Лабораторный практикум по дисциплине ''Процессы формообразования и инструменты'': Часть II: Учебное пособие

П. В. ОЛЬШТЫНСКИЙ, С. Н. ОЛЬШТЫНСКИЙ

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ПРОЦЕССЫ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ И ИНСТРУМЕНТЫ» ЧАСТЬ II

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КАМЫШИНСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ) ВОЛГОГРАДСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

П. В. Ольштынский, С. Н. Ольштынский

Лабораторный практикум по дисциплине «ПРОЦЕССЫ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ И ИНСТРУМЕНТЫ» ЧАСТЬ II

Учебное пособие

РПК «Политехник» Волгоград 2006

2

УДК 621.911 + 621.9.02] (075.3) 0-56 Рецензенты: А. Ю. Вершинин, В. А. Носенко

Ольштынский П. В., Ольштынский С. Н. Лабораторный практикум по дисциплине “Процессы формообразования и инструменты”: ЧАСТЬ II: Учеб. пособие / ВолгГТУ. − Волгоград, 2006. − 76 с. ISBN 5-230-04854-9 Излагаются краткая теория и методика выполнения лабораторных работ по основным темам курса “Процессы формообразования и инструменты”. Предназначено для студентов специальности 151001.51 “Технология машиностроения” среднего профессионального образования, а также может быть полезно для студентов вузов, обучающихся по специальностям 151001.65, 151002.65. Ил. 46.

Табл. 17. Библиогр.: 12 назв.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Волгоградского государственного технического университета

©

ISBN 5-230-04854-9

3

Волгоградский государственный технический университет, 2006

Павел Васильевич Ольштынский Сергей Николаевич Ольштынский

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

“ПРОЦЕССЫ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ И ИНСТРУМЕНТЫ” ЧАСТЬ II Учебное пособие В авторской редакции Темплан 2006 г., поз. № 58 Лицензия ИД № 04790 от 18 мая 2001 г. Подписано в печать 01.12. 2006 г. Формат 60×84 1/16. Бумага листовая. Печать ризографическая. Усл. печ. л. 4,75. Усл. авт. л. 4,5. Тираж 75 экз. Заказ № Волгоградский государственный технический университет 400131 Волгоград, просп. им. В. И. Ленина, 28. РПК «Политехник» Волгоградского государственного технического университета 400131 Волгоград, ул. Советская, 35.

4

1. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8 ИССЛЕДОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ И ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОТЯЖЕК 1.1. Цель работы Целью работы является: 1. Практическое ознакомление с различными типами протяжек. 2. Дать навыки в составлении эскизов и расчете конструктивных и геометрических параметров протяжек. 1.2. Содержание работы Время выполнения работы − 2 часа. 1. Ознакомиться с конструкциями предложенных протяжек. 2. Измерить конструктивные и геометрические параметры протяжек. 3. Определить размеры отверстия, обрабатываемого внутренней протяжкой. Меры безопасности при выполнении лабораторной работы: 1. Подготовка рабочего места. 2. Обратить внимание на опасность травматизма при обращении с острозаточенным инструментом. 3. Исключить падение инструмента и травмирование кожного покрова конечностей лезвием инструмента. Инструменты, приборы, оборудование Образцы протяжек, мерительные инструменты, инструментальный микроскоп. 1.3. Теоретическая часть 1.3.1. Назначение протяжек Протяжки применяются для обработки цилиндрических и фасонных (шлицевых, шпоночных, многогранных) отверстий, а также различных фасонных поверхностей и плоскостей. На рис. 1.1 приведена схема обработки круглой протяжкой. Протягиваемая деталь 1 упирается в станину 2 станка, протяжка проходит сквозь отверстие детали. Отверстие перед протягиванием предварительно просверливают, растачивают, а также получают отливкой. Резание при круглом протягивании осуществляется за счет того, что при поступательном движении режущие зубья, имеющие постепенно увеличивающийся размер по диаметру, снимаем стружку, толщина которой определяется как полуразность диаметров двух, смежных зубьев d − d2 . (см. рис. 1.2): a= 1 2 5

Рис. 1.1. Схема обработки круглой протяжкой

Рис. 1.2. Общий вид зубьев круглой протяжки

Протяжка представляет собой инструмент, предназначенный для ос работки сквозных отверстий и наружных поверхностей. Чаще всего протяжка представляет собой стержень, на поверхности которого имеется ряд зубьев. Срезание слоев металла производится при отсутствии движения подачи за счет увеличения ширины или высоты последующего зуба по отношению к ширине или высоте предыдущего. Это превышение является подъемом или подачей на зуб протяжки. Протяжки являются одним из высокоэффективных типов режущего инструмента. К прогрессивным свойствам этого инструмента можно отнести следующие признаки: 1) высокую производительность, которая несмотря на малую скорость резания (5-8 м/мин), достигается за счет большой суммарной длины режущих кромок, одновременно участвующих в работе, совмещения черновых и чистовых операций, непрерывного контакта зуба с обрабатываемой поверхностью; 2) высокую точность и стабильность размеров обрабатываемых деталей (5-8, квалитет); 3) малую шероховатость обработанной поверхности (Ra=0,8…6,3 мкм); 4) возможность обработки за одну операцию сложного профиля изделия; 5) отпадает необходимость в использовании высококвалифицированной рабочей силы; 6) высокую стойкость инструмента. Протяжки являются узкоспециализированным инструментом, предназначенным для обработки одной или нескольких определенных деталей. Поэтому они в основном применяются в массовом и крупносерийном производстве. Однако в том случае, если необходимая точность обработки может быть получена только протягиванием, 6

