книги / Технология инструментального производства
..pdfРис* 174. Типовые технологические схемы обработки цилиндрических отверстий и торцов
цовую поверхность I зубьев на внутришлифовальном станке (1). Затем от полученной базы (шлифовального торца по зубьям) шлифуют торцы II на плоскошлифовальном станке для получения параллель ности торцовых поверхностей и их перпендикулярности оси отвер стия (2). Обработку заканчивают шлифованием утонленных сту пиц III и /V от баз I и II также на плоскошлифовальном станке (3).
Основные требования, предъявляемые к материалу режущего инструмента. На инструментальном заводе или в инструментальном цехе машиностроительного завода производят приемку материала и только тот, который отвечает установленным техническим условиям, гарантирующим высокое качество режущего инструмента, запускают в производство.
Твердость сталей проверяют на прессе Бринёля. Если сталь не соответствует твердости по техническим условиям, исходные заго товки из этой стали подвергают термической обработке для создания нормальных условий обработки резанием. Структуру быстрорежу щей стали проверяют на карбидную неоднородность, которая пред ставляет собой местное скопление карбидов (Ж), Сг, С, МоС и т. д.) в структуре быстрорежущей стали.
Причиной разрушения режущего инструмента, в особенности резьбонарезного и зуборезного, часто является карбидная неодно
222
родность. Сталь с карбидами, расположенными по границам зерен, а также с непрерывной или разорванной карбидной сеткой, обла дает, как правило, повышенной хрупкостью. Карбидную неоднород ность проверяют по шкале, которая имеет 10 баллов. Для резьбо нарезного инструмента применяют быстрорежущую сталь с карбид ной неоднородностью 1 и 2-го баллов, для червячно-модульных фрез и шеверов — до 3—4-го баллов, для зуборезных долбяков — до 3-го балла. Перераспределение карбидов достигается только путем ковки или прокатки. Термическая обработка не вносит изменений в местные карбидные скопления. Для получения хорошей, с мелкими и равномерно распределенными карбидами структуры быстрорежу щей стали последнюю следует подвергнуть ковке путем многократ ной вытяжки. При ковке карбидная неоднородность уменьшается на 1—1,5 балла.
Поэтому в связи со строгими требованиями по части карбидной неоднородности зуборезные инструменты целесообразно изготовлять из вольфрамомолибденовых сталей. Эти стали имеют карбидную не однородность в состоянии поставки, на 2 балла меньшую чем сталь Р18. Кроме того, они лучше куются 18].
Обезуглероженный слой в быстрорежущей стали можно опре делить термомикроскопическим методом, предложенным инж. Садов ским. Сущность метода заключается в следующем. Образцы прове ряемой стали нагревают до закалочных температур. После отпуска образцов из них приготовляют шлифы. Если сталь имеет обезугле роженный слой, он выявляется в виде тонких игл или сплошной темной троостомартенситной массы, в. зависимости от интенсивности обезуглероживания, в отличие от светлой с изредка попадающимися иглами сердцевины.
Быстрорежущую сталь подвергают также контролю на красно стойкость. Сущность его заключается в том, что образцы закали вают, а затем подвергают отпуску в учение 4 ч при температуре 620° С. Контроль данной плавки, поступающей на завод, позволяет производить термическую обработку заготовок в соответствии с опре деленным химическим составом.
К дефектам стали 40Х надо отнести флокены, трещины по гра ницам зерен и шиферный излом. Флокены и шиферный излом резко понижают механические свойства стали. Особенно это сказывается на прочности корпусов составных инструментов, имеющих неболь шую ширину, например корпусов для дисковых трехсторонних фрез. Сталь с флокенами и шиферным изломом не применяется для изготов ления корпусов режущих инструментов.
§ 2. ИЗМЕРЕНИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ
До закалки диаметры проверяются: у хвостовых изделий диа
метром до 80 мм — регулируемыми скобами; |
у насадных изделий |
диаметром свыше 50 мм — штангенциркулями |
с точностью до 0,1 |
и 0,05 мм. |
|
Длину насадных инструментов размером до 100 мм проверяют регулируемыми скобами и штангенциркулями. Длина хвостовых
223
н 1
' Т |
' |
|
Й : |
7777777777У777777777777Я7///Л |
|
а) |
6) |
Рис. 175. Приборы для |
контроля торцового и радиального биения |
изделий в большинстве случаев контролируется штангенциркулями и иногда металлическими масштабными линейками. Очень удобен штангенциркуль с точностью 0,1 мм, имеющий выдвижную линейку. Длину заготовок при отрезке их на различных станках измеряют главным образом стальными масштабными линейками.
