Накатники для зубчатых деталей, работающие по методу обкатки
Накатник представляет собой зубчатое закаленное колесо, имеющее заходную (заборную) часть длиной l. Накатывание производят при продвижении заготовки вдоль оси; но может быть и прямое сближение накатников по направлению к центру заготовки, при этом нет продвижения заготовки вдоль оси, и ширина В накатника должна быть больше ширины обода накатываемого колеса. В этом случае у накатника заходная часть практически не нужна. Зубчатые колеса можно накатывать с подогревом и без подогрева заготовки. Производительность процесса накатывания таким методом выше очень производительного нарезания колес зуборезной головкой. Важнейший фактор при накатывании – выбор материала накатника; обычно принято изготовлять накатники для тяжелых условий работы из стали Р6М5 (или другой прочной быстрорежущей стали) с последующей термической обработкой до твердости HRC 60-62. Можно успешно применять накатники из легированных сталей XI2М, Х6ВФ, т.е. из сталей, распространенных для инструментов при накатывании резьбы. Применяют черновое накатывание и конических колес с круговыми зубьями, накатывание шлицевых валов с прямобочными шлицами и других зубчатых деталей. Высокая производительность процесса пластического деформирования, экономичное расходование металла на заготовку (ее масса существенно меньше массы обычной заготовки) стимулирует внедрение этих процессов при массовом производстве зубчатых колес, валов.
15.Абразивные инструменты
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. В настоящее время парк станков, применяемых для абразивной и алмазной обработки, составляет 20 % общего числа металлорежущего оборудования. В подшипниковой промышленности удельный вес таких станков достигает 60 %. Потребность в шлифовальных, заточных и доводочных инструментах очень велика.
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. 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.
Из всех перечисленных абразивных инструментов наибольшее распространение имеют шлифовальные круги. Они представляют собой тела вращения, имеющие различные размеры и профили в осевом сечении, которых по ГОСТ 2424 - 75 насчитывают 17 видов. На рис.59 показаны основные виды шлифовальных кругов. В зависимости от формы и назначения они бывают плоские прямого профиля (ПП), плоские с цилиндрическими и коническими выточками (ПВ, ПВД, ПВК, ПВКД), плоские с двух- и односторонним коническим профилем (2П, ЗП, 4П), диски (Д), кольца (1К, 2К), чашки цилиндрические (ЧЦ) и конические (ЧК), тарели с различным углом профиля (IT, 2T, ЗТ) и круги специального назначения, например (С) – для шлифования калибровых скоб, (И) - для заточки иголок, (Кс) – для заточки ножей косилок и т. д.
Круги ПП и ПВ применяют для круглого наружного, внутреннего бесцентрового и плоского шлифования. Цилиндрические выточки с одной или с двух сторон 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 применяют в тех случаях, когда в зоне шлифования ограничено пространство. Их используют в основном для заточки таких многолезвийных инструментов, как фрезы, пилы и т. д.
Диски (Д) делаются тонкими 0,5…5 мм, диаметром 80…500 мм. Служат для разрезки, прорезаиия 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.
Тарелки применяют для заточки режущих инструментов, т. е. тогда когда свободное пространство в зоне шлифования резко ограничено. Форма П – для заточки передней поверхности зубьев фрез; 2Т – для заточки червячных фрез; более узкие ЗТ – для шлифования долбяков и цилиндрических зубчатых колес; 4Т – круги тарелки, применяемые для заточки инструментов.
Рис.59 Формы абразивных кругов
Рис. 60. Основные разновидности шлифовальных головок
Специальные круги (С, И, Кс, М) имеют наименование в соответствии с родом работы или формой обрабатываемой детали. С – круги для шлифования калибровых скоб, И – для заточки иголок, Кс – для заточки ножей косилок, М - для разрезания минералов. Шлифовальные круги малых размеров называют головками. По ГОСТ 2447 - 76 они имеют семь разновидностей. На рис. 2 показаны основные разновидности шлифовальных головок. Их применяют для внутреннего шлифования, а также для обработки фасонных поверхностей и снятия заусенцев. Закрепляют головку на шпинделе станка с помощью резьбовой шпильки. На другом конце она имеет насечку, которая входит в глухое отверстие головки и фиксируется клеящим веществом.
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. По ГОСТ 2464 - 82 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.
Алмазные круги по ГОСТ 16167 - 80 выпускают 16 типов. Из формы и обозначения те же, что и абразивных кругов, только впереди ставятся буквы А для природных алмазов и AC - для синтетических алмазов, указывающие на класс алмазных кругов, например, АПП, АЧК, АСПП, АСЧК и т. д.
Из алмазов изготовляют также и другие абразивные инструменты: алмазные головки, отрезные круги и пилы, бруски и надфили, ленты и эластичные диски. Их применяют для шлифования, хонингования, суперфиниширования, притирки, полирования твердых сплавов, сталей и чугунов, полупроводников, цветных металлов и сплавов, хрупких неметаллических материалов; а также для заточки и доводки твердосплавных инструментов.
Круги выпускаются на органических металлических и керамических связках с концентрацией алмазов 50, 100 и 150 %, которые заключены в алмазоносном слое толщиной 1-5 мм. Алмазоносный слой состоит из алмазных зерен или порошков, связки и наполнителя.
При заточке и доводке инструментов из твердых сплавов эффективность алмазных кругов во много раз выше по сравнению с кругами из зеленого карбида кремния. Они обеспечивают высокую производительность и точность обработки. Алмазные круги отличаются высокими режущими свойствами, резко снижают силы и температуру резания. Вследствие этого уменьшаются или исключаются прижоги и образование сетки микротрещин.
Круги из эльбора выпускают той же формы, что и алмазные круги. Кроме того, делаются суперфинишные бруски и полировальная шкурка. Типы кругов обозначаются так же, как и алмазных, но вместо буквы А для эльборовых кругов ставится буква Л.
Их изготовляют также на металлической, керамической и органической связках со 100 %-ной концентрацией в рабочем слое, который в основном имеет ту же толщину, что и алмазоносный слой в алмазных кругах. По заказу предприятий эльборовые круги выпускаются с другой концентрацией эльбора от 25 до 150 %. Из эльбора делаются также шлифпорошки и микропорошки указанной ранее зернистости.
Инструменты из эльбора дают наиболее высокую эффективность при чистовом и окончательном шлифовании деталей из высоколегированных закаленных сталей и заточке инструментов из быстрорежущих сталей. Объясняется это тем, что.эльбор химически инертен к железоуглеродистым соединениям, не вступает с ними в химическое взаимодействие и имеет более высокую теплоемкость, чем алмаз. Инструменты из эльбора имеют более высокие режущие свойства для указанных обрабатываемых материалов, чем алмазные инструменты.
Они характеризуются низким удельным расходом, в 2 - 4 раза меньше алмазных и в 50 раз меньше абразивных кругов; высокой стойкостью рабочего профиля, что обеспечивает высокую точность обработки; меньшим тепловыделением в зоне резания, что повышает качество обработанной поверхности; малым засаливанием, а в ряде случаев отсутствием его, вследствие чего требуется более редкая правка кругов.
Круги и шлифовальные головки выпускаются из кубанита. Форма, размеры, связки и концентрация кругов те же, что и эльборовых. При обозначении вместо буквы Л для эльборовых кругов ставится буква К для кубанитовых кругов. Режущие свойства кубанита такие же, как и эльбора. Применяются кубанитовые инструменты для тех же целей, что и эльборовые.
Абразивные инструменты характеризуются формой, размерами, родом абразивного материала, зернистостью абразивного материала, видом связки, твердостью, структурой и прочностью".