например, при изготовлении шлицевых и других фасонных отверстий, протяжки применяют и в мелкосерийном производстве. Протяжки, применяемые в современном машиностроении, можно разделить на две основные группы: 1) для обработки отверстий различной формы; 2) для обработки наружных поверхностей. В свою очередь протяжки для обработки отверстий делятся на следующие типы: 1) протяжки для круглых отверстий; 2) шлицевые протяжки; 3) фасонные протяжки различного профиля (эвольвентные, многогранные и др.); 4) комбинированные протяжки; 5) шпоночные и пазовые протяжки. Наружные протяжки по типу обрабатываемых поверхностей делятся на следующие типы: 1) плоские; 2) полукруглые; 3) фасонные. По конструкции зубьев и методу работы протяжки бывают: 1) режущие, то есть такие у которых есть острые режущие зубья 2) уплотняющие или выглаживающие, работа которых основана на методе пластической деформации материала; 3) комбинированные, режуще-выглаживающие. Обработка отверстий протяжками с выглаживающими зубьями позволяет повысить геометрическую точность, уменьшить шероховатость и повысить износостойкость детали. Выглаживающие зубья в виде колец или блоков применяются самостоятельно на выглаживающих прошивках и комбинации с режущими зубьями на комбинированных протяжках и прошивках. Выполненные в большинстве случаев из твердосплавных материале, выглаживающие зубья обладают стойкостью до нескольких тысяч метров обработанной поверхности. Применение отдельных выглаживающих зубьев позволяет еще больше увеличить общую стойкость протяжки. Установление выглаживающего блока на бывшую в употреблении и потерявшую размер режущую протяжку позволяет увеличить срок ее службы. Блоки выглаживающих зубьев или отдельных зубьев в виде колец на комбинированных режуще-выглаживающих протяжках устанавливаются между задней направляющей и задней замковой частью протяжки. По виду главного движения протяжки подразделяются на следующие типы: 7

1) с прямолинейным движением резания; 2) с круговым движением резания. По способу приложения-силы к инструменту бывают протяжки либо прошивки. У протяжки усилие протяжного станка прикладывается к хвостовой части, а у прошивки − к заднему торцу. Силой протяжного станка протяжка протягивается через отверстие, а прошивка проталкивается через него. Первые работают на растяжение, а вторые − на сжатие. Поэтому прошивки делаются короткими, не длиннее пятнадцатикратного ее диаметра, так как в противном случае они могут изогнуться. По конструкции протяжки делятся на цельные, составные и сборные. Цельные протяжки изготавливаются из одной заготовки. Они обладают высокой прочностью и жесткостью. Однако высокая стоимость инструментального материала заставляют делать их составными и сборными. У составных протяжек рабочая часть выполняется из быстрорежущей стали, а хвостовик и шейка − из конструкционной. Соединение частей заготовки производится неразъемным способом, чаще всего стыковой сваркой. Отдельные составные части сборных протяжек изготавливаются из разных материалов: рабочие − из инструментальных материалов, а остальные − из конструкционных сталей, но соединение их осуществляется разъемным способом. Сборная конструкция позволяет делать зубья протяжки из твердого сплава, что увеличивает производительность обработки в восемь-десять раз. 1.3.2. Внутренние протяжки Несмотря на обилие типов протяжек в конструктивном отношении, они имеют много общих элементов. Для ознакомления с конструкцией протяжек выберем наиболее распространенную − круглую внутреннюю. Круглая внутренняя протяжка состоит из следующих частей (см. рис. 1.3). Хвостовая часть или хвостик служит для закрепления, протяжки в патроне протяжного станка. Шейка является связующим звеном между хвостовиком и остальным частями протяжки. Переходный конус предназначен для облегчения ввода передней направляющей части протяжки в протягиваемое отверстие. Передняя направляющая служит для направления и центрирования протяжки относительно оси протягиваемого отверстий. Она обеспечивает плавный, без перекосов, переход детали на режущую часть протяжки. Режущая часть снабжается большим количеством поперечных зубьев и производит всю работу по срезанию металла. Профили режущих кромок и поперечные размеры зубьев режущей части постепенно 8

изменяются. Первый зуб соответствует очертанию и размерам предварительно обработанного отверстия, а последующий − форме и размерам готового отверстия. Все промежуточные режущие зубья последовательно увеличиваются по тем или иным параметрам, благодаря чему и осуществляется срезание стружки.

Рис. 1.3. Круглая внутренняя протяжка: 1 − хвостовик, 2 – шейка, 3 − переходный конус, 4 − передняя направляющая, 5 − режущая часть, 6 − калибрующая часть, 7 − задняя направляющая, 8 − задняя замковая часть.

Режущая часть снабжается большим количеством поперечных зубьев и производит всю работу по срезанию металла. Профили режущих кромок и поперечные размеры зубьев режущей части постепенно изменяются. Первый зуб соответствует очертанию и размерам предварительно обработанного отверстия, а последующий − форме и размерам готового отверстия. Все промежуточные режущие зубья последовательно увеличиваются по тем или иным параметрам, благодаря чему и осуществляется срезание стружки. Калибрующая часть служит главным образом для заглаживания поверхности, обработанной режущими зубьями, и гарантирует получение требуемых размеров. Поэтому поперечные размеры и форма всех калибрующих зубьев соответствует форме и размерам готового отверстия. Другим назначением калибрующей части является пополнение режущих зубьев, постепенно выходящих из работы вследствие потери размеров при переточке протяжки. Задняя направляющая предназначается для направления и центрирования детали в момент окончания процесса протягивания и для предотвращения перекоса детали под действием ее веса. Задняя замковая часть протяжки служит для поддержания протяжки в процессе резания и для возвращения, ее в исходное положение после обработки детали. Конструкция отдельных частей может изменяться в зависимости от 9

