Доводка режущих инструментов

В настоящее время известны абразивный, алмазный и электрохимикомеханический способы доводки режущих инструментов.

Абразивная и алмазная доводка. В промышленности широко применяется доводка режущих инструментов с помощью абразивных материалов: паст, шлифовальных или алмазных кругов, брусков и абразивных лент. Схема установки инструмента при доводке на чугунном диске пастами приведена на рис. 92, а, при доводке шлифовальными кругами — на рис. 92, б. Доводка режущих инструментов производится по узкой ленточке шириной 2—3 мм.

 

Таблица 136

Типовой технологический процесс заточки и доводки концевых фрез с винтовым зубом кругами из синтетического алмаза

Доводка режущих инструментов

Продолжение табл. 13

Доводка режущих инструментов

Продолжение табл. 136

Доводка режущих инструментов

Продолжение табл. 136

Доводка режущих инструментов

 

Для доводки режущих инструментов применяют различные абразивные материалы в виде паст. Ассортимент их очень велик; большинство не стандартизовано, и многие заводы изготовляют пасты по своим рецептам. Для доводки режущих инструментов из инструментальных сталей нашли широкое применение пасты ГОИ. Для твердосплавного инструмента и инструмента, оснащенного минеральной керамикой, применяют пасты, состав н назначение которых приведены в табл. 137.

Доводка режущих инструментов

Рис. 92. Схема доводки

Так как доводка многолезвийного режущего инструмента абразивными пастамн малопроизводительна, применяют мелкозернистые абразивные круги на бакелитовой связке, доводка которыми значительно производительнее, чем пастами, и может осуществляться на универсальнозаточных станках. Это обеспечивает высокое качество доводки (отсутствие завалов режущей кромки) и дает возможность использовать недорогой и недефицитный инструмент — круги из черного или зеленого карбида кремния на бакелитовой связке. Рекомендуемые характеристики абразивных материалов, шлифовальных кругов и доводочных дисков приведены в табл. 138.

Таблица 137

Составы абразивных паст для доводки

Доводка режущих инструментов

 

При доводке режущего инструмента, оснащенного твердым сплавом и минеральной керамикой, наиболее целесообразно применять алмазный инструмент. Формы выпускаемых алмазных кругов и область их применения приведены в табл. 68.

Оборудование. Абразивная доводка режущих инструментов осуществляется на специальных и универсально-заточных станках с применением тех же приспособлений, что и для заточки. К специальным станкам для доводки инструмента относим модели 3818М, МФ-81 (3674) и С-194.

Станок модели 3818М предназначен для доводки твердосплавных резцов по всем их поверхностям. Станок МФ-81 (3674) применяется для доводки цилиндрических и конических разверток. Станок модели С-194 предназначен для шлифования и доводки мелкоразмерного режущего инструмента. Обработка производится двумя шлифовальными кругами тарельчатой формы: левый круг используется для шлифования, правый — для доводки. Станок имеет два съемных зажимных приспособления: одно для доводки резцов, второе для доводки фрез и инструмента с цилиндрическими хвостовиками. Универсальные станки применяют для абразивной доводки многолезвийного режущего инструмента.

Технологические показатели и режимы доводки. Технологические показатели абразивных способов доводки режущих инструментов приведены в табл. 139.

Режимы доводки режущего инструмента абразивными способами приведены в табл. 140.

Смазочно-охлаждающие жидкости. Эти жидкости целесообразно применять для уменьшения износа кругов, улучшения шероховатости обработанной поверхности и увеличения производительности обработки. Для алмазных кругов на органической связке рекомендуется следующий состав (% по весу): тринатрийфосфат — 0,6, вазелиновое масло — 0,05, бура — 0,3, кальцинированная сода — 0,25, нитрат натрия — 0,1; остальное — вода.

Доводка резцов пастами производится на станке модели 3818А1, оснащенном приспособлением для жесткого закрепления резца при доводке его передних и задних поверхностей. Приспособление (рис. 93) основанием 2 закрепляют на поворотной части стола 1 доводочного станка. Резец закрепляют в резцедержателе 3. Установка резца под заданным углом относительно диска 4 осуществляется поворотом резцедержателя в горизонтальной плоскости и наклоном стола станка. Прижим резца к диску регулируется поворотом гайки 7 через пружину 6. Возвратно-поступательное перемещение корпуса 5 приспособления относительно основания можно осуществлять вручную либо механически.

Процесс доводки резцов пастами следующий: доводятся задние поверхности, затем передние и вершина резца. Перед началом доводки рабочий торец доводочного диска смачивают керосином и, медленно поворачивая диск левой рукой, наносят на него в зигзагообразном направлении пасту, держа тюбик пасты в правой руке. Затем, разравнивая пасту на диске, частично шаржируют его чугунным диском диаметром 75—100 мм.

