Заточка режущих инструментов

Режущие инструменты из быстрорежущих сталей затачивают кругами из электрокорунда нормального или электрокорунда белого. Зернистость абразива 25...40, твердость круга СМ1 — СМ2, связка керамическая, структура круга 6...9. Окружная скорость круга при ручной заточке инструмента — 20...25 м/с, при жестком креплении инструмента — 15...20 м/с. 

При более высоких требованиях к инструменту его доводят кругами из электрокорунда белого или карбида кремния зеленого. Зернистость абразива 5...10, твердость круга С1—С2, связка бакелитовая. Окружная скорость круга (жесткое крепление инструмента) 25...35 м/с.

Резцы, оснащенные металлокерамическими твердыми сплавами, затачивают кругами зеленого карбида кремния. Зернистость абразива 25...40, твердость круга МЗ-СМ1, связка круга керамическая, структура круга 9...11. Окружная скорость круга при ручной заточке инструмента 14...20 м/с, при жестком креплении инструмента 12...18 м/с.

Инструмент, оснащенный твердыми сплавами, доводят. Доводку проводят на вращающихся чугунных дисках (НВ 220...235), на которые наносят пасту, состоящую из 15% парафина и 85% порошка карбида бора зернистостью 3...6. Ширина доведенной поверхности около режущей кромки равна 1...3 мм.

Заточку быстрорежущего инструмента проводят i охлаждением. Твердосплавные инструменты можно затачивать и без охлаждения; при этом перегрев пластин недопустим. В качестве охлаждающей жидкости используют 2...5%-ный раствор соды в воде или 5...10%-ным раствор эмульсола в воде. Расход охлаждающей жидкости — 10...12 л/мин.

В настоящее время абразивная заточка твердосплавного инструмента заменяется алмазной. Применение алмазной заточки и доводки твердосплавного инструмента взамен абразивной повышает стойкость инструмента в 2...5 раз,  производительность процесса заточки и точность размера и геометрических параметров инструмента. 

К станкам для алмазной заточки предъявляются повышенные требования — радиальное и торцовое биение посадочного отверстия шпинделя должно быть не более 0,005 мм.

Алмазные инструменты в основном не предназначены для обработки стальных державок. Поэтому при заточке твердосплавных инструментов стальную державку обрабатывают абразивным кругом, твердосплавную пластинку затачивают алмазным кругом и доводят по фаскам около режущей кромки также алмазным кругом.   

При алмазной заточке и доводке задние и передние углы инструмента имеют три значения. 

Например, для резца значения задних углов следующие: 

§ ά— по фаске на твердосплавной пластинке для доводки алмазным кругом;

§ ά′ = ά +(2...3)° — по твердосплавной пластинке для заточки алмазным кругом; 

§ ά "= ά + (4...6)° — по державке для заточки абразивным кругом.

Для предварительной обработки твердосплавного инструмента рекомендуются круги на металлической связке (M1, MB1, МО13, МСЗ, МС6, МИ), содержащие алмазы марок АСР, АСВ, зернистостью 200/160...100/80, при концентрации алмазов 100%. Для окончательной обработки — круги на органической связке (Б1,Б2, БЗ, ТО2) из алмазов AGO, зернистостью 80/63...40/28, с концентрацией алмазов 50...100%.

 Предварительную заточку твердосплавного инструмента ведут при окружной скорости круга 15...20 м/с, поперечной подаче 0,05... 1.0,08 мм/дв. ход и продольной подаче 2...3 м/мин. При доводке твердосплавного инструмента скорость круга 25...30 м/с, поперечная подача 0,005...0,05 мм/дв. ход, продольная подача 0,5...1,5 м/мин. 

Твердосплавный инструмент затачивают алмазными кругами с применением смазочно-охлаждающей жидкости (например, эмульсол НГЛ-205—1,5%, остальное вода). Доводка инструмента возможна без применения смазочноохлаждающей жидкости.

Заточные станки бывают простые, универсальные и специализированные. Простые заточные станки (точила) применяют для ручной заточки резцов, резцов-ножей к фрезерным головкам, сверл, зубил. 

Универсально-заточные станки предназначены для заточки различных типов режущих инструментов. Для этого они снабжаются рядом приспособлений для установки затачиваемых инструментов. 

 

Рис. 10. Схема станка для заточки резцов.

 

Специализированные заточные станки предназначены для заточки однотипных инструментом (резцов, сверл, червячных фрез, протяжек и т. д.), 

В ремонтных мастерских обычно применяют простые, универсальные заточные станки и из специализированных — станки для заточки резцов.

Схема заточного станка для заточки резцов приведена на рисунке 10.