типа протяжки и модели протяжного станка. Прошивки состоят из тех же частей, что и протяжки, только у них отсутствует хвостовая часть и шейка. Протяжки для наружных поверхностей обычно присоединяются винтами к длинным ползунам наружно-протяжных станков, поэтому у них хвостовик, шейка и направляющие части отсутствуют. 1.3.3. Схемы срезания слоев металла при протягивании Под схемой срезания слоев металла при протягивании понимают размеры слоев и порядок их удаления с обрабатываемой поверхности. В настоящее время при протягивании применяются две основные схемы срезания слоев: 1) одинарная или обычная; 2) групповая. При одинарной схеме срезания слоев каждый режущий зуб протяжки срезает слои определенной толщины за счет превышения высоты последующего зуба по отношению к предыдущему, как показано на рис. 1.4. Протяжки одинарной схемы срезания слоев имеют ряд существенных недостатков: 1) вследствие большой ширины срезаемого слоя эти протяжки имеют малую подачу на зуб; 2) наличие стружкоразделительных канавок ведет к появлению стружки с ребром жесткости и повышенному износу зубьев протяжки; 3) протяжка имеет большое количество режущих зубьев, что обусловливает значительную длину режущей части; 4) большая величина шероховатости обработанной поверхности и низкая точность геометрической формы отверстия. Более прогрессивными являются протяжки групповой схемы срезания слоев. При групповой схеме срезания слоев все режущие зубья протяжки разделяются на группы по два зуба и более, имеющие в пределах одинаковые диаметры или высоты и срезающие общий слой определенной толщины за счет уширения режущей кромки последующего зуба в группе по отношению к предыдущему. Существует несколько разновидностей групповой схемы срезания слоев: шахматная, прогрессивная, разработанная работником ВГТЗ П. П. Юнкиным; переменного резания, предложенная Д. К. Маргулисом, А. А. Залесовым и С. Д. Плехановым и др.

10

Рис. 1.4. Схема работы протяжек одинарного резания

В качестве примера рассмотрим работу группы из двух зубьев, срезающих общий слой толщиной а (см. рис. 1.5). Режущая кромка первого зуба имеет вырезы и срезает затемненные участки металла. Второй зуб имеет диаметр, равный диаметру первого зуба, но имеет режущую кромку без вырезов и срезает слои, оставшиеся после прохода первого зуба. Следующая группа из двух зубьев также имеет общий подъем а и работает подобно первой группе и т.д.

Рис. 1.5. Схема работы протяжек группового резания

Таким образом, толщина срезаемого слоя при работе зубьев в группе будет больше, чем при работе одного зуба. Но с увеличением толщины срезаемого слоя удельная сила резания уменьшается. Поэтому при равных площадях слоя, срезаемого одним зубом протяжки обоих типов, протяжка группового резания будет работать с меньшей силой протягивания или наоборот при одинаковых силах каждый режущий зуб протяжки группового резания может срезать слой с большей площадью, чем зуб протяжки одинарного резания. Это есть одно из основных достоинств протяжек группового резания. При протягивании с большими подъемами поверхностей после литья и штампования режущие кромки протяжек группового резания срезают металл в глубине под коркой, благодаря чему они лучше сохраняются в процессе резания. В частности, они меньше подвергаются воздействию всякого рода посторонних поверхностных включений. Протяжки группового резания срезают слои прямоугольного сечения 11

без ребер жесткости. Рациональная форма стружки позволяет ей свертываться в более плотный валик, вследствие чего для размещения стружки данного объема требуется относительно меньшее пространство. Поэтому при заданной длине протягиваемого отверстия шаг зубьев и длина режущей части протяжки могут быть относительно уменьшены. Длительная эксплуатация протяжек группового резания показала, что они в среднем получаются короче на 30% и имеют стойкость в несколько раз большую, чем протяжка одинарного резания. 1.4. Описание лабораторной установки Для выполнения лабораторной работы требуются протяжки различных типов, масштабная линейка, микрометр, штангенциркуль, угломер. Измерение общей длины и длин отдельных частей протяжки производится с помощью масштабной линейки. В процессе измерения отдельно фиксируются размеры: 1) общая длина; 2) длина переходного конуса; 3) длина передней направляющей части; 4) длина режущей части; 5) длина калибрующей части; 6) длина задней направляющей части; 7) длина шейки и элементов длин хвостовика и задней замковой части протяжки. Диаметральные размеры протяжки определяются с помощью микрометра. При измерении определяют: 1) диаметр передней направляющей; 2) диаметры всех зубьев режущей части; 3) диаметры всех зубьев калибрующей части; 4) диаметр задней направляющей части; 5) диаметр шейки; 6) диаметры элементов хвостовика и задней замковой части. Размеры элементов стружечной канавки − шаг, глубину, длину затылка измеряют с помощью штангенциркуля. Измерение передних и задних углов на режущих и калибрующих зубьях осуществляется угломером. Угломер накладывают на режущие кромки соседних зубьев в нормальной плоскости. На рис. 1.6 и 1.7 показаны схемы измерения передних и задних углов протяжек помощью угломера Бабчиницера.

12

Рис. 1.6. Измерение передних углов зубьев протяжек

Рис. 1.7. Измерение задних углов зубьев протяжек

1.5. Методика проведения эксперимента и обработка результатов 1. Устанавливают назначение, тип, метод образования поверхности и схему резания для всех протяжек. 2. Определяются составные части всех протяжек. 3. Вычерчивается эскиз внутренней протяжки. 4. Измеряются линейные размеры внутренней протяжки и проставляются на эскизе. 5. По выбору, для трех-четырех режущих и калибрующих зубьев внутренней протяжки измеряют элементы стружечной канавки − шаг, глубину, длину затылка и проставляют на эскизе. 6. Измеряются диаметральные размеры элементов хвостовика, шейки, передней и задней направляющих и элементов задней замковой части и проставляются на эскизе. 7. Измеряются диаметры всех режущих и калибрующих зубьев их величины заносятся в табл. 1.1. Таблица 1.1 Наименование

