Файл: Балабаев, Г. М. Прогрессивные технологические процессы обработки металлов.pdf

Отпрессованные брикеты не обладают достаточной прочностью в тех случаях, когда форма заготовок слож­ ная и имеет резкие переходы. Поэтому такие заготовки подвергаются сушке.

Заготовки, предназначенные для сложной механи­ ческой обработки, подлежат предварительному спека­ нию при температуре 720—780°С, а затем пропитке па­ рафином.

Технология предварительного спекания сводится к следующему: заготовки укладывают в лодочку, затем нагревают до требуемой температуры, выдерживают и охлаждают до комнатной температуры. Предваритель­ ное спекание ведется в защитной атмосфере в течение 8—10 часов.

Пластифицированные (пропитанные парафином) за­ готовки легко поддаются любой механической обработке резцами из твердого сплава марок ВК8 или ВК6.

После этого заготовки в той же печи подвергают отгонке парафина, которая длится 10—12 часов. Оконча­ тельное спекание производится для уплотнения и упроч­ нения спрессованных заготовок, превращения их в ком­ пактные изделия с необходимыми физико-механически­ ми свойствами. Производится оно при температуре, при которой плавится кобальт. При этом происходит усад­ ка заготовок, величина которой зависит от содержания кобальта: с увеличением содержания кобальта усадка заготовок возрастает.

Усадка твердого сплава при его спекании довольно значительна, и это надо учитывать при конструирова­ нии пресс-формы.

Окончательное спекание длится 10—14 часов. После этого изделия подвергают очистке на дробеструйном ап­ парате.

Согласно требованиям ГОСТа, твердый сплав под­ вергают контролю на твердость, определяют удельный вес, измеряют коэрцитивную силу, которая указывает на

10

размер зерен карбидной фазы и служит косвенным пока­ зателем зернистости сплава, определяют прочность при изгибе и, наконец, при необходимости проводят микро­ структурный анализ.

После окончательного спекания производится завер­ шающая обработка твердых сплавов. Этот процесс при­ меняется в основном при изготовлении и восстановлении изношенного металлорежущего инструмента.

Оборудование, применяемое для изготовления инст­ румента и деталей из твердых сплавов, подразделяется на две основные группы: механическое, служащее для алмазного шлифования, заточки и доводки алмазными кругами, и электроискровое — для обработки деталей электрофизическими методами.

Механическое оборудование должно отвечать основ­ ным требованиям, предъявляемым к прецизионным шли­ фовальным станкам. Для обеспечения алмазной обра­ ботки необходимо произвести тщательный ремонт имею­ щегося оборудования, привести в соответствие с нормами точность шлифовальных станков. Чаще всего в про­ изводстве применяются такие станки: плоскошлифоваль­ ный модели 395М, круглошлифовальный 3A130, внутри­ шлифовальный 312М (число оборотов шпинделя 36 тыс. обімин), профильно-шлифовальный типа ПШ-30540 и универсально-заточной модели ЗА64М.

Обработка изделий на этих станках осуществляется алмазными кругами из синтетических алмазов различ­ ного профиля на связках органических, а также на но­ вых высокопроизводительных связках марок Kb МС6, МО13 и др.

Электроискровое оборудование. Электроискровой ме­ тод обработки металлов и твердых сплавов широко при­ меняется при обработке самых различных деталей: фор­ сунок с очень малыми отверстиями, деталей из нержа­ веющих и жаропрочных сталей и других.

При правильном применении электроискровой обра­

11

ботки значительно повышается производительность тру­ да, а также культура производства. В последнее время электроискровый метод обработки твердых сплавов кон­ курирует с алмазоабразивным. В то же время они до­ полняют друг друга. Эти методы применяются на Чер­ номорском судостроительном заводе, особенно при об­ работке деталей из твердых сплавов и со сложным замк­ нутым контуром.

К оборудованию, на котором производится обработ­ ка твердосплавных деталей, относятся прошивочные станки типа ЛКЗ-180 и А207-07 (двухпозиционные), проволочные модели 4531 (типа «Электрон-15»), СН-193 и СН2144П, один из которых — на базе большого про­ ектора, а другой — на базе большого инструментально­ го микроскопа.

На прошивочных станках обрабатываются всевоз­ можные детали из твердого-сплава и стали со сравни­ тельно большим объемом снятия материала так называ­ емым методом прямого копирования. Затем производится вырезка электродом-проволокой сложных открытых и за­ крытых контуров по копиру либо по чертежу с увеличен­ ным масштабом.