 Шпиндель станка 2 получает вращение через ременную передачу от электродвигателя 1, Один временно можно затачивать два резца, закрепленных и приспособлениях на подручниках 4. Возможен также ручной прижим резцов к подручнику. 

Стол станка вместе с подручником можно вручную (рукояткой 10 через зубчатое колесо 5 и рейку 6) перемещать в продольном направлении. Поперечное перемещение стола (подача глубину шлифования) проводится маховичком (на схеме не показан) через коническую пару 9, винт 7 и гайку.

 

Рис. 11. Схема универсально-заточного станка.

 

Подручник поворачивают около горизонтальной оси для обеспечения заданных углов заточки резца. 

Универсально-заточный станок предназначен для заточки резцов, фрез, зенкеров, разверток и других инструментов. Схема станка приведена на рисунке

11. 

Шпиндель 2 шлифовальной бабки 3 получает вращательное движение через ременную передачу от электродвигателя 12. На шпинделе шлифовальной бабки закреплены два круга (дисковый 1 и чашечный 4). Шлифовальная бабка 3 установлена на поворотной колонке и может быть повернута около вертикальной оси и поднята (опущена) маховичком 10 через червячную передачу 9, шестерню и рейку 11. Затачиваемый инструмент крепят в приспособлениях, устанавливаемых на столе 5. Стол в продольном направлении быстро перемещают посредством маховичка 7, зубчатой и реечной передачи и медленно маховичком 6 через планетарную передачу (которая замедляет частоту вращения реечного колеса в 10 раз). В поперечном направлении стол перемещают маховичком 8 через винтовую передачу.

 

Рис. 12. Схема заточки фрез с остроконечными зубьями:

а — дисковым кругом; б — чашечным кругом; в — тарельчатым кругом.

 

Схема заточки фрез с остроконечными зубьями дисковыми и чашечными кругами приведена на рисунке 12. Смещение Н оси затачиваемой фрезы определяется из уравнений:

для дискового круга     H=R _kp sin ά для чашечного круга   H=R _фр sin ά

где R _kр — диаметр круга; R _фр — диаметр фрезы; ά — затачиваемый задний угол. 

                                                                                                                                     

Сверла затачивают по задним поверхностям, которым придается коническая, винтовая или плоская формы. 

 

Наиболее распространена заточка сверла по коническом поверхности. 

Плоскую заточку применяют для сверхмалых диаметров, также

твердосплавных сверл, работающих по чугуну. Одна из схем конической заточки задней поверхности сверла показана на рисунке. Сверло, закрепленное с ориентировкой относительно шлифовального круга в приспособлении, получает вращение вместе с ним относительно оси 00 воображаемого конуса. При заточке сверло подают вдоль его оси к шлифовальному кругу, в результате чего задняя поверхность сверла будет частью поверхности воображаемого конуса. Заточка сверла по данному способу требует двукратной установки сверла (так как у сверла имеются две задние поверхности). Угол конуса 13...15° и угол между осью сверла и осью его вращения 45° обеспечивают угол при вершине сверла 2φ=116...120°.

Зенкеры затачивают на универсальных или специализированных заточных станках (преимущественно заднюю поверхность режущей части). Зенкеры с затылованными зубьями затачивают только по передней поверхности.  

Твердосплавные зенкеры затачивают по передней и задней поверхностям режущей части. Установка зенкера на станке для заточки задней поверхности показана на рисунке 14. 

Зенкер 1 закреплен на оправке 2. Заточку ведут чашечным кругом 3. Зуб зенкера фиксируют с помощью передвижного упора 4, который упирается в переднюю поверхность около режущей кромки затачиваемого зуба.

У разверток затачивают заднюю и переднюю поверхности режущей части. На рисунке 15 дана схема заточки задней поверхности. Упор для зуба развертки дли сохранения заднего угла а должен отстоять от оси развертки на величину h=0,5 D sin ά.

 

 

Рис. 14. Схема заточки зенкера.     Рис. 15. Схема заточки развертки.

 

Рис. 16. Схема установки резца в приспособление при его заточке:

а по передней поверхности; 6 — по задней поверхности.

В плане след плоскости торца шлифовального круга наклонен к оси развертки под углом φ (где φ — половина угла режущей части развертки). 

После заточки развертки доводят заднюю и переднюю поверхности ее режущей части.

Порядок выполнения работы.

1. Заточить токарный резец на специализированном станке (см. рис. 115).. Геометрию резца задает преподаватель.