13

Материалы рабочей части хвостовика Твердость рабочей части хвостовика Общая длина Длина замковой части Длина конуса Длина шейки Длина передней направляющей Длина рабочей части Длина калибрующей части Длина задней направляющей Подъём на зуб аz. Число зубьев режущих (калибрующих) Диаметр хвостовика D1 Диаметр шейки D2 Диаметр передней направляющей D3 Диаметр концевой направляющей D4

Основные размеры

Шаг режущих зубьев tp Шаг калибрующих зубьев tк Ширина режущих зубьев вр Ширина калибрующих зубьев вк Высота режущих зубьев Нр Высота калибрующих зубьев Нк Радиус закругления режущих зубьев Rp Радиус закруглений калибрующих зубьев Rк

Элементы зубьев

Передний угол режущих зубьев γр Передний угол калибрующих зубьев γк Задний угол режущих зубьев αр Задний угол калибрующих зубьев αк

Геометрические параметры зубьев

8. Измеряются передние и задние углы на режущих и калибрующих зубьях и их величины заносятся в табл. 1.1. 9. 0пределяется подъем на зуб Sz на режущих зубьях и результаты заносятся в табл. 1.1. 10. Определяется наименьший диаметр отверстия в заготовке: dmin заг = Dпн 11. Определяется наибольший диаметр отверстия в обработанной детали: dmax дет = Dк + 0,01; где Dк − диаметр калибрующих зубьев. 12. Определяется наименьший диаметр отверстия в обработанной детали. 1.6. Содержание отчета Отчет должен содержать: 1) цель работы; 2) классификационную характеристику, метод образования поверхности и схему резания для каждой протяжки; 3) эскиз внутренней протяжки со всеми размерами; 4) полностью заполненную табл. 1.1; 14

5) размеры отверстия в заготовке и обработанной детали. 1.7. Контрольные вопросы 1.Для обработки каких поверхностей применяются протяжки? 2. В чем отличие протяжек от прошивок? 3. Перечислите основные конструктивные элементы протяжек. 4. Поясните принцип распределения припуска у протяжек с одинарной схемой резания. 5. Поясните принцип распределения припуска у протяжек с групповой схемой резания. 6. Порядок измерения углов резания у прямых протяжек. 7. Назначение основных поверхностей протяжки.

15

2. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9 ОБМЕР И ЭСКИЗИРОВАНИЕ МЕТЧИКОВ 2.1. Цель работы Целью работы является практическое знакомство с конструкцией и геометрией метчиков, освоение методики измерения геометрических и конструктивных параметров метчика. 2.2. Содержание работы Время выполнения работы − 2 часа. 1. Ознакомиться с конструкциями метчиков. 2. Измерить конструктивные и геометрические параметры метчика. Меры безопасности при выполнении лабораторной работы. 1. Подготовка рабочего места. 2. Не допускать травматизма при работе с острозаточенным инструментом. 3. Предотвращать падение инструмента и случайное воздействие его лезвий на кожный покров. Инструменты, приборы, оборудование Образцы метчиков, мерительный инструмент, инструментальный микроскоп. 2.3. Теоретическая часть 2.3.1. Определение и область применения метчиков Метчики − металлорежущий инструмент, предназначенный для нарезания резьбы в сквозных и глухих отверстиях. При резьбонарезании метчиками обеспечивается получение степени точности резьбы от Н до 6Н и 7Н по ГОСТу 16093-70. Основные движения при работе метчиком: главное вращательное − вокруг оси метчика, движение подачи − поступательное вдоль оси метчика. На универсальных сверлильных станках оба эти движения обеспечивает метчик. Метчиками нарезают резьбу также на токарных и специальных станках. 2.3.2. Конструктивные элементы и геометрические параметры метчика Основными конструктивными элементами метчика являются рабочая часть, профиль и направление канавок, элементы резьбы и зажимная (хвостовая) часть. Рабочая часть метчика состоит из режущей l1 и калибрующей l2 частей (рис. 2.1а) Режущая часть является важным конструктивным элементом метчика, т.к. выполняет основную работу по вырезанию профиля. Для распределения работы резания на большое количество отдельных резцов режущая часть оформляется в виде заборного конуса с углом наклона его образующей к оси метчика. 16

Длина режущей части оказывает влияние на производительность нарезания, стойкость инструмента и точность нарезаемой резьбы. Калибрующая часть служит для зачистки резьбы и направления метчика в отверстии. Окончательное формирование резьбы заканчивается после первого калибрующего витка, имеющего полную требуемую высоту профиля резьбы. Следующие витки уже не участвуют в калибровании резьбы и служат для обеспечения перемещения метчика по подаче (самозатягивание) и резерва при переточках. Профиль и число канавок играют существенную роль в нормальной работе метчика, т.к. от них зависит размещение срезанной стружки, прочность метчика и образования необходимого переднего угла. Угол подъёма винтовых канавок метчика является одновременно углом продольного наклона режущих кромок. При левой винтовой канавке стружка выходит вперед, что важно при нарезании сквозных отверстий (рис. 2.1а), при правой винтовой канавке стружка отводится назад, что необходимо для нарезания глухих резьб (рис. 2.1б).

Рис. 2.1. Направление канавок

Геометрия режущей части определяют передний угол γ , задний угол α, угол в плане ϕ, угол наклона канавок λ (рис. 2.2).

