Во время этого цикла производится основной съем материала е заготовки. Трудоемкость операций этого цикла составляет от 25 до 55% от общей трудоемкости изготовления инструмента. В состав операций входят: токарные, фрезерные, шлифовальные, протяж­ные операции, прокатка, прессование и др.

Токарные операции осуществляются на различном оборудова­нии. Заготовки, получаемые непосредственно из прутков, преиму-

т

щественно классов «Валики» и «Диски» (круглые плашки), обра­батываются на одношпиндельных и многошпиндельных автоматах. При этом используются автоматы продольного точения моделей 1М10П, 1Д25, 1А126, 1П16П, многошпиндельные прутковые ав­томаты моделей 1Б265-6, 1Б240-6, 1Б290-6, 1Б265-8К. Штучные заготовки классов «Втулки» и «Диски» обрабатываются на патрон­ных револьверных станках моделей 1Е325П, 1Д325, 1Д340,

1К341, 1Д340ПЦ, 1Е365Б или на одношпиндельных револьвер­ных автоматах моделей 1Е125П, 1Е140П и др. При партиях за­готовок свыше 250 шт. целесообразно применять многошпиндель­ные патронные автоматы моделей 1Б240, 1Б265, 1Б2906, а для обработки корпусов торцовых и дисковых фрез диаметром 160 мм и выше — вертикальные восьмишпиндельные полуавтоматы после­довательного действия моделей 1К282, 1283. Технические харак­теристики перечисленных станков имеются в каталогах станков, их наладка и работа ничем не отличаются от наладки на обработку общемашиностроительных деталей, поэтому подробно останавли­ваться на них не имеет смысла.

Концевые инструменты класса «Валики» диаметром от 10 мм и выше представляют собой одну из самых многочисленных групп, подлежащих токарной обработке. Технологическими особенно­стями этого инструмента является малая жесткость изделий из-за большого отношения длины к диаметру; значительные припуски на обработку, достигающие 6—7 мм; наличие канавок, проточек, шеек; различная твердость сварных корпусов на участках, изго­товленных из быстрорежущей и конструкционной сталей. Для обработки этой группы заготовок инструмента нашли применение станки моделей КТ61М, ЕТ-1 (1708), ВТ11М. Станки подробно описаны в литературе и не нуждаются в специальном рассмотре­нии. В качестве режущего инструмента на токарных станках применяются резцы с механическим креплением стандартных многогранных пластинок из твердых сплавов марок Т5КЮ, Т15К6.

Формообразование стружечных канавок или пазов под ножи сборного инструмента является специфической операцией для ин­струментального производства. Практически все инструменты (за Исключением цельных класса «Пластины») имеют стружечные канавки, пазы или гнезда. К основным методам получения кана­вок, пазов или гнезд инструментов следует отнести: фрезерование канавок фасонными фрезами, шлифование канавок профильными кругами, продольно-винтовая прокатка, прессование, точное литье, строгание, протягивание, зуботочение, комбинация этих методов. При использовании первых двух методов обработка ве­дется профильными инструментами, профиль которых с некоторым искажением переносится на заготовку. От точности исполнения исходного профиля и его относительного положения в значитель­ной степени зависит точность профиля на заготовке. Последняя зависит еще и от метода изготовления и от конструкции самих
режущих инструментов. Так, при изготовлении профиля на за­готовках спиральных сверл следует иметь в виду, что они имеют неравномерный диаметр сердцевины и при отводе фрезы или шли­фовального круга профиль сверла может искажаться. Для расчета профиля инструмента второго порядка разработаны и приме­няются программы к электронно-вычислительным машинам, а также программы для графопостроителей. Программы позволяют решать задачи: профилирование инструментов второго порядка по заданному исходному профилю поперечного сечения обрабаты­ваемых инструментов и заданным параметрам взаимного располо­жения заготовки и инструментов для ее обработки (прямая за­дача); расчет профиля режущих инструментов при заданном профиле обрабатывающих инструментов (инструменты второго порядка) и заданных параметрах установки (обратная задача);

выбор оптимальных параметров установки и профилирования с целью повышения точности обработки. Результаты расчета про­филя инструмента выдаются в виде таблицы значений координат точек профиля инструмента и могут быть с помощью графопостро­ителя вычерчены в виде кривой профиля в заданном масштабе увеличений. С помощью программ на Сестрорецком инструмен­тальном заводе им. Воскова рассчитываются профили инстру­мента второго порядка для всей номенклатуры выпускаемых инструментов. Наличие такого совершенного метода профилиро­вания в условиях массового производства с устоявшейся продук­цией приносит пользу только при освоении производства новой и модернизации выпускаемой продукции; в дальнейшем рассчи­танные профили стандартизуются и остаются неизменными. При мелкосерийном производстве и при изготовлении специальных инструментов роль программ повышается, особенно при изгото­влении инструментов методами вышлифовки. Разработанные про­граммы позволяют проводить анализ погрешностей изделий в за­висимости от погрешностей профиля инструмента второго порядка и параметров его установки, а также используются при проектиро­вании специального оборудования с целью определения диапазона его наладочных и рабочих перемещений.

На рис. 10.6 приведены исходные профили поперечного сече­ния сверл спиральных диаметром d и профили инструментов вто­рого порядка для их изготовления, рассчитанные с помощью

ЭВМ: а —исходные профили; б —профили фрез; в —профили шлифовальных кругов.

