Реферат: Алмазные инструменты в машиностроении

Министерство образования

Волгоградский Государственный Технический Университет

Кафедра Станки и инструменты

Реферат на тему :

«Алмазные инструменты в машиностроении»

Выполнил: студент

Группы ТОА-424

Карев В.Е

Проверил: Ефименко  В.А.

Волгоград 2000г.

 

/> 

 

 

При автоматической обработкедеталей для получения большой точности геометрических размеров и высокогокласса чистоты поверхностей необходимо иметь такой режущий инструмент, которыйобладал бы высокой размерной стойкостью. Этим требованиям удовлетворяеталмазный режущий инструмент.

Алмазные инструменты из кристаллов алмаза используются вметаллообрабатывающей промышленности для тонкого точения и растачивания,фрезерования, гравирования, волочения и резки стекла; в оптико-механическойпромышленности — для деления шкал, сеток, лимбов, дифракционных решеток и т.д.

Алмазные  инструменты  в  машиностроительной промышленности можноразделить на две основные группы:

1) инструменты из порошковалмаза;

2) инструменты из кристалловтехнических алмазов.

Кпервой группе инструментов относятся круги шлифовальные на металлической иорганической связках, круги отрезные, хонинговальные бруски, надфили, пасты ипорошки алмазные.

Ковторой группе относятся резцы, волоки, карандаши, иглы и ролики для правкиабразивных кругов, а также стеклорезы.

Инструментывторой группы изготовляются из кристаллов алмаза путем шлифования и доводки(огранки).

Дляотдельных типов правящего инструмента и стеклорезов используются неграненыеалмазы.

Сырьемдля инструментов из кристаллов алмаза служат технические алмазы, причем болеевысокого качества по сравнению с алмазным бортом, предназначенным для дробленияв порошки.

Типы и размеры алмазного инструмента регламентированыГОСТом либо нормалями. В табл. 1 приведена основная номенклатура алмазныхинструментов, выпускаемых в настоящее время специализированными заводами.

Таблица 1

Основная номенклатура алмазных инструментов

Название инструментов

ГОСТ или нормаль

Круги шлифовальные алмазные ........ 9770-61 Круги отрезные алмазные .......... 10110-62 Порошки алмазные… . 9206-59 Надфили ........ ОН14059, ОН14060, ОН14061 НИИАлмаза Алмазные резцы .... РТМ 61-62 ВНИИНМаш, ОН6-152-63 до ОН6-173-63 НИИЧаспром Карандаши алмазно-металлические ...... 607-56 Стеклорезы ....... 10111-62 Волоки …… 6271-60

Круги шлифовальные алмазные

Из всех алмазов, применяемых сейчас в промышленности, 70% используется вкачестве алмазного порошка для изготовления кругов, брусков, надфилей и другихинструментов.

Алмазные круги состоят из корпуса и рабочего алмазоносного слоя. Корпусаизготовляются из стали, алюминиевых сплавов или полимеров. Алмазоносный слойсостоит из алмазного порошка, связки и наполнителя.

Внастоящее время выпускаются три вида кругов — на металлических, на органическихи на керамических  связках.

Алмазныекруги на металлических связках отличаются повышенной прочностью итеплостойкостью, значительным сроком службы, хорошо сохраняют своюгеометрическую форму, но быстро засаливаются и требуют частой правки. Эти кругиприменяются для предварительной обработки, когда требуется сошлифоватьзначительный объем материала с получением 8—9-го классов шероховатостиповерхности.

Алмазные круги на органическихсвязках предназначены для окончательной (чистовой) обработки (доводки), когданеобходимо достигнуть 10—12-го классов шероховатости. Эти круги отличаютсябольшей производительностью и почти не засаливаются, но по сравнению с кругамина металлической связке расход алмаза на единицу веса снятого материала в 3раза больше.

Приработе алмазными кругами на металлической связке применение охлажденияобязательно. Кругами на органической связке можно работать и без охлаждения, нопри этом увеличивается износ круга.

Однойиз важнейших характеристик алмазного круга, определяющей при прочих равныхусловиях экономичность и эффективность его работы, является степеньконцентрации алмазов, т. е. количество (в миллиграммах) алмазного зерна в 1 мм3алмазоносного слоя.

Алмазныекруги выпускаются 25-, 50- и 100-процентной концентрации алмазного зерна. За100-процентную концентрацию в практике принято считать 0,878 мг/мм3,что соответствует 4,39 карата в 1 см3 алмазоносного слоя.Соответственно круги с 50-процентной концентрацией содержат в 2 раза меньшеалмазного зерна, т. е. 0,439 мг/мм3, а с 25-процентнойконцентрацией — в 4 раза меньше (0,219 мг/мм3}.

