ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ

МЕТАЛЛОВ РЕЗАНИЕМ

Методические указания к лабораторной работе

по дисциплине «Станки и инструмент»

Федеральное агентство по образованию

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

(СибАДИ)

Кафедра «Конструкционные материалы и специальные технологии»

ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ

МЕТАЛЛОВ РЕЗАНИЕМ

Методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Станки и инструмент»

Составители Б. И. Калмин, М. С. Корытов (в авторской редакции) Омск СибАДИ 2012 УДК 621.9 ББК 34.63 Рецензент канд. техн. наук, доц. В. Н. Никитин Работа одобрена методической комиссией факультета «Автомобильный транспорт» в качестве методических указаний к лабораторной работе по дисциплине «Станки и инструмент» для студентов специальностей 190201, 190601.

Инструмент для обработки металлов резанием: Методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Станки и инструмент» / Сост.: Б.И. Калмин, М.С. Корытов. – Омск: Изд-во СибАДИ, 2012. – 23 с.

Рассмотрены основные виды лезвийного и абразивного режущего инструмента. Указаны области применения, назначение инструментов различных видов. Приведены эскизы инструментов, схемы основных углов заточки ряда лезвийных инструментов. Рассматривается маркировка шлифовальных кругов.

Ил. 12. Табл. 4. Библиогр.: 3 назв.

Составители: Б.И. Калмин, М. С. Корытов, Цель работы Изучение конструкции, геометрии и назначения лезвийного и абразивного режущего инструмента различных видов, изучение маркировки абразивных кругов.

Введение Различают лезвийные и абразивные режущие инструменты. У лезвийного инструмента имеется одна или несколько острых режущих кромок определенной геометрической формы. У абразивного – множество режущих зерен различной формы, хаотически ориентированных. Каждое зерно при этом представляет собой микроклин [1, 2, 3].

Лезвийные инструменты состоят из режущей и крепежной частей.

Режущая часть включает режущие лезвия и образующие их поверхности.

Она может выполняться из материала, отличного от материала крепежной части (твердый сплав, керамика и т. д.), и соединяться с крепежной частью механически, сваркой, пайкой. Крепежная часть предназначена для установки и закрепления инструмента в рабочих органах станка.

1. ЛЕЗВИЙНЫЕ РЕЖУЩИЕ ИНСТРУМЕНТЫ

1.1. Токарные резцы Все резцы делятся на типы в зависимости от их технологического назначения и конструктивных особенностей (рис. 1).

Рис. 1. Токарные резцы: 1 – отрезной; 2 – проходной прямой; 3 – проходной отогнутый; 4 – чистовой широкий (лопаточный); 5 – чистовой радиусный;

6 – прорезной (канавочный); 7 – проходной упорный; 8 – подрезной;

9 – фасонный призматический; 10 – галтельный; 11 – резьбовой наружный;

12 – фасочный; 13 – расточный проходной Токарный резец при обработке совершает медленное поступательное движение подачи. Главное движение – это вращение заготовки, закрепленной в приспособлении на шпинделе токарного станка.

Токарные резцы предназначены для обработки поверхностей тел вращения: наружных и внутренних цилиндрических поверхностей, конических поверхностей, торцовых поверхностей, канавок, уступов, фасонных, резьбовых поверхностей.

1.2. Фрезы Фреза – это многолезвийный (многозубый) вращающийся режущий инструмент, зубья которого последовательно вступают в контакт с обрабатываемой поверхностью в процессе резания. Относительно медленная подача производится движением обрабатываемой заготовки, закрепленной на столе фрезерного станка. В зависимости от технологического назначения и конструктивных особенностей все фрезы делятся на типы. На рис. 2 приведены несколько основных типов фрез.

Рис. 2. Фрезы: 1 – цилиндрическая косозубая односторонняя;

2 – цилиндрическая косозубая трехсторонняя; 3 – концевая;

4 – дисковая прямозубая; 5 – торцовая со вставными ножами;

6 – дисковая модульная; 7 – концевая модульная; 8 – червячная модульная Цилиндрическая односторонняя фреза имеет зубья только на цилиндрической поверхности. Она служит для фрезерования плоских поверхностей. Ширина заготовки должна быть меньше, чем ширина фрезы.