. Цилиндрические отверстия после зенкерования, развертывания или протягивания проверяют предельными калибрами. Конические отверстия с конусностью 1 : 30 после чернового и чистового разверты вания контролируют коническими калибрами. Конические хвосто вики Морзе у различных инструментов проверяют калибрами-втул ками и световыми приборами. Резьбу у метчиков с четным числом канавок проверяют резьбовыми микрометрами, а с нечетным числом канавок — специальным прибором. После резьбошлифования резьбу у метчиков с четным числом канавок проверяют резьбовым микро метром, а профиль резьбы — универсальным микроскопом. Отвер стия 2-го класса точности (цилиндрические и конические) контро лируют соответственно предельными калибрами и коническими ка либрами-пробками. Цилиндрические отверстия 1-го класса точности и точнее Проверяются на оптиметре.
Радиальное и торцовое биение различных поверхностей у хвосто вых и насадных инструментов проверяют в центрах прибора с по мощью индикатора (рис. 175, а). Торцовое биение проверяют также по схеме, показанной на рис. 175, б.
. Углы проверяют угломерами, а также соответствующими шабло нами или приборами, предназначенными для измерения передних и задних углов режущих инструментов. Шкальные измерительные инструменты и приборы выбирают с учетом погрешности измерения.
§ 3. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПИРАЛЬНЫХ СВЕРЛ
Технологические процессы изготовления спиральных сверл раз личаются в зависимости от типа и размера сверл. По точности испол нения спиральные сверла как с цилиндрическим, так и с коническим хвостовиком разделяются на сверла точного исполнения и сверла общего назначения с допусками по. наружному диаметру по ГОСТ 885—64.
Рис. 178. Схема шлифо вания сверла с образова нием обратной конусно сти
Класс чистоты задних поверхностей, направляющих ленточек и хвостовиков для сверл точного исполнения — 8-й, для сверл об щего назначения — 7-й. Класс чистоты поверхностей канавок и сверл точного исполнения диаметром до 1 мм включительно не ниже 8-го, сверл точного исполнения — не ниже 7-го, сверл общего назна чения — не ниже 6-го.
Сверла с цилиндрическим хвостовиком. Базой для обработки спиральных сверл с цилиндрическим хвостовиком, изготовляемых из серебрянки, является наружная поверхность. В этом случае для снятия минимального слоя при затачивании со стороны рабочей части сверла выполняется угол при вершине 2ф = 118ч-120°.
Технологический процесс изготовления сверл диаметром 2—12 мм проходит в следующей последовательности.
1.Отрезка заготовки на одну штуку на вертикально-отрезных автоматах с образованием наружного центра с углом 2<р = 120° со стороны рабочей части и под прямым углом со стороны хвостовика.
2.Закалка и отпуск.
3.Черновое шлифование на проход на бесцентрово-шлифоваль ном станке. Частота вращения ведущего круга п = 28 об/мин, угол
наклона ведущего круга а = 4° (азаг = 26,4 м/мин).
4. Чистовое шлифование на проход с образованием обратной ко нусности на бесцентрово-шлифовальном станке. В этом случае на рабочей части сверла получается обратная конусность, а хвостовая часть получается цилиндрической (рис. 176). Для этого шлифоваль ный и ведущий круги заправляют на конус. Заготовка движется до упора. Упор расположен под углом е в сечении, перпендикулярном плоскости А —А. Упор имеет уклон под углом К. Сверло, двигаясь к упору, входит своей хвостовой частью из зоны шлифования, при этом хвостовик получает цилиндрическую форму. Заготовка, дойдя до упора, начинает приподниматься, выходя тем самым из зацепле ния со шлифовальным и ведущим кругами. Наличие уголов е и % дает возможность сверлу выходить из рабочей зоны, не задевая шли фовальный круг. В результате всего этого сверло падает на лоток так, как это получается при обычном бесцентровом шлифовании на проход. Угол наклона ведущего круга — до 3°, частота^вращения 12—18 об/мин, узаг = 11ч-17 м/мин
1 Есть еще способ шлифования на проход с образованием обратной конусно сти, но он встречается сравнительно редко. Подробно об этом см. в литературе [3].
8 А. и. Барсов |
225 |
Рис. 177. Схема установки при фрезеровании канавки и спинки у сверл
5.Вышлифовывание стружечных канавок.
6.Вышлифовывание спинки (рис. 177, а). Сущность работы по вышлифовыванию спинок заключается в том, что сверло заталки вается толкателем из магазина в направляющую втулку 1 (втулка имеет вырез в зоне шлифовального круга). В этой втулке расположен упор для ориентации сверл по стружечной канавке. Подходит шли фовальный круг и шлифует спинку. Затем круг отходит и заготовка выталкивается из направляющей втулки.