При100-процентной концентрации алмазные зерна в кругах независимо от материаласвязки занимают по объему 25% алмазоносного слоя. Остальные 75% по объемузанимают связка и наполнитель. Содержание компонентов в алмазоносном слоеразличной конфигурации для кругов на органической связке приведено в табл. 2.

 

 

 

 

Таблица2

Содержание алмазов, связки инаполнителя в кругах на органической связке

(в % по весу)

Наименование компонентов Концентрация круга 100% 50%

25 %

Алмаз ……..

41,4 29,3

29,3

22,0 31,4

46,6

11,4 32,4

43,8

Связка ……..

Наполнитель ……..

 

 

Кругис большой концентрацией алмазов характеризуются большей производительностью.Поэтому высокая концентрация алмазов целесообразна при жестких режимах, пришлифовании периферией круга и при необходимости избегать деформации круга.Например, для профильного шлифования и при внутреннем шлифовании оптимальнойконцентрацией является 100-процентная.

Для большинства работприменяются круги 50-процентной концентрации. Круги пониженной концентрации(25%) используются на операциях доводки вручную.

Алмазные кругиизготовляются не только на различных связках и с различной степеньюконцентрации алмазов, но и различными по форме и зернистости.

ГОСТ 24747-81предусмотрено 68 типоразмеров кругов.

Втабл. 3 представлены формы и основные размеры кругов. Каждый тип круга имеетбуквенный индекс, который состоит из двух частей. Например, в круге АПП буква Аобозначает круг алмазный, а ПП — плоский прямой. ( Обозначениедано по ГОСТ 24747-81, в скобках дано старое обозначение кругов)

Таблица 3

Круги шлифовальные алмазные

Наименование и обозначение круга

Форма круга

Размеры, мм

Шлифовальный плоский прямого профиля 1А1 (АПП)

/>

D=16…500

H=2…100

d=6…203

Шлифовальный плоский прямого профиля без корпуса А8(А1ПП)

/>

D=6…13

H=6…10

d=2…4

Алмазные шлифовальные плоские прямого профиля трехсторонние 14VI(А2ПП)

/>

D=125…250

H=10…20

d=32…76

Шлифовальные чашечные конические 12А2=45°(АЧК)

/>

D=50…250

H=19,5…52

d=16…76

Шлифовальные чашечные конические 12V2=45°(А2ЧК)

/>

D=50…150

H=20…40

d=16…51

Шлифовальные тарельчатые 12А2=20°(АТ)

/>

D=50…250

H=6…23

d=10…51

Шлифовальные плоские с двухсторонним коническим профилем 14ЕЕIX(А2П)

/>

D=25…400

H=3…10

d=6…203

a=30;40;60;90;120°

Шлифовальные плоские с полукругловыпуклым профилем 1FF1X(А5П)

/>

D=50…150

H=2…32

d=16…51

R=5…17

Все алмазные круги маркируютсяна внутреннем торце металлического корпуса (наименование завода-изготовителя,обозначение зернистости и марки связки, характеристика концентрации алмаза,высота алмазоносного слоя, вес алмаза в каратах, номера ГОСТ и круга, годизготовления).

Например, маркировка кругаобозначена: АМ40Б1-50-3-29-9770-61-3240-64. Это значит: зернистость АМ40 наорганической связке; марка Б1; концентрация алмаза 50%; высота алмазоносногослоя 3 мм; вес алмаза 29 каратов; ГОСТ 9770-61; изготовлен под номером3240 в 1964 г.

Диаметры отверстий алмазныхкругов приняты в соответствии с размерами посадочных мест у шпинделейуниверсальных заточных станков по ГОСТ 3808-57, а также в соответствии сразмерами отверстий шлифовальных кругов по ГОСТ 16167-80 .

При выборе кругов для различных работ необходимоучитывать тип станка, форму и размер обрабатываемой поверхности, требуемыеточность и шероховатость поверхности, характер связки, концентрацию алмазов иих зернистость.

Длярационального использования алмаза формы и размеры кругов выбираютсяприменительно к конкретным операциям (например, для шлифования по наружномудиаметру, для доводки по задней поверхности и т. д.).

Ширинаалмазоносного кольца определяется характером работы круга (на проход иливрезанием). При работе на проход следует применять круги с широкими рабочимиповерхностями, а при работе методом врезания—круги с рабочей частью, непревышающей высоты обрабатываемой поверхности.

