Ожирение

???

Рис.29 Схема бесцентрового внутреннего шлифования

Рис.27 Схема внутреннего кругло шлифования

Рис.25 Схема процесса шлифования

Рис. 60. Типы разверток

Рис. 61. Машинные регулируемые развертки

Ручные развертки изготовляются с цилиндрическим хвостовиком (рис. 60, г). Ими обрабатываются отверстия от 3 до 50 мм. Машинные развертки (рис. 61) делаются с цилиндрическими и коническими хвостовиками и используются для развертывания отверстий диаметром от 3 до 100 мм. Этими развертками обрабатываются отверстия на сверлильных и токарных станках. Насадные развертки служат для развертывания отверстий от 25 до 300 мм. Их насаживают на специальную оправку, имеющую конусный хвостовик для крепления на станке. Насадные развертки изготовляют из быстрорежущей стали Р9 или Р18 и оснащают пластинками из твердого сплава.

Коническими развертками развертывают конусные отверстия. Обычно в комплект входят три развертки: обдирочная, промежуточная и чистовая. Цельные развертки изготовляются из углеродистой или легированной стали. При развертывании отверстий в твердых металлах применяются развертки с пластинками из твердых сплавов.

Элем енты режима резания и срезапри зенкеровании и развертывании. Элементы режима резания подсчитывают по формуле и методике, приведенной в разделе «Сверление» (коэффициенты и показатели степеней выбирают из таблиц и справочников применительно к конкретной операции).

Глубину резания t (рис. 62 и 63) определяют исходя из припуска на обработку при зенкеровании до 2 мм на сторону. Средние значения припуска под зенкерование после сверления, снимаемого за один рабочий ход (т. е. t=h), составляют:

Диаметр зенкера, мм	Припуск на сторону. Мм
До 20	0,5
21 – 35	0,75
36 – 45	0,1
46 – 50	1,25
51 – 60	1,5
61 – 70	1,75
71 – 80

Рис. 62. Элементы резания при зенкеровании

Припуск под чистовое развертывание принимается 0,05—0,25 мм на сторону. Припуск под предварительно развертывание может быть увеличен в 2—3 раза. Средние значения глубин

резания (припуска) при чистовом развертывания составляют:

Диаметр развертки, мм	Припуск на сторону (глубина резания),
До 5	0,05
6 – 10	0,075
11 – 15	0,1
16 – 30	0,125
31 – 50	0,15
51 – 60	0,2
61 – 80	0,25

Толщина среза а при развертывании (рис. 63) обычно незначительна и составляет 0,02—0,05 мм.

Машинное время (в. мин) при зенкеровании и развертывании

где L — путь, проходимый инструментом в направлении подачи, мм; l — глубина зенкерования или развертывания, мм; У— величина врезания, мм (рис. 62,6); =1—3 мм—величина перебега, мм.

Рис. 63. Элементы резания при развертывании

Глава 1.5 ПРОТЯГИВАНИЕ

§1. Особенности процесса протягивания.

Протягивание является одним из наиболее производительных видов обработки металлов резанием и широко распространено в серийном и массовом производстве. Высокая производительность при протягивании объясняется большой суммарной длиной режущих кромок, одновременно участвующих в срезании материала.

Протягиванием обеспечивается получение обработанной поверхности в пределах первого - третьего классов точности, с шероховатостью Ra 2,5 - 0,16 мкм, таким образом, протягивание является не только высокопроизводительным, но и высокоточным методом обработки.

Протяжками обрабатывают сквозные отверстия любой формы, прямые или винтовые канавки, наружные поверхности разнообразной формы, зубчатые колеса наружного и внутреннего зацепления.

Протяжки являются сложным и дорогостоящим специальным инструментом. Поэтому экономическая эффективность от их применения может быть достигнута только при условии их применения в массовом или крупносерийном производстве, либо при нормализации формы и размеров обрабатываемых поверхностей в мелкосерийном производстве.

. Движение резания при протягивании - прямолинейное, реже -круговое или винтовое. Наиболее распространенной является схема протягивания с прямолинейным движением (рис.21). Для осуществления процесса резания заготовке и инструменту сообщается относительное поступательное движение. При этой поступательное движение протяжки является главным движением резания.

протягивания (а - наружная протяжка, б - внутренняя протяжка, в - прошивка; г - круглая протяжка).

Рис.21. Схемы

Протяжки (рис.21) подразделяют на внутренние и наружные. Внутренние протяжки предназначены для обработки отверстий, т.е. замкнутых поверхностей, а наружные - для обработки незамкнутых поверхностей. Кроме этого, к протяжным инструментам относятся прошивки и круглые протяжки, применяемые для обработки тел вращения.

Работа протяжки может быть уподоблена работе ряда строгальных резцов, смещенных относительно друг друга на небольшую величину, которая называется подъемом и определяет толщину снимаемого каждым зубом слоя металла (а_z).

При протягивании заготовка своей торцовой поверхностью опирается на приспособление станка и остается неподвижной. Передняя направляющая часть протяжки вставляется в предварительно просверленное отверстие заготовки и присоединяется к тяговому патрону станка.

Скорость резания V при протягивании подсчитывается по формуле

где а_z - толщина срезаемого слоя (им), k – коэффициент, учитывающий влияние марки инструментального материала (для ХВГ k=1; P18 k = 1,4). Величины c, m и y определяются по таблицам [ 21].

Подача S_z - это величина, равная разности между высотой опорных зубьев режущей части протяжки. Величина подачи заложена в самой конструкции протяжки и не зависит от станка, измеряется в мм/зуб.