7.Затачивание сверл. Сверла диаметром 3—6 мм затачивают на автоматах ЗГ52. Производительность автомата (без учета коэффи циента загрузки) 370—520 шт/ч. Сверла диаметром 6—15 мм зата чивают на автоматах ЗГ652. Производительность автомата (без учета коэффициента загрузки) 220—340 шт/ч. На этих станках затачивают винтовые поверхности сверл.
8.Выварка и пассивирование.
9.Промывка.
10.Маркирование на автоматических станках методом накаты
вания.
Сверла с коническим хвостовиком. Рассмотрим технологию изго товления спиральных сверл с коническим хвостовиком диаметром 12—80 мм по ГОСТ 10903—64. Жесткость этих сверл измеряется от ношением Ь : й, где Ь — длина сверла, &й — диаметр сверла. Для сверл диаметром 12—22 мм Ь : <1 = 124-15, а для сверл диаметром 22—80 мм Ь : й = 114-6,5 мм.
Сверла диаметром 6—12 мм обладают недостаточной жесткостью (Ь : й = 154-23). В результате они изготовляются по другой техно логии; в данной книге она не освещается.
Вкачестве баз для обработки спиральных сверл с цилиндрическим
ис коническим хвостовиком и диаметром выше 12 мм принимают цен тровое отверстие со стороны хвостовой части и наружный центр со стороны рабочей части. Наружный центр выполняют с углом 90° для прочного удержания заготовки в центрах. Максимальный при пуск, оставляемый на затачивание (рис. 178, а),
Н1 = Н ~Н г = 0,5с1 — с!§60° = ОДЫ.
Форма наружного центра для спиральных сверл диаметром 14— 80 мм показана на рис. 178, б. Базой для обработки служит наруж-
226
Таблица 82
Размеры (в мм) центровых отверстий для рабочей части спиральных сверл
снятия минимального слоя при затачивании. У наружного центра с углом 90° диаметр основания конуса О = 14 мм для сверл диаметром 14—50 мм и И = 17 мм для сверл диаметром 50—80 мм. В этом слу чае максимальная величина слоя при затачивании = 0,2Ш. На ружный центр с углом 120° используют только в случае применения приспособления с зубцами на торцовой конической поверхности (см. рис. 63, б), а также заднего центра с пневмоили гидрозажимом.
На ЗИЛе»сверла обрабатывают на центровых отверстиях как со стороны хвостовой части, так и со стороны рабочей части. В табл. 32 приведены размеры центровых отверстий, оставляемых со стороны рабочей части (ЗИЛ). Преимущество заготовок с центровыми отвер стиями — возможность использования баз, восстановленных после закалки шлифованием и в отдельных случаях доведенных. Такие базы рекомендуются при изготовлении сверл точного исполнения и большой длины.
Технологический процесс изготовления сверл с коническим хво стовиком диаметром от 12 мм представлен в следующем виде. Заготови тельные операции осуществляются по типовой технологической схеме.
Рис. 178. Размеры наружных центров для сверл и припуски на затачивание
227
1. Обтачивание рабочей части на токарном полуавтомату ВТ-11, Рабочая часть сверл диаметром до 22 мм обтачивается за два прохода, вследствие недостаточной жесткости заготовки. Обработку остальных размеров сверл см. в § 7 гл. III.
2.Обтачивание конического хвостовика (см. § 7 гл. III).
3.Подрезка торца со стороны хвостовой части с образованием закругления под углом 8° 18' и закругления с радиусом г на токар ном станке быстрорежущим резцом (см. рис. 106, г).
4.Маркирование на маркировочном станке методом обкатывания на шейке сверла (рис. 163).
5.Шлифование конического хвостовика на круглошлифоваль ном станке с продольной подачей для создания хорошей базы при фрезеровании лапки. Эта операция вводится при отсутствии чисто вого. обтачивания хвостовика.
6.Шлифование рабочей части по наружной поверхности в цен трах на круглошлифовальном станке с продольной подачей стола или широким шлифовальным кругом методом врезания. Эта операция необходима для обеспечения высокого класса чистоты поверхности
иполучения диаметра рабочей части в жестких допусках (В 3), с тем чтобы при фрезеровании канавок между сверлом и отверстием на правляющей втулки оставался минимальный зазор.
