Справочник технолога-машиностроителя 2
Глава 3. МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЕ ИНСТРУМЕНТЫ

Работоспособность абразивного инстру­мента определяется его способностью выпол­нять при заданных условиях обработку заго­товок с установленными требованиями. Под заданными условиями понимают характери­стики обрабатываемого материала, технологи­ческого оборудования и режимов резания, а под установленными требованиями — пара­метры шероховатости поверхности, заданную точность размеров, геометрической формы и взаимного расположения поверхностей.

Параметры работоспособности абразивно­го инструмента обычно изменяются во време­ни. Восстановление заданной геометрической формы и режущей способности рабочей по­верхности инструмента называют правкой. Необходимость в правке отпадает для тех ин­струментов, которые обладают самозатачи­ваемостью, т. е. свойством абразивного ин­струмента сохранять работоспособное состоя­ние в течение всего периода эксплуатации. В режиме самозатачивания работают сег­ментные торцешлифовальные круги, хонинговальные и суперфинишные бруски, обди­рочные круги, шлифовальные круги с опреде­ленными характеристиками и ряд других инструментов. Для большинства абразивных инструментов параметры работоспособности определяются состоянием рельефа рабочих по­верхностей, отклонениями от геометрической формы и их взаимного расположения.

Изменение состояния рельефа рабочих по­верхностей абразивного инструмента связано либо с его затуплением, либо с засаливанием. При затуплении изменяются такие показатели геометрии рельефа, как относительная опор­ная длина профиля, суммарная и средняя пло­щади профиля неровностей над фиксированным уровнем, среднее число зерен на единице базовой длины на фиксированном уровне или средний шаг между зернами. Обы­чно затупление проявляется в образовании «плоских» площадок на зернах или в увеличе­нии условных радиусов поверхностей, аппрок­симирующих поверхность зерен, Засаливание заключается в переносе обрабатываемого ма­териала на поверхность инструмента, т. е. в заполнении пор и микронеровностей на по­верхности абразивных зерен.

По кинематике относительного движения правящих и абразивных инструментов разли­чают правку методами: продольного или тор­цового точения, шлифования, обкатывания, тангенциального точения, накатывания.

По материалу рабочей части правящего ин­струмента различают алмазные и безалмазные правящие инструменты, инструменты из сверхтвердых материалов.

По геометрической форме различают сле­дующие правящие инструменты: резцы, каран­даши, иглы, бруски, ролики, звездочки, диски гладкие и гофрированные, круги шлифо­вальные, накатники, пластины, гребенки.

По числу активных элементов на рабочей поверхности правящего инструмента разли­чают одно- и многокристальные инструменты.

По геометрии и ориентации зерен на рабо­чей поверхности различают правящие инстру­менты: из обработанных алмазов с ориенти­рованным расположением, из необработанных алмазов с произвольным расположением, из необработанных алмазов с ориентированным расположением.

По способу подвода энергии различают правку: механическую, электрохимическую, электроэрозионную, электроконтактную, хи­мическую.

Выбор метода правки и характеристики правящего инструмента основывается на учете большого числа технических, экономических и организационных факторов. Номенклатура правящих инструментов насчитывает несколь­ко сотен наименований. Наиболее распростра­ненные правящие инструменты рассмотрены ниже.

Алмазные карандаши изготовляют по ГОСТ 607-80 четырех типов: 01, 02, 03 и 04 в трех исполнениях: А, В, С:

01— алмазы расположены цепочкой по оси карандаша;

02 — алмазы расположены слоями;

03 — алмазы расположены на сферической поверхности;

04 — алмазы с неориентированным распо­ложением;

исполнения: А - цилиндрические; В — с ко­ническим корпусом, С — ступенчатые.

Карандаши типа 01 выпускают диаметром 10 мм, длиной от 45 до 70 мм, с пятью ве­совыми группами алмазов: 0,03 — 0,05; 0,05-0,10; 0,10-0,20; 0,20-0,50; 0,31-0,50 карат. Общая масса алмазов в карандаше: 0,5; 1,0 или 0,31-0,50 карат.

Карандаши типа 02 выпускают диаметром 10 или 12 мм, длиной 40 — 60 мм, с тремя ве­совыми группами алмазов: 0,017—0,025; 0,05-0,10; 0,10-0,20 карат.

Карандаши типа 03 выпускают с алмазами двух весовых групп: 0,05-0,10; 0,10-0,20 ка­рат.