а)

б)

17

в) Рис. 2.2. Метчики: а) конструктивные элементы, поверхности и лезвия; б) режущие элементы; в) элементы резьбы

Передний угол измеряют в плоскости, перпендикулярной оси метчика. Величина переднего угла зависит от назначения метчика и свойства обрабатываемого материала. Задний угол α на метчике получается путем затылования по наружному диаметру режущей части. Затылование обычно производится по архимедовой спирали, и величина его, отнесенная к центральному углу 360°/z, подсчитывается по формуле: k = [(π⋅dT)/z)]⋅tgα, где dT − диаметр переднего торца метчика, z − число перьев. Метчики для точных резьб шлифуют и затыловывают по наружному диаметру, а так же на калибрующей части. Для уменьшения затылования производится не только по наружному диаметру, но иногда по всему профилю резьбы метчика. 2.4. Схема резания при обработке метчиком Схема резания определяет принятые размеры, формы и порядок срезания слоев металла с различных участков обрабатываемого профиля. В настоящее время при нарезании резьб метчиками применяются генераторная, профильная и корригированная схема резания. При генераторной схеме резания профиль нарезаемой резьбы формируется (генерируется) вспомогательными режущими кромками за один оборот метчика срезается слой металла толщиной а (рис. 2.3а): а = (S/z)Sinϕ, где: S − шаг резьбы метчика; z − число перьев; ϕ − угол заборного конуса. Генераторная схема резания используется при работе ручных и машинных метчиков, предназначенных для нарезания наиболее широко распространенных крепежных резьб. Профильная схема резания используется при работе метчиков, предназначенных для нарезания точных резьб (чистовые метчики, метчики - протяжки). При профильной схеме резания каждый зуб метчика режет по всему профилю (рис. 2.3б). Окончательное формирование профиля производится последним режущим и 18

калибрующим и зубьями. При нарезании резьбы в деталях из высокопрочных, закаленных сталей, жаропрочных и титановых сплавов применяются метчики с корригированной схемой резания (рис. 2.3в). Корригированный метчик имеет профиль нарезаемой резьбы. Требуемый профиль резьбы изделия обеспечивается за счет обратной конусности по среднему диаметру метчика, угол которого рассчитывается по формуле: tgϕl = tgϕ[(αo/2) ctg(α1/2) - 1], где ϕ1 − угол обратного конуса; ϕ − угол заборного конуса; αo и α1 − соответственно углы профиля резьбы и метчика. В процессе работы корригированного метчика между боковыми поверхностями его зубьев и поверхностью резьбы изделия возникают угловые зазоры, облегчающие работу метчика в результате снижения сил трения. Уменьшение момента трения и, следовательно, опасности защемления метчика при нарезании резьбы в вязких материалах, может быть достигнуто за счет применении шахматной схемы резания. У метчиков, работающих по этой схеме, зубья срезаны через шаг в шахматном порядке, в результате чего толщина среза в два раза больше, чем для нормальных метчиков, а площадь контакта витков резьбы детали и метчика меньше.

а)

б)

в) Рис. 2.3. Схемы резания при работе метчиками

19

Недостатками метчиков шахматной схемы резания является то, что стойкость их меньше нормативных метчиков, так как увеличение толщины среза приводит к увеличению температуры в зоне резания. Операции по удалению части зубьев увеличивают трудоемкость изготовления метчиков, поэтому они не нашли широкого применения. 2.5. Типы метчиков По конструктивным особенностям метчики подразделяются на ряды типов. 1. По виду образующей поверхности, на которой располагается резьба, метчики подразделяются: а) для цилиндрических резьб; б) для конических резьб. 2. По способу работы: а) ручные; б) машинно-ручные; в) машинные (станочные). 3. По конструкции и материалу режущей части: а) монолитные из быстрорежущей стали, твердых сплавов; б) с впаянными пластинками из быстрорежущей стали, твердого сплава; в) с механическим креплением режущих элементов из быстрорежущей стали или твердых сплавов. 4. По способу передачи крутящего момента: а) с заднего хвостовика (рис. 2.1); б) с переднего хвостовика (рис. 2.7); в) с двух хвостовиков (рис. 2.8).

Рис. 2.4. Машинные метчики: а) с прямыми канавками; б) с винтовыми канавками; в) с укороченными канавками

Для передачи крутящего момента с заднего хвостовика его снабжают квадратом, лыской, шпоночной, продольной канавкой и т.д. (рис. 2.2). На рис. 2.7 показана схема нарезания резьбы метчиком протяжкой 3, при которой крутящий момент передается хвостовиком, закреплённым на суппорте 5 с помощью специальной державки 4. Недостатком этих методов является то, что при нарезании длинных резьб происходит скручивание инструмента. Этот недостаток устраняется при сообщении вращательного движения инструменту с двух сторон (рис. 2.8). 20

5. По виду стружечных канавок: а) прямые сквозные (рис. 2.4а); б) укороченные канавки (рис. 2.4б); в) винтовые сквозные (рис. 2.4в); г) бесканавочные (бесстружечные). 6. По комплектности: а) однокомплектные; б) многокомплектные (резьба образуется комплектом из двух и более метчиков).

Рис. 2.5. Гаечные метчики: а) с изогнутом хвостовиком; б) с прямым хвостовиком

Рис. 2.6. Метчики с резьбой через шаг

Рис. 2.7. Схема нарезания резьбы метчиком - протяжкой: 1 − патрон; 2 − деталь; 3 − метчик - прогяжка; 4 − державка; 5 − суппорт

7. По виду деталей, в которых нарезается резьба: а) гаечные − для нарезания резьбы в гайках на гайконарезных станках; они изготавливаются с прямыми (рис. 2.5б) и изогнутыми (рис. 2.5а) хвостовиками; б) трубные − для нарезания трубной резьбы в трубах и муфтах; в) плашечные и маточные − для нарезания, калибрования резьбы в плашках; г) специальные (сдвоенные) ступенчатые; с прерывной резьбой (рис. 2.6); для трапецеидальной, прямоугольной и других видов профилей. 21

8. Комбинированные метчики: а) сверло + метчик; б) метчик + метчик; в) передняя направляющая часть + метчик; г) метчик + задняя направляющая часть.

Рис. 2.8. Схема двух опорного протягивания резьбы: 1 − метчик- протяжка; 2 − сменные втулки; 3 − деталь; 4 − шпиндель; 5, 6, 8, 10 − зубчатые колеса; 7 – задняя бабка; 9 − вал.