В основу программы положены две методики расчета про­филей: методика канд. техн. наук С. И. Лашнева и упрощенная методика канд. техн. наук С. А. Лопатина. Первая методика поз­воляет решать общие задачи по оптимизации профиля, параметров установки изделия и инструментов на строгой математической основе, учитывающей все необходимые и достаточные условия, исключающие интерференцию профилей. При разработке про­граммы в соответствии с этой методикой было учтено требование максимального расширения диапазона использования программы, для чего входные данные предусмотрено задавать в виде массива значений координат текущей точки профиля безотносительно к виду обрабатываемого инструмента. Массив координат точек при этом целесообразно использовать тот же, что и при решении задачи о расчете геометрических характеристик сечений и напря­жений с дополнением некоторыми данными. В конечном резуль­тате расчеты исходного профиля и профиля инструмента для его обработки представляются частью общей задачи по выбору про­филя поперечного сечения инструмента, обладающего оптималь­ными геометрическими характеристиками (жесткостью на изгиб и кручение, равномерным распределением напряжений на контуре и т. д.) и, кроме того, технологичного в изготовлении (под техно­логичностью изготовления при этом понимается возможность обработки профиля без его искажений, вызванных подрезаниями и интерференцией обрабатываемой и обрабатывающей поверх­ностей). Такой общий подход необходим при разработке конструк­ций или модернизации инструмента, при его исследовании, при выборе допусков на изготовление и т. д., ибо в конечном счете все расчеты служат одной задаче — обеспечению выпуска высоко­качественного инструмента, повышению его эффективности.

Вторая методика использует большой опыт, накопленный по профилированию инструментов для изготовления основных видов продукции, выпускаемой Сестрорецким заводом им. Во­скова. Методика исходит из того, что профиль полученного расче­том инструмента второго порядка обязательно проходит проверку конструктором технологической оснастки, а следовательно, уча­стки с подрезанием могут быть легко им обнаружены (участки с точками возврата) и в этом случае необязательны все проверки на интерференцию и условия обработки, диктуемые строгой мате­матической теорией. Такой подход значительно упрощает про­грамму расчета без ущерба качества, но может быть использован только при профилировании инструментов второго порядка.

Приведенные выше методики профилирования относились к ин­струментам для обработки винтовых поверхностей стружечных канавок или пазов. Профилирование инструментов для прямых канавок и пазов —более простая задача, ибо в этом случае про­филь инструментов второго порядка отображает исходный про­фи ль. Профилирование инструментов необходимо в тех случаях, когда создается новая продукция, модернизируется выпускаемая, изменяется технологическое оборудование. Для установившейся продукции, типизованной или стандартизованной разработаны типовые профили поперечных сечений, которые (вместе со схемами взаимного расположения инструментов и обрабатываемого изде­лия) приводятся в приложениях к некоторым стандартам. Для определенных видов инструментов и оборудования СКТБИ (Москва) разработаны отраслевые стандарты инструментов вто­рого порядка ОСТ 2-И65-2—77 — ОСТ 2-И65-8—77 (фрезы диско­вые фасонные, фрезы для обработки канавок сверл, фрезы для об­работки канавок метчиков и др.).

Фрезерование канавок инструментов — наиболее распростра­ненная операция их формообразования. Осуществляется она на универсальном оборудовании (в инструментальных цехах машино­строительных предприятий) или на специализированном оборудо­вании (в условиях специализированных инструментальных заво­дов). Именно на этих операциях можно получить значительный эффект от замены универсального оборудования специализирован­ным. Последнее отличается полуавтоматическим или автомати­ческим циклом обработки, многопозиционностью, оптимальным циклом обработки, включающим быстрый подвод, рабочую по­дачу, быстрый отвод, деление и т. д. Эти отличия обеспечивают многократное повышение производительности специализирован­ного оборудования по сравнению с универсальным и в еще большей степени производительности труда рабочих за счет многостаноч­ного обслуживания. Технические характеристики универсального оборудования приводятся в каталогах станков, поэтому ниже будут рассмотрены особенности работы и характеристики только специализированного оборудования.

Специализированное оборудование применительно к оборудо­ванию для фрезерования канавок и пазов инструментов раз­деляется условно на два типа: для групповой обработки различных видов инструментов и для обработки определенного диапазона отдельных видов инструментов.

На оборудовании первого типа обрабатываются различные виды инструментов с различными диапазонами размеров при использовании специальных наладок. На оборудовании второго типа обрабатывается определенный вид инструментов (например, сверла с цилиндрическим хвостовиком). К оборудованию первого типа относятся специализированные станки для обработки прямых канавок инструментов (станки модели СИ-041), станки для обра­ботки винтовых или прямых канавок инструментов (станки моде­лей СИ-040, СИ-017 и др.). Технические характеристики указан­ных станков приведены в табл. 10.16 и 10.17. Станки обеспечивают достаточно высокое качество обработки (ошибка окружного шага не превышает 0,05 мм, разность ширины ленточек не более 0,15 мм, параметр шероховатости поверхностей Ra = 2,5 мкм).

Таблица 10.10 Технические характеристики модификаций полуавтомата модели СИ-041

Модификация полуавтомата для фрезероЬания

Из специальных станков для производства определенных ви­дов инструментов достаточное распространение получили сверло­фрезерные станки. Технические характеристики некоторых усо­вершенствованных моделей этих станков приведены в табл. 10.18. Профиль и конструкция фрез для станков выбирают в соответствии с отраслевым стандартом (кроме станка модели СИ-088). Станок модели СИ-088 характеризуется тем, что канавки и спинки обра­батываемого на нем сверла фрезеруются фасонными комбинирован­ными фрезами одновременно, и вся обработка осуществляется за Один проход без деления. Оґанок обладает повышенной произво­дительностью (до 1,8 раз выше, чем станок модели 6В4М), но тре­бует наличия специальных фрез.