Рекомендуемые режимы шлифования приведены в табл. 4.

Таблица 4

Рекомендуемые режимы алмазного шлифования

Основные параметры Внутреннее шлифова­ние Круглое шлифование Плоское шлифова­ние Заточка Доводка

Окружная скорость, м/сек

10—25

25—35

25—35

25—35

25—35

Продольная по­дача, м/мин. .

0,5-2,0

0,5-1,5

3,0—9,0

0,5—1,0

0,3-0,5

Поперечная подача, мм/дв. ход

—

—

0,5—1,0

0,01—0,02

0,005—0,01

Скорость вращения детали, м/мин .....

20—25 15—30 —

Глубина реза­ния, мм ....

0,005-0,015 0,005-0,02 0,01-0,03 — —

Номенклатураалмазных кругов, выпускаемых по ГОСТ 24747-81, обеспечивает их применение почтина всех моделях шлифовальных станков при круглом (наружном и внутреннем),плоском и фасонном шлифовании.

Зернистостьалмазных инструментов выбирают в зависимости от требуемого качестваобрабатываемой поверхности, согласно рекомендации  приведены в табл.5

Таблица 5

Выбор зернистости алмазныхинструментов

Шероховатость обрабатываемой поверхности Rа, мкм

Зернистость круга со связкой органической металлической керамической

0.63—1,25

0,32—0,63

0,16—0,32

0,08—0,16

0,04—0,08

0,04

200/160—125/100

160/125—100/80

100/80—50/40

50/40—40/28

40/28—14/10

14/10—5/3

160/125—125/100

 125/100—80/63

80/63—50/40

-

-

-

160/125—125/100

 125/100—80/63

80/63—50/40

63/50—40/28

-

-

Круги отрезные алмазные

Весьма эффективно используются алмазы и для обработки неметаллическихматериалов.

Наиболеевыгодно обрабатывать алмазным инструментом неметаллические материалы,обладающие высокой твердостью и хрупкостью. К ним относятся различные видыкерамики, стекло, ферриты, корунд, гранит, диабаз, полупроводниковые материалы(германий, кремний) и др.

НИИАлмазомвыполнен ряд экспериментальных работ по исследованию процессов алмазнойобработки неметаллических материалов, на основании которых созданы специальныеалмазные инструменты, установлены режимы обработки и определены удельныерасходы алмаза.

Алмазная обработканеметаллических материалов должна проводиться только с охлаждением и присоблюдении необходимых мер безопасности, обеспечивающих сохранение здоровьярабочих.

Наиболеетрудоемкой операцией при обработке неметаллических материалов являетсяразрезание, для чего применяются алмазные отрезные круги, при этом получаетсяравномерная минимальная ширина реза, повышается производительность труда илегко автоматизируется процесс резания.

 

Алмазные порошки

Алмазные порошки представляют собой дробленые осколки илимонокристаллы правильной кристаллической формы определенных размеров. За размерпринимается половина суммы длины и ширины проекции зерна на предметное стекломикроскопа.

Алмазныепорошки выпускаются по ГОСТ 9206-59 в виде шлифзерна, шлифпорошков имикропорошков.

Размеры зереналмазных порошков определяют с помощью микроскопа, снабженного окулярной шкалойили сеткой. Результаты микроскопического анализа выражают в процентах отколичества зерен для каждой фракции отдельно. Основная фракция алмазногопорошка (в %) состоит из совокупности зерен определенного размера,преобладающих по количеству в составе данного порошка.

В табл. 6 приведеныпредельные размеры зерен основной фракции алмазных порошков.

Таблица 6

Предельные размеры зерен алмазных порошков

Наименование группы Обозначе­ние зер­нистости

Размер зерна основной фракции, мл

Наименование группы

Обозначе­ние зер­нистости

Размер зерна основной фракции, мк

Шлифзерно

А50

А40

А32

А25

А20

А16

630—500

500—400

400—315

315—250

250—200

200—160

Микро-порошки

АМ40

 АМ28

 АМ20

 АМ14

 АМ10

 АМ7

АМ5

АМЗ

АМ1

40—28

28—20

20—14

14—10

10-7

7—5

5-3

3-1

Мельче 1

Шлиф-порошки

А12

А10

А8

А6

А5

А4

160—125

125—100

100—80

80—63

63—50

50—40

   Верхний предел размера зерна, указанный в табл. 6, соответствует размеру ячейки сита в микронах,сквозь которое зерно основной фракции проходит, а нижний предел — ячейкисита, на котором зерно основной фракции остается.

