Обработка металлов резанием

Вид материала

Подобный материал:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 12

Протягивание, процесс обработки металлов резанием на протяжных станках многолезвийным режущим инструментом — протяжкой. Применение П. целесообразно при обработке больших партий деталей, т. е. в крупносерийном и массовом производстве (ввиду сложности изготовления и высокой стоимости протяжек).

В зависимости от порядка срезания припуска при П. различают следующие виды резания: а) профильное, при котором все режущие зубья протяжки снимают припуск, но не участвуют в окончательном формировании поверхности, последний же зуб придаёт ей окончательную форму; б) генераторное, при котором каждый режущий зуб протяжки, срезая припуск, одновременно участвует в построении поверхности; в) прогрессивно-групповое, применяемое при снятии относительно больших припусков, когда все зубья, распределённые по группам (2—3 зуба), снимают слой металла не сразу по всей ширине, а частями.

Существуют свободный и координатный методы П. При свободном методе протяжка обеспечивает получение только размеров и формы поверхности; при координатном, — кроме того, точное расположение обработанной поверхности относительно базовой.

Припуск под П. составляет для отверстий в поковках и отливках 2—6 мм; для отверстий, полученных сверлением, зенкерованием или растачиванием, 0,2—0,5 мм. Скорость резания при П. сравнительно низка (2—15 м/мин), однако производительность П. высока, т.к. велика суммарная длина одновременно работающих режущих кромок. Точность обработки при П. — 3—2-й класс; шероховатость обработанной поверхности — 7—9-й класс. Особенность процесса резания при П. — постоянное накопление стружки во впадинах перед каждым зубом. Для лучшего размещения стружки и предотвращения заклинивания протяжки зубья часто снабжаются стружколомающими канавками.

Лит.: Вульф А. М., Резание металлов, 2 изд., Л., 1973.

Н. А. Щемелев.

Развёртывание, одна из разновидностей обработки отверстий резанием (после сверления и зенкерования) многолезвийным режущим инструментом — развёрткой. В результате чернового Р. снимается припуск на обработку не более 0,5 мм на диаметр, обеспечиваются шероховатость поверхности 7-го класса, точность 3-го класса. При чистовом Р. снимается припуск не более 0,2 мм; шероховатость — до 9-го класса, точность — до 2-го.

Притирка, операция механической обработки с целью подгонки главным образом деталей, работающих в паре (например, клапан — седло клапана). Операция сводится к многократным относительным перемещениям инструмента — притира — и детали или обеих деталей совместно с абразивным материалом. П. исправляет форму детали в пределах допуска, уменьшает шероховатость поверхности.

Суперфиниш, суперфиниширование (от супер... и англ. finish — отделка, обработка), один из видов отделочной обработки металлов резанием; производится обычно после шлифования для получения более гладкой поверхности (11—13-го класса чистоты), без повышения точности размеров. Производят С. на специальных станках абразивными или алмазными брусками, закрепляемыми в специальной головке.

Хонингование (англ. honing, от hone — хонинговать, буквально— точить), отделочная обработка в основном внутренних цилиндрических поверхностей деталей мелкозернистым абразивным инструментом в виде брусков, смонтированных на хонинговальной головке (хоне). Абразивные бруски прижимаются к обрабатываемой поверхности, а сама хонинговальная головка, закрепленная в шпинделе хонинговального станка, совершает вращательное и возвратно-поступательное движения. Применяется также Х. закалённых зубчатых колёс хонинговальной головкой в форме косозубого долбяка, находящейся в зацеплении с обрабатываемым колесом и совершающей одновременно вращательное и колебательное движения. Х. является заключительной (финишной) операцией, производится после растачивания, протягивания, развёртывания, шлифования и позволяет получать точность обработки до 1-го класса и шероховатость поверхности до 13-го класса.

Лит.: Вульф А. М., Резание металлов, 2 изд., Л., 1973.

Абразивный инструмент, изготовляется из абразивных материалов, предназначен для механической обработки металла, кожи, дерева, стекла, горных пород, пластмасс и др. Промышленными способами А. и. начали изготовлять во 2-й половине 19 в. (со времени появления шлифовальных станков). А. и. разделяют на 2 основных типа: жёсткие (шлифовальные круги, головки, сегменты и бруски, рис. 1) и гибкие (шлифовальная шкурка и изделия из неё — ленты, диски и др.). Для изготовления А. и. применяют электрокорунд (нормальный, белый, легированный присадками окиси хрома, монокорунд); карбид кремния (зелёный и чёрный); синтетические и природные алмазы. А. и. выпускаются на керамической, бакелитовой, вулканитовой и реже на силикатовой, глифталевой и магнезиальной связках, скрепляющих отдельные абразивные зёрна. За рубежом применяют также олеанитовую и шеллаковую связки.

