис. 6) следующие основные конструктивные элементы (части): хвостовик с длиной l1 служит для закрепления протяжки в патроне протяжного станка и передачи силы резания, шейку длиной l2 (соединительная часть), переходной направляющий конус длиной l3, переднюю направляющую длиной l4, рабочую часть длиной l5, которая состоит из участков длиной l6 с черновыми зубьями, длиной l7 с переходными и чистовыми зубьями и участка l8 с калибрующими зубьями, заднюю направляющую часть длиной l9 и задний хвостовик длиной l10.




Рисунок 6- Конструкция протяжек.


6 Фрезы
Фреза — лезвийный инструмент для обработки с вращательным главным движением резания инструмента без возможности изменения радиуса траектории этого движения и хотя бы с одним движением подачи, направление которого не совпадают с осью вращения. Фрезы представляют собой тела вращения с формой производящей поверхности, зависящей от формы обрабатываемой поверхности и расположения оси фрезы относительно детали. При работе производящая поверхность фрезы с образованными на ней зубьями касается обрабатываемой поверхности.

Кинематика процесса фрезерования характеризуется вращением фрезы вокруг своей оси и движением подачи заготовки или фрезы, которое может быть прямолинейным (поступательным), вращательным или винтовым. При прямолинейном движении подачи обрабатывают плоскости, уступы, пазы, детали с фасонной образующей и прямолинейной направляющей. При вращательном движении подачи обрабатывают поверхности вращения, а при винтовом движении подачи — винтовые поверхности.

Фрезерование является одним из наиболее распространенных методов обработки. Из общего парка металлообрабатывающего оборудования в машиностроении удельный вес фрезерных станков составляет около 20 %, а в отдельных отраслях машиностроения — до 60 %. По уровню производительности фрезерование уступает только наружному протягиванию.

Фрезы отличаются большим разнообразием типов, форм и назначения как стандартизованных (рисунок 7), используемых на универсальных фрезерных станках, так и специальных, проектируемых для обработки конкретных изделий.

Классификацию фрез проводят по следующим показателям.



По расположению зубьев относительно оси различают: фрезы цилиндрические с зубьями, расположенными на поверхности цилиндра (рисунок 7, а); фрезы торцовые с зубьями, расположенными на торце цилиндра (рисунок 7, б); фрезы угловые с зубьями, расположенными на конусе (рисунок 7, в); фрезы фасонные с зубьями, расположенными на поверхности с фасонной образующей (рисунок. 7, г) (с выпуклым и вогнутым профилем). Некоторые типы фрез имеют зубья как на цилиндрической, так и на торцовой поверхности, например дисковые двух- и трехсторонние (рисунок 7, д), концевые (рисунок 7, е), шпоночные (рисунок 7, ж, з).

По конструкции фрезы могут быть: цельными; составными, например с припаянными или приклеенными режущими элементами; сборными, например оснащенными многогранными пластинами из твердого сплава; наборными, состоящими из нескольких отдельных стандартных или специальных фрез и предназначенные для одновременной обработки нескольких поверхностей.


Рисунок- 7 Типы фрез и обрабатываемых поверхностей.




По направлению зубьев фрезы могут быть: прямозубыми (рисунок 7, д), в которых направляющая линия передней поверхности лезвия прямолинейна и перпендикулярна направлению скорости главного движения резания (под направляющей линией передней поверхности понимают линию, по которой движется точка прямой, описывающей эту поверхность); косозубые (рисунок 7, г), у которых направляющая линия передней поверхности лезвия прямолинейна и наклонена под углом к направлению скорости главного движения резания; с винтовым зубом (рисунок 7, а), в которых направляющая линия передней поверхности является винтовой.

По конструкции зубьев фрезы могут быть с острозаточенными (рисунок 7, и) и затылованными (рисунок 7, л) зубьями. Затылование — процесс образования задней поверхности инструмента по некоторой кривой (обычно спираль Архимеда) для получения задних углов. У острозаточенных фрез задние углы получают заточкой.

Обычно при конструировании фрез для определения диаметров оправки и цилиндрической фрезы пользуются следующим соотношением: D = (2,5 ... 3) d.

Окончательно наружный диаметр фрезы выбирают из стандартного ряда, элементы крепления насадных фрез с цилиндрическим отверстием, диаметры цилиндрических хвостовиков, конических хвостовиков Морзе и метрических — по ГОСТ 25557—82. Оправки с хвостовиком конусностью 7 : 24 для насадных торцовых фрез выбирают.

Присоединительные размеры фрез, закрепляемых на фрезерных оправках, а также на концах шпинделей, выбирают.

