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

Стойкость твердосплавного резца при обработке ста­ ли марки Х18Н9Т на автомате фасонно-продольного то­ чения в 12 раз выше стойкости быстрорежущего резца. Количество обработанных деталей между переточками твердосплавного и быстрорежущего резцов соответствен­ но составляет 1800 и 4200 единиц.

Изготовление твердосплавных метчиков. Твердосплав­ ные метчики применяются при обработке деталей из вы­ сокопрочных сталей и сплавов и закаленных сталей в тех случаях, когда нарезание резьбы из быстрорежущих ста­ лей невозможно осуществить или же оно малоэффектив­ но из-за низкой стойкости метчиков. Так, для нарезания

Р18 не могут быть применены, так как уже после наре­ зания одного—двух отверстий приходят в негодность. Повышение стойкости метчиков из быстрорежущих ста­ лей достигается путем добавки при их изготовлении ко­ бальта и ванадия. Однако при нарезании резьбы в мате­

нарезания всего одного—двух отверстий. Применение метчиков из твердого сплава дает значительный эф­ фект при нарезании резьбы в деталях из алюминиевых сплавов с повышенным содержанием кремния и неме­ таллических материалов: стеклопластиков, стеклотекстолитов, слоистых пластиков и других.

Твердосплавные метчики выполняются в двух вари­ антах: диаметром 8 мм (монолитные) и диаметром бо­ лее 8 мм с напаянными пластинками из твердого сплава. Последняя конструкция позволяет значительно умень­ шить расход твердого сплава. Изготовление метчиков размером меньше 8 мм нецелесообразно из-за их малой жесткости. Поэтому рекомендуется применять комплект метчиков из четырех штук, так как при этом снижается

20

усилие резания по сравнению с комплектами из трех мет­ чиков.

Марка твердого сплава для монолитных метчиков с напаянными пластинками выбирается в зависимости от качества и свойств материала, который придется им об­ рабатывать. Для нарезания резьбы в деталях из высо­ копрочных сталей и сплавов, а также чугунов рекомен­ дуется твердый сплав ВК6М. Для обработки неметалли­ ческих материалов используются твердые сплавы ВК6М, ВКЮ и др. Корпус метчиков с напаянными пла­ стинками изготовляется из стали 40Х (ГОСТ 4543—61).

Рабочую часть твердосплавных метчиков окончатель­ но обрабатывают в - следующей последовательности:

затачивание метчиков по передней поверхности; шлифование по наружному диаметру; нарезание и шлифование резьбы;

затылование задней поверхности на заборном конусе. Все эти операции выполняются алмазными кругами, характеристики и размеры которых приведены в таб­

лице 1.

Таблица 1

Конструктивные элементы режущей части твердосплавных метчиков

21

Характеристики алмазных кругов и режимов реза­ ния приведены с учетом обеспечения необходимой точ­ ности и шероховатости обрабатываемых поверхностей, а также экономичности обработки.

При обработке неметаллических материалов (стек­ лопластиков, стеклотекстолитов, слоистых пластиков), внедренных твердосплавными метчиками, их стойкость по сравнению с метчиками из стали Р18 увеличивается в 50 раз, при нарезании резьбы в деталях из алюминиево­ го сплава с повышенным содержанием кремния —• в 25—30 раз. При обработке деталей из высокопрочных сталей и сплавов наиболее эффективной смазочно-ох­ лаждающей жидкостью является хлорированный пара­ фин, обладающий хорошей смачиваемостью и более вы­ сокой температурной стойкостью по сравнению с олеи­ новой кислотой. Кроме того, усилия при выполнении операции снижаются примерно на 25% по сравнению с усилиями, возникающими при нарезании с олеиновой кислотой и индустриальным маслом.

Применение хлорированного парафина при нареза­ нии резьбы в деталях из углеродистых закаленных ста­ лей приводит к появлению коррозии. Если резьбу в за­ каленных деталях нарезают вручную, то рекомендуется применять густую смазку, например, солидол с олеино­ вой кислотой или касторовое масло. При нарезании резьбы на станках охлаждение должно быть постоян­ ным и обильным. В этом случае можно применять сульфофрезол. Резьбу в деталях из неметаллических мате­ риалов необходимо нарезать с применением эмульсии 3—4-процентного раствора эмульсола (ГОСТ 1975—53) в воде.

Для предварительного нарезания и окончательного шлифования резьбы твердосплавных метчиков приме­ няются круги А2П350Х60Х8, АСП10-М.1-100 или АСВ10-М1-100.

Резьбу у твердосплавных метчиков диаметром 5—

22

20 мм рекомендуется нарезать со следующими режима­ ми: скорость вращения детали 0,6 м/мин, глубина реза­ ния— 0,04 — 0,05 мм, глубина резания при шлифова­ нии— 0,02—0,03 мм и два-три выхаживающих хода, охлаждение — индустриальное масло № 3.

Для нарезания резьбы в деталях из высокопрочных сталей и сплавов, чугунов и алюминиевых сплавов с по­ вышенным содержанием кремния используют метчики из твердого сплава ВК6М, для неметаллических мате­ риалов— из твердого сплава ВК6М, ВКЮ и др.