Формообразование профиля спиральных сверл методом пласти­ческой деформации осуществляется с помощью станов продольно — ринтового проката, станов секторного проката и станов для за­вивки. В связи с крайне узкой Областью применения (крупносе-

рийное производство на специализированных заводах) их харак­теристики здесь не приводятся.

За последние годы получают распространение и другие методы пластической деформации при формообразовании канавок инстру­ментов: экструзия (продавливание разогретой заготовки через профильную фильеру), прессование из порошковых быстрорежу­щих сталей, ротационная ковка и др. Эти методы также целесо­образно применять в условиях крупносерийного и массового производства инструментов.

Формообразование канавок инструментов методом шлифова­ния получает в последние годы все более широкое распростране­ние. Более подробно его применение будет рассмотрено в цикле «Шлифовально-заточные операции».

Для фрезерования поводков, лапок, квадратов используется универсальное оборудование; можно использовать также полу­автомат модели 6В12. Полуавтомат оснащается наладками для определенных видов работ; его основные технические данные:

Диаметр обрабатываемого изделия, мм До 50

Наибольшая длина фрезерования, мм……………………………………… 70

Скорость рабочей подачи стола с изделием, мм/мин 30—700

Мощность двигателя шпинделя станка, кВт…. 5,5

Частота вращения электродвигателя, об/мин…. 965

Габаритные размеры станка, мм……………………………………… 1360Х1250Х

X 1385

Фрезерование торцового зуба концевого и дискового инстру­ментов производится как на универсальном, так и на специальном оборудовании (станки моделей СИ-016 и СИ-066). Технические характеристики специальных станков-полуавтоматов приведены в табл. 10.19.

Операция протягивания применяется для обработки лапок сверл, квадратов, лысок, поводков, калибровки пазов корпусов сборных инструментов и т. д. Осуществляется она на универсаль­ном оборудовании. В ряде случаев целесообразно использовать для протягивания также специальный вертикальный протяжной станок модели 7В1.

К методам пластической деформации при формообразующих операциях следует отнести и штамповку квадратов (осущест­вляется на прессах моделей КД2326, КД2320), прессование за­готовок инструментов, обжатие хвостовика сверл и т. д.

Формообразование профиля инструментов может осущест­вляться методами точного литья. Эти методы позволяют сократить трудоемкость операций по формообразованию заготовок инстру­ментов, однако требуют для своей реализации постоянного кон­троля, четкой регламентации всего процесса отливки и не находят пока широкого применения.

Метод зуботочения, предложенный д-ром техн. наук проф. Ю. В. Цвисом, высокопроизводительный и точный, но не имеет еще достаточного распространения при формообразовании поверхностей инструментов. По данным ряда зарубежных фирм этот метод применяется при образовании винтовых канавок на концевых инструментах.

Не нашел применения и метод формообразования профиля инструментов червячными фрезами, хотя принципиальная воз­можность реализации была доказана еще в 60-х годах.

Этот цикл включает закалку и отпуск инструментов из инстру­ментальных сталей и дисперсионно-твердеющих (а иногда и твер­дых) сплавов. Термическая обработка инструмента из инструмен­тальных углеродистых и легированных сталей известна с давних времен, режимы ее достаточно отработаны и содержатся в спра­вочниках по термообработке. Сложнее обстоит дело с термообра­боткой инструмента из быстрорежущих сталей. Это вызвано тем, что традиционная и достаточно изученная вольфрамовая быстро­режущая сталь марки Р18 в последние годы практически пол­ностью заменена при изготовлении инструмента вольфрамомо­либденовыми, вольфрамомолибденокобальтовыми, вольфрамована­диевыми и другими сложнолегированными быстрорежущими сталями. Особенностями новых сталей являются более узкие интер­валы закалочных температур, склонность к перегреву и обез­углероживанию при нагреве под закалку. В этих сталях в боль­шей степени проявляется «наследственность», т. е. влияние спо­соба получения исходных материалов и унаследованные при этом свойства. Для обеспечения качественной термообработки этих сталей необходимо ужесточение требований к контролю темпе­ратур. Пирометрические приборы при этом должны позволять регулировать и контролировать температуру ванн с точностью до zt 5 °С. Желателен и поплавочный контроль каждой партии термообрабатываемого инструмента по размеру зерна аустенита (зерно должно соответствовать 10—11-му баллам шкалы ГОСТ 5639—65). Соляные ванны должны систематически очи­щаться, их следует своевременно ректифицировать и контролиро­вать обезуглероживающую активность. Ректификация произ­водится бурой, ферросилицием, фтористым магнием или готовыми смесями ВМФ, БМ5 и др. Контроль обезуглероживающей актив­ности ванн производится по контрольным образцам путем измере­ния термо-э. д. с. на специальных установках моделей ИТЭС-4, ИТЭС-5 и др.

Основные режимы термообработки: для инструментов из стали марок Р6М5 и Р6МК5—температура закалки 1200—1230 °С, температура двух — или трехкратного отпуска —550—560 °С; (для инструментов из стали марки Р6М5К5 —отпуск трехкратный); для инструментов из стали марки Р12 —температура закалки 1240—1250 °С, температура двух — или трехкратного отпуска 550—560 °С.

Для сокращения брака по трещинам в последнее время находит применение высокоступенчатая закалка с охлаждением в среду с температурой 650 °С.