Глубина резания t представляет собой проекцию активной длины режущей кромки на плоскость, перпендикулярную направлению движения протяжки,

где b -.длина активной части режущей кромки,мм; - угол наклона режущей кромки.

Толщина срезаемого слоя? при протягивании равна подаче на зуб а_z= S_z. Суммарная толщина среза определяется как a=a_zz где z - число зубьев, одновременно находящихся в работе, определяемое по формуле:

Площадь поперечного сечения среза f определяется как произведение толщины среза на ширину f=a_zb.

Основное время обработки детали Т_о на протяжном станке определяется по формуле:

где L - длина рабочей части протяжки вмм;

l₀ - длина обрабатываемой поверхности детали в мм;

V_px,V_xx - скорости рабочего и холостого ходов станка в м/мин соответственно.

Усилие резания P_z равно:

где l - длина режущего периметра вмм;

k -. количество стружкоразделительных канавок;

V - скорость резаниям/мин;

- передний угол; - задний угол; 1,15 - коэффициент, учитывающий влияние величины износа (h =0,4 мм). Коэффициенты с₁, с₂, с₃, с₄, с₅ определяются по таблицам

Методы протягивания

Протягиванием могут обрабатываться поверхности как свободно расположенные относительно базовых поверхностей заготовки, так и связанные с ними определенным допуском (линейным или угловым). В соответствии с этим различают два метода протягивания.

Метод свободного протягивания должен обеспечить только точне размеры обрабатываемой площади поверхности, независимо от его расположения относительно базовых поверхностей.

Метод координатного протягивания различных поверхностей заготовок должен обеспечить не только соблюдение допуска на выдерживаемый размер, но и точное взаимное расположение базовой и обрабатываемой поверхностей, которое обеспечивается рациональной конструкцией приспособления для установки заготовки.

При обработке отверстий наблюдается явление «разбивания» отверстия, заключающееся в отклонение получаемого размера от ожидаемого. Величина, «разбивания» зависит от качества изготовления протяжки и предварительного отверстия в заготовке, размеров детали и инструмента, состава СОЖ и не соосности предварительного отверстия и протяжки.

Следует отметить, что при обработке тонкостенных деталей может иметь место «усадка» отверстия. Величина «разбивания» и «усадки» определяется экспериментально и учитывается при изготовления и проектировании протяжки.

Схемы резания при протягивании (рис.22)

Рис.22 Схемы резания при протягивании

Схема резания при протягивании определяется последовательность удаления припуска на обработку. При протягивании распространены следующие схемы резания: профильная, генераторная и прогрессивная.

При профильной схеме резания. (а) профиль режущих кромок зубьев протяжки подобен профилю обработанной поверхности. Все peжущие зубья протяжки снимают припуск, окончательная форма поверхности обеспечивается последним зубом. Профильная схема резания обеспечивает высокое качество обработанной поверхности, но имеет следующие недостатки: трудность изготовления и заточки фасонного профиля режущих кромок зубьев, возникновение в ряде случаев большой силы резания из-за большой ширины среза.

При генераторной схеме резания (б) профиль режущих кромок протяжки не подобен профилю обработанной поверхности и представляет собой прямые иди дугообразные линии, расположенные по концентрическим окружностям вокруг оси инструмента. При этом каждый зуб протяжки формирует небольшую часть обработанной поверхности, поэтому обработанная поверхность образуется суммированием или генерированием отдельных участков поверхности, обработанных соответствующим зубом. Шероховатость обработанной поверхности при генераторной схеме большая, чем при профильной схеме резания, так как могут оставаться следа от обработки отдельными зубьями. Протягивание и заточка генерируемой протяжки значительно проще, чем профильной.

Прогрессивная схема резания (в) осуществляется протяжкой, у которой режущая часть разделена на несколько секций по два-четыре зуба в каждой группе с общим подъемом каждой группы относительно предыдущей. Внутри группы зубья не имеют подъема относительно друг друга. При таком метода весь срезаемый слой подразделяется на небольшое количество толстых и узких слоев. Такое распределение работы зубьев позволяет значительно снизить силу резания. Прогрессивную схему резания применяют для обработки заготовки с твердой коркой, а также для обработки с большими припусками. К недостаткам прогрессивного протягивания следует отнести высокую сложность изготовления протяжек.

Для дробления стружки и лучшего размещения ее во впадинах на режущих кромках протяжки делают специальные стружкоразделительные канавки, которые располагают в шахматном порядке. На последнем зачищающем и всех калибрующих зубьях канавки не делаются.

Прошивание подобно протягиванию и отличается от него способом приложения усилия. Прошивка проталкивается через черновое отверстие заготовки, таким образом, протяжка при работе подвергается деформациям растяжения, а прошивка - деформациям сжатия, поэтому для обеспечения устойчивости протяжки, работающей как сжатая стойка ее длина не должна превышать 15 диаметров . Схемы резания и параметры прошивки аналогичны протяжке.

§2. Особенности конструкции протяжек и прошивок

Наиболее полно конструкция протяжных инструментов представлена круглой протяжкой для внутреннего протягивания (рис.23).

Рис.23.Конструкция прогяяки для внутреннего протягивания

Конструктивные элементы круглой протяжки

Круглая внутренняя протяжка состоит из следующих основных элементов:

· - хвостовой части с замком для закрепления протяжки в патроне протяжного станка (l₁);

- шейка. (l₂);

- переходного конуса (l₃);

- передняя направляющей части для управления протяжки в начале ее работы по предварительно обработанному отверстию (l₄),

- режущей части, на которой расположены режущие и чистовые зубья, срезающие основной припуск, и канавки для размещения стружки (l₅);

- калибрующей части, на которой расположены зубья, калибрующие отверстие и обеспечивавшие необходимую шероховатость обработанной поверхности (l₆);

- задняя направляющая части, служащей для устранения перекоса заготовки в момент резания последним калибрующим зубом и для удержания протяжки от провисания (l₇).

