Изготовление инструмента из пластифицированных заготовок

Несмотря на преимущества твердых сплавов, почти все фасонные инструменты изготовляются из быстрорежущей стали, так как изготовление фасонного твердосплавного инструмента связано с большими трудностями.

Всесоюзный научно-исследовательский институт твердых сплавов (ВНИИТС) разработал новый способ изготовления фасонного твердосплавного инструмента, заключающийся в следующем. Методы порошковой металлургии изготовляют особый полуфабрикат — пластифицированные заготовки, легко поддающиеся обработке на металлорежущих станках. Обработкой резанием можно придать пластифицированной заготовке почти любую форму. После механической обработки «сырые» детали подвергают спеканию, благодаря чему они приобретают свойства твердого сплава.

Заготовки выпускают в виде сплошных дисков, колец, цилиндров, стержней и плиток различных размеров.

Пластифицированные заготовки обрабатываются твердосплавными инструментами. В частности, фрезерование заготовок лучше производить твердосплавными фрезами, которые изготовляются из пластифицированных заготовок твердого сплава марок ВК6М и ВКЮ.

Геометрические параметры режущих инструментов, предназначенных для обработки пластифицированных заготовок, следующие. Задний угол у резцов и фрез увеличен до 20—25°; такое увеличение заднего угла позволяет уменьшить налипание стружки и абразивный износ инструмента по задней поверхности; передний угол увеличивают до 20—30°, уменьшая тем самым угол заострения до 35—50°. Такие углы заточки снижают усилие резания и уменьшают вероятность сколов заготовки.

При обработке заготовок важно точно учитывать величину их усадки при последующем спекании. Коэффициент усадки указывается в паспорте, которым завод-изготовитель снабжает каждую партию пластифицированных заготовок; он колеблется в пределах 1,23—1,29.

По данным ВНИИТСа, форма пластифицированных заготовок при спекании искажается незначительно.

Технологический процесс изготовления режущих инструментов из пластифицированных заготовок состоит из механической обработки и спекания.

Процесс спекания производится в два приема:

1)  предварительное спекание, во время которого удаляется парафин и происходит некоторое упрочнение детали;

2)  окончательное спекание при температуре 1390° с целью формирования заданной структуры твердого сплава. При спекании происходит усадка, сплав уплотняется и приобретает нормальные качества.

Таким путем могут быть изготовлены различные режущие инструменты: фрезы, зенковки, развертки, фасонные дисковые резцы и т. п. Для режущего инструмента применяются заготовки из сплавов ВК6М и ВКЮ, но можно изготовлять инструмент и из других марок сплава.

В настоящее время ВНИИТСом организован производственный выпуск пластифицированных заготовок. При отпуске заготовок выдается обязательство осуществить спекание обработанных «сырых» инструментов.

На некоторых заводах, применяющих пластифицированные инструменты в значительном количестве, процесс спекания производится на месте.

Изготовление дисковых резцов. Фасонные дисковые резцы из пластифицированных заготовок нашли широкое применение в часовой промышленности при обработке колец корпуса.

Технологический процесс изготовления дисковых резцов (рис. 42) состоит из следующих операций:

1)   сырую заготовку закрепляют в чашечной цанге на токарном станке С-1, подрезают торец, сверлят и растачивают отверстие; затем, закрепив заготовку на оправке, подрезают второй торец и обрабатывают профиль;

2)   алмазным кругом вырезают сектор резца для образования передней поверхности;

3)   подвергают дисковый фасонный резец предварительному, а затем окончательному спеканию;

4)   припаивают резец к оправке;

5)   затачивают резец по передней поверхности и шлифуют по профилю.

Профиль дискового фасонного резца (рис. 43, а) контролируется по проекторному чертежу. С этой целью в соответствии с профилем резца вычерчивается в масштабе 10 : 1 построительный чертеж (рис. 43, б) и по нему изготовляется проекторный чертеж, по которому контролируют профиль после окончательного шлифования алмазным кругом дискового резца, прошедшего операцию спекания.

 

Изготовление инструмента из пластифицированных заготовок

Рис. 42. Дисковый резец

Предварительная (до спекания) токарная обработка профиля резца выполняется специальным твердосплавным дисковым резцом. Построи- тельный черте к резца для предварительной обработки профиля дискового резца приведен на рис. 44.

 

Изготовление инструмента из пластифицированных заготовок

Рис. 43. Профиль резца (а) и построительный чертеж (б)

 

Из сопоставления построительных чертежей для окончательной и предварительной обработки профиля резца видно, что размеры резца увеличены на коэффициент усадки (1,25—1,27).

Профилирующие резцы также изготовляются из пластифицированного твердого сплава марок ВК6М н ВКЮ.

Изготовление модульных фрез. Дисковые модульные фрезы применяются в часовой промышленности для нарезания трибов в часах. Модуль фрез колеблется в пределах т = 0,099-5-0,2 мм, число зубьев постоянно и равно z= 12; наружный диаметр фрезы D= 8÷16 мм. Профиль модульной фрезы проектируется по профилю зуба нарезаемого триба.

 

Изготовление инструмента из пластифицированных заготовок

Рис. 44. Построительный чертеж резца для предварительной обработки

Изготовление инструмента из пластифицированных заготовок

Рис. 45. Дисковая модульная фреза

 

Технологический процесс изготовления дисковых модульных фрез (рис. 45) состоит из следующих операций.

1.   Закрепляют заготовку в цанге на токарном станке С-1, подрезают торец, растачивают отверстие и снимают фаску. Если пластифицированная заготовка не имеет отверстия, то его просверливают перовым твердосплавным сверлом. Затем устанавливают заготовку на оправку и подрезают второй торец. В качестве инструмента применяются резцы, оснащенные пластинками твердого сплава ВК6М. Углы заточки резцов:  α = 20÷25°; γ = 20÷25°.

2.   Фрезеруют зуб угловой твердосплавной фрезой, фрезы, изготовляемые из пластифицированного твердого сплава марки ВК6М, характеризуются повышенными значениями заднего угла (а = 20-5-25°). Нарезание зуба осуществляется на заточном станке С-28, на шпиндель которого монтируется угловая фреза. Благодаря высоким скоростям резания обработка облегчается, а налипание стружки на зуб режущего инструмента уменьшается. Подача производится вручную.

3.  Подрезают на конус боковые стороны зуба подрезным резцом с пластинкой ВК6М.

4.  Подвергают заготовку предварительному и окончательному спеканию.

5.   Устанавливают заготовку в чашечную цангу на том же токарном станке С-1, на котором производилась предварительная токарная обработка, монтируют шлифовальное приспособление и обрабатывают отверстие алмазным кругом малого диаметра, а торцы фрезы — алмазной шайбой АШ-2.

6.  На заточном станке С-28 заменяют фрезы шлифовальным кругом и производят предварительную и окончательную заточку по передней грани, а также предварительное и окончательное шлифование фрезы по диаметру. Для окончательного шлифования применяется алмазный круг зернистостью 3.

7.  Производят затылование фрезы с одновременным профилированием зуба, сначала предварительно, а затем окончательно. В качестве инструмента для предварительного шлифования применяются чугунные притиры, шаржированные алмазным порошком зернистостью 5, и для окончательного шлифования—зернистостью 3. При этом используется заты- ловочный станок С-43. Обработка алмазным порошком осуществляется при небольших величинах круговой подачи, поэтому число оборотов шпинделя

Изготовление инструмента из пластифицированных заготовок

Затылующая шайба установлена на шпинделе в турбинке, приводимой во вращение сжатым воздухом, с числом оборотов п  = 45 000 об/мин. Процесс профилирования и затылования характеризуется высокой скоростью резания (υ = 30÷35 м/сек) и малой круговой подачей детали. Профиль фрезы после этой операции контролируется по проекторному чертежу под микроскопом.

Шайба, предназначенная для затылования фрезы, предварительно профилируется дисковым резцом и шаржируется алмазным порошком с помощью пары фасонных роликов. Для этих операций предусмотрено специальное приспособление. После профилирования и шаржирования алмазным порошком турбинка, на которой смонтирована шайба, переустанавливается вместе с шайбой на затыловочный станок, и осуществляется процесс резания. При таком способе устраняются биение шайбы в процессе затылования и возникающие вследствие этого погрешности.

Смотрите также