2.6. Измерение метчика Измерению подлежат конструктивные и геометрические параметры метчика. Параметры и инструмент для измерения приведены в табл. 2.1. Порядок измерения переднего угла метчика. 1. Метчик устанавливается в центрах (рис. 2.9). 2. Острие рейсмаса выставляют по линии центров. Отмечают показания штангенрейсмаса. 3. Переднюю поверхность метчика без просвета совмещают с лезвием штангенрейсмаса, передвигая измерительную линейку рейсмаса. Отмечают показания на линейке. 4. Определяют разность показаний по линейке штангенрейсмаса. 5. Подсчитывают передний угол по формуле: Sinγ = h/R, где R − радиус метчика. Порядок измерения заднего угла метчика. Задний угол а на главной режущей кромке у торца и по калибрующей части определяют с помощью индикатора, для чего: 1. Метчик устанавливают в центрах (рис. 2.10). 2. Ножку индикатора устанавливают на вершину зуба, индикатору дают натяг в 1... 1,5 мм. 3. Поворачивая метчик, определяют падение затылка K1 по вершине пера В. 4. Подсчитывают задний угол по формуле: tgα = K1/B. 22

Таблица 2.1 Измеряемые параметры метчика №№ пп

Наименование

1

Общая длина

2 3 4 5 6

Длина рабочей части Длина режущей части Длина калибрующей части Размеры хвостовика Угол заборного конуса

7

Половина угла профиля

8 9 10 11 12 13 14

Наружный диаметр Средний диаметр резьбы метчика Внутренний диаметр резьбы Обратный конус Шаг Передний угол Задний угол

Обозначение

Инструмент для измерения

L

штангенциркуль

1 11 12 lхв, dхв

− − − − Инструментальный микроскоп

ϕ ψ/2 d d2 d1

ϕ1 S

γ α

− − − − − − Рис. 2.9 Рис. 2.10

Рис. 2.9. Схема контроля переднего угла метчика

Рис. 2.10. Схема контроля заднего угла метчика

2.7. Контрольные вопросы 1. Назовите основные конструктивные элементы метчика. 2. Перечислите основные движения метчика при резьбонарезании. 3. Как формируется задний угол га режущей части метчика? 4. Перечислите схемы резания при нарезании резьбы метчиком. 5. Назовите по каким признакам квалифицируются метчики. 6. Перечислите последовательность измерения переднего угла метчика. 23

7. Перечислите последовательность измерения заднего угла метчика.

24

3. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10 ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПЛЕКТА МЕТЧИКОВ 3.1. Цель работы Целью работы является исследование конструкции, измерение элементов рабочей части и габаритных размеров метчиков комплекта. 3.2. Содержание работы Время выполнения работы – 2 часа. 1. Используя данные методического материала, изучить конструктивные и геометрические элементы метчиков в комплекте. 2. По заданию преподавателя определить размеры элементов рабочей части и резьбы метчиков в комплекте. 3. По данным измерения рассчитать величину падения на заборной части. 4. Произвести расчет распределения нагрузки между метчиками комплекта. Меры безопасности при выполнении лабораторной работы: 1. Подготовка рабочего места. 2. Обратить внимание на опасность травматизма при обращении с острыми кромками инструмента. 3. Предотвращать падение режущего и мерительного инструмента. 3.3. Инструменты, приборы, оборудование Образцы метчиков в комплекте, мерительный инструментальный микроскоп

инструмент,

3.4. Общие сведения Комплект метчиков в зависимости от шага резьбы и свойств обрабатываемого материала может состоять из двух, трех и более метчиков. Размеры рабочей части отдельных метчиков в комплекте зависят от принятого распределения нагрузки между метчиками и от выбранной схемы резания. Резьбовая часть метчика определяется следующими элементами (см. рис. 3.1): наружным диаметром d, средним диаметром d2, внутренним диаметром d1, шагом резьбы s и углом профиля β. На резьбовой части метчика делается z канавок для размещения стружки и получения заданного переднего угла γ. Режущая часть метчика выполняется в виде заборного конуса, угол которого φ зависит от шага резьбы и принятой толщины среза. Для получения заднего угла α заборная часть метчика затылуется по наружному диаметру на величину:

25

k =

πd z

1

tg α .

С целью уменьшения трения по боковым поверхностям профиля резьбы рабочая часть шлифованных метчиков затылуется по профилю на величину k1= 0,01-0,04 мм на ширине пера. Кроме того, для уменьшения трения резьба на метчике по среднему d2, внутреннему d1 и наружному d диаметрам выполняется с обратной конусностью 0,05-0,1 на 100 мм длины. Форма и размеры гладких частей, длина рабочей части и габаритные размеры метчика выбираются из стандарта. 3.5. Порядок выполнения работы Замерить элементы рабочей части и резьбы всех метчиков комплекта: 1) наружный диаметр d – микрометром или индикаторной скобой при нечетном z; 2) средний диаметр d2 – резьбовым микрометром, микрометром по методу трех проволочек или индикаторной скобой при нечетном z; 3) внутренний диаметр d1 – микрометром со специальными вставками или на инструментальном микроскопе в центрах (см. рис. 3.1а); 4) шаг резьбы S – на инструментальном микроскопе (см. рис. 3.1б); 5) половину угла профиля β/2 с левой и правой стороны на инструментальном микроскопе (см. рис. 3.1в);

а) б) в) Рис. 3.1. Контроль резьбы метчика на микроскопе

6) длину заборного конуса l1 – штангенциркулем; 7) диаметр заборного конуса dк – штангенциркулем; угол заборного конуса определяется по формуле: d − dк ; tg ϕ = 2 l1

8) обратную конусность по среднему диаметру на длине калибрующей части – средствами для измерения среднего диаметра резьбы. Величина обратной конусности на 100 мм длины определяется по формуле:

26

ϕ1 =

d

1 2

− d l2

2 2

⋅ 100

,

где d21 и d22 − величина среднего диаметра в начале и конце калибрующей части; l2 − длина калибрующей части; 9) величину затылования k1 – по профилю резьбы метчика на ширине пера (определяется как разность средних диаметров в крайних точках по ширине пера); 10) ширину пера В и диаметр сердцевины d – штангенциркулем; 11) величину затылования на ширине пера k по наружному диаметру заборной части – индикатором в центрах. По данным измерения вычисляется задний угол α: tg α ≈ k /

и величина падения затылка на заборной части: k =

π dk z

В

tg α .

Вычертить эскизы метчиков с указанием замеренных параметров резьбы и габаритных размеров метчиков. Определить толщину среза для всех метчиков комплекта по формуле: а = s sin ϕ . z Вычислить число режущих ниток метчика:

i=

l1 . s

Определить число зубьев, участвующих в работе: n = iz . Рассчитать процент распределения нагрузки между метчиками комплекта по формулам, приведенным ниже. Обозначения в формулах соответствуют обозначениям рис. 3.2.

Рис. 3.2. Распределение нагрузки между метчиками

3.6. Содержание отчета

27

1. Выполнить эскизы метчиков (с поперечными сечениями и продольным сечением рабочей части) и указать габаритные размеры и элементы профиля резьбы. 2. Дать краткое описание способов измерения отдельных параметров. 3. Привести результаты измерения и расчетов по следующим формулам: β ; s β ; L = l + ( d − d ) tg l = − (d − d ) tg ///

3

L2 L1

=

=

L3

L2

−

−

св

(d 2

(d 2

//

///

−

−

F3

F1 ⋅ 100 % ; F

l2

l1

/

2

=

L1 + l1 d

=

/

2 =

− d cв 2

L 2 + l2 d

//

2

L 3 + l3 d

///

2 =

р2

2 =

=

=

L2

L1

−

− (d

(d

//

/

2

−

−

d c в ) tg

d c в ) tg

β ; 2

β ; 2

; − d cв − 2

− d cв − 2

L 3 + l3 d

2

2

//

F =

2

β ; d 2 ) tg

F2

р1

3

2 β ; d 2 ) tg

F1

///

///

3

///

F1 ;

F2 ;

− d cв 2

F 2 ⋅ 100 % ; F

; р

3

=

F 3 ⋅ 100 % ; F

3.7. Контрольные вопросы 1. Как замеряется величина среднего диаметра резьбы метчика? 2. Как определить падение затылка по наружному диаметру заборного конуса метчика? 3. Как определить величину затылования по профилю резьбы метчика? 4. Как измеряются шаг и угол профиля резьбы?

28

4. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 11 ОБМЕР И ЭСКИЗИРОВАНИЕ ЧЕРВЯЧНЫХ ФРЕЗ 4.1. Цель работы Целью работы является ознакомление с основными конструктивными элементами и геометрическими элементами червячных модульных фрез для нарезания зубьев цилиндрических зубчатых колёс, приобретения навыков по обмеру и эскизированию фрез. 4.2. Содержания работы Время выполнения работы − 2 часа. 1. Используя данные методического материала, изучить конструктивные и геометрические. 2. Приобрести навыки обмера и эскизирования червячной фрезы. 3. По заданию преподавателя произвести обмер и эскизирование червячной фрезы. Меры безопасности при выполнении лабораторной работы: 1. Подготовить рабочее место. 2. При обмере режущего инструмента соблюдать правила пользования мерительным иинструментом. 3. При измерениях соблюдать меры предосторожности. 4.3. Теоретическая часть Червячные фрезы предназначены для нарезания прямозубых и косозубых цилиндрических колёс. Фреза получается из червяка путём образования на его винтовых поверхностях режущих кромок. Для этого на червяке делают продольные, обычно винтовые, канавки, а получившиеся зубья затылуют для обеспечения задних углов и режущих кромок. Червяк, положенный в основу червячной фрезы для зубчатых колёс, называется основным червяком, этот червяк и нарезаемое зубчатое колесо должны находиться в правильном зацеплении. По назначению фрезы бывают чистовые и черновые. У черновых зубья выполнены тоньше окончательной ширины впадины нарезаемых колёс на величину припуска под окончательную обработку. Для увеличения производительности применяют острозаточенные червячные фрезы. Конструктивно фрезы выполняются насадными и с хвостовиком. По краям фрезы делаются буртики шириной 4…5 мм с прошлифованными по торцу и диаметру поверхностями. По ним проверяется радиальное и торцевое биение фрезы при изготовлении, заточке и установке на станок. Маркировка фрез содержит необходимые данные для их выбора соответственно нарезаемым зубьям колеса и для установки в станок, а 29

именно: индекс (номер чертежа), модуль, угол зацепления, коэффициент высоты головки зуба колеса, угол подъёма витков, шаг винтовых канавок (шаг спирали), материал фрезы, класс точности её изготовления. У фрез для чернового нарезания или фрез, отличающихся размерами зубьев от стандартных, приводится ещё толщина зуба и высота зубьев фрезы.