Когда на оправку устанавливают несколько фрез (набор), рекомендуется максимально увеличить диаметр оправки. Диаметр оправки (отверстия фрезы) можно рассчитать исходя из сил, действующих на фрезу. Диаметр отверстия под оправку


Здесь Мсум — суммарный момент при изгибе и скручивании оправки, Нм :

где Ρ — равнодействующая сил Ρz и Ру; Ρ = 1,411 Ρz; l — расстояние между опорами фрезерной оправки (длина стояние между опорами фрезерной оправки (длина посадочного участка оправки); и — допускаемое напряжение на изгиб оправки; для конструкционных сталей и = 180 – 250МПа.

Число зубьев фрезы рассчитывают по формуле:


,
где т — коэффициент, зависящий от типа фрезы.

Конструкции сборных фрез и способы крепления ножей для большинства типов фрез стандартизованы; описание различных конструкций крепления ножей приводится также в справочной литературе. Число зубьев торцовых фрез с вставными ножами зависит от принятого способа крепления ножей и выбирается преимущественно по нормалям. Отверстия насадных фрез выполняют по ГОСТ 9472—70*.


7 Инструменты для обработки отверстий. Сверло


Сверло — осевой режущий инструмент для образования отверстий в сплошном материале и увеличения диаметра имеющегося отверстия. Сверла являются одним из самых распространенных видов инструментов. В промышленности применяют сверла: спиральные, перовые, одностороннего резания, эжекторные, кольцевого сверления, а также специальные комбинированные. Сверла изготавливают из легированной стали 9ХС, быстрорежущих сталей Р6М5 и др., и оснащенные твердым сплавом ВК6, ВК6-М, ВК8, ВК10-М и др.

Спиральные сверла. Спиральные сверла имеют наибольшее распространение и состоят из следующих основных частей: режущей, калибрующей или направляющей, хвостовой и соединительной. Главные режущие кромки сверла (рисунок 8) прямолинейны и наклонены к оси сверла под главным углом в плане . Режущая и калибрирующая части сверла составляют ее рабочую часть, на которой образованы две винтовые канавки, создающие два зуба, обеспечивающие процесс резания. На рабочей части сверла имеется режущая кромка.

Рисунок 8- Конструктивные элементы спирального сверла


Для уменьшения трения об образованную поверхность отверстия и уменьшения теплообразования в процессе работы сверло на всей длине направляющей части имеет занижение по спинке с оставлением у режущей кромки ленточки шириной 0,2—2 мм в зависимости от диаметра сверла. Ленточки обеспечивают направление сверла в процессе резания, и только в начале, на длине, равной 0,5 значения подачи, они работают в качестве вспомогательной режущей кромки. Для уменьшения трения при работе на ленточках делают утонение по направлению к хвостовику (обратная конусность 0,03— 0,12 мм по диаметру на 100 мм длины). Размер утонения зависит от диаметра сверла.

Спиральные сверла из быстрорежущей стали с цилиндрическим хвостовиком изготавливают диаметром от 1 до 20 мм. В зависимости от длины рабочей части сверла делят на короткую, среднюю и длинную серии. Сверла с коническим хвостовиком изготавливают диаметром от 6 до 80 мм, удлиненные и длинные. Мелкоразмерные сверла диаметром от 0,1 до 1,5 мм для увеличения прочности изготавливают с утолщенным цилиндрическим хвостовиком.

Быстрорежущие сверла диаметром свыше 6—8 мм делают сварными, хвостовики у этих сверл, а также хвостовики и корпуса у сверл, оснащенных твердым сплавом, изготавливают из стали 45, 40Х, кроме того, для корпусов сверл, оснащенных твердым сплавом, применяют сталь 9ХС и быстрорежущие стали.



Режущая часть сверла. Производительность и стойкость сверла во многом зависят от значения главного угла в плане . Подобно главному углу в плане проходного резца, угол  сверла влияет на составляющие силы резания, длину режущей кромки и элементы сечения стружки. Обычно на чертежах сверл указывают значение угла при вершине 2. С увеличением угла при вершине сверла уменьшается активная длина режущей кромки и увеличивается толщина срезаемого слоя, при этом увеличиваются силы, действующие на единицу длины режущей кромки, что вызывает повышенное изнашивание сверла. При увеличении угла 2 сечение срезаемого слоя остается неизменным, степень его деформации уменьшается, суммарная составляющая силы резания, определяющая крутящий момент, падает. Суммарная осевая сила резания сверла при увеличении угла 2 возрастает. Это объясняется изменением положения относительно оси сверла плоскости, перпендикулярной к режущей кромке, при этом часть сил, действующих на режущую кромку сверла, взаимно уравновешивается.

