Алмазные инструменты в машиностроении - Технология - Скачать бесплатно
Министерство образования
Волгоградский Государственный Технический Университет
Кафедра Станки и инструменты
Реферат на тему :
"Алмазные инструменты в машиностроении"
Выполнил: студент
Группы ТОА-424
Карев В.Е
Проверил: Ефименко В.А.
Волгоград 2000г.
При автоматической обработке деталей для получения большой точности
геометрических размеров и высокого класса чистоты поверхностей необходимо
иметь такой режущий инструмент, который обладал бы высокой размерной
стойкостью. Этим требованиям удовлетворяет алмазный режущий инструмент.
Алмазные инструменты из кристаллов алмаза используются в
металлообрабатывающей промышленности для тонкого точения и растачивания,
фрезерования, гравирования, волочения и резки стекла; в оптико-механической
промышленности - для деления шкал, сеток, лимбов, дифракционных решеток и
т.д.
Алмазные инструменты в машиностроительной промышленности можно
разделить на две основные группы:
1) инструменты из порошков алмаза;
2) инструменты из кристаллов технических алмазов.
К первой группе инструментов относятся круги шлифовальные на
металлической и органической связках, круги отрезные, хонинговальные
бруски, надфили, пасты и порошки алмазные.
Ко второй группе относятся резцы, волоки, карандаши, иглы и ролики для
правки абразивных кругов, а также стеклорезы.
Инструменты второй группы изготовляются из кристаллов алмаза путем
шлифования и доводки (огранки).
Для отдельных типов правящего инструмента и стеклорезов используются
неграненые алмазы.
Сырьем для инструментов из кристаллов алмаза служат технические алмазы,
причем более высокого качества по сравнению с алмазным бортом,
предназначенным для дробления в порошки.
Типы и размеры алмазного инструмента регламентированы ГОСТом либо
нормалями. В табл. 1 приведена основная номенклатура алмазных инструментов,
выпускаемых в настоящее время специализированными заводами.
Таблица 1
Основная номенклатура алмазных инструментов
|Название инструментов |ГОСТ или нормаль |
|Круги шлифовальные алмазные |9770-61 |
|........ | |
|Круги отрезные алмазные |10110-62 |
|.......... | |
|Порошки алмазные . . . |9206-59 |
|Надфили ........ |ОН14059, ОН14060, ОН14061 |
| |НИИАлмаза |
|Алмазные резцы .... |РТМ 61-62 ВНИИНМаш, ОН6-152-63 |
| |до ОН6-173-63 НИИЧаспром |
|Карандаши алмазно-металлические |607-56 |
|...... | |
|Стеклорезы ....... |10111-62 |
|Волоки …… |6271-60 |
Круги шлифовальные алмазные
Из всех алмазов, применяемых сейчас в промышленности, 70% используется в
качестве алмазного порошка для изготовления кругов, брусков, надфилей и
других инструментов.
Алмазные круги состоят из корпуса и рабочего алмазоносного слоя. Корпуса
изготовляются из стали, алюминиевых сплавов или полимеров. Алмазоносный
слой состоит из алмазного порошка, связки и наполнителя.
В настоящее время выпускаются три вида кругов - на металлических, на
органических и на керамических связках.
Алмазные круги на металлических связках отличаются повышенной прочностью
и теплостойкостью, значительным сроком службы, хорошо сохраняют свою
геометрическую форму, но быстро засаливаются и требуют частой правки. Эти
круги применяются для предварительной обработки, когда требуется
сошлифовать значительный объем материала с получением 8—9-го классов
шероховатости поверхности.
Алмазные круги на органических связках предназначены для окончательной
(чистовой) обработки (доводки), когда необходимо достигнуть 10—12-го
классов шероховатости. Эти круги отличаются большей производительностью и
почти не засаливаются, но по сравнению с кругами на металлической связке
расход алмаза на единицу веса снятого материала в 3 раза больше.