Режимы термообработки инструментов разработаны ВНИИин — струмента (Москва) и содержатся в работах [52, 53]. Закалку и отпуск инструментов производят на выпускаемом промышлен­ностью по заказам оборудовании (закалочные печи моделей

СКЗ-4.30.1/7-Б2; СКЗ-6.30.1/9-Б2, отпускные печи моделей

СКЗ-4.30.1/7-Б2; СКЗ-6.30.1/7-Б2, бак и закалочные печи модели БКМ-6.25-БЗ; баки для замочки модели БКВ-6.10-Б4, машины моечного типа МКП-6.20-БЗ) или на специальном оборудовании, изготовляемом самими предприятиями. Среди специального обо­рудования для термообработки инструментов применяются авто­матические линии термообработки и очистки концевого инстру­мента, на которых выполняется целый комплекс операций. На­пример, на линии модели ТХА15 для закалки, отпуска, очистки сверл, зенкеров, разверток из быстрорежущей стали предусмо­трены следующие операции: нагрев лапок, охлаждение лапок, первый подогрев рабочей части, второй подогрев рабочей части, окончательный нагрев, предварительное охлаждение, оконча­тельное охлаждение, первый отпуск, охлаждение, второй отпуск, охлаждение, выварка, травление, промывка в холодной воде, нейтрализация, пассивирование. Внедрение автоматических линий термической обработки на специализированных заводах позво­ляет повысить производительность труда и качество термообра­ботки (режимы работы линии на каждую партию инструментов устанавливаются по контрольным шлифам, в линии предусмотрен жесткий временной контроль операций и т. д.). Для снижения кривизны концевых инструментов в процессе термообработки иногда осуществляют его правку между вращающимися валиками на специальных установках. Правка при этом происходит за счет повышения пластичности быстрорежущих сталей в зоне темпера­тур мартенситного превращения (~270 °С). По этому принципу работает установка модели ВИ23 для правки сверл в составе автоматической линии модели ТХА45 на Сестрорецком инструмен­тальном заводе им. Воскова. Введение правки в состав операций автоматической линии устраняет необходимость править инстру­менты после термообработки, обеспечивает достаточную прямо­линейность заготовок инструментов, для последующей обработки на автоматизированном оборудовании. В частности, при заточке сверл на современных заточных автоматах одним из основных требований к заготовке является ее малая кривизна, так как при определенной величине последней заготовки сверл не по­даются в зажимные цанги автоматов. Применение агрегата для правки заготовок сверл во время их термообработки позволяет решить эту проблему.

Термической обработке могут подвергаться не только инстру­менты из инструментальных или быстрорежущих сталей. Иссле­дования последних лет показали, что возможна термическая обработка и таких материалов, как твердые сплавы. Со временем, по-видимому, будут разработаны рекомендации по режимам термо­обработки твердосплавных инструментов, пока же государствен­ные стандарты на инструменты и на твердые сплавы не содержат никаких указаний на этот счет, а работы носят исследовательский характер.

Этот цикл —один из самых трудоемких, ибо удельная трудо­емкость операций этого цикла достигает 30—55% от общей трудо­емкости изготовления инструментов. На этом этапе закладываются такие качественные характеристики инструментов, как точность и долговечность. Этот цикл важен и тем, что ряд его операций встречается при переточках инструментов в процессе их эксплу­атации. Цикл включает операции по окончательной отделке по­верхностей инструментов, операции, на которых окончательно формируются режущие кромки инструментов, операции по фор­мообразованию поверхностей методами шлифования.

Операции цикла можно условно разделить на операции, свой­ственные общемашиностроительным деталям и специфические операции, свойственные инструментальному производству. К операциям первой группы относятся операции по шлифованию поверхностей конусов, наружных и внутренних цилиндрических поверхностей, предварительной заточке углов и т. д.

Шлифование наружных и внутренних поверхностей находит широкое применение в последние годы и отличается универсаль­ностью (шлифованию подлежат самые разнообразные профили, для получения которых достаточно заправить соответствующим образом шлифовальный круг или настроить станок; самые раз­нообразные инструментальные материалы, инструменты из угле­родистых, быстрорежущих сталей, инструменты из сверхтвердых синтетических материалов, твердых сплавов, минералокерамики). Образование наружных поверхностей шлифованием осуще­ствляется на универсальных плоско-, кругло — и бесцентрово­шлифовальных станках. Модели станков: плоскошлифоваль­

ных— ЗД756, 3H763, 33731, ЗП732, круглошлифовальных — ЗУ10В, ЗУ12УА, ЗА 150, ЗМ150, ЗБ153У, XIII-1-10, ВТ65;

бесцентровошлифовальных—ЗД180, ЗМ182, ЗМ182К, 3184,

ЗМ184, ЗШ184Д, ЗМ184А, ВШ612, ЗМ184И, ВШ626; внутри — шлифовальных—ЗК225В, ЗА227Б и др. Технические характе­ристики станков приводятся в каталогах станков. Использование перечисленных станков на обработке стальных инструментов не отличается от их использования на деталях общемашинострои­тельного применения с использованием тех же шлифовальных кругов, режимов обработки.

Ко второй группе операций относятся операции, на которых используются специальные круги (из эльбора или кубонита), а также заточные операции и операции по обработке заготовок твердосплавных инструментов и инструментов из синтетических сверхтвердых материалов.