Цилиндрическая трехсторонняя фреза имеет зубья не только на цилиндрической, но и на боковых наклонных поверхностях. Служит: а) для фрезерования плоскостей, если ширина заготовки меньше ширины цилиндрической части фрезы; б) фрезерования широких пазов в другом случае.

Концевая фреза служит для фрезерования вертикально расположенных нешироких плоскостей и прямоугольных пазов на вертикальнофрезерном станке, а также для контурного фрезерования на станках с ЧПУ.

Шпоночная фреза, по внешнему виду сходная с концевой, служит для фрезерования шпоночных пазов.

Дисковая прямозубая отрезная односторонняя фреза служит для разрезания заготовок. Односторонняя дисковая фреза имеет зубья только на цилиндрической поверхности. Трехсторонняя дисковая фреза имеет зубья не только на цилиндрической, но и на обоих торцовых поверхностях и может использоваться для обработки пазов прямоугольного профиля.

Торцовая фреза применяется для обработки широких плоскостей. По сравнению с цилиндрическими фрезами торцовые обеспечивают в несколько раз большую производительность, так как большее число зубьев одновременно находится в работе вследствие большого угла контакта. Это позволяет при одинаковой подаче на зуб увеличить минутную подачу. Поверхности при обработке торцовыми фрезами имеют меньшую шероховатость, так как вспомогательные режущие кромки на торцовой поверхности фрезы зачищают обработанную поверхность заготовки. Торцовые фрезы можно проектировать большего диаметра, чем цилиндрические, кроме того, их легче изготовлять сборной конструкции, что позволяет экономить дорогостоящий материал режущей части.

Дисковая модульная фреза служит для нарезания цилиндрических зубчатых колес методом копирования. При этом методе профиль фрезы соответствует профилю впадин между двумя зубьями заготовки. Метод копирования реализуется также при нарезании зубьев концевой модульной фрезой, у которой в отличие от дисковой модульной ось вращения расположена вертикально. Метод копирования характеризуется сравнительно низкой точностью и производительностью.

Наибольшее распространение получил метод обкатки. Он реализуется при нарезании зубьев цилиндрических зубчатых колес наружного зацепления при помощи червячной модульной фрезы. Эта фреза представляет собой винт (червяк, воспроизводящий трапецеидальный профиль рейки) с прорезанными перпендикулярно к виткам канавками для образования режущих кромок. При вращении фрезы профиль рейки перемещается в осевом направлении, что позволяет при согласованном вращении заготовки воспроизводить зацепление зубчатого колеса (заготовки) и зубчатой рейки (инструмента).

Это лезвийный инструмент для обработки отверстий, совершающий одновременно два движения: вращательное главное движение резания и движение подачи вдоль оси вращения. К данной группе относятся сверла, зенкеры, развертки и метчики (рис. 3). Осевой режущий инструмент чаще всего применяется на сверлильных станках.

Рис. 3. Осевой режущий инструмент: 1 – сверло спиральное; 2 – зенкер цилиндрический спиральный; 3 – зенкер конический; 4 – зенкер торцовый с направляющей цапфой; 5 – развертка цилиндрическая; 6 – метчик Сверло спиральное служит для сверления новых отверстий в сплошном материале и рассверливания уже имеющихся отверстий. Это наиболее распространенный тип осевого инструмента. Спиральное сверло имеет два зуба.

Зенкер цилиндрический используется для расширения и получистовой обработки цилиндрических отверстий, полученных литьем, ковкой или сверлением. Зенкеры имеют по 3–4 зуба. Поперечная режущая кромка (перемычка) у них отсутствует.

Зенкер конический (зенковка) применяется для получения конических углублений под головки винтов.

Зенкер торцовый с направляющей цапфой (цековка) используется для обработки торцовых входных участков отверстий.

Развертка служит для чистовой окончательной обработки отверстий.

Имеет 8–12 зубьев. По форме обрабатываемого отверстия развертки, как и зенкеры, могут быть цилиндрические, конические, ступенчатые и с направляющей цапфой.

Режущая часть цилиндрической развертки включает направляющий конус. Калибрующая часть направляет развертку в отверстии, обеспечивает высокую точность размера и малую шероховатость поверхности.

Метчик служит для нарезания внутренней цилиндрической резьбы в сквозных и глухих отверстиях. Метчик как инструмент получается из винта путем прорезания в нем стружечных канавок, образования заборного конуса и затылования зубьев для создания положительного заднего угла.

Помимо рассмотренных выше резьбового резца и метчика (см. рис. и 3), для нарезания резьбы используются плашки, резьбовые гребенки, наружные и внутренние самораскрывающиеся резьбовые головки (рис. 4).

Рис. 4. Резьбонарезные инструменты: 1 – круглая плашка;

2 – резьбовая гребенка; 3 – самораскрывающаяся резьбовая головка Плашка предназначена для нарезания наружной цилиндрической резьбы на болтах, винтах, шпильках и т. д. Круглая плашка представляет собой гайку, превращенную в инструмент путем сверления стружечных отверстий и образования режущей части с затылованными зубьями.

При нарезании резьбы метчиками и плашками их затем нужно свинчивать с детали. На это тратится много времени. Указанного недостатка лишены самораскрывающиеся головки и резьбовые гребенки. По окончании нарезания резьбы самораскрывающейся головкой вставные гребешки автоматически расходятся (сходятся у головок для нарезания внутренней резьбы) и головка без реверсирования на быстром ходу отводится в исходное положение. Вследствие этого повышается производительность.

Резьбовая гребенка – это фасонный резец с резьбовым профилем. Рабочая часть гребенки имеет 6...8 шагов резьбы, что позволяет нарезать наружные и внутренние резьбы за меньшее число проходов, чем резьбовыми резцами.

1.5. Инструмент для протягивания и прошивания Обработка отверстий и наружных поверхностей может производиться протяжками – многолезвийным инструментом с рядом последовательно выступающих одно над другим лезвий в направлении, перпендикулярном направлению скорости главного движения. Протягивание является одним из наиболее высокопроизводительных процессов обработки деталей машин резанием, так как в работе одновременно находится большое количество зубьев инструмента. Для некоторых видов отверстий, например шлицевых, протягивание является единственным методом формообразования.

Протяжка совершает поступательное или вращательное главное движение резания. Движение подачи как таковое отсутствует, поскольку у протяжки каждый последующий зуб выступает над предыдущим. Это превышение называется подъемом зуба протяжки и определяет толщину срезаемого слоя.

Прошивка – короткая протяжка, которая не протягивается, а продавливается через отверстие.

В зависимости от типа обрабатываемых поверхностей все протяжки подразделяются на внутренние и наружные. Основные типы протяжек и прошивка приведены на рис. 5.

Рис. 5. Протяжки и прошивка: 1 – внутренняя круглая протяжка;

2 – наружная дисковая протяжка; 3 – наружная плоская протяжка; 4 – прошивка Из всех разновидностей чаще всего применяют протяжки для обработки круглых отверстий. Внутренняя круглая протяжка предназначена для протягивания цилиндрических отверстий после сверления, растачивания или зенкерования. Она имеет замковую часть для закрепления тянущим устройством, переднюю направляющую часть с конусом для центрирования заготовки в начале резания, режущую и калибрующую части, заднюю направляющую часть. Лезвия зубьев режущей части выступают на значительную высоту относительно предыдущих лезвий и срезают основную часть припуска. Лезвия зубьев калибрующей части выступают незначительно, чтобы обработанная поверхность получила требуемый размер и шероховатость. По форме отверстия внутренние протяжки также могут быть шлицевыми, шпоночными, многогранными и т. д.

Наружная дисковая протяжка предназначена для обработки наружных поверхностей тел вращения различной формы и совершает вращательное движение вокруг своей оси. При этом заготовке сообщают круговую подачу.

Наружная плоская протяжка служит: а) для протягивания наружных поверхностей различной геометрической формы с прямолинейной образующей, если заготовка неподвижна; б) обработки наружных поверхностей тел вращения различной формы, если заготовке сообщают круговую подачу. Протягивание наружных поверхностей в ряде случаев успешно заменяет строгание, фрезерование и даже шлифование.

Прошивкой обрабатываются короткие отверстия различного сечения.

Существует два метода нарезания зубьев зубчатых колес: метод копирования и метод обкатки. При методе копирования профиль фрезы соответствует профилю впадин между двумя зубьями заготовки. С помощью рассмотренных выше дисковой и концевой модульных фрез (см. рис. 2) метод копирования реализуется на универсальных фрезерных станках в единичном производстве и при выполнении ремонтных работ.

Метод обкатки основан на зацеплении зубчатой пары: инструмента и заготовки. Режущие кромки инструмента имеют профиль зуба сопряженной рейки, как у рассмотренной выше червячной модульной фрезы (см.

рис. 2), либо сопряженного колеса. Профиль зубьев на заготовке образуется в результате согласованных перемещений режущих кромок инструмента и заготовки.

Режущие кромки следующих видов зуборезного инструмента, работающего по методу обкатки, имеют профиль зуба сопряженного колеса:

зуборезного долбяка и зубострогального резца (рис. 6).

Рис. 6. Инструмент для зубонарезания по методу обкатки: 1 – зуборезный долбяк;

Зуборезный долбяк – закаленное и шлифованное зубчатое колесо, каждый зуб которого представляет собой режущую кромку с передним и задним углами. Долбяк используется для нарезания зубьев цилиндрических колес наружного и внутреннего зацепления на зубодолбежных станках. Это наиболее производительный и точный метод зубонарезания. Принцип метода: воспроизводится зубчатое зацепление двух колес – долбяка и заготовки, то есть они согласованно вращаются. Кроме вращения, долбяк совершает возвратно-поступательное главное движение резания. При нарезании цилиндрических колес с косыми зубьями используют косозубые долбяки с тем же углом наклона зубьев. При этом долбяку сообщают дополнительное возвратно-вращательное движение.

Зубострогальные резцы применяют для изготовления прямозубых конических колес на зубострогальных станках. Принцип нарезания: воспроизводится зубчатое зацепление двух конических колес, одно из которых плоское. Плоское колесо представляет собой кольцевую рейку, у которой профиль зубьев прямолинейный. Это позволяет заменить производящее колесо двумя зубострогальными резцами в люльке, совершающими возвратно-поступательное движение. Согласованное вращение заготовки и люльки с резцами является движением обкатки.

Кроме указанных, для изготовления зубчатых колес применяют и другие режущие инструменты более сложных конструкций.

1.7. Инструмент для отделочной обработки зубьев зубчатых колес Зубчатые колеса, к которым предъявляются повышенные требования в отношении точности и шероховатости рабочих поверхностей, после зубонарезания или термической обработки подвергаются отделочной обработке. Существует ряд методов отделки боковых поверхностей зубьев шестерен, из которых наиболее распространенным является шевингование.

Шевингование – это лезвийный способ обработки, в отличие от абразивных способов отделки зубьев: зубошлифования, зубохонингования и притирки. Режущий инструмент – шевер – срезает с боковой поверхности зубьев заготовки очень тонкую стружку. Обработка ведется на специальных шевинговальных станках. Шевер представляет собой косозубое колесо, на боковых поверхностях зубьев которого нанесены узкие канавки, образующие режущие кромки. Колесо-заготовка и шевер Рис. 7. Схема обкатываются как цилиндрическая винтовая пара со шевингования скрещивающимися осями, при значении угла между осями в 10...15 0 (рис. 7). Благодаря этому на боковой поверхности зубьев возникает проскальзывание, обеспечивающее срезание тончайшей стружки. Шевингованием обрабатывают незакаленные зубчатые колеса.

1.8. Основные углы заточки лезвийного инструмента Токарный резец любого типа имеет несколько углов заточки, однако основными из них, оказывающими наибольшее влияние на процесс резания, являются передний и задний углы (рис. 8). Они измеряются в одной плоскости, так называемой главной секущей, которая проводится перпендикулярно проекции главной режущей кромки (той, что режет металл) на осРис. 8. Основные углы заточки новную (горизонтальную) плоскость. токарного резца это основные углы заточки режущих кромок у любого вида лезвийного инструмента. Передний угол – это угол заточки передней поверхности. Отличительной особенностью передней поверхности всегда является то, что по ней сходит стружка. Задний угол – угол заточки задней поверхности, которая вместе с передней поверхностью образует режущий клин резца, зуба сверла, фрезы, протяжки и т. д.