При работе алмазными кругами на металлической связке применение
охлаждения обязательно. Кругами на органической связке можно работать и без
охлаждения, но при этом увеличивается износ круга.
Одной из важнейших характеристик алмазного круга, определяющей при прочих
равных условиях экономичность и эффективность его работы, является степень
концентрации алмазов, т. е. количество (в миллиграммах) алмазного зерна в 1
мм3 алмазоносного слоя.
Алмазные круги выпускаются 25-, 50- и 100-процентной концентрации
алмазного зерна. За 100-процентную концентрацию в практике принято считать
0,878 мг/мм3, что соответствует 4,39 карата в 1 см3 алмазоносного слоя.
Соответственно круги с 50-процентной концентрацией содержат в 2 раза меньше
алмазного зерна, т. е. 0,439 мг/мм3, а с 25-процентной концентрацией — в 4
раза меньше (0,219 мг/мм3}.
При 100-процентной концентрации алмазные зерна в кругах независимо от
материала связки занимают по объему 25% алмазоносного слоя. Остальные 75%
по объему занимают связка и наполнитель. Содержание компонентов в
алмазоносном слое различной конфигурации для кругов на органической связке
приведено в табл. 2.
Таблица 2
Содержание алмазов, связки и наполнителя в кругах на органической связке
(в % по весу)
|Наименование компонентов |Концентрация круга |
| |100% |50% |25 % |
|Алмаз …….. |41,4 |22,0 |11,4 |
| |29,3 |31,4 |32,4 |
| |29,3 |46,6 |43,8 |
|Связка …….. | | | |
|Наполнитель …….. | | | |
| | | | |
Круги с большой концентрацией алмазов характеризуются большей
производительностью. Поэтому высокая концентрация алмазов целесообразна при
жестких режимах, при шлифовании периферией круга и при необходимости
избегать деформации круга. Например, для профильного шлифования и при
внутреннем шлифовании оптимальной концентрацией является 100-процентная.
Для большинства работ применяются круги 50-процентной концентрации. Круги
пониженной концентрации (25%) используются на операциях доводки вручную.
Алмазные круги изготовляются не только на различных связках и с различной
степенью концентрации алмазов, но и различными по форме и зернистости.
ГОСТ 24747-81 предусмотрено 68 типоразмеров кругов.
В табл. 3 представлены формы и основные размеры кругов. Каждый тип круга
имеет буквенный индекс, который состоит из двух частей. Например, в круге
АПП буква А обозначает круг алмазный, а ПП — плоский прямой. ( Обозначение
дано по ГОСТ 24747-81, в скобках дано старое обозначение кругов)
Таблица 3
Круги шлифовальные алмазные
|Наименование и обозначение|Форма круга |Размеры, мм |
|круга | | |
|Шлифовальный плоский |[pic] |D=16…500 |
|прямого профиля 1А1 (АПП) | |H=2…100 |
| | |d=6…203 |
|Шлифовальный плоский |[pic] |D=6…13 |
|прямого профиля без | |H=6…10 |
|корпуса А8(А1ПП) | |d=2…4 |
| | | |
|Алмазные шлифовальные |[pic] |D=125…250 |
|плоские прямого профиля | |H=10…20 |
|трехсторонние 14VI (А2ПП) | |d=32…76 |
|Шлифовальные чашечные |[pic] |D=50…250 |
|конические 12А2=45((АЧК) | |H=19,5…52 |
| | |d=16…76 |
|Шлифовальные чашечные |[pic] |D=50…150 |
|конические 12V2=45((А2ЧК) | |H=20…40 |
| | |d=16…51 |
|Шлифовальные тарельчатые |[pic] |D=50…250 |
|12А2=20((АТ) | |H=6…23 |
| | |d=10…51 |
|Шлифовальные плоские с |[pic] |D=25…400 |
|двухсторонним коническим | |H=3…10 |
|профилем 14ЕЕIX(А2П) | |d=6…203 |
| | |(=30;40;60;90|
| | |;120( |
|Шлифовальные плоские с |[pic] |D=50…150 |
|полукругловыпуклым | |H=2…32 |
|профилем 1FF1X(А5П) | |d=16…51 |
| | |R=5…17 |
Все алмазные круги маркируются на внутреннем торце металлического корпуса
(наименование завода-изготовителя, обозначение зернистости и марки связки,
характеристика концентрации алмаза, высота алмазоносного слоя, вес алмаза в
каратах, номера ГОСТ и круга, год изготовления).