Передние углы на поперечной режущей кромке при увеличении угла 2 уменьшаются, что ухудшает внедрение этой кромки в материал заготовки и приводит к возрастанию осевых сил при сверлении, при этом возрастает опасность появления продольного изгиба сверла. Увеличение угла при вершине 2 приводит к более плавному изменению передних углов вдоль главной режущей кромки, что улучшает режущие способности сверла и облегчает отвод стружки.

8 Инструменты для обработки отверстий. Зенкеры. Развертки
Зенкеры — осевой режущий инструмент, предназначенный для повышения точности формы отверстия, полученных после сверления, отливки, ковки, штамповки, а также для обработки торцовых поверхностей бабышек, выступов и др. Зенкеры для обработки цилиндрических отверстий применяют для окончательной обработки отверстий с допуском по 11, 12-му квалитетам и обеспечивают параметр шероховатости поверхности Rz = 20-40 мкм или для обработки отверстий под последующее развертывание.

Зенкеры изготавливают хвостовыми цельными (рисунок 9,a), хвостовыми сборными со вставными ножами, насадными цельными(рисунок 9,б), и насадными сборными (рисунок 9,в). Зенкеры делают из быстрорежущей стали или с пластинами твердого сплава, напаиваемыми на корпус зенкера или на корпус ножей у сборных конструкций. Хвостовые зенкеры подобно сверлам крепят с помощью цилиндрических или конических хвостовиков, насадные зенкеры имеют коническое посадочное отверстие (конусность 1:30) и торцовую шпонку для предохранения от провертывания при работе(рисунок 9,б,в). По конструкции рабочей части хвостовые зенкеры аналогичны спиральным сверлам, но не имеют поперечной режущей кромки и имеют три зуба, благодаря чему обеспечивается лучшее направление при работе и лучшая цилиндричность и качество обработанной поверхности. Насадные зенкеры имеют четыре-шесть зубьев.

Рабочая часть зенкера состоит из режущей и калибрующей частей. Длина режущей части lр определяется в зависимости от глубины резания t и главного угла в плане :

lf = (t + a)ctg ,
где а = (0,5...1,0)l, а — дополнительная длина для облегчения центрирования зенкера в отверстии в начале работы.

Главный угол в плане оказывает прямое влияние на размеры поперечного сечения срезаемого слоя, а следовательно, на возникающие при резании силы. Угол обычно принимают равным 60°, но для увеличения стойкости иногда делают переходную кромку под углом ' = 30°. У зенкеров для обработки глухих отверстий угол увеличивают до 90°. Задний угол на режущей части зенкера выбирают в пределах 6—10°. Заднюю поверхность зенкера на режущей части оформляют по конической, винтовой или плоской поверхностям.

Калибрующая часть обеспечивает получение требуемого размера отверстия, направление зенкера в процессе обработки и служит запасом на переточки режущей части. На калибрующей части вдоль режущей кромки оставляют ленточки шириной 0,8—2,5 мм в зависимости от диаметра зенкера. С увеличением ширины ленточки наблюдается большое налипание на нее стружки, что ухудшает процесс резания. Высота ленточки 0,2—1 мм. Для облегчения процесса резания на калибрующей части делают обратную конусность в пределах 0,04—0,10 мм на 100 мм длины. Утонение зенкера играет такую же роль, как и вспомогательный угол в плане у резцов. Канавки у зенкеров делают винтовые, косые и прямые. Наиболее широко применяют винтовые канавки. Косые канавки применяют у зенкеров со вставными ножами. Прямые канавки применяют для зенкеров, оснащенных твердым сплавом, предназначенных для обработки материалов, дающих стружку надлома. Для повышения прочности и жесткости у хвостовых зенкеров диаметр сердцевины увеличивается к хвостовику на 1—2 мм.


Рисунок 9 –Зенкеры.




Развертка — осевой режущий инструмент для повышения точности формы и размеров отверстия и снижения шероховатости поверхности. Предназначена для предварительной и окончательной обработки отверстий с полями допуска по 6-11-му квалитетам и с параметром шероховатости поверхности Rа=2,5...0,32 мкм. Развертки для предварительной обработки выполняют с полем допуска H8, допуск на развертки для окончательной обработки устанавливают в зависимости от допуска на обрабатываемое отверстие. В процессе работы развертки повышают точность и качество обработки отверстий. Их обычно используют для обработки отверстий после растачивания или зенкерования. Развертывают отверстия после сверления, в основном при обработке отверстий диаметром до 5 мм.