Алмазные пасты

   На основе микропорошковАМ40-АМ1 изготовляют алмазные пасты. При доводке и полировании алмазные пастыобладают нескольно большей произаодительностью.

В зависимости от обрабатываемогоматериала, требований шероховатости и условий процесса применяются пастыразличной зернистости и концентрации алмаза.

В табл. 7 приведеныориентировочные рекомендации НИИАлмаза по концентрации алмаза в пастах взависимости от обрабатываемого материала и зернистости алмаза.

Таблица 7

Концентрацияалмаза в пастах

Зернистость пасты Твердые сплавы ВК6М и ВК20 Сталь ШХ15 Сталь ЭИ-347

концентрация алмаза, в %

АМ40

40

20

40—20

АМ28

20

10

20

АМ14

20

10

10—20

АМ5

8

6

—

АМЗ

6

4

—

АМ1

6

4

—

   Из этой таблицы видно, что обработка вязкихматериалов требует увеличения зернистости и концентрации алмаза в пасте.

Оптимальные условия доводки(полирования) стали ШХ15 алмазными пастами следующие: скорость вращениядетали—1,5—1,8 м/сек; удельное давление— 8—28 кг1см2;материалы полировальников—самшит или чугун марки СЧ21-40; зернистостьпасты—АМ14— АМ28; концентрация алмаза в пасте—10%.

Особо эффективные результатыполучены НИИАлмазом совместно с заводом «Калибр» при доводке вставокмикрометров из твердого сплава ВК6М алмазной пастой АМ14 10-процентнойконцентрации. В этом случае выбран следующий режим: скорость вращения притира—6м/мин; материал притира—чугун марки СЧ21-40; давление притира надеталь—2 кг/см2; продолжительность доводки одного микрометра— 30 сек. Шероховатость получаемой поверхности Ñ12— Ñ14-Й классы.

Применение алмазной пасты АМ1410-процентной концентрации на доводке твердосплавных вставок микрометровпозволило улучшить шероховатость обрабатываемой поверхности на один класс посравнению с доводкой свободными алмазными порошками и сократить расход алмаза в10 раз (с 1 до 0,01—0,08 мг). Наряду с этим установлена реальнаявозможность автоматизации процесса нанесения пасты на притир, так как пастыболее удобны для автоматизации, чем свободные порошки.

Эффективность алмазных пастподтверждается и данными, полученными при доводке редуцированных плашек изтвердого сплава ВК20. Так, например, алмазные пасты зернистостью АМЗ, АМ14 иАМ28 позво­лили получить 11-й класс шероховатости.

Алмазные пасты АМ28 и АМ14применяются на предварительной доводке при съеме припуска 20—30 мк, апаста АМЗ—на окончательной доводке до требуемых размеров. В этом случае расходалмаза составляет 2,5 карата на 10 комплектов плашек.

Как видно из табл. 8, алмазныепасты выпускаются двенадцати зернистостей, которые условно делятся на четырегруппы.

Таблица 8

Классификация алмазных паст

Условное обозначение алмазной пасты

Размер зерен основной фракции, мк

Условная окраска упаковки

Условное название группы

АП100

100-80

Красная с черной полоской

 

 

АП80

.80—60

Красная с серой полоской

Крупная

АП60

60—40

Красная с белой полоской

 

 

АП40

40—28

Зеленая с черной полоской

 

 

АП28

28—20

Зеленая с серой полоской

Средняя

АП20

20—14

Зеленая с белой полоской

 

 

АП14

14—10

Голубая с черной полоской

 

 

АП10

10—7

Голубая с серой полоской

Мелкая

АП7

7—5

Голубая с белой полоской

 

 

АП5

5—3

Желтая с черной полоской

 

 

АПЗ

3—1

Желтая с серой полоской

Тонкая

АП1

1 и мельче

Желтая с белой полоской

 

 

По концентрации алмазные пастыразличаются на нормальную —Н (например, АП14Н); повышенную—П (например, АП14П)и высокую—В (например, АП14В).

Алмазные бруски

Алмазные бруски изготовляются преимущественноиз порошков синтетических алмазов на органической и металлической связках шеститипоразмеров (табл. 9). Алмазные бруски на металлической связке рекомендуетсяприменять зернистостью А8—А4, а бруски на органической связке—зернистостьюАМ40—АМ10.

Таблица 9

Алмазные бруски на органической и металлической связках

Наименование бруска Эскиз Обозначение

Основные размеры, мм

Плоский

/>

 

АБПл

B=6¸10, l=40

L=120

 

 

 

 

 

 

 

 

Трехгранный

/>

АБТ

B=6¸10, l=40

L=120

Полукруглый

/>

АБПк

B=6¸10, l=40

L=120

Алмазные брускиприменяются при ручных доводочных работах в процессе изготовлениятвердосплавных штампов, пресс-форм, режущего и измерительного инструмента.