Геометрические параметры зубьев протяжки

Профиль зубьев протяжки в сечении, к режущей кроме, имеет следующие элементы: - шаг зубьев, определяемый как расстояние между вершинами двух соседних зубьев; h - высота зуба; d - длина спинки, определяемая как длина главной задней поверхности, ч - радиус закругления дна впадины для размещения стружки, , где l - длина протягиваемой поверхности в направлений движения протяжки; tр - шаг между зубьями режущей части. Ширина срезаемого слоя в определяется как длина активной части режущей кромки одного зуба.

К геометрическим параметрам зуба протяжки относятся: передний угол ; задний угол ; угол заострения ; угол резания ; угол наклона главной режущей кромки - . Величина заднего угла выбирается небольшой (порядка 3°; = 1,5°) для сохранения размеров при переточках.

На калибрующих зубьях имеются цилиндрические ленточки для калибрования обрабатываемой поверхности f =0,05 - 0,3 мм. После перетачивания по передней поверхности высота калибрующих зубьев уменьшается, зубья начинает работать как переходные, а затем как режущие.

Особенности конструкции прошивок сводятся к отсутствию замковой части, шейки, переходного конуса.

Наружные протяжки (рис.24) не имеют направляющих, шейки и переходного конуса. Задний угол таких протяжек может назначаться до 10°, гак как возможны регулировки высоты зубьев за счет прокладок или клиньев, располагаемых между столом и протяжкой. Переточки таких протяжек могут вестись как по передней, так и по задней поверхностям.

Конструктивное оформление протяжных инструментов разнообразно. Некоторые конструкции даны на рис.23.

Рис.24 Протяжки. а) для наружного протягивания; б) внутренняя протяжка профильной схемы; в) внутренняя протяжка генераторной схемы; г) винтовая протяжка для глубокого отверстия

Протяжка для глубокого протягивания (рис.24,г) имеет двухзаходные зубья на конической поверхности с углом конусности. Для лучшего отвода стружки протяжке сообщается винтовое движение. Износ зубьев протяжки происходит по задней и передней поверхностям, по ленточке калибрующих зубьев и по уголкам.

Критерием износа служит величина износа по задней грани h₃. Наибольшая величина износа h₃ имеет место в местах сопряжения стружкоразделительной канавки с задней поверхностью зубьев. Объясняется это тем, что на этих участках температура нагрева режущей кромки несколько выше, чем на всей остальной части зуба из-за увеличения здесь сил трения, возникающего в результате образования радиусов округления режущих кромок.

Допустимая величина износа по задней поверхности – h₃ составляет 0,2 - 0,3 мм, при повышенных требованиях к шероховатости в пределах в Ra 0,63 - 0,16 мкм величина h₃ не должна превышать 0,08 - 0,1 мм.

Стойкость протяжек определяется материалом их режущей части, обрабатываемым материалом, размерами протяжек и заданной точностью обработки.

Несмотря на то, что протяжки и работают на небольших скоростях резания (0,5 - 14 м/мин), их целесообразно изготовлять из быстрорежущих сталей. В отдельных случаях применяют сталь ХВГ, которая технологична при термической обработке. При обработке чугунных деталей, а также труднообрабатываемых материалов находят применение твердосплавные протяжки. Такие протяжки делаются сборными. Стойкость твердосплавных протяжек в несколько раз выше стойкости протяжек из быстрорежущей стали, однако технологические трудности их изготовления и заточки препятствует их широкому применению.

За точку протяжек выполняют только по передней поверхности зуба. Заточка производится тарельчатыми кругами на специальных заточных станках.

Глава 1.6. Шлифование и отделочные виды обработки

§1. Шлифование

Шлифование - процесс обработки заготовок резанием абразивными инструментами - позволяет получить точность 2-1 классов до Ra - 0,16 мкм. Наряду с этим применяются обдирочное и глубинное шлифование, обеспечивающие высокую производительность и экономичность.

Абразивный инструмент содержит огромное количество режущих зерен разнообразной формы. Каждое зерно, снимая стружку, работает по схеме фрезерования как режущий клин (рис.25). Если радиус округления зерна меньше глубины резания t, то происходит резание. Если >t, то пластическое деформирование.

При шлифовании возникают те же физические явления, что и при других видах обработки (упругие и пластические деформации зерен и связки, наростообразование, тепловые процессы и т.д.).

Главным движением при всех видах шлифования является окружная скорость круга V_k [м/с]

где D_k - диаметр шлифовального круга в мм; n_k - частота вращения круга в мин^-1.

Подача при шлифовании могут быть различными в зависимости от вида шлифования, определяемого совокупностью необходимых движений.

Различают следующие вида шлифования:

1. Круглое шлифование;

а. Наружное круглое шлифование в центрах

б. Внутреннее шлифование

в. Бесцентровое шлифование

2. Плоское шлифование

3. Специальные вида шлифования (зубошлифование, резьбошлифование и др.).

Круглое шлифование в центрах применяется для обработки наружных цилиндрических, конических и фасонных поверхностей. Имеется три разновидности шлифования в центрах: методом продольной подачи, глубинное и врезное.

а) При шлифовании методом продольной подачи (рис.26,а) вращающийся круг, I обрезает с заготовки 2, установленной в центрах 3 за каждый проход часть припуска, равного глубине резания.

б) При глубинном шлифовании круг I срезает с заготовки 2 весь припуск за один проход (рис.26,6) при наличии только продольной подачи.