По способу применения развертки разделяют на ручные и машинные, по форме обрабатываемого отверстия — на цилиндрические и конические, по методу закрепления — на хвостовые и насадные, по конструкции — на цельные и сборные, жесткие и регулируемые. Ручные развертки диаметром 3—40 мм изготавливают из быстрорежущей стали, а также из легированной стали 9ХС, так как они работают при малых скоростях резания. Машинные развертки диаметром 3—50 мм и ножи для сборных разверток диаметром 40—100 мм изготавливают из быстрорежущей стали или оснащают пластинами из твердого сплава, диаметр 10—50 мм. Машинные хвостовые развертки с диаметром рабочей части 10 мм и выше изготовляют сварными. Хвостовик у этих разверток делают из старей 45 или 40Х. Корпуса сборных разверток и разверток, оснащенных напайными пластинами из твердого сплава, делают из стали 40Х, корпуса ножей сборных разверток — из стали У7 и У8

На рис. 10 представлены конструкции цилиндрической ручной (рисунок 10, а) и машинных хвостовой (рисунок 10, б) и насадной (рисунок 10, в) разверток. Рабочая часть разверток состоит из режущей и калибрующих частей. Зубья, расположенные на режущей части, затачивают на остро, без оставления ленточки; на калибрующей части по задней поверхности вдоль режущей кромки оставляют цилиндрическую ленточку шириной 0,05— 0,3 мм для лучшего направления при работе и сохранения диаметра развертки. Угол в плане на режущей части для ручных разверток находится в пределах 1—2° для лучшего направления развертки в начале работы, у машинных — в пределах 5—45°. При обработке заготовок из обычного чугуна угол  =5°, а при обработке заготовок из стали =15°. У разверток, имеющих угол  =45° в начале режущей части, для облегчения захода развертки в отверстие делают направляющий конус под углом  ' = 45° и длиной 1,5—3 мм. Диаметр развертки в начале режущей части делают меньше предварительно подготовленного отверстия на 0,3—0,4 припуска под развертывание, это необходимо, чтобы обеспечить свободный вход развертки в отверстие и улучшить ее первоначальное направление. Рабочую часть у ручных разверток делают длиной 4—10 диаметров развертки, а у машинных — 2—0,75 диаметра.

Калибрующую часть у разверток на длине 0,5—0,4 рабочей части делают цилиндрической, далее делают для уменьшения разбивки отверстия обратную конусность. У ручных разверток обратная конусность равна 0,010—0,015 мм на 100 мм длины, у машинных — 0,04—0,10 мм на 100 мм длины.



Рисунок 10 – Развертки.


Передний угол у разверток обычно принимают равным 0°. У черновых разверток и при обработке заготовок из вязких материалов передний угол равен 5— 10°. Задние углы у разверток выбирают в пределах от 6 до 15°. При обработке заготовок из сталей = 6...10°; при обработке заготовок из алюминиевых сплавов  =10...15°.

9 Абразивные инструменты
Абразивный инструмент широко применяют при обработке различных деталей машин, механизмов и приборов, он обеспечивает точность обработки до 1-4 мкм и параметр шероховатости поверхности до 0,02-0,08 мкм.

Абразивные инструменты характеризуются следующими параметрами: формой, размерами, абразивным материалом, зернистостью, видом связки, твердостью и структурой. Эти параметры определяют свойства и назначение кругов и называются его характеристикой.

В качестве абразивных материалов находят применение материалы на основе кристаллической окиси алюминия Al2O3: электрокорунд нормальный (12А-16А), электрокорунд белый (22А-25А), монокорунд (43А-45А), электрокорунд титанистый (37А), электрокорунд хромистый (32А-34А), электрокорунд хромотитанистый (91А, 92А).

Для предварительной черновой заточки твердосплавных инструментов применяют круги из карбида кремния SiC (карбид кремния зеленый - 64С).

Основные виды связок, применяемые для абразивных инструментов, следующие: керамическая (К), силикатная (С ), магнезиальная (М), бакелитовая (Б ), вулканитовая (В ), глифталевая (Г).

Твердость абразивных инструментов характеризуется способностью связки удерживать абразивные зерна от выпадания при воздействии на них внешних усилий. Степени твердости абразивных инструментов приведены ниже.

Твердость инструмента Степень твердости

Мягкий Ml, M2, МЗ

Средне-мягкий СМ1, СМ2

Средний С1, С2

Средне-твердый СТ1, СТ2, СТЗ

Твердый Tl, T2

Структура инструмента определяет количественное соотношение в нем абразивных зерен, связки и пор. Различают структуру плотную (№ 0 - 3 с объемом зерна 62-65%), среднюю (№ 4 - 6 с объемом зерна 50 -52 %) и открытую (№ 7 – 12 с объемом зерна 38 - 48 %).