Приемы работы алмазными брускамите же, что и абразивными. При засаливании бруски на органической

Алмазные головки

Головки представляют собойалмазные круги, напрессованные на цилиндрические хвостовики. Головки изготовляютсяна органической и металлической связках той же зернистостью, что и круги, иработают от пневматических турбинок со скоростью вращения до 10000 об/мин.

Головки находят широкоеприменение при обработке фасонных отверстий в деталях из твердых сплавов.

 

Алмазные хонинговальные бруски

Алмазные хонинговальные брускиявляются одним из наиболее перспективных инструментов; они в 100— 120 раз болеестойки, чем абразивные бруски. Кроме того, высокая стойкость алмазныххонинго-вальных брусков позволила резко сократить количество подналадок станков и автоматизировать процесс хонин-гования, которыйпроисходит при низких температурах резания, благодаря этому появиласьвозможность обрабатывать тонкостенные детали с большими перепадами сечениястенки.

/>Рис. 1. Алмазный хонинговальныйбрусок:

1 — металлокерамическое основание; 3—алмазоносный слой.

Особенно успешно применяютсяалмазные хонинговальные бруски при обработке точных отверстий малого диаметра(до 10 мм), когда отклонения отверстий по диаметру находятся в пределах3—5 мк, по непрямолинейности — в пределах 1 мк и по конусности —не более 3 мк. Это достигается благодаря высокой механической прочностибрусков.

Алмазные хонинговальные бруски(рис. 1), изготовляемые методом порошковой металлургии, состоят из металлокерамическогооснования и алмазоносного слоя.

Алмазные резцы

Вес алмазов находится в пределах0,3—1,5 карата. Крупные кристаллы весом более 1 карата применяются для отрезныхрезцов, более мелкие—для проходных.

Предназначенные для резцовалмазы должны иметь плотную структуру, на их рабочей части не допускаютсянаружные и внутренние трещины, раковины и включения, видимые при десятикратномувеличение. Также не должно быть внутренних напряжений в кристалле алмаза,определяемых по наличию зон двойного луча преломления в поляризационноммикроскопе. В зависимости от конфигурации и размеров алмазов они подвергаютсяразрезке, шлифованию и креплению к державке резца по разработанной НИИАлмазомтехнологии.

Разрезка крупных кристаллов надве и более части дает возможность из одного алмаза получить несколько резцов.Разрезка также позволяет отрезать дефектные участки алмаза. Перед разрезкойалмаз должен быть ориентирован в «мягком» направлении рентгеноскопическимметодом.

Разрезают алмазы на специальныхстанках с помощью бронзовых дисков (95%Cu, 4,7% Sn и 0,2%P)диаметром 75—90 мми толщиной 0,05—0,07 мм, причем алмаз закрепляют с помощью специальногоклея в двух латунных державках. Предварительно на алмазеделают надрезглубиной до 0,3 мм диском толщиной0,1— 0,12 мм. Скоростьразрезания 6000 об/мин.

Шлифование (огранка) алмазногорезца осуществляется алмазно-металлическими кругами и чугунными дисками,шаржированными алмазными порошками, и производится так же, как и резка в«мягком» направлении. Шлифование резца начинается с образования переднейповерхности, затем гранятся боковые поверхности и вершина рабочей части.Заключительной операцией является доводка передней поверхности, при которойснимаются все сколы, выкрашивания и другие дефекты, образовавшиеся на режущих кромкахв процессе огранки алмаза.

На операциях предварительногошлифования кристаллов алмаза, при которых сошлифовывается наиболее труднообрабатываемая часть, применяются алмазно-металлические круги типа АЧЦзернистостью А5— А4 100-процентной концентрации. Шероховатость получаемойповерхности кристаллов соответствует 10— 11-му классам.

На операциях окончательногошлифования и доводки применяют чугунные диски, шаржированные алмазнымипорошками зернистостью АМ40—АМ28 при окончательном шлифовании и АМ10—АМЗ—придоводке. Материал диска—серый чугун марки СЧ12-28 или СЧ15-32 по ГОСТ 1412-54.При доводке достигается 13—14-й классы шероховатости. Скорость шлифования — 30—40 м/сек; усилие прижима алмаза к шлифовальному диску—1—3 кг;допустимое торцовое биение рабочей поверхности шлифовального диска —0,003—0,005 мм при его диаметре 250—300 мм.