Рекомендации по выбору кругов из эльбора на чистовых и доводочных операциях при обработке инструментов приведены в табл. 10.20, а режимы резания при работе эльборовыми кругами на органической и керамической связках —в табл. 10.21. В ка-

Рекомендации по выбору кругов из элъбора на чистовых и доводочных операциях

при обработке инструментов

честве смазочно-охлажда­ющих моющих жидкостей при шлифовании кругами из эльбора применяются! водные растворы (1—3%) солей неорганических ки» слот и органических по1* верхностно-активных ве — ществ с добавками ингиби* торов коррозии; водны* растворы масла РМ и ин­дустриальные масла 12 или 20. Объем подаваемой СОЖ —3—10 л/мин.

При оптимальных ре­жимах резания круги из эльбора самозатачиваются и не требуют правки для восстановления режущих свойств. Правка кругов из эльбора применяется лишь для устранения бие­ния после установки кру­га на станок, для прида* ния кругу требуемого про­филя или для восстановле­ния геометрической точ­ности профиля. Правка кругов на органической и керамической связках осу­ществляется алмазно-ме­таллическими карандаша­ми типов Ц, С и Н, од­нокристальными алмазами в оправе и алмазнымй роликами. Правку каран­дашом и однокристаль* ными алмазами рекомен­дуется производить на режимах: глубина 0,02— 0,05 мм/ход, скорость продольной подачи 0,3— 0,05 мм на оборот круга, Карандаши следует при* менять только при правке крупнозернистых (Л16— Л25) кругов и для устра­нения биения кругов.

Круги зернистостью Л12 и мельче рекомендуется править карандашами марок Н2 и НЗ. Режимы правки: глубина 0,005— 0,20 мм/ход, скорость продольной подачи 0,02—0,03 мм на обо­рот круга. Правка алмазными роликами осуществляется при режимах: частота вращения ролика 200—300 об/мин, глубина 0,02—0,05 мм/ход, скорость продольной подачи 0,05—10 мм на оборот круга.

Правку кругов из эльбора на металлической связке произво­дят шлифованием кругами из зеленого карбида кремния или электроабразивной обработкой. При шлифовании правящий круг закрепляют как обрабатываемое изделие, зернистость круга вы­бирается на один-два номера крупнее зернистости круга из эльбора, связка правящего круга —вулканитовая, бакелитовая или керамическая.

Электроабразивная (электроэрозионная) правка осуще­ствляется при таком же закреплении правящего круга. В качестве правящего круга применяются круги из карбида кремния зеле­ного на металлической связке, причем круг изолируют от станка и он подсоединяется к отрицательному полюсу источника тока. Круг из эльбора также изолируется от станка и к нему подсоеди­няется положительный полюс источника тока. Частота вращения правящего круга 1000—1500 об/мин (вращение принудительное от специального электродвигателя). Правка производится в ди­электрической среде, в качестве которой используется трансфор­маторное или веретенное масло. Напряжение на выходе выпря­мителя и максимальная сила тока зависят от вида правки. При предварительной правке, когда правка осуществляется для устра­нения биения вновь установленного круга и придания ему необ­ходимой формы, они соответственно равны 18—24 В и 40—50 А. При окончательной правке, следующей сразу за предварительной, охлаждение отключается и режимы устанавливаются равными

5— 10 В и 8—12 А. Правка в процессе работы круга производится на промежуточных режимах: напряжение 12—18 В, сила тока 40—50 А. Кроме эльбора на шлифовально-заточных операциях по обработке стальных инструментов применяются круги из ку — бонита, изготовляемые опытным заводом Института сверхтвер­дых материалов АН УССР. Одной из новых областей использо­вания кругов из кубонита явились «глубинная» заточка и шли­фование инструмента, при которых припуск снимается за один — два прохода. При этом применяются круги из монокристалли — ческого или металлизированного кубонита соответственно марок КР или КРМ на металлической связке М04. R качестве примера такого использования кругов можно привести заточку концевых фрез на Сестрорецком инструментальном заводе им. Воскова, которая производится на заточных полуавтоматах модели 3685Т. При этом глубина шлифования составляет 0,1—0,2 мм, продоль­ная подача 1,5—2,0 м/мин, скорость резания 25 м/с, а в качестве СОЖ применяется водный раствор нитрита натрия (0,4—0,5/о)

или триэтиноламина (0,5—0,6%). В этих условиях круги из ку­бонита на связке М04 позволили снизить трудоемкость обработки в 1,2 раза и сократить расход кругов до 1,5 раз по сравнению с кругами из эльбора. Второй пример внедрения кругов из ку­бонита марки КР 125/100 на связке М04 —это заточка резцов из быстрорежущей стали. Заточка производится при попереч­ной подаче 0,5 мм/дв. ход и продольной подаче 0,3—0,4 м/мин, при этом стойкость резцов по сравнению с резцами, заточенными кругами из электрокорунда ЭБ25—МЗК, увеличилась до двух раз за счет улучшения качества поверхностей резцов; производитель­ность обработки также возросла в 1,5—1,8 раза.

Широкое применение круги из эльбора нашли при шлифовании резьбы метчиков.