Чем меньше номер, тем больше зерен в объеме круга (в процентах). На инструменте маркируют: завод-изготовитель, абразивный материал, зернистость, твердость, структуру, форму, наружный диаметр, высоту, диаметр отверстия, окружную скорость. Например:

24 А 40 СМ2 Кб ПП 450 х 63 х 127 35 м / сек

Шлифовальные круги могут иметь различный профиль в осевом сечении: прямоугольный, чашечный (цилиндрический и конический), тарельчатый (рисунок 11) и др.

Шлифовальные головки (рисунок 12, а) применяют для обработки различных фасонных поверхностей штампов, пресс-форм и др. с помощью ручных бормашинок или на станках. Головки цилиндрической формы AW используют также для обработки отверстий малых диаметров.

Шлифовальные бруски (рисунок 12, б) применяют для ручной обработки, а также хонингования и суперфиниширования. Хонингование является одним из наиболее производительных, точных и экономичных методов окончательной обработки, и применяют его чаще всего при обработке сквозных гладких цилиндрических отверстий диаметром от 18 до 1500 мм, реже — для обработки глухих отверстий и отверстий, снабженных пазами. Хонингование обеспечивает точность обработки до Н6— Н5 и параметр шероховатости поверхности Rа = 0,16...0,01 мкм. Обработку ведут хонинговальными головками, оснащенными абразивными брусками, на специальных станках вертикального или горизонтального типа, при вращательном и поступательном движениях.






Рисунок 11- Профили шлифовальных кругов.

а - прямой ( ПП), б и в - конический (2П, 3П) , г, д, е, ж - с выточкой (соответственно ПВ, ПВК, ПВД, ПВДК), з - кольцевой (к), и, к - чашечный (ЧЦ и ЧК), л — тарельчатый (Т), D и d - наружный и внутренний диаметр круга, H – высота

Суперфиниширование — доводка, осуществляемая при одновременно выполняемых колебательном движении абразивного инструмента и вращении заготовки. Применяется для обработки плоскостей, наружных и внутренних цилиндрических поверхностей и др. Для суперфиниширования применяют шлифовальные бруски зернистостью от 3 до М14, а также алмазные и эльборовые бруски. В процессе обработки бруски совершают от 500—600 до 2000—3000 дв. ход/мин с амплитудой 2—5 мм. Обрабатываемая заготовка при этом имеет скорость 20—45 м/мин, совершая 700—3000 ход/мин. В результате этой обработки обеспечивают параметр шероховатости до Rа = 0,16...0,01 мкм и отклонение от заданной формы не более 5 мкм.




а — головки шлифовальные AW — цилиндрическая, KW— коническая с закругленной вершиной, DW — угловая, EW60°— коническая; с углом конуса 60°, F-1W — сводчатая, F-2W— шаровая, FW— шаровая с цилиндрической боковой поверхностью, б — бруски шлифовальные БК — квадратные, БП — плоские; БТ — трехгранные; БКр — круглые, БПкр — полукруглые, БХ — хонингованные плоские, в — абразивные тела для виброабразивной обработки, г — сегменты шлифовальные, СП — плоские, 1C — выпукло-вогнутый, — вогнуто-выпуклый, ЗС — выпукло-плоский, — плоско-выпуклый, — трапециевидный
Рисунок 12- Основные профили абразивных инструментов.

Для обработки заготовок во вращающихся барабанах и вибрационных установках, в процессе которой удаляются заусенцы, следы коррозии, окалина, притупляются кромки и повышается качество поверхности, используют специальные абразивные тела (рисунок 12, в), которые вместе с деталями загружают в барабан.

Шлифовальные сегменты (рисунок 12, г) применяют для образования сборных шлифовальных кругов больших размеров, работающих торцом, для обдирочной обработки. Сегменты крепят на планшайбе, которую устанавливают на шпинделе станка. Сегментные круги обеспечивают удобство подвода СОЖ, отвода отходов шлифования, уменьшают зону соприкосновения круга с заготовкой и нагрев ее в процессе шлифования. Все это позволяет повысить режимы обработки и сократить время обработки. Этого же добиваются, создавая у кругов прерывистую рабочую поверхность за счет пазов или отверстий.

Для обработки различных заготовок применяют абразивные материалы, зерна которых не закреплены жестко между собой. К этой категории абразивных материалов относят порошки, абразивные пасты (жидкие, мазеобразные, твердые и гидроабразивные суспензии), применяемые для доводочных работ.



  1   2


База данных защищена авторским правом ©bezogr.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница