Инструменты оснащенные

Зерна абразивных инструментов представляют собой искусственные или природные минералы и кристаллы. Абразивные материалы отличаются высокой твердостью, которая определяется по минералогической шкале. Зерна абразивов разделяют по крупности на группы и номера. Основная характеристика номера зернистости — количество и крупность его основной фракции. При изготовлении инструмента зерна скрепляются друг с другом с помощью цементирующего вещества — связки. Наиболее широко применяют инструменты, изготовленные на керамической, бакелитовой или вулканитовой связке.

Результаты проведенных многочисленных лабораторных, заводских и промышленных испытаний позволяют сделать вывод, что самыми высокими абразивными свойствами, по сравнению со всеми известными инструментами на органической связке, обладают инструменты, изготовленные из совместно агрегированных алмазно-абразивных порошков.

Сталь Обухова отличалась высокими механическими свойствами — необходимой упругостью и вместе с тем вязкостью. Клинки для шпаг свободно свертывались в кольцо и также легко развертывались не ломаясь. При обработке изделий на токарном станке длина стружки нередко достигала нескольких десятков метров. Прекрасно показали себя и инструменты, изготовленные из этого металла. Струги из английской стали обрабатывали без заточки не более 50—80 кож, идущих для изготовления ножен к тесакам и шашкам. Аналогичный инструмент из обухов-ской стали служил в 30 раз дольше7. Преимущества отечественного металла по сравнению с заграничными были очевидны. Все это позволило Златоустовской оружейной фабрике уже в конце 50-х годов освободиться от иностранной зависимости в области получения сырья.

(рис. 101). Концентратор является акустическим трансформатором скорости или амплитуды, в станках для ультразвуковой обработки его основное назначение — увеличивать амплитуду колебания инструмента. В мощных и точных станках применяют инструменты, изготовленные заодно с концентратором. Наибольшее применение получили концентраторы ступенчатой и экспоненциальной форм. Коэффициент усиления амплитуды при экспоненциальной форме наибольший. Во время работы вследствие непрерывной упругой деформации концентратор нагревается, на это затрачивается акустическая энергия. Меньшие потери имеют концентраторы из алюминия, концентраторы из стали — после закалки и отпуска. Прочность концентраторов при знакопеременных нагрузках ограничивает допустимую амплитуду колебаний инструмента при обработке: она, как правило, не должна превышать 60 мкм [22]. Основным требованием, предъявляемым к инструменту, которым ведется

Режущие инструменты, поступающие на завод от поставщиков, подвергаются контролю в КПП при центральном инструментальном складе; инструменты, изготовленные в инструментальном цехе, проходят контроль в СТК цеха. .

Структура. Под структурой абразивного инструмента понимают количественное соотношение между абразивными зёрнами, связкой и порами. Абразивные инструменты, изготовленные с заранее заданной структурой, называются структурными кругами. Обычно различают 13 номеров структур (№ 0—12). Номер структуры определяет относительное количество зёрен на единице поверхности или в единице объёма круга, при этом чем меньше номер структуры, тем плотнее расположены абразивные зёрна. Структуры делятся на три группы: плотные (№ О, 1, 2 и 3), среднеплотные (№ 4, 5 и 6) и открытые (№ 7, 8, 9, 10, И и 12). Круги на керамической связке плотных структур, как правило, не изготовляются. На фиг. 3 пока-

Резцы, изготовленные из быстрорежущей стали, впервые демонстрировались на Всемирной промышленной выставке в Париже в 1900 г. С применением этих резцов скорость резания почти в 5 раз превысила скорости, допускаемые для резцов из обычной углеродистой стали. Добавка в сталь специальных легирующих элементов (марганца, хрома, вольфрама) значительно повышала твердость инструмента и его красностойкость, т. е. способность сохранять свои рабочие свойства при нагреве, возникающем в процессе обработки. Твердость новой стали не падала даже при нагреве до красного каления (при температуре 600° С). Многочисленные опыты, проведенные в 1901—1906 гг., привели Тейлора и Уайта к заключению, что лучшим быстрорежущим сплавом является сталь с содержанием 0,67% углерода, 18% вольфрама, 5,47% хрома, 0,11% марганца, 0,29% ванадия и 0,043% кремния. Быстрорежущую сталь такого состава закаливали нагревом до очень высокой температуры (свыше 900° С) с последующим быстрым охлаждением в воде. Инструменты, изготовленные из быстрорежущей стали, вскоре получили широкое распространение.

Структура. Под структурой круга понимают количественное соотношение и взаимное расположение абразивных зерен, связки и пор. Абразивные инструменты, изготовленные с заранее заданной структурой, называются структурными кругами.

Шлифование эльборовыми кругами. Новый синтетический сверхтвердый материал — эльбор— открывает широкие перспективы в области шлифования твердых сталей и сплавов. Эльбор, обладая твердостью и абразивной способностью, близкой к алмазу, значительно превосходит последний по термообработке. Инструменты из эльбора вырабатываются на органических и керамических связках, причем инструменты, изготовленные на керамических связках, по конструкции близки к абразивным. Помимо зернистости, концентрации и вида связки, они, как и обычный абразивный инструмент, характеризуются регулируемыми твердостью и структурой. Инструмент из эльбора обладает следующим преимуществом: повышенной режущей способностью и ее постоянством в процессе длительной эксплуатации; низким удельным расходом (почти в 30 раз ниже абразивного); отсутствием засаливания, исключающего необходимость правки кругов; высокой стойкостью рабочего профиля.