7.Фрезерование канавок и спинок на полуавтоматических сверло фрезерных станках (см. рис. 177, б). Вначале фрезеруют одну ка навку остроконечной фрезой и одну спинку, затем заготовка повора чивается на 180° и фрезеруются другие канавки и спинка. У сверл диаметром 45—60 мм канавки фрезеруются за два пр*охода, а диа метром 60—80 мм — за три.
Канавки у сверл диаметром 50—80 мм целесообразно фрезеровать так: с одной операции фрезеруют две канавки (против подачи) за два или три прохода каждую канавку, и в другой операции — две спинки. Скорость резания 32—38 м/мин, подача 0,02 мм/зуб.
8.Фрезерование лапки и снятие заусенцев личным напильни ком на пере и лапке. Заусенцы снимают вручную в процессе выпол нения основной работы на станке.
9.Полирование канавок на полировальных головках (для облег чения работы после термической обработки канавок полированием).
10.Шлифование (затачивание) задней поверхности с образова нием заднего угла а в целях создания равномерно-распределенного припуска для затачивания после термической обработки. При этом ос
тавляют базу — наружный центр с диаметром у основания конуса О — 14 или 17 мм (см. рис. 178, б). Шлифуют на станке 3659М, при чем он не должен иметь планетарного движения шлифовальной го ловки.
11.Термическая обработка рабочей части и лапки. Закалку лапки производят после отпуска рабочей части.
12.Полирование канавок вручную на полировальных головках.
13.Шлифование центровых отверстий на центрошлифовальном станке или аенкерование на настольном вертикально-сверлильном станке при помощи твердосплавного зенкера.
228
14.Предварительное шлифование рабочей части на круглошли фовальном станке с продольной подачей или врезанием.
15.Предварительное шлифование хвостовой части на кру
глошлифовальном станке с продольной подачей или вреза нием.
16.Окончательное шлифование хвостовой части сверл на кругло шлифовальном станке с продольной подачей.
17.Окончательное шлифование рабочей части сверл на кругло шлифовальных станках с продольной подачей. Рабочая часть сверла
должна иметь обратную конусность.
18. Предварительное затачивание угла 118° на станке 3659М.
19.Окончательное затачивание угла 118° на станке 3659М.
20.Затачивание под углом 75° на станке 3659М.
21.Подтачивание перемычки на специальном станке или на уни версальном заточном станке, оснащенном соответствующим при способлением.
Впроцессе токарной обработки сверла проверяют по наружному
диаметру с помощью регулируемых скоб и штангенциркулем. Тол щину сердцевины проверяют микрометром с шаровыми вставками и комбинированным шаблоном. Последним проверяют также ши рину фаски. Радиальное биение рабочей части (рис. 179) проверяют на специальных приборах.
При шлифовании рабочую и хвостовую части до закалки и после нее проверяют микрометрами.
Технология изготовления сверл с цилиндрическим хвостовиком диаметром 12,1—20 мм мало чем отличается от вышеизложенной тех
нологии изготовления сверл с кониче |
|
|
|
|
|||||||
ским хвостовиком. |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Прокатка профиля заготовок сверл. |
|
|
|
|
|||||||
За последние годы в мировой |
практике |
|
|
|
|
||||||
производства режущего инструмента по |
|
|
|
|
|||||||
лучил |
распространение метод продоль |
|
|
|
|
||||||
но-винтовой прокатки спиральных сверл |
|
|
|
|
|||||||
с цилиндрическим хвостовиком диамет |
|
|
|
|
|||||||
ром 1,8—13 мм. Для этой цели Москов |
|
|
|
|
|||||||
ским |
заводом |
режущих |
инструментов |
|
|
|
|
||||
«Фрезер» |
им. |
Калинина |
изготовлена |
|
|
|
|
||||
целая гамма станков-автоматов. |
|
|
|
|
|||||||
Метод продольно-винтовой прокатки |
|
|
|
|
|||||||
существенно отличается от других ме |
|
|
|
|
|||||||
тодов прокатки сверл (секторный, про |
|
|
|
|
|||||||
дольный, поперечный). Он заключается |
|
|
|
|
|||||||
в том, |
что |
полный |
винтовой |
профиль |
|
|
|
|
|||
сверл |
прокатывают |
за один |
проход и |
|
|
|
|
||||
с одного нагрева между двумя парами |
|
|
|
|
|||||||
противоположных роликов (валков или |
Рис. 179. |
Инструменты |
и приборы |
||||||||
сегментов). |
Относительно заготовки |
||||||||||
для |
контроля сверл: |
||||||||||
сегменты устанавливаются с поворотом |
о — калибр-втулка |
для |
смещения |
||||||||
на угол подъема канавки |
со. |
|
лапки; б — прибор |
для |
проверки |
||||||
|
биения у |
сверл |
229
Заготовки из серебрянки загружают в магазин 2 (рис. 180, а). Толкатель 1 периодически подает заготовку 4 в индуктор 3 для на грева токами высокой частоты до температуры прокатки я»1150°С. Нагретая заготовка выталкивается очередной заготовкой в зону для прокатки профиля. Там она устанавливается рабочей частью в не подвижной проводке 5, а хвостовой частью — в неподвижной про водке 11, которая вместе с заготовкой перемещается со скоростью, равной скорости прокатки. В неподвижной проводке в целях преду преждения осевого смещения от действия электромагнитных полей заготовка удерживается шариком 9, находящимся под воздействием пружины 8. Последняя от выпадания из отверстия закрыта болтом 7. Неподвижная проводка установлена в кронштейне.