Закрепить резец в двухповоротном приспособлении (рис. 16), установленном на столе заточного станка

Приспособление состоит из основания 1 (закрепленного неподвижно в пазах стола), поворотной части 2 c двумя кронштейнами, поворотного 

резцедержателя (в отверстии которого крепится резец). Поворотная часть 2 (вместе с резцом) может быть повернута па определенный угол около вертикальной оси и зафиксирована гайкой (с болтом). Поворотный резцедержатели 3 может быть повернут на требуемый угол около горизонтальной оси и закреплен гайкой (с болтом).  

Для заточки передней поверхности резец закрепляют в приспособлении, как показано на рисунке 16, а. Вращением резца (поворотного резцедержателя 3 вокруг горизонтальной оси приспособления устанавливают заданное значение угла φ в плане. Вращением резца вокруг вертикальной оси приспособления (поворачивается поворотная часть 2 устанавливают требуемый передний угол у.

Перемещая стол в продольном и поперечном направлении, переднюю поверхность резца подводят к шлифовальному кругу.  

Включают электродвигатели, вращающие круг и насос, подающий охлаждающую жидкость. Резец подводят до касания со шлифовальным кругом. Устанавливают поперечную подачу 0,01 мм. Рукояткой продольной подачи стол приводят в возвратно-поступательное движение. 

После двойного хода опять устанавливают поперечную подачу 0,01 мм. Резец затачивают до 1 снятия металла по всей его передней поверхности. Для заточки задней поверхности резец закрепляют в приспособлении, как показано на рисунке 16, б.  

Стол станка поворачивают относительно горизонтали на угол ά. Вращением резца вокруг вертикальной оси приспособления устанавливают заданное значение главного угла в [плане ф. Резец приводят в соприкосновение с вращающимся шлифовальным кругом. 

Включают насос, подающий охлаждающую жидкость. Стол станка вручную приводят в продольное возвратно-поступательное движение с поперечной подачей, равной 0,01 мм на двойной ход. Резец затачивают до требуемой площади обработки задней поверхности резца.

2. Проверить значения углов заточки токарного резца настольным и универсальным угломерами (или шаблонами). Убеждаются в отсутствии поверхностных трещин, рассматривая поверхности заточки и главной режущей ' кромки через лупу.

3. Заточить фрезу (цилиндрическую) на универсально-заточном станке. Наладить станок для заточки фрезы, для чего необходимо:

а) закрепить чашечный шлифовальный круг на правом конце шпинделя и установить шпиндель под углом 89° к направлению продольной подачи стола;

 

Рис. 17. Установка упора и центрирующего шаблона для заточки фрезы.

 

б) установить упор 1 перед левым краем круга (рис. 17) по центру шлифовального шпинделя на основание шлифовальной бабки. Для проверки установки упора по центру шпинделя на верхнюю, плоскость шлифовальной бабки установить центрирующий шаблон 2 и выверить по нему положение упора, регулируя его высоту;

в) закрепить на столе станка 3 переднюю и заднюю центровые бабки в зависимости от длины оправки, на которой будет установлена затачиваемая фреза. Центровая линия, проходящая через передний и задний центры бабки, должна быть на одном уровне с упором, устанавливаемым на шлифовальной бабке. Для проверки взаимного расположения стола и шлифовальной бабки на стол станка 3 поставить центрирующий шаблон 2 и, перемещая шлифовальную бабку в вертикальном направлении, подвести упор 1 под центровой шаблон 2\

г) надеть затачиваемую фрезу 5 (рис. 18) на оправку 6 и установить на оправке хомутик 4. Оправку 6 установить на центрах передней 1 и задней 7 бабок. Установочный палец 3 хомутика 4 завести в отверстие шкалы 2 (которая служит для установки заднего угла) и закрепить хомутик 4 на оправке 6

д) вращая вручную оправку, подвести зуб фрезы до касания с упором.

Установить шкалу для замера заднего угла на нулевое деление; 

е) прижимая рукой зуб фрезы к упору, опускать шлифовальную бабку до тех

пор, пока на шкале не установится заданный задний угол. Затем снять хомутик 4

 

 

Рис. 18. Установка фрезы на заточном станке. 

ж) заточить поочередно все зубья фрезы, перемещая вручную стол станка в продольном направлении и прижимая рукой затачиваемый зуб фрезы к упору. В случае 11 необходимости после заточки всех зубьев фрезы дается поперечная подача (0,02 мм), и процесс заточки всех зубьев фрезы повторяется.

 

Вопросы для самопроверки:

1.В чем особенности геометрии резцов при резании? 

2.В каких случаях используют резцы с положительным передним углом резания, а в каких — с отрицательным? 

3.Перечислите основные типы токарных станков. 

4.Из каких материалов изготовляют токарные резцы? 

5.