Перед доводкой резцов стол подручника должен быть установлен под заданным углом доводимой поверхности и смещен ниже центра с таким расчетом, чтобы режущие кромки резца находились на уровне центра доводочного диска или несколько ниже. 

 

Таблица 138

Характеристики абразивных материалов, шлифовальных кругов и дисков для доводки режущих инструментов

Доводка режущих инструментов

 

Таблица 139

Технологические показатели абразивных способов доводки режущих инструментов

Доводка режущих инструментов

Таблица 140

Режимы доводки режущего инструмента

Доводка режущих инструментов

 

При доводке радиуса закругления вершины резца направление вращения диска должно быть обратным направлению вращения заточного круга, т. е. от державки к пластинке.

Для ускорения процесса доводки, полного использования всей шаржированной поверхности диска и его равномерного износа необходимо, чтобы в процессе доводки резец все время перемещался в радиальном направлении. При появлении визга доводочный диск следует заново протереть и равномерно нанести новую порцию пасты.

При доводке мелкозернистыми абразивными кругами резцы закрепляют жестко в двух или трех поворотных тисках и доводят на универсально-заточном станке.

Алмазная доводка твердосплавных резцов производится кругами на органической связке с 50 и 25- процентной концентрацией алмазов. Зернистость этих кругов выбирается в зависимости от требований, предъявляемых к чистоте поверхностей инструмента.

Доводка резцов может осуществляться и на универсально-заточных станках (ЗА64М и др.) кругами АЧК и А2П. Для повышения производительности доводочных операций необходимо применять поворотное приспособление с плавно движущимся столиком. Это приспособление дает возможность свободно установить резец по лимбу, что обеспечивает получение углов, заданных чертежом.

Доводка производится торцом круга, относительно которого столик с резцом легко перемещается на подшипниках. Подача столика ручная. Резец базируется на столике с упором и придерживается во время доводки рукой.

Доводка режущих инструментов

Рис. 93. Приспособление к станку модели 3818М для доводки резцов

Твердосплавные развертки доводятся на универсально-заточных станках с помощью приспособления (рис. 94), которое устанавливается над шпиндельной головкой станка. В корпусе / приспособления вмонтирован шпиндель 2, на котором закреплен шаржирующий диск 5. Во время работы пружина 3 постоянно прижимает диск 5 торцом к рабочей поверхности притира 7. Сила давления пружины, не превышающая 3 кГ, вполне достаточна для того, чтобы притир 7 привел во вращение шаржирующий диск 5. Скорость вращения шаржирующего диска не должна быть выше 1,5—2 м/сек.

 

Внутри шаржирующего диска имеется камера 6 для доводочной пасты, а на торцовой поверхности диска сделаны отверстия 4, через которые во время вращения диска паста непрерывно подается в зону обработки, благодаря чему обеспечивается автоматическое шаржирование притира 7.

При доводке твердосплавная развертка закрепляется в центрах таким образом, чтобы доводимая передняя поверхность ее прижималась к торцу притира. На доводку шестизубой развертки диаметром 25—30 мм затрачивается 6 мин. Заборную часть развертки по конусу доводят пастой из карбида бора с помощью дюралюминиевого диска.

Доводка режущих инструментов

Рис. 94. Приспособление для автоматического шаржирования диск-притира

Электрохимикомеханическая доводка. Для электрохимикомеханической доводки твердосплавных инструментов находят применение электропроводные абразивные и алмазные круги.

Электроабразивная доводка. Обрабатываемый инструмент (рис. 95, а) и вращающийся электропроводный абразивный круг присоединяются к источнику постоянного тока через регулируемое сопротивление. Абразивные зерна 1 образуют зазор между электропроводной связкой круга 2 и обрабатываемым инструментом 3. Зазор постоянно заполняется электролитом, подаваемым специальным насосом. При прохождении тока происходит анодное растворение поверхности обрабатываемого инструмента, продукты растворения 4 удаляются с поверхности детали зернами вращающегося абразивного круга. В связи с тем, что поверхностный слой твердого сплава разрушается электрохимически, абразивные зерна круга легко снимают разрушенные слои, что при небольшом удельном давлении (0,5—1,0 кГ/см2) обеспечивает высокую стойкость шлифовального круга.

Производительность доводки и качество обработанной поверхности зависят от электрических режимов. Окончательная доводка, обеспечивающая получение 10—12-го класса чистоты поверхности, ведется при напряжении 10—15 в.

 

Схема электроабразивной обработки приведена на рис. 95, б. Электропроводный абразивный круг 1 при помощи скользящего контакта 2 соединен с отрицательным полюсом источника постоянного тока. Доводимый инструмент 3 через реостат 4, регулирующий силу тока в цепи, соединяется с положительным полюсом. В зону обработки подается электролит. Электропроводный абразивный круг вращается со скоростью 20—30 м/сек, а доводимый инструмент совершает возвратно-поступательное движение. Напряжение постоянного тока регулируется потенциометром. Электрические режимы обработки контролируются амперметром и вольтметром.