Шлифование резьбы может осуществляться одно — или много­ниточными кругами. При однониточном шлифовании исполь­зуются круги ЛМ2—JIM28 ТІ—Т2 (для резьбы с шагом 0,5 — 0,75 мм), ЛМ40—Л4 СТЗ—Т1 (шаг резьбы 0,8—1,0 мм); Л4—Л6 СТЗ—Т1 (шаг резьбы больше 1,5 мм). По форме это круги Л2П 60° 350 X 8 X 160; 400 X 10 X 203 и 405 X 10 X 229. Круги на керамической связке эффективны при глубинной обработке (с большой глубиной обработки). Метчики с шагом до 1 мм обраба­тываются из цельных закаленных заготовок за один-два прохода, а с шагом больше 1 мм — за два-три прохода. Режимы шлифова­ния: скорость шлифовального круга 35—40 м/с; глубина шлифо­вания 0,4—0,5 мм при черновой и 0,10—0,15 мм при чистовой обработке; частота вращения изделия 0,15—0,30 м/мин. Резьбо — шлифование осуществляется при охлаждении заготовки маслом индустриальное 12. Правка круга производится карандашами НЗ—Н1 или на специальных приспособлениях кругами из кар­бида кремния зеленого. В последнем случае частота вращения правящего круга равна 14 м/с, частота вращения круга из эльбора 1,6 м/с, глубина 0,01—0,03 мм/дв. ход.

Многониточное шлифование осуществляется кругами из эль­бора ЛПГІ 400 X 25 X 203 X 10 Л4—ЛМ40 СМ2—С1. Режимы резьбошлифования: частота вращения шлифовального круга

35—50 м/с, частота вращения изделия 0,16—0,3 м/мин. Шлифова­ние осуществляется с продольной подачей на проход при глубине прохода 0,1 мм. Шлифовальный круг перед профилированием заправляется по наружному диаметру с образованием заборного конуса и цилиндрического участка. Число ниток резьбы на за­борной части зависит от угла заборного конуса и глубины обра­ботки каждой ниткой (~0,1 мм), а число ниток на кали­брующей части должно быть не менее трех-четырех. Профи­лирование и правка круга производятся выдавливанием коль­цевых канавок, соответствующих профилю резьбы, твердо­сплавными накатными роликами из сплавов марок Т15К6, ВК6, ВК8. На роликах иногда наносят наклоненные к оси ролика неглубокие канавки.

Шлифовальные операции с использованием стандартных алмаз­ных кругов производятся при обработке твердосплавных инстру­ментов. Такие же круги применяются и на операциях по электро­литическому шлифованию. В качестве примера приведем режимы обычного шлифования неперетачиваемых твердосплавных пласти­нок из сплавов марок Т14К8, Т5К10 и ВК8 кругами на органи­ческой связке АПГ200 X 20 X б X 75 зернистостью АСО 50/40, 100%-ной концентрации на станке модели ЗГ71М: скорость реза­ния 25 м/с, глубина 0,015—0,020 мм, поперечная подача

1,5 мм/дв. ход, продольная подача 8 м/мин.

При электроалмазном плоском шлифовании пластинок твердого сплава из сплавов группы ВК и ТК производительность операции возрастает в восемь —десять раз, повышается качество обработан­ной поверхности. Достигается это автоматическим поддержанием межэлектродного зазора благодаря выступанию на 0,05—0,1 мм диэлектрических алмазных зерен из металлической связки и совме­щению анодного разложения поверхности с одновременным съемом металла алмазными зернами. Обработку пластинок производят торцом круга АПВ 250 X 20 X З, АСР 100/80, 100%-ной кон­центрации, связки ТМ2-5, МО 13Э и MB 1. Электролит: водный раствор солей NaN03 — 10—15%, NaN02 — 0,5%. Обработка осуществляется на станке модели 33731; напряжение —7 В. При шлифовании передней поверхности ножей к торцовым фрезам (материал корпуса —сталь марки 40Х, материал пластинки — сплав марки Т5КЮ) при самом неблагоприятном соотношении площадей обработки по твердому сплаву и стали (1:6) дости­гается значительное повышение производительности труда и улуч­шается качество шлифуемой поверхности. Шлифование произ­водится кругом тех же размеров и профиля на связке М013Э с характеристикой АСР 200/160 М013Э 100%. Состав электро­лита: KN03 —5%; NaN02 —2%; Na2C03 — 1%; фосфорнокис­лый трехзамещенный натрий —1%; остальное —вода. Рабочее напряжение —7 В. Режимы шлифования одинаковые для обоих операций: скорость резания 26 м/с, продольная подача 0,4 м/мин, подача на глубину при шлифовании пластинок —0,1 мм/дв. ход, при шлифовании державок —0,3 мм/дв. ход.

Алмазное плоское электролитическое шлифование особенно эффективно при обработке синтетических сверхтвердых матери­алов (эльбора Р). Оно резко повышает производительность труда и качество обработки, снижает расход алмазов (по сравнению с обычным алмазным шлифованием), доводя его до 1 : 20, т. е. 1 карат алмаза обрабатывает 20 карат эльбора Р. На Сестрорецком инструментальном заводе им. Воскова обработка державок из эльбора Р к торцовым фрезам по передней и двум задним поверх­ностям производится на модернизированных станках модели ЗА64Д кругами форм АЧК, АТ и АПВД диаметром 125—150 мм с шириной алмазоносного слоя до 5. мм и характеристикой АСВ 80/63 А1 МВ1 100%. Режимы обработки: скорость резания 35 м/с, продольная подача 5—6 м/мин, подача на глубину 0,02 мм/дв. ход, рабочее напряжение 6 В, сила тока 25 А. Состав электролита тот же, что и при шлифовании твердосплавных ножей.

Алмазные круги целесообразно дорабатывать с целью образо­вания каналов в алмазоносном слое, через которые в зону обра­ботки эффективней поступает электролит и удаляются продукты распада. Чистка кругов производится шлифованием медного или латунного бруска при обратной полярности подводимого напря­жения.