Два канавочных и два спиночных сегмента образуют профиль сверла с ленточками и сердцевиной, постепенно поднимающейся к хвостовику (рис. 180, б). Все четыре сегмента одновременно ка саются заготовки на расстоянии от торца, равном длине хвостовой части сверла, и прокатывают винтовой профиль в направлениях к вершине сверла.
Прокатанное сверло вталкивается в подвижную проводку И , и как было сказано выше, перемещается вправо вместе с корпусом этой проводки, скользящей в направляющей 13. Это перемещение синхронно с вращением сегментов и осуществляется от сегментного зубчатого колеса 17 через зубчатое колесо 16. С п^ледним на одной оси сидит зубчатое колесо 15, которое находится в зацеплении с рей кой корпуса 12 задней проводки. Заготовка, находясь в отверстии вправо двигающейся проводки 11, встречает на своем пути регули руемый упор 14. В результате этого заготовка выталкивается влево из отверстия проводки, падает на лоток и затем в тару.
Скорости прокатки и нагрева заготовки могут устанавливаться независимо друг от друга. Автоматическим циклом управляет реле времени. Мощность генератора т. в. ч. в зависимости от размера заготовки равна 10—25 кВт (до 75 000 Гц); время цикла — 2—10 с. Производительность в смену с учетом остановки (до 40% времени)
230
стана для охлаждения составляет 7500—1500 шт в зависимости от размера. Ролики выполнены в виде сегментов, длина дуги которых превышает длину развернутой винтовой канавки сверла. Сердцевина сверл поднимается в результате спада затылка на длине дуги. Сегменты изготовляются диаметром 55—140 мм для прокатки сверл диаметром 1,8—13 мм. Допускаются радиальная, осевая и дуговая регулировки сегментов. Частота вращения сегментов может меняться в пределах 10—50 об/мин. Стан оборудован автоматическим устрой ством, позволяющим устанавливать различный цикл работы с пре рывистым и непрерывистым вращением (один рабочий ход через один или два оборота сегментов прокатных валков). Хорошей пластичностью обладают заготовки, изготовленные из вольфрамо молибденовой быстрорежущей стали Р6М5. Сталь Р18 для данного способа обработки не применяется, так каж обладает плохой пла стичностью. Исходная заготовка из серебрянки.
Технология изготовления сверл с цилиндрическим хвостовиком, профиль которых образуется методом продольно-винтовой прокатки, следующая.
1. Отрезка заготовки на эксцентриковых прессах.
2.Снятие фасок (1—1,5) X 45° с двух сторон одновременно на специальных автоматических станках.
3.Обезжиривание заготовок.
4.Фрезерование поводка,
5.Снятие заусенцев после фрезерования поводка.
6.Прокатка профиля на станах-автоматах.
7.Термическая обработка (закалка, отпуск).
8.Отрезка прибыли со стороны рабочей части шлифовальным кругом на автоматическом станке.
9.Черновое шлифование на проход на бесцентрово-шлифоваль ном станке.
10.Образование угла 2<р = 118° на шлифовальном автоматическом
станке.
11.Чистовое шлифование с образованием обратной конусности на бесцентрово-шлифовальном Станке.
12.Черновое затачивание.
13.Чистовое затачивание.
14.Маркирование.
Всесоюзным научно-исследовательским институтом металлурги ческого машиностроения (ВНИИМЕТМАШем) сконструированы и изготовлены станы для винтовой прокатки спиральных сверл с ко ническим хвостовиком; ПСПС 15-25 и ПСПС 25-35.
§ 4. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФРЕЗ
Изготовление фрез на инструментальных заводах организовано применительно к серийному типу производства.
Проследим последовательности обработки цилиндрических фрез с крупным зубом (ГОСТ 3752—71). Этап заготовительных операций для насадных фрез предусматривает ковку и протекает по известной
231