5. Отпуск. Существуют следующие виды отпуска: а) низкий (при температуре 150—280° С), применяемый для снижения внутренних напряжений и хрупкости при сохранении или небольшом снижении твердости. Этому виду отпуска подвергаются в основном детали после цементации и закалки и инструменты, изготовленные из углеродистых и легированных инструментальных сталей; б) средний (при 350—500СС)— для повышения предела упругости и вязкости, которому подвергаются в основном пружины; в) высокий (при 500—650°С)— для получения высокой прочности и хорошей сопротивляемости ударным нагрузкам.

Резание. Как и в случае стеклопластиков, при резании углепластиков необходимо использовать алмазные режущие инструменты или инструменты, изготовленные из сверхтвердых сплавов. Обычная быстрорежущая сталь при обработке армированных пластиков очень быстро изнашивается. При точении или резании углепластиков на токарных станках или фрезеровании следует использовать оборудование для отсоса стружки, пыли и других отходов.

Пластинки из минералокерамики крепят к державкам резцов или корпусам инструментов механическим способом либо пайкой, сделав металлизацию пластинок. Инструменты, оснащенные пластинками из минералокерамики, можно эффективно использовать при по-лучистовой обработке деталей из сталей и цветных металлов в условиях безударной нагрузки. Для повышения эксплуатационных характеристик инструментов с пластинками из минералокерамики в нее добавляют W, Aio, В, Ti, Ni. Такие материалы называют керме-тами. Особое значение керметы приобретают при обработке деталей из труднообрабатываемых материалов.

5.Жаропрочные деформируемые сплавы на железоникелевой, никелевой и кобальтовой основах (типа ХН77ТЮ, Х20Н80Т) или литейные (типа ЖС6-К, ВЖ36-Л2). Первые применяют для деталей, работающих при температурах 750—900° С, вторые — при температурах 900—1000° С в условиях больших нагрузок. Эти стали подвергают закалке и старению. Обрабатываемость деформируемых сплавов в 6—12 раз ниже, чем стали 45. Литейные сплавы по сравнению с ними обладают меньшей вязкостью, меньше при их обработке и силы резания. Наличие большого количества интерметаллидных включений и карбидов приводит к тому, что обрабатывать литейные сплавы инструментом из быстрорежущей стали практически нельзя из-за большого износа. Поэтому в основном применяют инструменты, оснащенные твердым сплавом, причем скорости резания назначают в 15—20 раз более низкие, чем.при обработке стали 45, как правило, они не превышают 8—10 м/мин.

Инструменты, оснащенные минералокерамическими пластинками, не теряют твердости при нагревании в процессе работы до 1200°С. Поэтому, как показала практика, такие инструменты с успехом могут заменять твердосплавные при чистовой и получисто-вой обработке чугуна, стали, неметаллических материалов, цветных металлов и их сплавов.

Инструменты, оснащенные минералокерамическими пластин-

9. Режущие инструменты, оснащенные сверхтвердыми и керамическими материалами, и их применение: Справочник / В. П. Жедь,

Твердые сплавы делят на металлокерамические и минералоке-рамические. Форма пластин, изготовленных из этих сплавов, зависит от их механических свойств. Инструменты, оснащенные пластинами из твердых сплавов, позволяют работать на более высоких скоростях резания по сравнению с инструментами из быстрорежущей стали.

Твердые спеченные сплавы (иначе металлокерамическиё) выпускают в виде пластин разной формы. Инструменты, оснащенные пластинами из твердых сплавов, позволяют применять более высокие скорости резания по сравнению с инструментами из быстрорежущей стали.

Кубический нитрид бора (КНБ), так же, как и поликристаллический алмаз, производится при высокой температуре и очень высоком давлении с использованием основы из карбида вольфрама и металлического катализатора. Инструменты, оснащенные КНБ, позволяют повысить скорости резания в 10 раз и достичь

Жедь В. П., Боровский Г. В. Режущие инструменты, оснащенные сверхтвердыми и керамическими материалами, н их применение, М., 1987.

сферической формы, длиной 3,5-8 и диаметром 3-5 мм. Режущие инструменты, оснащенные эльбором, предназначены главным образом для обработки чугуна и стали любой твердости при высоких скоростях резания. Стойкость резцов из кубического нитрида бора при обработке закаленных сталей твердостью 63-66 HRC в десятки раз выше стойкости резцов из твердого сплава.

Режущие инструменты, оснащенные поликристаллическими алмазами, применяют при обработке титановых сплавов, минералокерамики, твердых, сплавов и т. д. Стойкость таких резцов в 6-10 раз выше стойкости твердосплавных резцов. Синтетические поликристаллические алмазы получают из графита при температурах порядка 2500 °С и весьма высоких давлениях. Эти алмазы сортируют на отдельные фракции и используют для изготовления различного алмазного инструмента,

Титановые сплавы обрабатываются несколько хуже нержавеющих сталей, но лучше жаропрочных сплавов. Плохая обрабатываемость титановых сплавов объясняется их низкой теплопроводностью, которая еще ниже, чем у жаропрочных материалов, а также высокой активностью титана к кислороду и азоту воздуха, в результате которой резко повышается твердость контактного слоя стружки и уменьшается площадь контакта стружки с инструментом. На контактных поверхностях создаются большие нормальные давления, которые при наличии высоких температур способствуют возникновению задиров. Для обработки титановых сплавов используют режущие инструменты, оснащенные пластинами твердых сплавов ВК4, ВК8 и быстрорежущие стали Р9К8 и Р9Ф5 при оптимальных геометрических параметрах.