Резцы с впаянными алмазамиотличаются простотой конструкции, малыми габаритами и возможностьюиспользования кристаллов небольших размеров. Эти резцы целесообразно применятьглавным образом при растачивании отверстий малых диаметров. Недостатоккрепления алмазов пайкой заключается в сложности его восстановления послепереточки.

При механическом креплении алмазлегко извлекается из державки резца, перетачивается и вновь закрепляется.Однако 2/3 кристалла покрывается прижимной планкой, и, следовательно, большаячасть его не используется, поэтому резцы с механическим креплением должны бытьувеличенных размеров и требуют применения более крупных алмазов.

Алмазные резцы различаются по конструкции. Нормалямимашиностроения и часовой промышленности предусмотрены различные формы алмазныхрезцов и различные типы державок для крепления алмазов.

При конструировании новых алмазных резцов следуетучитывать прежде всего жесткость крепления кристалла алмаза в державке.

При выборе геометрии режущей части алмазных резцовнеобходимо руководствоваться следующим.

1. Передняя и задняя поверхностии режущие кромки резцов должны быть расположены в более прочных и износостойкихкристаллографических сетках и направлениях.

Передний угол g алмазных проходных резцов необходимо выполнять впределах от 0 до 5°; чем меньше твердость обрабатываемого материала, тем большедолжно быть значение угла g.

Задний угол а следует приниматьвозможно меньшим (4—8°) при обработке твердых материалов и увеличивать до10—12° при обработке мягких материалов.

При расточке отверстий малыхдиаметров задний угол необходимо увеличивать.

2. Большое значение дляэффективности работы резца имеет величина главного и вспомогательного углов в плане.

Увеличение главного угла в планеj способствует уменьшениювибраций. Уменьшение угла в плане до 0° значительно улучшает чистотуповерхности.

3. Упрочнение режущей кромкирезца следует достигать за счет уменьшения заднего и переднего углов, увеличенияугла при вершине и радиуса закругления между режущими кромками и повышенияжесткости системы станок—деталь—инструмент.

Применяемые режимы резания истепень нагрева инструмента определяют износостойкость инструмента.

Алмаз, обладая высокойтемпературопроводностью и низким коэффициентом трения, позволяет вестиобработку с высокой скоростью резания. В настоящее время скорости резания приработе алмазными резцами достигают 700 м/мин и больше, при этомстойкость между переточками в зависимости от обрабатываемого материала ирежимов резания находится в пределах от 25 до 200 час. Алмазы весом 0,5—0,6карата допускают от 6 до 10 переточек.

Учитывая высокую хрупкостьалмаза, продольная подача и глубина резания при точении должны бытьминимальными  (S = 0,01—0,1 мм/оби t=0,01— 0,3 мм).

Нарис. 2 приведены конструкции резцов с припаянным алмазом (рис. 2, а) и смеханическим креплением кристалла алмаза (рис. 2, б). Режущие кромки (рис. 2,в) этих резцов могут быть прямолинейными (I), радиусными (II) и фасеточными(III),   обеспечивающими улучшение параметров шероховатости обработаннойповерхности.

Широко распространены резцы с механическим креплениемсоставных вставок (рис. 2, г), оснащенных кристаллами алмаза или композита, и смеханическим креплением многогранных пластин из композита (рис. 2, д)

/>/>

Рис. 2.Конструкции резцов с режущими элементами из алмаза:

1—многогранная   пластина;  2—корпус;   3— обойма; 4 — штифт; 5 — винт крепления обоймы; 6 — прихват; 7 —винт крепления прихвата; 8—твердосплавная подкладка

 

Алмазный инструмент для правкишлифовальных кругов

Алмазная правка шлифовальныхкругов относится к числу важнейших областей применения алмазов вмашиностроении.

Качество обработки шлифуемыхдеталей, стойкость круга и производительность шлифования в значительной степениопределяются точностью формы шлифовального круга и микрорельефом егоповерхностного слоя, которые зависят от конструкции правящего инструмента, егоизносостойкости, режимов и приемов правки.

Алмазная правка шлифовальныхкругов обладает существенными преимуществами по сравнению с другими способами.Благодаря весьма малой поверхности контакта алмаза со шлифовальным кругомдостигаются минимальные усилия, которые в сочетании с высокой износостойкостьюалмаза создают условия для получения высокой точности геометрической фирмыкруга, а отсюда и высокой точности и чистоты поверхности у шлифуемых деталей.

Правка алмазным инструментомобеспечивает повышение стойкости круга в 1,5-1,6 раза по сравнению с правкойбезалмазными правящими инструментами .