Алмазное глубинное шлифование применяется при обработке канавок твердосплавных концевых инструментов, стружколома­ющих канавок твердосплавных резцов, пластинок, при заточке твердосплавных инструментов. Для глубинного шлифования и за­точки применяются алмазные чашечные круги А1ЧК, АЧК, круги прямого профиля АПП, А2ПП, круги прямого профиля с фасон­ной поверхностью А5П, А2П, с концентрацией алмазных зерен 100 или 150%, зернистостью 160/125 и 80/63. Выбор характеристики круга зависит от конкретных условий эксплуатации. Ниже при­ведены примеры алмазного глубинного шлифования заготовок инструментов, применяемого на Сестрорецком инструментальном заводе им. Воскова.

Однопроходное шлифование стружечных канавок разверток с цельнотвердосплавной рабочей частью на заводе осуществляется на модернизированном станке модели ЗБ642, алмазным кругом прямого профиля — диаметром 150 мм на металлической связке М04 и с алмазным зерном 0,08—0,12 мм. Режимы резания: ско­рость резания 23 м/с, наибольшая глубина 2,3 мм, продольная подача 30—50 мм/мин. Однопроходное шлифование стружечных канавок комбинированных твердосплавных сверл для плат пе­чатного монтажа выполняется алмазным кругом АПГ 50 X 10 X 3 зернистостью АСВ 80/63, 150%-ной концентрацией, связка МС6.

Алмазное круглое шлифование применяется при обработке твердосплавных инструментов класса «Валики». Алмазные круги — по ГОСТ 16171—70 на металлической, органической и ке­рамической связках. Созданы также универсальные круги, ра­ботающие как в обычном режиме, так и в режиме электролити­ческого шлифования. Режимы обработки выбираются в соответ — ствии с конкретными условиями.

Бесцентровое алмазное’ шлифование твердосплавных инстру­ментов и инструментов из синтетических сверхтвердых материалов осуществляется специальными алмазными кругами прямого про­филя. Примером обработки может служить бесцентровое шлифо­вание поликристаллов из композита 01 и 05. Достигаемая при этом точность 0,04—0,05 мм по диаметру. Обработка производится на станке модели 3184 кругом 400 X 150 X 203 АСВ 80/63 Ml 150% или на станке модели ЗД180 кругом 200 X 40 X 73 АСВ 80/63 Ml 150%.

Алмазное резьбошлифование осуществляется при изготовлении метчиков, оснащенных твердым сплавом. Может производиться по схеме однониточного и по схеме многониточного шлифования или с комбинированной схемой — черновое шлифование много­ниточным кругом напроход, чистовое — однониточным кругом. Правка однониточных и многониточных кругов выполняется так же, как и кругов из эльбора. При комбинированной обработке после многониточного резьбошлифования оставляется припуск на окончательную обработку 0,2—0,3 мш

При правке алмазных кругов наиболее распространен метод правки их абразивными кругами. Правка осуществляется в тех же случаях, что и для кругов из эльбора. Производится на спе­циальных приспособлениях к станкам с принудительным враще­нием абразивного круга или на специальных станках, выпуска­емых для этой цели. В качестве примера может быть приведен станок модели ВК-65, на котором возможна правка по прямо­линейным и радиусным поверхностям алмазных кругов типа АПП, АЧК, АПВ, АТ, А2П. Правка —шлифованием напроход при встречном вращении кругов. В качестве правящего круга исполь­зуются абразивные круги из карбида кремния зеленого ЧЦ 150 X 80 X 32 и ПП 150 X 16 X 32. Режим: частота вращения шпинделя алмазного круга 140 об/мин, частота вращения шпинделя абразивного круга 2440 об/мин; число осциллирующих ходов абра­зивного круга в минуту 53, величина хода при осциллирующем движении 20 мм. Угол поворота при правке радиусных участков равен 80°. Поперечное перемещение абразивного круга (80 мм) осуществляется вручную. Правка производится с охлаждением.

Кроме обычной правки в последние годы получает распростра­нение и электроабразивная правка алмазных кругов. Этот метод подробно описан выше (см. с. 357) применительно к кругам из »льбора.

Специфическими операциями шлифовально-заточного цикла являются и заточные операции. К этому циклу следует отнести Операции по вышлифовке канавок, спинок, торцового зуба инстру­ментов в стальных закаленных или цельных твердосплавных за­готовках. При этом в ряде случаев отпадает необходимость в за — +очке, на основании чего данные операции формообразования целесообразно включить в этот цикл.

Заточные операции определяют качество режущих кромок как новых, так и переточенных инструментов. В условиях специали­зированных инструментальных заводов эти операции выпол­няются, как правило, на специальном или специально для них модернизированном универсальном оборудовании. В условиях предприятий-потребителей инструментов его заточка в большин­стве случаев производится на универсальном оборудовании. К универсальным станкам для заточки ннструментор можно отнести станки моделей ЗМ640, ЗМ641, ЗМ642, ЗМ642Е, 3B631, 3K631, ЗБ632, ЗБбЗЗ, 3B634, станок для электрохимической

заточки насадных фрез, разверток, зенкеров, резцов модели 3672, полуавтоматы ЗГ653, ЗА659. К специализированным станкам относятся станки для алмазной заточки резцов моделей 3621, 3622, 3622Э (электрохимическая заточка), ЗД624; полуавтоматы ЗЕ624Э, ЗЕ624, ЗД625,3626Э, 3626 (для заточки передних поверх­ностей и стружколомающих порожков), 3626Л, 3629; полуав­томаты для заточки сверл моделей ЗБ650 .(диаметром 0,1 —2 мм), ЗЕ651 (диаметром 0,4—6 мм), ЗГббЗ (диаметром 3—32 мм), ЗА659 (диаметром 32 —80 мм); ВК-64 (диаметром 2,5—6 мм); полуав­томаты для заточки фрезерных головок моделей ЗГ66І7, 3682, ЗЕ667К; полуавтоматы для заточки заборного конуса метчиков модели МФ4М (М3—М36), передних поверхностей круглых пла­шек моделей МФ27А, 7БМ; полуавтомат для заточки канавочных фрез модели ВЗ-148.