в) При врезном шлифовании (рис.26,в) круг I последовательно срезает припуск с заготовки 2 при наличии только поперечной подачи.

Рис.26 Схемы круглого наружного шлифования

2. При внутреннем шлифовании (рис.27) заготовка I, установленная в зажимном приспособлении 2, вращается относительно круга 3, который, вращаясь и перемещаясь в направлении подачи, снимает за каждый проход часть припуска, равного глубине резания.

3. При бесцентровом наружном шлифовании на проход (рис. 28) заготовка 1, располагаясь между шлифующим кругом 2 и ведущим другом 3, опирается на нож 4. Для обеспечения предельного перемещения заготовки V_s ось ведущего круга установлена под углом(= 1 - 5°) к оси шлифующего круга.

Рис.28 Схема бесцентрового наружного шлифования

Внутреннее бесцентровое шлифование (рио.29) целесообразно применять для обработки тонкостенных деталей, т.к. крепление их в патроне может вызвать деформации, что приведет к погрешностям обработки.

Рис.30 Схемы плоского шлифования

4. При плоском шлифовании обрабатываются обычно плоские поверхности заготовок как торцем круга, так и периферией его (рис.30).

Последняя разновидность шлифования дает наибольшую точность. Вращающийся круг 1 за каждый проход срезает с поверхности заготовки 2, перемещающейся вместе со столом 3 часть припуска, равного глубине резания. Величина поперечной подачи измеряется в долях ширины круга В и составляет (0,2 - 0,8) В.

Абразивные инструменты изготавливаются из абразивных материалов естественного или искусственного происхождения.

Абразивные инструменты могут быть изготовлены со связанными зернами (шлифовальные круги, головки, сегменты, бруски, шкурки) и в виде несвязанных, свободных зерен (пасты, суспензии, порошки).

Абразивные инструменты характеризуются материалом зерен и их величиной, видом связки, твердостью, структурой, формой и размерами.

Алмазные круги и бруски характеризуются маркой алмазов, зернистостью, концентрацией, связкой, профилем, размерами, номером круга и шифром завода -изготовителя. Стойкость шлифовальных кругов.

Абразивные материалы делятся на искусственные (синтетические) и естественные (природные). В промышленности для изготовления абразивных инструментов используются главным образом искусственные абразивные материалы: электрокорунд, карбид кремния, карбид бора синтетические алмазы, кубический нитрид бора (эльбор).

Электрокорунд. Подавляющая часть (около 80%) абразивного инструмента изготовляется из электрокорунда, который имеет несколько разновидностей: электрокорунд нормальный, содержащий 91 - 96 Al₂O₃, электрокорунд белый, содержащий 97-99% Al₂O₃, электрокорунд хромистый, монокорунд.

Карбид кремния - химическое соединение кремния с углеродом. Зерна его имеют более высокую твердость, чем электрокорунд. Применяются две разновидности карбида кремния: черный, содержащий 95 - 97%SiC и зеленый, cодержащий 98-99% SiC. Недостаток карбида кремния - высокая хрупкость и малая прочность.

Карбид бора - химическое соединение бора с углеродом. Он состоит из кристаллического B₄C (70 - 92%) и имеет высокую твердость, большую хрупкость и применяется в виде порошков для доводочных процессов.

Синтетические алмазы в зависимости от прочности делятся на пять марок, низкой прочности - АСО, повышенной прочности - АСР, высокой прочности - АСВ, монокристальные АСК и ACС.

Кубический нитрид бора (эльбор) состоит из 44% бора и 56% азота; твердость его уступает лишь алмазу, а теплостойкость в два раза выше.

Зернистость абразивных материалов

Абразивные материалы подвергаются дроблению, обогащению и классификации на зернистость. Согласно ГОСТ 3647-71 по крупности они делятся на три группы: шлифовальные зерна от 200 до 16 (имеют зерна основной фракций размером от 2000 до 160мкм); шлифовальные порошки от 12 до 3 (имеют зерна от 125 до 28 мкм); микропорошки от М40 до М5 (зерна от 40 до 3 мкм).

Размеры зерен алмазов обозначаются дробью, в которой числитель соответствует наибольшему, а знаменатель - наименьшему размеру зерен основной фракции.

В СССР освоено промышленное производство алмазных субмикропорошков, т.е. порошков с размером зерен 0,7; 0,5; 0,3 и 0,1мкм.При помощи паст на основе субмикропорошков получают минимальную высоту неровностей и незначительную толщину дефектного слоя.

Связующие вещества (связки)

Свойства связок оказывают большое влияние на эффективность работы абразивных зерен. Применяются связки трех видов: неорганические, органические и металлические. Наиболее распространена керамическая связка, на которой изготавливают более 50% всего абразивного инструмента.

К неорганическим связкам относятся керамическая, магнезиальная и силикатная.

Органические связки - бакелитовая, глифтолиевая и вулкнитовая. Бакелитовая связка наиболее распространена среди органических связок. Инструмент на бакелитовой связке прочен, эластичен и допускает большие окружные скорости. Однако его химическая и тепловая стойкость невысокие.

Круги на глифталевой связке имеют повышенную упругость и применяются на чистовых и доводочных работах.

Круги на вулканитовой связке можно изготавливать малой толщины (до 0,5 мм). Они используются в основном для отрезных и прорезных операций, а также при бесцентровом шлифовании.

Металлические связки, состоящие из металлической основы (порошки меди, олова и др.) и наполнителя, применяют в алмазных кругах и частично в кругах из карбида кремния для электроалмазного шлифования.