В промышленности для правки шлифовальных круговприменяются следующие инструменты:

1) алмазно-металлические карандаши;

2) алмазы  естественной  формы,  закрепляемые воправах;

3) ограненные (шлифованные) алмазные инструменты(резцы, иглы);

4) алмазные круги и бруски на металлическойсвязке.

 

Алмазно-металлические карандаши.

  Наибольшее применение вотечественной промышленности получили алмазно-металлические карандаши, вкоторых алмазные зерна сцементированы специальным сплавом методом порошковойметаллургии. Этот сплав имеет почти такой же коэффициент теплового расширения,как и алмаз, и поэтому при изменениях температуры алмазно-металлическогокарандаша алмазы не испытывают давления. Номенклатура алмазно-металлическихкарандашей и их характеристика определены ГОСТом 607-63.

В зависимости от расположенияалмазов карандаши выпускаются трех типов:

С—с алмазами, расположеннымислоями;

Н—с алмазами без точного ихрасположения (неориентированные);

Ц—с алмазами, расположеннымицепочкой вдоль оси карандаша.

Карандаши типа С выпускаютсядвух марок: многозернистые с повышенной износостойкостью и количеством алмазныхзерен в слое до 12—14 и однослойные из технических алмазов с 5—7 зернами дляавтоматиче­ской правки. Эти карандаши применяются для правки абразивных круговпри чистовом шлифовании.

Карандаши типа Н изготовляютсяиз алмазов различного качества, в том числе из дробленых, и применяются дляправки только мелкозернистых шлифовальных кругов на операциях круглого ибесцентрового шлифования, а также для правки однониточных резьбо- шлифовальных,тарельчатых и дисковых кругов при зубошлифовании.

Карандаши типа Ц изготовляютсяиз высококачественных кристаллов алмазов весом от 0,03 до 0,50 карата и имеютнаибольшее применение при правке кругов для внутреннего и наружного, круглого ибесцентрового шлифования фасонных поверхностей.

В пределах каждого типакарандаши различаются по весу отдельных алмазов или по номерам зернистости.

Условное обозначениеалмазно-металлических карандашей составляется из марки карандаша и номера ГОСТ

Таблица 10

Характеристикаалмазно-металлических карандашей

Тип Марка Вес отдельных кристаллов, в каратах, или размер зерна по ГОСТ 9206-59 Общий вес алмазов, в каратах Количество алмазов в слое номинальный Допускаемые отклонения Ц

1

2

3

4

5

6

От 0,03 до 0,05

Св. 0,05 — 0,10

 0,05. 0,10

 0,10. 0,20

От 0,20 до 0,50

 От 0,31 до 0,50

0,5 ±0.02 1 1,0 Фактически С

1

2

3

4

 5

0,017—0,025

 0,05—0,10

 0,05—0,10

Св. 0,10 до 0,2

 0,11-0,2

1 +0,02

12—14

4-5

4-5

2 2-4 1 5-7 Н

1

2

3

4

5

6

А8 (ГОСТ 9206-59)

 А12 (ГОСТ 9206-59)

 А16 (ГОСТ 9206-59)

 А25 (ГОСТ 9206-59)

 А40 (ГОСТ 9206-59)

 А50 (ГОСТ 9206-59)

1 ±0,02 Не регламентировано 7 0,0025—0,008 /> /> /> /> /> /> /> />

Например, карандаш типа Н марки 4 обозначается так:Н4ГОСТ607-63.

 

Алмазы в оправах.

 Алмазы с естественными гранями,закрепленные в оправах, имеют преимущество перед алмазными карандашами в том,что изготовляются они из более качественных алмазов, и, следовательно, ихизносостойкость значительно выше.

Алмазные зерна закрепляются воправах путем зачеканки или пайки.

К недостаткам этого видаинструмента относится необходимость перепайки, что связано с большими затратамивремени.

Для пайки алмазных зерен нашлиприменение медноцинковые, серебряные и цинковоалюминиевые припои.

Ограненные алмазные инструменты

 Применяются для правки круговсложного профиля. Изготовляются они в виде резцов с различным профилем алмаза.

Стоимость ограненных резцовзначительно выше стоимости алмазов в оправах, так как кристалл алмазаограненных резцов необходимо шлифовать. Однако высокая производительностьправки кругов, повышение точности и качества выпускаемых деталей, достигаемыепри применении алмазных резцов, полностью оправдывают расходы на правящийинструмент.

Рекомендации по выбору алмазного инструмента для правкикругов приведены в табл. 11.