Корпуса метчиков, оснащенных твердосплавными пластинками, изготавливают из стали 40Х (ГОСТ 4543— 61), обеспечивающей твердость HRC 40—45.

Твердосплавными метчиками достигается качествен­ ное нарезание резьбы в деталях из закаленных сталей, высокопрочных сталей и сплавов, чугунов, алюминиевых сплавов с высоким содержанием кремния и неметалли­ ческих материалов.

Обработка твердосплавных изделий кругами из син­ тетических алмазов. В прошлом доводка твердосплавных вытяжных матриц производилась вручную на доводоч­ ных бабках при помощи чугунных или стальных прити­ ров. Вызвано это было тем, что внутреннее шлифова­ ние отверстий диаметром менее 20 мм в твердосплавных изделиях кругами из зеленого карбида кремния не да­ вала положительных результатов: быстро затуплялись зерна зеленого карбида кремния, затрачивались боль­ шие усилия при выполнении этой операции. В результа­ те использования кругов повышенной твердости на по­ верхности обрабатываемой детали из твердого сплава появлялись трещины, а при обработке их мягкими кру­ гами не обеспечивалась необходимая точность. Практи­ чески шлифование малых отверстий в твердом сплаве абразивными кругами оказалось невозможным, и их об­ работка в производстве осуществлялась доводкой при помощи пасты со свободным зерном.

23

Доводка вручную также имеет недостатки. Напри­ мер, при обработке матриц чистота обработанной по­ верхности не превышает 8—9 класса, на рабочей поверх­ ности детали образуются концентрические царапины, не выдерживается требуемая геометрическая форма с обо­ их концов отверстия.

От соблюдения геометрической формы, шероховато­ сти поверхности вытяжного поля зависят точность раз­ меров, величина разностенности и качество поверхности полуфабриката, силы вытяжки, износ матриц.

Для обеспечения качественной обработки отверстий твердосплавных матриц применяется внутреннее шлифо­ вание кругами из синтетических алмазов. Доводке под­ вергаются вытяжные матрицы с твердосплавными вкла­ дышами (внутренний диаметр 11—15 мм), изготовлен­ ными из вольфрамо-кобальтовых сплавов ВК8 и ВК15.

Режимы шлифования следующие: скорость враще­ ния круга 18,8 и 37,6 м/сек (36000 и 72000 об/мин соот­

ное шлифование устанавливаются с учетом снятия по­ верхностного слоя и деформаций твердого сплава, обра­ зующихся при спекании. Для твердосплавных вытяжных матриц с диаметрами рабочих цилиндров 10—15 мм при­ пуски составляют 0,05 — 0,15 мм на одну сторону. При предварительном шлифовании снимается основная часть припуска, а при окончательном — 0,02—0,25 мм. Алмаз­ ные круги устанавливаются на оправках с точной посад­ кой по отверстию и крепятся гайкой.

Для нормальной работы биение круга по наружному диаметру после установки на оправку не должно пре­ вышать 0,01 мм, а при установке в электрошпинделе — 0,02 мм. Если биение превышает эту величину, необхо­ димо произвести правку круга на круглошлифовальном станке кругом из зеленого карбида кремния зернисто­

24

стью 16—25, твердостью СМ1—СМ.2 на керамической связке. Алмазный круг вместе с оправкой устанавлива­ ется в электрошпинделе, скорость вращения которого составляет 18,8 м/сек. Правящий круг закрепляется на оправке в шпинделе, скорость его вращения 40— 60 м/мин. Алмазные круги в процессе эксплуатации не снимают с оправок, так как после каждой установки круга появляется дополнительное биение.

Шлифование деталей из твердых сплавов. Концент­ рация алмазов кругов должна равняться 100—150%, а зернистость —АСО8 — АСО12.

Режимы шлифования следующие: скорость враще­ ния — 25—30 м/сек, скорость вращения детали — 35 — 45 м/мин, продольная подача — 0,8— 1 м/мин, попереч­ ная подача — 0,005 мм/дв. ход. При шлифовании за ми­ нуту расходуется 8—10 л охлажденной жидкости.

Обработка твердосплавных изделий с наложением электрического тока.

После опытных работ по заточке твердосплавных ин­ струментов, проведенных технологической лаборатори­ ей, на заводе приступили к внедрению новых способов их обработки с наложением электрического тока. Это позволило более эффективно использовать круги из син­ тетических алмазов на металлических связках, избе­ жать их засаливания в процессе работы. Кроме того, расход алмазов при этом методе по сравнению с обыч­ ными уменьшился в 7—10 раз. Внедрены синтетические алмазы и при шлифовании труднообрабатываемых нер­ жавеющих, жаропрочных, ударопрочных сталей и спла­ вов.

Электроалмазная (электролитическая алмазная) об­ работка представляет собой комбинацию электрохими­ ческой и алмазной обработки токопроводящих материа­ лов. (Принципиальная схема ее приведена на рис. 4). К ин­ струменту— алмазному шлифовальному кругу на ме­ таллической связке 1 подключается отрицательный по-

25