Твердость абразивных инструментов

Под твердостью абразивного инструмента понимается сопротивляемость связки вырыванию абразивных зерен а поверхности инструмента под действием внешних сил. Твердость абразивного инструмента на связана с твердостью абразивного материала, которая характеризует способность его проникновения в другой материал. Например, из зерен твердого абразивного материала можно изготовить твердый и мягкий абразивный инструмент. Мягким кругом будет такой, из которого абразивные зерна легко выкрашиваются, а твердым -такой, в котором зерна удерживаются более прочно.

В СССР установлено семь классов твердости (Таблица I). Обозначения степеней твердости в каждом классе идут в возрастающем порядке.

При выборе твердости абразивных инструментов учитывают физико-механические свойства обрабатываемого материала, требования к точности и качеству поверхности.

Чем тверже обрабатываемый материал, тем быстрее затупится зерно, а поэтому круг должен быть мягче и наоборот.

Таблица I

Шкала твердости абразивных инструментов

Класс твердости	Обозначение	Степень твердости
Мягкий	М	M1, M2, МЗ
Среднемягкий	СМ	CM1, СМ2
Средний	С	C1, C2
Среднетвердый	СТ	СТ1, GT2, СТЗ
Твердый	Т	T1, T2
Весьма твердый	ВТ	ВТ1, ВТ2
Чрезвычайно твердый	ЧТ	ЧТ1, ЧТ2

При шлифовании вязких материалов (медь, алюминий и т.д.) потеря режущей способности происходит как от затупления зерен, так и из-за засаливания. Поэтому их шлифование ведут мягкими кругами. Если абразивный инструмент слишком твердый, то при шлифовании создается высокая температура, вызывающая прижоги, а также возможные структурные и фазовое превращения в поверхностном слое обрабатываемой заготовки.

Эта превращения влекут объемные изменения, возрастание напряжений в поверхностном слое, что может привести к возникновению трещин.

Структура абразивного инструмента

Под структурой абразивного инструмента понимают процентное соотношение объемов зерен V_З, связки V_Си пор V_П

V_З+V_C+V_П=100%

Различают четыре группы структур абразивных инструментов: а) плотные (0-3); среднеплотные (4-6); в) открытые (7-12); г) высокопористые (13-18). Нулевая структура имеет минимальное расстояние между зернами и наибольшее количествоих в единица объема (V_З=62%).

У высокопористых кругов объем пор может достигать 75% объема круга. Высокая пористость придает кругам лучшие условия охлаждения зерен и отвода стружки. Однако такие круги менее прочны и хуже сохраняют размер и форму.

Инструменты с плотной структурой применяются для доводочных работ, среднеплотной - для шлифования сталей, открытые и высопористые - для обработки вязких материалов.

Алмазные и эльборовые круги по экономическим соображениям изготавливают на металлическом корпусе, оснащая последний алмазным или эльборовым слоем толщиной 2-3 мм.

У этих кругов вместо структуры указывается концентрация, которая указывает содержание алмазных (эльборовых) зерен в единице объема алмазного (эльборового) слоя. За 100%-ную концентрацию алмазов принято содержание 0,878 мг алмазных зеренв 1 мм³ ( или 4,39 - карата в 1 см³) алмазоносного слоя.

Алмазные инструменты изготавливают с концентрацией алмазов 25; 50; 100 и 150%.

Применяемые для абразивной обработки цельные и составные инструменты в зависимости от формы делятся на четыре группы: шлифовальные круги, головки, сегменты и бруски. Стандартом предусмотрен выпуск 22 форм шлифовальных кругов диаметром 3 - 1060 мм.

Маркировка абразивных кругов.

При маркировка абразивных кругов в определенном порядке указываются все характеристики: материал абразивных зерен, зернистость, твердость, вид связки, номер структуры, форма и размеры круга, допустимая окружная скорость.

Например, I5А40МЗК6ПП200х16х32; 35 м/с; электрокорунд нормальный, зернистость 40, твердость МЗ, связка керамическая, структура 6, круг формы ПП (плоский прямого профиля), наружный диаметр 200 мм, ширина 16мм, диаметр отверстия 32мм, окружная скорость не более 32 м/с (Таблица №2).

При маркировке алмазных и эльборовых кругов указывается марка алмазов и зернистость, их концентрация, тип связки, форма и размеры круга, номер круга, завод - изготовитель.

Например, АСВ 60/45 150% М АОК 140х2х2х42 №12420 ТЗАИ - алмаз синтетический марки АСВ, размер зерен основной фракция от 60 до 45 мкм, концентрация алмазов 150%, связка металлическая, круг формы АОК (алмазный отрезной круг) с наружным диаметром 140 мм, шириной 2 мм, толщиной алмазного слоя 2 мм, диаметр отверстия 42 мм, номер круга 12420, Томилинский завод алмазных инструментов (Таблица №3).

Во время работы шлифовального круга по мере затупления зерен усилие, действующее наних, увеличивается, что вызывает разрушение зерна или эго вырывание из круга. Если вырывание зерен будет равномерно но всей рабочей поверхности круга, то произойдет его самозатачивание. Обычно полного самозатачивания не бывает, и поэтому в целях придания кругу правильной геометрической формы применяют его правку.

Правку круга производят абразивными и алмазными кругами, а также алмазными карандашами.

В зависимости от точности и шероховатости обработки стойкость круга составляет 5-40 мин.

Режимы резания при шлифовании назначаются в следующей последовательности.

1. Выбирают характеристики круга в зависимости от свойств обрабатываемого материала и технических требований.

2. Выбирают глубину резания t (поперечную подачу S_ПП) На черновых проходах t =0,05-0,10 мм, на чистовых t= 0,005-0,02 мм.