Режим правки влияет на износостойкость алмазногоинструмента и качество шлифования. Как показали исследования, при правкеалмазно-металлическим карандашом   марки   Ц   шлифовального   круга   ПВД600Х63Х305 ЭБ40СТ1К при поперечной подаче 0,02 — 0,06 мм/дв. ход,продольной подаче 0,3 — 1,0 м/мин и скорости шлифовального круга 35 м/секс увеличением продольной подачи от 0,3 до 1,0 м/мин тангенциальнаясоставляющая усилия резания возрастает в 2,7 раза, а износ алмаза—в 2,3 раза.

Таблица 11

Выбор инструмента для правкикругов в зависимости от вида фасонного шлифования

Вил шлифования Правящий инструмент Фасонное шлифование срезанием изделий сложных контуров Алмазы в оправах; ограненные алмазы Фасонное шлифование вреза-нием изделий конической и сферической форм Алмазы в оправах; алмазно-металлические карандаши ННМ Зубошлифование методом обкатки тарельчатыми кругами Алмазы в оправах; алмазно-металлические карандаши ЦМ, ЦНМ Зубошлифование методом обкатки дисковыми кругами (без осевой подачи) Алмазы в оправах Зубошлифование методом копирования профильными кругами Алмазы в оправах; алмазно-металлические карандаши ЦМ; ограненные алмазы Зубошлифование методом обкатки абразивными червяками Ограненные алмазы Резьбошлифование многониточными кругами Ограненные алмазы

 

Поэтомуувеличение продольной подачи алмазно-металлических карандашей выше 0,5 м/миннедопустимо в связи с большим износом алмаза.

На внутришлифовальных станках можно работать с большимипродольными подачами, но не выше 2 м/мин.

Для алмазов в оправе величины продольных подач должныбыть меньше, чем для карандашей, а для ограненных алмазов —еще меньше. Приправке алмазными резцами многорасточных резбошлифовальных кругов продольнаяподача резца должна быть не более 0,5 м1мин.

/>

Рис. 3. Инструменты для правкишлифовальных кругов методом обтачивания:

а—б—алмаз в оправе, крепление соответственно колпаком изачеканкой; в—алмазная игла, крепление алмаза зачеканкой или пайкой; г—алмазныекарандаши с расположением алмазов цепочкой (01), слоями (02), на сферическойповерхности (03), с неориентированными алмазами (04)

   Правку методами обтачивания производят необработанными алмазами массой0,2—1 кар 3, закрепленными механическим способом с помощью колпачка 4и контргайки 1 зачеканкой или пайкой на оправке 2 (рис.3, а). Кромемеханического крепления, крепление алмаза в оправке может производитьсязачеканкой в медном вкладыше 5, установленном на оправке 2, илипайкой (рис.3, б). Для правки однониточных резьбошлифовальных кругов и правкифасонных профилей по копиру применяют алмазные иглы (рис.3, б), оснащенныеспрофилированными алмазами   размером   0,1— 0,25 кар. Алмазные иглы имеют уголу вершины «, равный 60° или 90°. Оправку обычно делают с углом b=a-10°, т. е. с углом 50° или 80°.

     Разнообразие алмазного инструмента по величине,геометрической форме, точности изготовления и чистоте поверхностей и т.д.требует в каждом отдельном случае специальных станков для обработки алмазныхкристаллов и приборов для их контроля.

 

содержание: Алмазные инструменты (введение) 2 Круги шлифовальные алмазные 3 Круги отрезные алмазные 6 Алмазные порошки 7 Алмазные пасты 8 Алмазные бруски 9 Алмазные головки 10 Алмазные хонинговальные бруски 10 Алмазные резцы 11 Алмазные инструменты для правки шлифовальных кругов 13 Алмазно-металлические карандаши 14 Алмазы в оправах 15 Ограненные алмазные инструменты 15 Содержание 19 Список использованной литературы 20

Список использованной литературы:

1.   Алмазные инструменты вмашиностроении / Под ред. И.Г. Космачева. Лениздат 1965. 264с.

2.   Сахаров Г.Н., Арбузов О.Б.,Боровой Ю.Л. Металлорежущие инструменты М.: Машиностроение 1989. 328с.

3.   Грановский Г.Н., Грановский В.Г.Резание металлов М.: Высшая школа 1986. 304с.

4.   Резание конструкционныхматериалов, режущие станки и инструменты / Под ред. В.А. Кривоухова М.:Машиностроение 1967. 656с.

5.   Филипов Г.В. Режущий инструментЛ.: Машиностроение, 1981. 173с.