Карандаши типа 04 выпускают с алмазным порошком зернистостью от 63/50 до 2000/1600.

Алмазы в оправах выпускают по ГОСТ 22908 — 78; в зависимости от формы державки различают четыре типа: тип I — цилиндриче­ские диаметром от 6 до 12 мм; тип II — ци­линдрические с головкой диаметром 10 и 12 мм; тип III — конические с конусом Морзе В10 и В12; тип IV — резьбовые с резьбой М10 × 1.

Шифры алмазов в оправах — от 0101 до 0308 — в зависимости от типа, угла конуса на державке и массы алмаза в каратах. Масса ал­маза имеет большие пределы: от 0,02—0,04 до 1,61 — 2,10 карата.

Алмазы в оправах применяют для правки шлифовальных кругов любых характеристик на операциях окончательного шлифования при требованиях к шероховатости поверхности: при врезном внутреннем и наружном круглом, плоском шлифовании Ra = 0,16÷0,32 мкм; при шлифовании с продольной подачей Ra = = 0,08÷0,16 мкм; при профильном шлифовании - без ограничений.

Алмазные резцы состоят из державки и ограненного кристалла алмаза обычно ромбододекаэдрической формы, удлиненного по кристаллографической оси третьего и четвер­того порядка. Рекомендуется использовать ал­мазные резцы для правки червячных шлифо­вальных кругов на зубошлифовальных стан­ках, правки резьбошлифовальных кругов, для профилирования кругов на круглошлифовальных и плоскошлифовальных станках при предварительной, получистовой и чистовой правке.

Алмазные иглы имеют алмаз массой от 0,10 до 0,30 карат, установленный в державке диаметром 6; 8 и 9,5 мм, длиной 35 и 50 мм. Рабочая поверхность алмаза — коническая с углом при вершине 90° (60°). Алмазные иглы предназначены для правки однониточных ре­зьбошлифовальных кругов, используемых для шлифования высокоточных резьбовых поверх­ностей. Алмазные иглы выпускают по ГОСТ 17564-72 и ГОСТ 17368-79.

Алмазные бруски изготовляют с прямым или фасонным профилем. Бруски прямоуголь­ной формы с прямым профилем используют на операциях шарошлифования для правки абразивных кругов при непрерывном возвратно-поступательном движении бруска или для правки сегментных кругов, работающих тор­цом на плоскошлифовальных станках.

Алмазные фасонные бруски используют на плоскошлифовальных станках для профильной правки. Допускается изменение профиля по высоте до 20 мм, наименьший радиус закру­гления на профиле 0,1 мм. Достижимый пара­метр шероховатости поверхности Ra = 1,25 мкм, точность линейных размеров ± 0,01 мм, точность угловых размеров ± 10'.

Алмазные ролики прямого профиля изгото­вляют по ГОСТ 16014—78 диаметром 70 мм, шириной 20 мм и применяют для правки шли­фовальных кругов прямого профиля и для профильной правки кругов по копиру на опе­рациях шлифования коленчатых валов автомо­бильных и тракторных двигателей.

Алмазные ролики фасонного профиля предназначены для профильной правки кругов в массовом и крупносерийном производстве на операциях врезного шлифования деталей слож­ной конфигурации с разобщенными поверх­ностями.

Точность обработки после правки ролика­ми следующая: по линейным размерам про­филя ± 0,01 мм; по угловым размерам профи­ля ± 20'; параметр шероховатости поверхно­сти Ra = 0,63 мкм.

В качестве безалмазных правящих инстру­ментов используют круги из карбида кремния, металлические звездочки, гофрированные и гладкие диски, стальные и твердосплавные ролики; малогабаритные твердосплавные ди­ски.

Сопоставление экономических показателей алмазной и безалмазной правки шлифо­вальных кругов формы ПП показало, что при шлифовании партии заготовок свыше 10000 шт. правку целесообразно осуществлять алмазны­ми роликами, при шлифовании партии от 600 до 10000 заготовок — твердосплавными роликами, а при шлифовании партии до 600 заготовок — стальными роликами.

Экономичность алмазной правки обусло­влена: повышением периода стойкости кругов между правками на 20 — 50%; уменьшением расхода абразива при правке на 20 — 30%; уменьшением времени, затрачиваемого на правку, на 20—30%; снижением параметра шероховатость заготовок по параметру Ra в 2 раза.