Номенклатура стандартных А. и. предусматривает около 750 типоразмеров, а всего насчитывается около 12 000 разновидностей. Шлифовальные круги из электрокорунда и карбида кремния изготавливают диаметром от 3 до 1100 мм и толщиной 0,5—200 мм с диаметром посадочных отверстий от 1 до 305 мм; из алмазных зёрен (на бакелитовых, металлических и керамических связках) — диаметром от 6 до 300 мм с толщиной рабочего кольца 1,5—5 мм и шириной от 3 до 20 мм. Важный показатель А. и. — концентрация алмазов (содержание алмазного зерна в 1 мм³ алмазоносного слоя; при 100% концентрации в 1 мм³ содержится 0,878 мг алмазных зёрен). Концентрация алмазов в кругах в алмазном слое от 25 до 200%.

Шлифовальная шкурка и изделия из неё выпускаются на основаниях из ткани и бумаги, с режущими зёрнами из электрокорунда, карбида кремния, стекла и кремния. Шкурка применяется для ручных и механизированных шлифовальных работ, в частности — для ленточного шлифования. В зависимости от требуемой прочности шкурка изготовляется на основаниях из бязи, саржи, полудвунитки или бумаги. Наибольшее сопротивление разрыву у шкурки на сарже.

От других видов режущих инструментов А. и. отличаются большим количеством беспорядочно расположенных зёрен — резцов с порами между ними, а также формой и прерывистостью режущих кромок. Стружка, снимаемая ими, как правило, небольшой длины. А. и. можно обрабатывать детали из материалов любой твёрдости, работать со скоростью резания, превосходящей применяемые при других процессах резания, снимать с обрабатываемой детали слой металла как тончайший, так и значительного размера (доли мкм и миллиметры).

В процессе шлифования абразивные зёрна по мере их затупления скалываются и выкрашиваются, обнажая лежащий под ними слой незатупившихся зёрен. Это свойство А. и. называют способностью к самозатачиванию. Чем интенсивнее происходит скалывание и выкрашивание, тем полнее самозатачивание А. и. При частичном самозатачивании А. и. режущая способность его восстанавливается не полностью. Для полного её восстановления А. и. подвергают правке удалением поверхностного слоя зёрен. При этом одновременно выправляется форма инструмента.

Правку А. и. осуществляют алмазами в оправах, алмазными карандашами, алмазными роликами и различными заменителями алмазов: твердосплавными и стальными роликами, шарошками, шлифовальными кругами высокой твёрдости, абразивными брусками и пр. Абразивная способность А. и. тем выше, чем больше стойкость его между правками, а срок службы тем больше, чем меньший слой абразива снимается при каждой правке.

Технология производства А. и. в значительной степени определяет их рабочие свойства: однородность состава, твёрдость, износостойость и точность размеров и др. Для обеспечения стабильности указанных свойств технологическим процессом задаются вид и количество связки, объём и количество шлифовальной массы, давление и метод прессования, количество клеящего вещества, добавляемого в связку для улучшения формуемости массы, температура и время термической обработки. Производство А. и. состоит из следующих основных операций: приготовление связки, смешение абразивной массы, формование, термическая обработка, механическая отделка, испытания на прочность и твёрдость. Керамические связки приготовляют из тонкоизмельчённых огнеупорных глин различных композиций, плавней (тальк, калиевый полевой шпат и т. п.), перлита, кварца. Связки смешивают в смесительных машинах (рис. 2) с абразивными зёрнами и клеящим веществом (декстрином или жидким стеклом) и протирают через вибрационное сито или рыхлительную машину. Подготовленную таким образом массу прессуют в гидравлических прессах (рис. 3). Из сушильных камер заготовки поступают в тоннельные обжигательные печи, где их постепенно нагревают до температуры 1240—1320°C и затем медленно охлаждают. А. и. на бакелитовой связке проходят бакелитизацию при t 180°C. Температурный режим и время термической обработки А. и. определяют их прочность на разрыв, изгиб, сжатие и удар и соответственно их эксплуатационные свойства. После обжига А. и. проходят механическую отделку — им придают требуемые размеры и уравновешивают. А. и. испытывают на разрывную прочность при нагрузке, превышающей рабочую на 50%, а после определения твёрдости маркируют. Изготовление А. и. на вулканитовой связке отличается тем, что смешение массы выполняют на смесительных вальцах, а требуемая толщина заготовок достигается прокаткой на вальцах.