Материалом для электрода-инструмента в первом случае служит серый чугун, латунь, реже — медь, во втором — латунь, медь и вольфрам. Чистота поверхности при электроискровом методе обработки обеспечивается в зависимости от режимов до V7.

АЛМАЗНАЯ ОБРАБОТКА В СУДОВОМ МАШИНОСТРОЕНИИ

Алмазы являются прогрессивным инструментальным материалом, коренным образом изменяющим технологию обработки во многих отраслях народного хозяйства. Ог­

12

ромные технологические возможности алмазов сделали их важнейшим средством дальнейшего совершенствова­ ния процессов механической обработки в судовом ма­ шиностроении, позволили экономично и высококачест­ венно обрабатывать инструмент из твердых сплавов, но­ вых материалов в судостроении, таких, как нептунит, маринит, трудносгораемый слоистый пластик и другие.

Наилучшие результаты достигнуты при затачивании и шлифовании синтетическими алмазами инструментов

Рис. 2. Специальный участок по заточке и доводке инструмента син­ тетическими алмазами. Доводку инструмента производит рабочий участка Михаил Самойлович Луцко

13

и деталей из твердых сплавов. Как показал опыт Чер­ номорского судостроительного завода и других пред­ приятий страны, синтетические алмазы полностью за­ меняют и даже превосходят природные алмазы.

Для заточки и доводки режущего инструмента в ме­ ханических цехах организованы централизованные за­ точные участки (рис. 2). Доставка инструмента непо­ средственно на рабочие места производится в специальных контейнерах. Централизованная заточка и доводка инструмента позволила повысить его качество и со­ кратить расходы в два раза.

Участки оснащены универсальными обдирочными и заточными станками 2Б-632-В и ЗА-6420. Каждое рабо­ чее место оборудовано вытяжной вентиляцией. Органи­ зовав работу в две смены, в течение небольшого отрезка времени удалось создать четырехкратный обменный фонд инструмента.

При помощи синтетических алмазов производятся следующие виды работ:

заточка и доводка однолезвийных и многолезвийных твердосплавных инструментов на кругах с новыми связ­ ками МО 13, МО4, Б8;

обработка технического стекла; хонингование труднообрабатываемых и термически

обработанных деталей.

Экономическая эффективность от внедрения новых и расширения применения инструментов из синтетиче­ ских алмазов составила более 50 тысяч рублей в год.

Стойкость инструментов из быстрорежущей стали и инструментов, оснащенных твердым сплавом, в резуль­ тате алмазной заточки и доводки повысилась в 1,5—3 и более раз.

Совместно с Институтом сверхтвердых материалов работниками завода проведены работы по испытанию кругов на новых связках, алмазных сверл и других ви­ дов инструмента.

14

До внедрения синтетических алмазов на предприя­ тии применялись доводочные мелкозернистые круги из зеленого карбида кремния зернистостью 5—6 на бакели­ товой связке, которые обеспечивали 8—9 класс чистоты рабочих поверхностей инструментов и наименьшие ра­ диусы округлений режущих кромок. В настоящее вре­ мя для окончательной алмазной обработки применяются круги зернистостью АСМ20 для многолезвийных инстру­ ментов и АС04 — АСМ.40 — для однолезвийных. При этом достигается 9—10 класс чистоты поверхности и ра­ диус округления режущих кромок инструмента до 5 мкм.

Применение синтетических алмазов позволяет на од­ ном использованном карате получить экономию, рав­ ную 4—6 рублям.

Применение синтетических алмазов. На Черномор­ ском судостроительном заводе синтетические алмазы применяются для следующих целей:

1)обработки твердосплавного инструмента (режу­ щего, измерительного, штампов, пресс-форм, вытяжных

ивысадочных матриц, фильеров, твердосплавных дета­ лей) ;

2)обработки изделий из твердых сплавов;

3)обработки новых материалов: стеклопластиков, маринита, нептунита и других.

Наиболее широкое применение синтетические алма­ зы получили при шлифовании, заточке и доводке инст­ рументов из твердых сплавов. Их высокая режущая спо­ собность позволяет получать хорошее качество обрабо­ танной поверхности при минимальном выкрашивании режущих кромок-твердосплавных инструментов.

Применение порошков и паст из синтетических алма­ зов. Алмазные порошки и пасты используются для обра­ ботки изделий из стали, цветных сплавов, новых ма­ териалов. Для заточки и доводки твердосплавного мери­ тельного и режущего инструмента используются пасты от ACM 1/0 до ACM 60/40.