На рис. 9 изображены передний и задний углы заточки зубьев сверла, цилиндрической фрезы, круглой протяжки.

Рис. 9. Передний и задний углы заточки зубьев многозубого лезвийного инструмента:

а) спирального сверла; б) цилиндрической фрезы; в) круглой протяжки С увеличением угла уменьшается деформация срезаемого слоя, так как инструмент легче врезается в металл, снижается требуемое усилие резания и расход мощности. Качество обработанной поверхности улучшается. Однако чрезмерное увеличение угла приводит к ослаблению лезвия, уменьшению его прочности, быстрому износу и выкрашиванию. Угол необходим, чтобы уменьшить трение резца о заготовку. Его чрезмерное увеличение приводит к тем же отрицательным последствиям, что и увеличение угла.

Фрезы могут иметь остроконечную или затылованную форму зуба.

Остроконечный зуб имеет плоские переднюю и заднюю поверхности. У затылованного зуба передняя поверхность плоская, а задняя выполнена по спирали Архимеда на специальных токарно-затыловочных станках.

Остроконечные зубья перетачивают по задней поверхности (рис. 10, а). Фрезы с такими зубьями проще в изготовлении, более стойки, обеспечивают получение менее шероховатой поверхности. Однако при переточке профиль зуба не сохраняется.

Передний угол затылованных зубьев обычно берут равным 00 и в этом случае их перетачивают по передней поверхности в радиальном направлении (см. рис. 10, б). Профиль зуба при этом сохраняется. Поэтому с затылованными зубьями изготовляют фасонные фрезы.

2. АБРАЗИВНЫЕ РЕЖУЩИЕ ИНСТРУМЕНТЫ

Абразивным инструментом называется тело определенной геометрической формы, состоящее (или содержащее рабочий слой) из абразивных зерен, скрепленных между собой связкой. К абразивным инструментам относятся шлифовальные круги, шлифовальные головки, бруски, сегменты, абразивные ленты.

Достоинства абразивных инструментов: высокая точность обработки, низкая шероховатость обработанной поверхности, возможность обработки твердых материалов и закаленных металлов.

Недостатки: снижение эксплуатационных свойств поверхностного слоя деталей вследствие больших растягивающих напряжений, прижогов и шаржирования обработанной поверхности абразивными отходами. Чтобы уменьшить отрицательное влияние указанных факторов, обработку ведут при малой глубине резания, с обильной подачей охлаждающей жидкости в зону резания.

Из всех видов абразивного инструмента шлифовальные круги наиболее распространены. Они представляют собой тела вращения различного профиля. Насчитывается 17 видов шлифовальных кругов. Они приведены на рис. 11.

В зависимости от формы и назначения круги бывают плоские прямого профиля (ПП, наиболее распространены), плоские с цилиндрическими и коническими выточками (ПВ, ПВД, ПВК, ПВКД), плоские с двух- и односторонним коническим профилем (2П, 3П, 4П), диски (Д), кольца (1К, 2К), чашки цилиндрические (ЧЦ) и конические (ЧК), тарелки с различным углом профиля (1Т, 2Т, 3Т) и круги специального назначения: (С, И, Кс, М).

Круги ПП и ПВ используются для круглого наружного, внутреннего, бесцентрового и плоского шлифования. Цилиндрические выточки с одной или с двух сторон (ПВ, ПВД) делают тогда, когда зажимные фланцы могут помешать подводить круг к зоне шлифования. Конические выточки у плоских кругов ПВК и ПВКД служат для уменьшения площади контакта боковой поверхности круга с заготовкой при шлифовании буртиков, что уменьшает тепловыделение и улучшает качество шлифуемой поверхности.

Плоские круги с коническим профилем (2П, 3П, 4П) применяют при ограниченном пространстве в зоне шлифования для заточки многолезвийных инструментов.

Диски (Д) изготовляют тонкими 0,5–5 мм, диаметром 80–500 мм и используют для разрезания заготовок, прорезания канавок и шлифования глубоких пазов. Кольца (1К и 2К) применяют для плоского шлифования. К планшайбе шлифовального станка их крепят цементирующим веществом.

Форма 2К обеспечивает более надежное крепление. Круги ЧЦ и ЧК используются для заточки инструментов и для плоского шлифования. Тарелки 1Т, 2Т, 3Т применяют для заточки режущих инструментов, когда свободное пространство в зоне шлифования резко ограничено: 1Т – для заточки передней поверхности зубьев фрез, 2Т – для заточки червячных фрез, более узкие 3Т – для шлифования долбяков и цилиндрических зубчатых колес.

Специальные круги имеют наименование в соответствии с родом работы: С – для шлифования калибровых скоб, И – для заточки иголок, Кс – для заточки ножей косилок, М – для разрезания минералов.

Шлифовальными головками называют шлифовальные круги малых размеров. Существует семь разновидностей шлифовальных головок, основные из которых приведены на рис. 12.

Их применяют для внутреннего шлифования, а также для обработки фасонных поверхностей и снятия заусенцев. На шпинделе станка головку закрепляют при помощи резьбовой шпильки. На другом конце шпилька имеет насечку, которая входит в глухое отверстие головки и фиксируется клеящим веществом.

Шлифовальные круги больших размеров делают сборной конструкции, состоящими из нескольких сегментов. Сегменты зажимают в гнездах патрона, который крепится на шпинделе станка. После закрепления сегменты образуют прерывистую плоскую кольцевую поверхность. Изготовляют сегменты различной формы: плоские, выпукло-вогнутые и т. д. На рис. 13 показаны основные разновидности шлифовальных сегментов.

Различная форма и размеры сегментов обусловлены существующими конструкциями корпусов для их крепления. Сегментные круги применяют для плоского торцового шлифования деталей больших размеров.

2.4. Абразивные бруски, ленты и шкурки. Алмазные круги Брусками называют абразивный инструмент, имеющий по длине одинаковый профиль. Бруски изготовляют квадратными, плоскими, трехгранными, круглыми, полукруглыми диаметром 2–90 мм и длиной до мм. Их применяют для слесарных работ, для хонинговальных и суперфинишных головок.

Ленты и шкурки – абразивный инструмент, представляющий собой тонкую гибкую основу с закрепленным на ней слоем абразивного зерна.

Основа – металлическая лента, тканевое или бумажное полотно. Закрепление абразивных зерен производится мездровым клеем, техническим казеином, лаком ЯН-153 или синтетическим лаком ПФШ-4. Шлифование лентами выполняется на специальных станках, шкурками – на станках и вручную.

Алмазные круги выпускают 16 типов. Их формы и обозначения те же, что и абразивных кругов, только впереди ставятся буквы А для природных алмазов и АС – для синтетических алмазов, например, АПП, АЧК, АСПП, АСЧК и т. д. Толщина алмазоносного слоя на круге 1–5 мм.

Маркировка включает в себя основные характеристики круга. Например, маркировка ПП–50050305–14А–25–С2–7–К5–35 м/с расшифровывается следующим образом:

ПП – форма круга (плоский прямой профиль, см. рис. 11).

50050305 – габаритные размеры круга (наружный диаметр мм, внутренний посадочный диаметр 305 мм, ширина круга 50 мм).

14А – вид абразивного материала (электрокорунд нормальный марки 14А). В качестве абразивного материала может использоваться электрокорунд нормальный (марок 12А... 16А), электрокорунд белый (марок 22А...

25А), легированный электрокорунд (марок 32А... 34А, 37А, 38А), монокорунд (марок 43А... 45А), карбид кремния черный (марок 52С... 55С), карбид кремния зеленый (марок 62С... 64С), природные и синтетические алмазы (марок АСО, АСР, АСВ, АСК, АСС, АСМ, АСН), эльбор и другие материалы.

25 – зернистость шлифовального круга (номер 25, шлифзерна, размер зерен основной фракции 250 мкм). Зернистость характеризует крупность зерен. Существует 26 номеров зернистости для всех абразивных материалов, кроме алмазов. Размер абразивных зерен и их обозначение приведены в табл. 1. Для алмазных зерен принято другое обозначение зернистости в виде дроби, в которой числитель соответствует наибольшему, а знаменатель – наименьшему размеру основной фракции зерен в мкм. Размер алмазных зерен и их обозначение приведены в табл. 2.