Алмазные круги формуют при больших давлениях (до 200 Мн/м², или 2000 кгс/см²). Термическую обработку алмазных кругов на металлической связке ведут при температуре 600—650°C, на керамической связке — при температуре 800—850 °C. Прочность на разрыв А. и. допускает скорости резания 25—80 м/сек.

Шлифовальная шкурка изготавливается на полуавтоматических конвейерных аппаратах, где процесс осуществляется непрерывно. Наносимые на ткань или бумагу абразивные зёрна закрепляют на ней мездровым клеем или синтетическим лаком. Для повышения режущих свойств шкурки зёрна наносят в электростатическом поле.

А. и. широко распространены во всех отраслях машиностроения и особенно в подшипниковой. В автомобильной, тракторной и инструментальной промышленности до 30—35% от общего парка станков составляют шлифовальные, заточные, доводочные и полировальные. На этих станках А. и. применяются при обдирочных работах для удаления больших припусков и при чистовой и прецизионной обработке для изготовления деталей высокой точности и чистоты поверхностей.

Значительно развивается производство таких перспективных видов А. и., как круги для силового шлифования, зачистки проката, фасонного шлифования и других работ, связанных с большими съёмами металла и обеспечением высокой точности обработки.

Лит.: Ипполитов Г.М., Абразивные инструменты и их эксплуатация, М., 1959; Кудасов Г.Ф., Абразивные материалы и инструменты. 2 изд., Л., 1967.

Г.М. Ипполитов

Рис. 3. Гидравлический пресс-агрегат.

Рис. 2. Смесительная машина.

Рис. 1. Жёсткие абразивные инструменты: а — шлифовальные круги; б — шлифовальные головки; в — сегменты; г — бруски.

Инструмент.

Резец, режущий инструмент, применяемый при обработке изделий на токарных, револьверных, расточных, карусельных, строгальных, долбёжных, зубострогальных и специальных станках. Р. представляет собой стержень, состоящий из головки с режущей частью и державки, которой Р. закрепляется на станке. По форме головки различают Р.: прямые, отогнутые, изогнутые, чашечные; по сечению державки — прямоугольные, квадратные, круглые. Конструктивно Р. могут выполняться с приваренной головкой или режущей пластинкой, с припаянной пластинкой, с направленной головкой, с головкой-вставкой, с механическим закреплением пластинки и т. д. По назначению (виду обработки) различают Р.: проходные, подрезные, отрезные и прорезные, расточные, резьбонарезные, радиусные, фасонные и др. (рис. 1). В зависимости от характера обработки Р. бывают черновые (обдирочные), чистовые, для тонкого точения, выглаживающие; по направлению подачи — правые и левые. Материал режущей части — инструментальные (в т. ч. быстрорежущие) стали, твёрдые сплавы, минералокерамические материалы, искусственные алмазы, эльбор и др. Форму передней поверхности Р. (см. Геометрия резца) выбирают в зависимости от материала его режущей части, обрабатываемого материала, способа получения обрабатываемой заготовки и характера обработки (см. табл.).

Формы передней поверхности резцов

№ формы	Наименование	Вид	Область применения
I	Плоская без фаски		Резцы всех типов для обработки чугуна и медных сплавов
II	Плоская с фаской		Резцы всех типов для обработки стали; f = 0 , 2—0 , 3 мм при чистовой обработке; f = 0,8—1,0 мм при черновой обработке,  = 0 для резцов из быстрорежущей стали, = (— 5) — (—10)— из твёрдого сплава
III	Paдиусная с фаской		Peзцы всех типов для обработки стали: R = 3—18 мм — для быстрорежущей стали: R = 2—6 мм — для твёрдого сплава: f и _— аналогичны форме II
IV	Плоская отрицательная		Резцы с пластинками твёрдого сплава при черновом точении стали с временным сопротивлением _вр  1000 Мн/м² (100 кгс/мм²), стального литья с коркой, при точении с ударами
V	Плоская с фаской и опущенной вершиной		Черновое точение стали с крупной стружкой и подачами  1,5 мм/об; _=(—10) — (-15)°

Blog

Обработка металлов резанием