15

ка и притирка, то есть снятие тонких

слоев металла при

помощи мелкозернистых алмазных порошков в среде ществляется вручную и механически (рис. 3). Перед на­

смазки, нанесенной на твердую поверхность притира, осунесением на притиры алмазные порошки обязательно

смешиваются с маслом.

Обработка алмазными пастами, по сравнению с обра­ боткой алмазными порошками, применяемыми только в свободном состоянии, уменьшает расход алмаза.

16

Порошки и пасты из синтетических алмазов широко применяются для обработки твердосплавных деталей, штампов, пресс-форм, холодновысадочных матриц, во­ локов различных видов измерительного инструмента и других деталей.

Добиться чистоты и высокого качества обрабатывае­ мой поверхности деталей из твердого сплава можно толь­ ко в том случае, если в качестве абразива используются алмазы.

Экономия от применения порошков из синтетических алмазов при доводке твердосплавных матриц по срав­ нению с применением карбида бора составляет 4—6 руб. на 1 карат. Применение алмазных паст дает возмож­ ность увеличить производительность доводки, повысить чистоту обрабатываемых поверхностей матриц на два класса, улучшить геометрические параметры и увели­ чить стойкость матриц на 25—40%, по возможности рас­ ширить номенклатуру специального инструмента из твер­ дых сплавов.

Круги из синтетических алмазов. Круги из синтети­ ческих алмазов широко применяют в ремонтно-механи­ ческом и механических цехах завода при шлифовании и заточке твердосплавных режущих и измерительных ин­ струментов, твердосплавных деталей штампов, прессформ и матриц для обработки деталей из стеклопласти­ ков, маринита, клееной фанеры, пропитанной антипире­ ном, и других материалов.

Для выполнения множества самых разнообразных технологических операций применяется большое количе­ ство типов, размеров и характеристик алмазных кругов. К ним, например, относятся:

круги АПП диаметром 300 мм, АГП диаметром 400 мм — для обработки цилиндрических и плоских по­ верхностей на круглошлифовальных и заточных стан­ ках;

200 мм — для заточки и доводки резцов и задних по­ верхностей многолезвийного инструмента с прямыми ка­ навками;

AT, AIT, АЗТ (тарельчатые) диаметром 125 мм — для заточки и доводки передних поверхностей много­ лезвийного инструмента с прямыми канавками, а также для профильного шлифования;

круги АФК— на связках МО13, М.О4, М.О6 и другие.

Обработка твердосплавных инструментов кругами из синтетических алмазов. При заточке инструментов из твердых сплавов кругами из синтетических алмазов воз­ никающая в процессе обработки детали температура в 4—5 раз меньше, чем при обработке кругами из зелено­ го карбида кремния. Вследствие этого на поверхности обрабатываемой детали трещины не появляются.

Синтетические алмазы при затачивании инструмен­ тов из твердых сплавов кругами на органической связке по производительности превосходят натуральные. На металлической связке при обработке инструментов из твердого сплава они имеют износ в 5—6 раз меньший, чем круги на органической связке. Рекомендуемая кон­ центрация алмазов — 100%.

Работа этими кругами выполняется только с охлаж­ дением.

Режим затачивания. Скорость резания при затачи­ вании твердосплавных инструментов кругами из синте­ тических алмазов должна находиться в пределах 20 — 25 місек при работе кругами на органической связке и 16 — 20 місек — на металлической связке.

Продольная подача инструментов из твердых спла­ вов не должна превышать 2,0 — 2,5 m¡muh, поперечная (при работе кругами на органической связке) — 0,01 —

мендуется пользоваться кругами на металлических связ­

18

Особенности затачивания твердосплавных инструмен­ тов. Для ручного алмазного затачивания резцов исполь­ зуется станок ЗБ632В. Эта операция производится вруч­ ную при базировании резца на столике, который уста­ новлен на пластинчатых пружинах. Резцы затачивают по .всем рабочим поверхностям, они также образуют при помощи специального приспособления стружкозавивающуюся лунку на передней поверхности. Для выполнения

вал электродвигателя приспособления для обработки стружкозавивающихся лунок.

Применение фасонных твердосплавных резцов. Стой­ кость фасонных твердосплавных резцов в 3—10 раз вы­ ше стойкости таких же резцов из быстрорежущей стали.

Применение твердосплавных резцов резко сокращает их расход и повышает производительность труда на 30 — 50% путем сокращения времени на переточку и на­ ладку и повышения режимов резания.