Доводка режущих инструментов

Рис. 95. Схема электроабразивной обработки

 

Для электроабразивной доводки применяют модернизированные шлифовальные станки. Модернизация шлифовальных станков заключается в подключении постоянного тока к абразивному кругу и обрабатываемому инструменту, а также в изоляции отдельных узлов от станины. При модернизации надо предусмотреть наличие бака емкостью не менее 30—40 л с электропомпой производительностью 10—15 л/мин. Станки должны быть оборудованы кожухами для защиты от брызг электролита.

Питание станков постоянным током осуществляется от выпрямителя, напряжение которого без нагрузки не должно превышать 20—32 в. Максимальная сила тока при доводке обычно не превышает 30—50 а.

Перед электроабразивной доводкой все режущие инструменты затачивают или шлифуют с оставлением припуска 0,05—0,7 мм на диаметр. Шероховатость поверхности должна соответствовать 7-му классу чистоты. Погрешности геометрической формы должны быть не более 0,01 мм.

Доводка инструмента делится на предварительную и окончательную. Предварительная доводка ведется при выключенном балластном сопротивлении; напряжение должно быть 25—27 в, сила тока— 20—30 а. Окончательная доводка осуществляется при включенном балластном сопротивлении 1,5—2 ома; напряжение при этом снижается до 10—15 s, сила тока до 10—15 а. После окончания доводки следует несколько секунд работать при выключенном токе для удаления с поверхности и инструмента остатков анодной пленки.

В качестве электролита применяется водный раствор буры с уд. весом 1,008—1,01. Удельный вес электролита периодически проверяют ареометром. По мере испарения воды концентрация раствора увеличивается, поэтому в электролит следует добавлять воду. При длительной работе на поверхности жидкости собирается большое количество графита, который нужно периодически удалять. Для приготовления электролита кристаллическую буру (из расчета 15—20 г на 1 л) растворяют в нескольких литрах горячей воды. Затем раствор выливают в бак и разбавляют до нужной концентрации водопроводной водой.

Если скорость вращения круга равна 20—30 м/сек и при этом соблюдаются указанные выше электрические режимы доводки, можно получить блестящую поверхность твердого сплава 11—12-го класса чистоты.

Электроалмазная доводка. По схеме и сущности процесса электроалмазная обработка является разновидностью элек- троабразивной и отличается от нее тем, что в данном случае применяются электропроводные алмазные круги.

При электроалмазной обработке электродом-инструментом служит металлический диск, на рабочей поверхности которого закреплены алмазные зерна, выступающие на величину 0,025—0,03 мм (рис. 96).

Роль алмазных зерен сводится к удалению продуктов анодного растворения.

Высокая твердость алмазных зерен и связки круга обеспечивает определенную величину (0,02—0,03 мм) межэлектродного зазора, равную высоте выступающих алмазных зерен. Межэлектродный зазор создает условия для интенсивного притока электролита. Непрерывная смена электролита в межэлектродном зазоре дает возможность применять высокие плотности тока и, следовательно, высокую производительность процесса. Электрохимико-механическая обработка алмазными кругами обеспечивает высокую стойкость инструмента. В качестве инструмента при доводке могут применяться алмазные круги на металлической связке формы АЧК, АПП, А1ПП (ГОСТ 9770—61).

Производительность процесса и стойкость кругов зависят от концентрации алмазов. Круги со 100-процентной концентрацией дают наибольшую производительность, а с 25-процентной концентрацией снижают ее в 1,5 раза и увеличивают износ круга в 2 раза. Изменение зернистости алмазного порошка в пределах А12—АЗ (ГОСТ 9206—59) практически не оказывает влияния на производительность процесса.

При доводке твердосплавных режущих инструментов рекомендуется применять электролит следующего состава (% по весу): нитрат натрия — 5, фтористый натрий — 5, нитрит натрия — 0,3; остальное — вода. Оптимальный расход электролита при струйной подаче его в зону обработки — 6 л/мин. Доводка твердосплавных инструментов алмазными кругами АЧК со 100-процентной концентрацией алмазного порошка А12 проводится при следующем режиме:

Доводка режущих инструментов

Доводка режущих инструментов

Рис. 96. Схема электроалмазной обработки:

1 — металлический диск; 2 — алмазные зерна; 3 — электролит; 4 — продукты растворения; 5 — деталь

Шероховатость поверхности после электроалмазной доводки соответствует 10—11-му классу чистоты. Для доводки электропроводными алмазными кругами применяют модернизированные заточные или доводочные станки. В настоящее время организовано производство специальных станков модели МА3683 для заточки и доводки резцов.

Смотрите также