3. Определяется скорость вращения обрабатываемой заготовки

4. Рассчитанное число оборотов заготовки корректируется по кинематическим данным станка.

5. Определяется продольная подача.

6. Выбирается скорость круга.

Рекомендуется при различиях видах шлифования V_К=10-35м/с, а при скоростном шлифовании сталей высокопрочными кругами V_K50 м/с.

7. Вычисляют силу P_z и мощность, потребную на шлифование.

; ;

8. Определяется машинное время.

2. Отделочные виды обработки

Для отделочных методов обработки характерны малые силы резания, небольшие толщины срезаемых слоев материала, назначительное тепловыделение. Силы для закрепления заготовок здесь невелики, поэтому заготовки деформируются незначительно.

Тонкое обтачивание осуществляется при высоких скоростях резания (V=350-800 м/мин), малых глубинах и подачах. Здесь находят применение токарные резцы с широкими ревущими лезвиями, расположенными строго параллельно оси обрабатываемой заготовки. Подача на оборот заготовки составляет не более 0,8 ширины лезвия, а глубина резания - не более 0,5 мм.

Тонкое алмазное точение используют для обработки заготовокиз цветных металлов и сплавов, пластмассы и других неметаллических материалов. Тонкое обтачивание ведется на быстроходных станках с повышенной жесткостью. Обтачивание ведется с V1000 м/мин. S =0,01-0,05 мм/об, t= 0,1-0,3 мм. Точность обработки при этом может достигать первого класса при шероховатости Ra =0,08 и выше.

Отделочные методы абразивной обработки.

Эти методы делятся на две группы: I) обработка инструментом cо связанным абразивом (бруски БХ) - хонингование, суперфиниш; 2) обработка свободным абразивом - поводка, полирование, гидроабразивная полирование, и т.п.

Хонингование - процесс чистовой абразивной обработки мелкозернистыми брусками, расположенными в хонинговальной головке. Хонингование применяется для обработки внутренних и реже наружных поверхностей и позволяет получить шероховатость до Rz 0,03 мкм при точности 2-1 класс. Припуск на хонингование составляет - 0,05 - 0,08 мм.

По способу радиальной подачи различают две схемы хонингования: 1) обработка с постоянным давлением брусков на деталь; 2) обработка с определенной подачей брусков на каждый двойной ход головки. Количество брусков, расположенных по окружности головки, зависит от диаметра заготовки: от 1 до 12.

Диапазон хонингуемых отверстий - от 3 до 1000 мм.

На рис.31 показана хонинговальная плавающая головка 1 в исходном положении. В пазах головки расположены хонинговальные бруски 2.

При работе бруски, располагаясь в обрабатываемом отверстии заготовки 2, перемещаются со скоростью V₂=10-20 м/мин и вращается с V₁=40-80 м/мин. Такое соотношение V₁/V₂ позволяет добиться пересечения рисок хонингования с рисками, полученными при предварительной обработке.

Обработка ведется при обильной подаче С.О.Ж.., которая состоит из смеси керосина и масла.

При хонинговании, вотличии от шлифования, в работе участвует в 100 - 1000 раз больше абразивных зерен, скорость резания в 50 - 120 раз меньше, давление абразивного инструмента на обрабатываемую поверхность в 6 - 10 раз ниже. Поэтому возникают значительно меньшие температуры резания, и процесс формирования поверхностного слоя происходит в благоприятных условиях.

Суперфиниш - процесс сверхтонкой абразивной обработки наружных и внутренних цилиндрических и конических поверхностей, а также плоскостей колеблющимися брусками, обеспечивает получение шероховатости поверхности до Rz =0,025мкм. Припуски на суперфиниш составляют 0,005 - 0,01 мм. Частота колебаний брусков составляет 300 - 2500 дв.ход/мин, амплитуда 1 - 5 мм; продольная подача 100 - 1000 мм/мин; скорость заготовки 10 - 30 м/мин; удельная нагрузка 0,5 - 2,5 кгс/см²; температура резания не превышает 100°С.

На рис.32,а показана схема обработки заготовки 1, установленной в центрах 2 и приводящейся во вращение через хомутик 3. Мелкозернистые бруски 4, установленные в держателе 5 ведут обработку поверхности заготовки под действием статической силы P_СТ.

В начальный момент обработки (рис.32,б) бруски 1 контактируются с заготовкой 2 лишь по отдельным вершинам микронеровной 3, 4, 5, в результате чего удельное давление велико.

По мере обработки количество точек контакта увеличивается и удельной давление снижается. Наконец, наступает такой момент (рис. 32, в), когда давление бруска не может разорвать пленку 3, и она становится сплошной. На этом процесс автоматически прекращается.

Рис.32

Полирование уменьшает шероховатость поверхностей заготовок. Обработку ведут в две-три операции с последовательным уменьшением зернистости абразива в полирующей пасте от М40 до М5. Предварительное полирование позволяет получить шероховатость до Rо =0,3мкм, чистовое - до Rо = 0,03 мкм и отделочное - до Rz =0,08 мкм.

Существуют три способа полирования: I) механическое полирование, выполняемое при помощи абразивных зерен, нанесенных на полировальный круг; 2) полирование, осуществляемое за счет пластического деформирования поверхностного слоя (алмазное выглаживание, обкатка роликами и др.); 3) электрохимическое полирование.