Т а б л и ц а 1. Размер абразивных зерен и их обозначение основной фракции Т а б л и ц а 2. Размер алмазных зерен и их обозначение размеров зерен С2 – степень твердости круга (средний класс твердости). Под твердостью абразивного инструмента понимают сопротивление связки вырыванию абразивных зерен внешней силой. Установлено 7 классов твердости, которые приведены в табл. 3.

Т а б л и ц а 3. Твердость абразивного инструмента 7 – номер структуры (объемное содержание зерна в круге 48 %).

Структурой абразивного инструмента называют соотношение в процентах объемов, занятых в нем абразивными зернами, связкой и порами. Различают 12 основных номеров структур. Большей пористости круга отвечает больший номер. Объем связки при увеличении номера также возрастает.

Основой системы обозначения структур является объемное содержание зерна в инструменте, которое приведено в табл. 4.

Т а б л и ц а 4. Структуры абразивного инструмента структуры содержание Структуры № 1...4 называют закрытыми или плотными, № 5...8 – средними, № 9...12 – открытыми. При шлифовании на обычных скоростях (до 35 м/с) чаще используют круги с закрытыми структурами, на повышенных скоростях (35...50 м/с) круги со средними структурами, при больших скоростях – с открытыми структурами.

К5 – вид материала связки круга (керамическая связка марки К5).

Связка может быть неорганической, органической и металлической. Из неорганических связок наиболее широко используются керамическая (К) и силикатная (С) связки. Из органических связок наиболее распространены бакелитовая (Б) и вулканитовая (В) связки. Бакелит – синтетическая смола.

Вулканит –синтетический каучук, подвергнутый вулканизации. Также применяется глифталевая связка (ГФ), которая представляет собой синтетическую смолу, состоящую из глицерина и фталевого ангидрида. Металлические связки (М) состоят из металлической основы (порошки олова, алюминия, меди) и наполнителя. Они обычно применяются в алмазных кругах, так как прочнее удерживают зерна и позволяют полнее использовать режущие свойства алмазов;

35 м/с – допустимая окружная скорость резания при шлифовании.

Предельная скорость вращения круга зависит от вида абразивного материала и вида связки, обрабатываемого материала и характера обработки (вид шлифования, глубина резания, подача и т. д.). Она ограничивается в первую очередь прочностью круга на разрыв. На кругах диаметром более 150 мм обязательно должна быть указана предельная окружная скорость.

Если на круге нет указания скорости, то для кругов на керамической и бакелитовой связках она не должна превышать 35 м/с, на вулканитовой связке – 40 м/с. Любой круг перед использованием должен быть испытан при скорости вращения в 1,5 раза выше предельной.

2.6. Балансировка и правка шлифовальных кругов Если в процессе шлифования масса круга распределена неравномерно относительно оси вращения (неравномерная плотность материала в круге, отклонение от симметрии его формы), возникает вибрация станка, удары круга по детали. При этом возможен разрыв круга.

Круги должны быть отбалансированы (центр масс круга должен находиться на оси шпинделя станка). Балансировка круга выполняется вместе с фланцами, при помощи которых он в дальнейшем будет закрепляться на станке.

Суть балансировки: круг с фланцами монтируют на балансировочной оправке и устанавливают на опорах так, чтобы он мог свободно вращаться.

Круг при этом поворачивается тяжелой частью вниз. Перемещением специальных грузиков, закрепленных на фланцах, неуравновешенность устраняется.

Для восстановления режущих свойств круги подвергают правке: алмазным инструментом снимают внешний слой толщиной 0,01...0,03 мм.

Достаточно крупный алмаз (0,5–2,5 карата) или алмазно-металлический карандаш из алмазной крошки закрепляют в специальной державке и его острой вершиной, как резцом, снимают наружный слой вращающегося круга.

3. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

В отчете должны быть представлены:

- эскизы токарных резцов (см. рис. 1), их название и назначение;

- эскизы фрез различных типов (см. рис. 2), их название и назначение;

- эскизы различных типов осевого инструмента (см. рис. 3), их название и назначение;

- эскизы различных типов резьбонарезного инструмента (см. рис. 4), их название и назначение;

- эскизы основных типов протяжек и прошивки (см. рис. 5), их название и назначение;

- эскизы инструментов для зубонарезания по методу обкатки (см.

рис. 6), их название и назначение;

- схема шевингования (см. рис. 7), описание конструкции и назначения шевера;

- схемы основных углов заточки токарного резца (см. рис. 8), зубьев сверла, фрезы, протяжки (см. рис. 9);

- схемы заточки остроконечного и затылованного зубьев фрезы (см.

рис. 10), описание конструкции остроконечного и затылованного зубьев;

- эскизы шлифовальных кругов (см. рис. 11), их название и назначение;

- эскизы шлифовальных головок (см. рис. 12), их назначение;

- эскизы шлифовальных сегментов (см. рис. 13), их назначение;

- описание конструкции и назначения абразивных брусков, лент и шкурок;

- расшифровка маркировки одного из шлифовальных кругов (по указанию преподавателя):

1. Д–4005200–55С–12–М2–12–В4–45 м/с.

2. ПВ–2501580–44А–200–ЧТ2–10–Б1–50 м/с.

3. ЧЦ–20030100–62С–М40–СТ3–8–К1–20 м/с.

4. Кс–1006030–22А–М7–ВТ2–11–М1–30 м/с.

5. 2П–55065300–16А–100–Т1–2–К2–38 м/с.

6. С–1502550–38А–М5–С1–7–В1–25 м/с.

7. И–2207590–54С–М10–М1–5–М2–65 м/с.

8. 2Т–1202295–63С–М28–СМ2–9–К3–40 м/с.

9. 1К–1704885–15А–125–М3–10–ГФ5–42 м/с.

10. ЧК–1303470–22А–32–СТ1–3–К5–56 м/с, 11. ПВКД–1404080–33А–80–ВТ2–6–С3–27 м/с.

12. АСПП–2106070–АСК–60/40–Т1–2–М1–50 м/с.

13. 3Т–1302465–45А–4–С2–4–С1–45 м/с.

14. АСПВКД–2054575–АСО–630/500–СМ2–5–М2–55 м/с.

15. Д–90345–64С–М14–ВТ1–3–ГФ4–35 м/с.

16. АСИ–29083100–АСН–1/0–СТ1–10–М3–45 м/с.

17. Кс–1209035–32А–125–ЧТ1–8–К1–33 м/с.

18. С–48022555–52С–М50–СТ3–4–Б1–40 м/с.

19. 4П–1452585–23А–4–М3–1–В3–30 м/с.

20. АСЧЦ–1656575–АСМ–М40–С1–2–М2–50 м/с.

При расшифровке необходимо указать назначение шлифовального круга.

1. Черпаков, Б.И. Металлорежущие станки: Учебник / Б.И. Черпаков, Т.А. Альперович. – М.: Издат. центр Академия, 2008. – 368 с.

2. Черпаков, Б.И. Технологическое оборудование машиностроительного производства: Учебник / Б.И. Черпаков, Л.И. Вереина. – М.: Издат. центр Академия, 2005. – 416 с.

3. Технология конструкционных материалов: Учебное пособие для студентов вузов / Под ред. Комарова О. С. – Минск: Новое знание, 2007. – 567 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ние

1. Лезвийные режущие инструменты

цы

зы

1.3. Осевой режущий инструмент

1.4. Инструмент для нарезания резьбы

1.6. Инструмент для зубонарезания

1.7. Инструмент для отделочной обработки зубьев зубчатых лес

2. Абразивные режущие инструменты

2.1. Шлифовальные круги

2.2. Шлифовальные головки

ты

2.5. Маркировка шлифовальных кругов

3. Содержание отчета по лабораторной работе

Библиографический список

ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ РЕЗАНИЕМ

Методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Станки и инструмент»

Борис Иванович Калмин, Михаил Сергеевич Корытов –––––––––––––––––––––––––––––––––– Отпечатано в ПЦ издательства СибАДИ 644099, Омск, ул. П.Некрасова,