К узкоспециальным станкам для операций этого цикла отно­сятся станки для заточки сверл —автоматы моделей 365Б1 (диа­метр сверл 3—6 мм), 365Б2 (диаметр сверл 6—15 мм), 365Б2-1 (диаметр сверл 15—20 мм), И169 (сверла с конусом Морзе № 1), полуавтомат модели 3655 для подточки перемычки сверл диа­метром 6—50 мм, автомат модели И155 для заточки угла 70° на сверлах спиральных диаметром 12—20 мм.

Переточку инструментов необходимо производить механи­чески. Ручная заточка и переточка доступны только специалистам высокого класса и не могут обеспечить высоких требований, предъ­являемых к современным инструментам.

Из группы специальных станков для вышлифовки канавок инструментов «по целому» следует отметить автоматы моделей: ЗА650 —для вышлифовки канавок, спинок и заточки сверл диаметром 0,25—2,5 мм, ЗА682 — для вышлифовки канавок, спинок и заточки сверл диаметром 0,8—4 мм, 3657 —для вышли­фовки канавок и спинок сверл, а также концевых фрез диаметром

6— 15 мм, 3684 (3684Г) —для вышлифовки винтовых канавок концевых фрез. Технические характеристики специальных стан­ков для вышлифовки канавок и спинок концевых твердосплавных инструментов приведены в табл. 10.22.

Станки моделей III-11 и Ш-13 выполнены на базе станка мо­дели ЗВ642. При модернизации на стол станка была установлена бабка изделия, заменены шлифовальная бабка, электрооборудова­ние, система подвода СОЖ. По принципу этих станков работают и станки моделей И-119 и ВК-63. Следует отметить, что вышли — фовка по целому быстрорежущих и твердосплавных инструментов в последние годы развивается чрезвычайно интенсивно. Этому способствует создание алмазных и абразивных кругов на спе­циальных связках, высокая производительность обработки (шли* фование канавок быстрорежущего инструмента по целому осу­ществляется в три — пять раз быстрее фрезерования), создание различных схем обработки, позволяющих довести диапазон диа­метров шлифуемых инструментов до 100 мм.

Из применяемых схем интерес представляют две, наиболее рас пространенные: вышлифовка профиля инструментов за один проход и многопроходное шлифование. Первая схема применяется при вышлифовке инструментов диаметром до 17 мм (глубина шли­фования до 7 мм), вторая схема — при обработке инструментов диаметром до 100 мм. Обе схемы предусматривают обработку со значительным объемом подводимой в зону резания СОЖ — Ориен­тировочно объем СОЖ Q (л/мин) определяется зависимостью Q = (5ч-10) Nэ, где N3 —эффективная мощность шлифования, кВт. Следует отметить, что мощность при вышлифовывании сверл за один проход увеличивается примерно пропорционально диа­метру, поэтому верхний предел диаметров вышлифовываемых сверл пока не превышает 17 мм (N3 « 17 кВт). Вышлифовка по целому обеспечивает высокое качество поверхностей инструмента, ликвидируя в ряде случаев операции заточки тех поверхностей инструмента, которые образованы вышлифовкой.

Однако при эксплуатации инструментов вопрос рациональных режимов заточки (переточки) вышлифованных инструментов остается таким же актуальным, как и вопрос заточки инструмен­тов, образованных другими способами. Рекомендуемые режимы заточки на универсальных станках инструментов из быстрорежу­щих сталей марокР9, Р12, Р18, Р6М5 и др. абразивными кругами из электрокорунда 1А и 2А (зернистость 5—40, связка керами­ческая К) в первом приближении приведены ниже.

Скорость резания, м/с:

при ручной заточке…………………….. 20—30

» машинной заточке…………………… 18—25

Поперечная подача, мм/дв. ход…. 0,02—0,08

Продольная подача, м/мин………………………. 4—6

Твердость круга:

при ручной заточке……………………………………… Cl, С2

s машинной заточке………………………………… СМ1, СМ2

Структура……………………………………………… 5—8

Объем охлаждающей жидкости, л/мин 6—8

Охлаждающая жидкость………………………………… 5%-ный.. раствор эмуль­

сола в воде или 2—3%-ный раствор соды в воде

Рекомендуемые режимы обработки инструментов кругами из эльбора приведены выше (см. стр. 356). Рекомендуемые режимы резания при заточке и доводке твердосплавных инструментов пред­ставлены в табл. 10.23.

Рекомендуемые режимы резания при заточке и доводке рез­цов и державок фрез, оснащенных режущими сверхтвердыми син­тетическими материалами на основе кубического нитрида бора, приведены в табл. 10.24.

Типовые технологические процессы заточки резцов токарных проходных, машинных разверток и концевых фрез приводятся в гл. 11. В конкретных условиях заточки инструментов режимы, приведенные в типовых процессах, должны уточняться.

При наличии станков для электролитического шлифования заточку и доводку инструментов, оснащенных сверхтвердыми синтетическими материалами, следует производить на режимах, приведенных выше (см. стр. 359).