Алмазное выглаживание позволяет получить малую шероховатость поверхности и ее упрочнение. Суть метода состоит в том, что оставшиеся посла обработки резанием неровности поверхности выглаживаются перемещающийся по ней прижатым алмазным инструментом. Алмаз, закрепленный в державке, скользит по обрабатываемой поверхности с малым коэффициентом трения. Достоинства алмазного выглаживания состоят в повышении эксплуатационных свойств обрабатываема поверхностей, уменьшении высоты микронеровностей, возможности обработки тонкостенных заготовок и заготовок сложной формы. Силы прижатия алмаза к обрабатываемой поверхности малы и составляют 50 - 300 Н. Выглаживанием обрабатывают нормализованные и закаленные стали, а также цветные металлы.

Доводка позволяет получить точность по первому классу при шероховатости до Rz 0,03мкм. Процесс доводки обычно состоит из предварительного, промежуточного и окончательного переходов. Для доводки применяются суспензии и пасты, наносимые на притир. Припуск на доводку составляет 0,01 - 0,05 мм.

Рис.33.

Процесс доводки содержит механическое сглаживание микронеровностей, адсорционное воздействие поверхностно-активных веществ, облегчающих разрушение и срыв вершин микронеровностей.

Схема доводки цилиндрической поверхности показана на рис. 33,а. Притир 1 в виде разрезной втулки плотно прилагает к заготовке 2. Притиру сообщается возвратно-вращательное движение и возвратно-поступательное движение вдоль оси заготовки. Аналогичные движения осуществляются при доводке отверстия заготовки 1 притиром 2.

Абразивно-жидкостное полирование используется при обработке фаснных поверхностей. Здесь на обрабатываемую поверхность подают струю антикоррозионной жидкости со в взвешенными частицами порошка. Частицы абразива, ударяясь о поверхность заготовки, сглаживают микронеровности, создавая эффект полирования. Управляют процессом изменяя зернистость абразива, давление струи и угол подачи суспензии на поверхность заготовки.

Литература

2. Перспективы развития режунаго инструмента и повыяенив его производительности в маииностроении. Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции, 1972, Москва.

3. Грановский Г.й. и др.. Резание металлов, Машгиз, М., •1954. ^. Зэорыкин К.А. Работа и усилия, необходимые для отделения металлических стружек, 1893.

5. Рудник С.С. Теория резания металлов, ОНТИ Украины, 1932.

6. Беккер U.C. Наростообразование при точании алюминиевых сплавов. В кн. «рение и смазка при резании металлов. Изд. Чувашского государственного университета, 1972.

7. Бобров В.^. Основг теории резания металлов, Маииностроение, 1975.

8. йаслов З.Н. Осномы теории шлифования металлов, машгиз, 1951.

9. Резников А.Н.Тешюуизика, 1969.

10. Аршинов В.А., Алексеев Г.А., Резание металлов, 1959.

11. Разаниа конструкционных материалов, рехуцие инструменты и станки. Под ред. профессора Пвтрухи П.С., 1974.

12. Вульф A.U. Резакие металлов, 1973.

13. Общеиашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках, Я.,1974.

14. Сеыенченко И.11., Матюшин B.U., Сахаров Г.Н. Проектирование металлорежущих инструментов, иашгиз, 1962.

1^е. Технология металлов в машиностроении, под ред. 2<алова А.И., Машиностроение, 1969.

16. Реиимы резания металлов. Справочник под редакцией Барановского Ю.В. НИИАВТОПРОЫ, и., «Машиностроение», 1^72.

17. Гуревич Я.Л. и др. Режимы резания труднообрабатываемых материалов. Справочник.,.'л., «Машиностроение», 1976.

18. Аршинов В.А., Алексеев Г.А., Резаниз металлов и металлорежущий

инструиент, «иашиностроение», 1Э68,

19. HT0.054.0I5. PT’j. Платы печатные. Технология.

Расчет припусков

Минимальный односторонний припуск для плоской поверхности рассчитывается по формуле /Справочник технолога-машиностроителя т.1/

(1)

где - соответственно высота неровностей профиля, глубина дефектного поверхностного слоя и суммарное значение пространственных отклонений, полученных на предшествующей операции (переходе); - погрешность установки заготовки на данной операции (переходе).

Погрешность установки представляет собой векторную сумму погрешности базирования - и погрешности закрепления - .

Для расчета минимального двустороннего припуска на одновременную обработку двух симметричных плоских (параллельных) поверхностей:

(2)

Для расчета минимального двустороннего припуска на обработку наружных и внутренних поверхностей вращения пользуются формулой:

(3)

При наличии двух видов пространственных отклонений обрабатываемой поверхности вращения (например, «коробления» и «смещения»), суммарной значение p определяется векторной суммой пространственных отклонении В тех случая, когда направление векторов определить затруднительно, их суммируют по правилу квадратного корня:

(4)

Максимальный односторонний припуск для плоской поверхности рассчитывается по формуле:

(5)

и максимальный двусторонний припуск для поверхностей вращения

(6)

где: - допуски, соответственно, на предшествующих и выполняемых операциях (переходах).

Определение величин отдельных слагаемых в выражениях 1-6 производится расчетом и по справочным материалам.

Ниже приводится последовательность расчета припусков на обработку:

1. Записать в расчетную карту (таблица I) обрабатываемые элементарные поверхности заготовки и технологические переходы в порядке последовательности их выполнения. Пользуясь чертежом и справочными таблицами записать для них значения , а также или .

2. Определить расчетом величины минимальных припусков по интересующим нас операциям (переходам).

3. Записать для конечного перехода при обработке наружной поверхности наименьший предельный и при обработке внутренней поверхности наибольший предельный размер детали по чертежу.

4. Определить расчетный размер для перехода предшествующего конечному: при обработке наружной поверхности - путем прибавления расчетного припуска к наименьшему предельному размеру по чертежу, и при обработке внутренней поверхности - путем вычитания расчетного припуска из наибольшего предельного размера по чертежу.

