2.4 Абразивные материалы

Абразивные и алмазные инструменты широко применяют в машиностроении и приборостроении для шлифования, притирки, полирования деталей, а также для шлифования, заточки и доводки режущих и других инструментов с целью достижения высокой производительности, точности и низкой шероховатости обработки.Потребность в шлифовальных, заточных и доводочных инструментах очень велика. Абразивным инструментом называется тело определенной геометрической формы, состоящее из абразивных зерен, скрепленных между собой связкой. К абразивным инструментам относятся шлифовальные круги, шлифовальные головки, бруски, абразивные ленты. Кроме того, при обработке. деталей машин и приборов находят достаточное применение абразивные материалы, зерна которых не закреплены жестко между собой. Это абразивные пасты, которые могут быть жидкие, мазеобразные, твердые, а также гидроабразивные суспензии. Диски (Д) делаются тонкими 0,5-5 мм, диаметром 80 - 500 мм. Служат для разрезки, прорезания канавок и для шлифования глубоких пазов. Круги кольца (1К и 2К) применяют для плоского шлифования. К планшайбе шлифовального станка их крепят цементирующим веществом. Форма 2К предназначена для более надежного крепления. Круги ЧЦ и ЧК используют для заточки инструментов и для плоского шлифования. Кроме того, ЧЦ с толстыми стенками применяют для внутреннего шлифования цилиндрических поверхностей с буртиком или же для глухих отверстий. Они крепятся планшайбами.

Шлифовальные круги больших размеров делают сборной конструкции, состоящие из нескольких сегментов. Сегменты зажимают в гнездах патрона, который крепится на шпинделе станка. После закрепления сегменты образуют прерывистую плоскую кольцевую поверхность. Шлифовальные сегменты делают различной формы: плоские, выпукло-вогнутые, вогнутовыпуклые, выпукло-плоские, плосковыпуклые, трапециевидные специальной формы.Достоинством абразивных инструментов является то, что они обеспечивают высокую точность обработки, низкую шероховатость поверхности, позволяют обрабатывать твердые материалы, а также металлы в закаленном состоянии. Однако они имеют и существенные недостатки. При шлифовании возникают растягивающие напряжения в поверхностном слое, что отрицательно сказывается на эксплуатационных свойствах контактных поверхностей деталей машин и приборов. Они создают прижоги и шаржирование обработанной поверхности абразивными отходами.Абразивные зерна имеют разную, неопределенную и совсем нерациональную геометрию. На поверхности инструмента они не ориентированы и расположены неравномерно. Все это создает более высокие напряжения процесса резания при шлифовании и, как следствие, ведет к повышению силового воздействия и контактной температуры в зоне резания.Абразивные инструменты характеризуются формой, размерами, родом абразивного материала, зернистостью абразивного материала, видом связки, твердостью, структурой и прочностью.

2.5 Минералокерамика

Минералокерамика и сверхтвёрдые материалы. Марки, свойства, хим. состав, область применения.

Минералокерамические инструментальные материалы обладают высокой твердостью (HRA 90—94), теплостойкостью до 1200° С и износостойкостью и в ряде случаев значительно превосходят по стойкости и производительности твердые сплавы. Их основой является окись аллюминия(А12О3 ),в состав которого иногда входят такие металлы, как вольфрам, титан, молибден, тантал, хром или их карбиды. Главными недостатками режущей керамики являются ее высокая хрупкость, низкая ударная вязкость и плохая сопротивляемость циклическим изменениям тепловой нагрузки. Они используются при получистовой и чистовой обточке и расточке деталей из высокопрочных и отбеленных чугунов, закаленных и труднообрабатываемых сталей, некоторых цветных металлов и их сплавов, а также неметаллических материалов с высокими скоростями резания без применения СОЖ, в условиях резания без толчков и ударов. Высокая теплостойкость позволяет применятъ скорости резания, значительно превышающие скорости резания твердосплавным инструментом(до 500м/мин), что является ее основным достоинством.Наиболее высокие режущие свойства имеют пластинки из керамики марки ЦМ332, которую получают из тонкоизмельченного электрокорунда (размер зерна 1—2 мкм).

Оксидно-карбидную керамику получают введением в состав ее основы (А12О3) легирующих добавок карбидов хрома, титана, вольфрама, молибдена и сложных карбидов этих металлов. Это повышает предел прочности керамики на изгиб до 450...700 МПа, но несколько снижает ее теплостойкость и износостойкостъ. Серийно выпускается керамика марок В3 и ВОК-60 и опытные марки ВОК-63, ВШ-75.Режущая керамика изготовляется в виде пластинок, которые крепятся к корпусу инструмента механическим путем, напаиваются или соединяются с корпусом с помощью клея. Пластинки из минералокерамики могут подвергаться отжигу. В результате отжига пластинок марок ВОК-60 и ВОК-63 стойкость их повышается в два—четыре раза по сравнению с неотожженными.

СВЕРХТВЕРДЫЕ МАТЕРИАЛЫ

К режущим сверхтвердым материалам относятся природные (алмаз) и синтетические материалы. Самым твердым из известных инструментальных материалов является алмаз. Он обладает высокой износостойкостью, хорошей теплопроводностью, небольшим коэффициентом трения и малой адгезионной способностью к металлам, за исключением железа и его сплавов с углеродом. Наряду с высокой твердостью алмаз обладает и большой хрупкостью. Алмаз обладает высокой теплопроводностью, что благоприятствует отводу теплоты из зоны резания и обусловливает его малые тепловые деформации. К недостаткам алмазных инструмен¬тов также относится их высокая стоимость (в 50 и более раз сравни¬тельно с другими инструментами) и дефицитность. В то же время алмазный инструмент отличается высокой производительностью и длительным сроком службы (до 200 ч) при обработке цвет¬ных металлов и их сплавов, титана и его сплавов, а также пласт¬масс на высоких скоростях резания. При этом обеспечиваются высокая точность размеров и качество поверхности, что, как пра¬вило, исключает необходимость операции шлифования обра¬батываемых деталей.

Различают природные (А) и синтетические (АС) алмазы. Природные алмазы применяются для изготовления лезвийного инстру¬мента (резцы, сверла, фрезы). Синтетические алмазы получают путем перевода углерода в другую модификацию за счет значи¬тельного объема исходного графита в условиях высоких темпе¬ратур (~2500° С) и давлений (~1 000 000 МПа).

Синтетические алмазы можно получить с различной твердостью, прочностью и другими свойствами, изменяя параметры технологического процесса их изготовления, чем они выгодно отличаются от природных алмазов. Синтетические алмазы тверже природных. Вершины режущих элементов синтетических алмазов более остры. Выпускают синтетические алмазы марки АСБ и АСПК.

Сверхтвёрдые материалы имеют название – эльбор(кубический нитрид бора), каждая его марка имеет вполне определенную область применения которая определ. условиями резания обраб. материала с себестоим. обработки.