Например, маркировка круга обозначена: АМ40Б1-50-3-29-9770-61-3240-64.
Это значит: зернистость АМ40 на органической связке; марка Б1; концентрация
алмаза 50%; высота алмазоносного слоя 3 мм; вес алмаза 29 каратов; ГОСТ
9770-61; изготовлен под номером 3240 в 1964 г.
Диаметры отверстий алмазных кругов приняты в соответствии с размерами
посадочных мест у шпинделей универсальных заточных станков по ГОСТ 3808-57,
а также в соответствии с размерами отверстий шлифовальных кругов по ГОСТ
16167-80 .
При выборе кругов для различных работ необходимо учитывать тип станка,
форму и размер обрабатываемой поверхности, требуемые точность и
шероховатость поверхности, характер связки, концентрацию алмазов и их
зернистость.
Для рационального использования алмаза формы и размеры кругов выбираются
применительно к конкретным операциям (например, для шлифования по наружному
диаметру, для доводки по задней поверхности и т. д.).
Ширина алмазоносного кольца определяется характером работы круга (на
проход или врезанием). При работе на проход следует применять круги с
широкими рабочими поверхностями, а при работе методом врезания—круги с
рабочей частью, не превышающей высоты обрабатываемой поверхности.
Рекомендуемые режимы шлифования приведены в табл. 4.
Таблица 4
Рекомендуемые режимы алмазного шлифования
|Основные |Внутре|Круглое |Плоское|Заточка|Доводка |
|параметры |ннее |шлифован|шлифова| | |
| |шлифов|ие |ние | | |
| |ание | | | | |
|Окружная |10—25 |25—35 |25—35 |25—35 |25—35 |
|скорость, м/сек | | | | | |
|Продольная |0,5-2,|0,5-1,5 |3,0—9,0|0,5—1,0|0,3-0,5 |
|подача, м/мин . .|0 | | | | |
|Поперечная |— |— |0,5—1,0|0,01—0,|0,005—0,|
|подача, мм/дв. | | | |02 |01 |
|ход | | | | | |
|Скорость вращения|20—25 |15—30 | |— | |
|детали, м/мин | | | | | |
|..... | | | | | |
|Глубина резания, |0,005-|0,005-0,|0,01-0,|— |— |
|мм .... |0,015 |02 |03 | | |
Номенклатура алмазных кругов, выпускаемых по ГОСТ 24747-81, обеспечивает
их применение почти на всех моделях шлифовальных станков при круглом
(наружном и внутреннем), плоском и фасонном шлифовании.
Зернистость алмазных инструментов выбирают в зависимости от требуемого
качества обрабатываемой поверхности, согласно рекомендации приведены в
табл.5
Таблица 5
Выбор зернистости алмазных инструментов
|Шероховатость |Зернистость круга со связкой |
|обрабатываемой | |
|поверхности Rа, мкм | |
| |органической |металлической |керамической |
|0.63—1,25 |200/160—125/100|160/125—125/10|160/125—125/10|
|0,32—0,63 | |0 |0 |
|0,16—0,32 |160/125—100/80 |125/100—80/63 |125/100—80/63 |
|0,08—0,16 | | | |
|0,04—0,08 |100/80—50/40 |80/63—50/40 |80/63—50/40 |
|0,04 |50/40—40/28 |- |63/50—40/28 |
| |40/28—14/10 |-
|