5. Последовательно определить расчетные размеры для каждого предшествующего перехода (следуя п.4).

6. Записать наименьшие предельные размеры по всем переходам, округляя их увеличением (до значащей цифры допуска) при обработке наружных поверхностей, и наибольшие предельные размеры, округляя их уменьшением при обработке внутренних поверхностей.

7. Определить наибольшие предельные размеры путем прибавления допуска к округленному наименьшему предельному размеру, при обработке наружной поверхности, и наименьшие предельные размеры путем вычитания допуска из округленного наибольшего предельного размера - при обработке внутренних поверхностей.

8. Записать предельные значения припусков z_max как разность наибольших предельных размеров, и z_min как разность наименьших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов - при обработке наружных поверхностей, и z_max, как разность наименьших предельных размеров, и z_min как разность наибольших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов, при обработке внутренних поверхностей.

9. Определять общие припуски z_max и z_min, суммируя промежуточные разности припусков.

10. Проверить правильность расчетов сопоставлением припусков и допусков: или . При этом разность промежуточных припусков должна быть равна разности допусков на промежуточные размеры, а разность общих припусков - разности допусков на размеры заготовки и готовой детали.

Расчетные данные занести в сводную таблицу «Припуски и предельные размеры по переходам» (см. табл.1)

Рассмотрим расчет припусков и предельных размеров на примере детали типа «Крышка».

Заготовка получена штамповкой. Рассчитаем припуски на внутреннюю поверхность диаметр 46^+0,05.

В соответствии с маршрутной технологией (см.табл.I) заданное качество обработки отверстия диаметром 46^+0,05 получаем за два рабочих перехода.

В соответствия с /Справочник технолога-машиностроителя т.1/ высота неровностей штамповых поковок Rz = 160 мкм, толщина дефектного слоя Т = 200мкм.

· Учитывая, что заготовка устанавливается в трехкулачковом патроне, значение суммарной пространственной погрешности определим из выражения:

где p_см, p_экс - допускаемые погрешности поковок по смещению и эксцентриситету (p_см = 250мкм, p_экс = 630мкм /Справочник технолога-машиностроителя т.1 с.169/).

Подставляя исходные данные p_см и p_экс в выражение для p получаем:

мкм

Заносим расчетные параметры Rz, T и p в таблицу I. Аналогично рассчитываем значения Rz, T и p и для других переходов (см.табл.I).

Погрешность установкисуммируется из погрешностей базирования и закрепления .В соответствии с /Справочник технолога-машиностроителя. т.1/ под первый переход принимаем = 200 мкм, под второй переход .

Записав исходные данные в таблицу I производим расчет припусков и предельных размеров в соответствии с методикой, изложенной выше.

Рассчитаем минимальный расчетный припуск под зенкерование в соответствии с выражением 3:

мкм

Аналогично под развертывание получим:

мкм

Запишем в графу 6 (табл.1) полученные значения 2z_imin.

Запишем в графу 9 для конечного перехода (развертывание) наибольший предельный размер - 46 мм. Тогда расчетный размер для перехода зенкерования будет найден путем вычитания расчетного припуска 2z_imin = 239мкм из наибольшего предельного размера:

46,05 – 0,239 = 45,81 мм

Наименьшие предельные размеры находим путем вычитания допуска из наибольшего предельного размера. Данные заносим в графу I0. После этого определяем предельные значения припусков z_max и z_min для каждого перехода.

Под зенкерование:

z₂_max = 45,69 - 43,18 = 2,510 мм,

z₂_min = 45,81 - 43,68 = 2,130 мм

Под развертывание:

z₃_max= 46,00 - 45,69 = 0,310 мм

z₃_min = 46,05 - 45,81 = 0,240 мм

Общие припуски z₀_max и z₀_min составят:

z₀_max = 2130 + 310 = 2820 мкм

z₀_min = 2130 + 240 = 2370 мкм

Производим арифметическую проверку правильности расчета припусков в соответствии с выражением.

Для зенкерования: z₂_max = 2510 мкм, z₂_min = 2130, = 500 мкм (см.табл.I), = 120 мкм. Откуда получаем:

2510 - 2130 = 500 – 120

Аналогичную проверку производим для развертывания:

310 - 240 = 120 - 50

Ниже (табл.2) приведены контрольные примеры для расчета значений припусков и предельных размеров.

Таблица I

Расчет припусков и предельных размеров

Технологические операции и переходы обработки элементарной поверхности	Элементы припуска в мкм	Расчетн. припуск z_min в мкм	Расчетн. разм. в мм	Допуск в мкм	Предельные размеры в мм	Предельные значения припусков
Rz	Т	p		max	min	max	min
I									I0	II	12
Токарная обработка на револьверном станке. Внутренний диаметр 46^+0.05
I. Заготовка				-	-	43,676		43,68	43,18	-	-
2. Зенкерование						45,81		45,81	45,69
3. Развертывание	-	-	-			46,05		46,05	46,00

Таблица 2

К расчету припусков

Схема установки	№ Варианта	Заданный размер	Переходы	Заготовка
	I	Б	1. Фрезерование плоскости А 2. Шлифование плоскости А	Литье
	I	Б	1. Фрезерование 2.Шлифование предварительное 3. Шлифование окончательное	Прокат
	I II	Б Б *	1. Точение в размер Б	Прокат
	I II	Б Б*	1. Точение в размер Б	Прокат
	I II III IV	Б Б* Б Б*	1. Точение в размер Б 1. Точение в размер Б* 2. Шлифование 3 1. Точение в размер Б** 1. Подрезка торца 4 предвар. 2. Подрезка торца 4 окончат.	Прокат