Рис.4.1. Червячная зуборезная фреза

4.4. Обозначение основных конструктивных элементов m − нормальный модуль; Рnо − шаг профиля зуба в нормальном сечении; Рхо − шаг профиля зуба в осевом сечении; αno − угол профиля в нормальном сечении; Sno − толщина зуба в нормальном сечении; ho − полная высота зуба; hao, hfo − высота головки и ножа зуба; λmо − угол наклона винтовой канавки; γmо − угол подъёма витков; Pz − шаг винтовой канавки; αпо − угол профиля рейки; ψ − центральный угол, соответствующий окружному шагу зубьев; θ − угол канавки фрезы; Нк − глубина канавки; αв − задний угол при вершине зуба фрезы; к − величина затылования; γ − передний угол; do − диаметр отверстия под оправу; dl − диаметр буртиков; d2 − диаметр расточки; 1 − длина буртиков; 30

11 − длина шлифованной части отверстия; dao − наружный диаметр фрезы; в − ширина шпоночной канавки; t1 − глубина шпоночной канавки; L − общая длина фрезы. Обмер фрезы производится в следующем порядке: 1. Согласно клеймению на торцевой поверхности фрезы определяется модуль т, угол зацепления α no , шаг продольной канавки Рхо. 2. При помощи линейки и штангенциркуля измеряются основные габаритные размеры: d ao , d o , d 1 , d 2 , l , l 1 , L , в , t 1 . 3. Измерение высоты зуба ho, нормального шага Рпо, толщины зуба Sno и угла профиля рейки α no производится при помощи зубомера, согласно рис. 4.2 и 4.3.

Рис. 4.2. Схема измерения высоты зуба

4. При измерении высоты зуба ho для исключения влияния радиуса у основания зуба между боковой поверхностью зуба и ножкой зубомера необходимо оставлять зазор 0.5мм. 5. Измерение нормального шага Рпо производится на высоте hизм=0.5ho. Величина шага Ро определяется, как разность размеров: Pno = C − S no . Полученная величина сравнивается с расчётной величиной, которая находится по формуле: Р по = π ⋅ т .

Рис. 4.3. Схема измерения нормального шага и угла в нормальном сечении

6. В некоторых случаях толщина зуба фрезы может отличаться от 31

величины S no = π m / 2 , поэтому для определения Sno сначала находят коэффициент высоты зуба: f = ( h o / 2 m ) − 0 , 2 и округляют его до стандартной величины 1.0 или 0.8: h ao = m ( f + 0 , 2 ) ,

на которой измеряется Sno .

7. Для определения угла профиля рейки можно воспользоваться приближённой зависимостью: tg α no = ( S 2 − S 1 ) / 2 ( h 2 − h1 ) , где h1=5 мм, h 2 = h o − ( 0 . 3 ... 1 . 0 ), мм.

Передний угол определяется как угол между передней поверхностью и радиальным направлением, проходящим через вершину зуба. Для чистовых фрез γ = 0 , для черновых фрез γ > 0 . Задняя поверхность зуба червячной фрезы очерчена по архимедовой спирали, обеспечивающей постоянство профиля режущих кромок после переточки. Зуб червячной фрезы имеет три режущих кромки - одну периферийную и две боковые. Задний угол α на периферии определяется величиной затылования: K = (π d ao / z ) ⋅ tg α в , где z − число зубьев фрезы. Задаваясь углом поворота ψ (с помощью делительной головки) червячной фрезы, определяет величину падения затылка в1, фиксируя с помощью индикатора, подведённого к затылку (рис. 4.4), тогда tg α в = ( в 1 ⋅ 360 o ) /( π ⋅ d ao ⋅ ψ ) . Зная величину αв определяем величину затылования К.

Рис. 4.4. Схема определения задних углов червячной фрезы

Для получения на обеих сторонах зубьев одинаковых передних углов канавки делаются винтовыми. Передняя поверхность канавок располагается нормально к виткам по среднему расчётному цилиндру,

32

т.е. на расчётном цилиндре угол наклона канавок λ mo

равен углу

подъёма витков γ mo , шаг винтовой канавки можно определить так: Pz = π d mo ⋅ ctg λ mo , Sin γ mo = Pno / π d mo = m / d mo где d mo − средний расчётный диаметр d mo = d ao − 2 h ao − 2 σ ⋅ k . σ = 0 . 1 ... 0 / 25 ; по ГОСТ 9324 − 80 σ = 0 ,15

Полученные результаты сравниваются приведёнными в маркировке фрезы.

со

значениями,

4.5. Устройство и принцип работы штангензубомера Штангензубомер предназначен для измерения толщины зуба по хорде. По штанге 1 в двух взаимно перпендикулярных направлениях перемещаются две рамки 3, 4 с нониусами. Рамка 4 соединена с высотной линейкой, другая рамка 3 имеет губку, перемещающуюся относительно неподвижной губки штанги 2 (рис. 4.5). Штангензубомеры выпускают трёх размеров для контроля колёс с пределами модуля 1…36 мм.

Рис. 4.5. Штангензубомер: 1 − штанги, 2 − губка штанги, 3 − рамка с губкой, 4 − рамка с линейкой, 5 − нониус, 6 − высота линейки, 7 − зажим рамок, 8 − микрометрические подачи рамок

Высотную линейку устанавливают на размер таким образом, чтобы контакт измерительных губок с зубом контролируемого колеса был по делительной окружности. Показания на штангензубомере при измерении толщины зуба по хорде считывают так же, как на штангенциркуле.

4.6. Содержание отчета В отчет необходимо включить: 1) цель работы; 2) эскиз червячной фрезы; 3) результаты обмера червячной фрезы, сведенные в таблицу; 4) эскизы измерений. 4.7. Контрольные вопросы 33

1. Назначение червячных фрез. 2. Основные конструктивные и геометрические параметры фрез. 3. По заданию преподавателя пояснить назначение и произвести замер одного из контролируемых параметров. 5. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 12 ОБМЕР И ЭСКИЗИРОВАНИЕ ДОЛБЯКОВ

5.1. Цель работы Целью работы является изучение конструкции зуборезных долбяков, его основных конструктивных и геометрических элементов, приобретение практических навыков обмера и эскизирования долбяков, расчёту конструктивных элементов. 5.2. Содержание работы Время выполнения работы − 2 часа. 1. Ознакомиться с теоретической частью работы. 2. Ознакомиться с конструкциями долбяков. 3. Произвести необходимые расчёты элементов конструкции долбяка. 4. Произвести параметров долбяка.

обмер

конструктивных

и

геометрических

5.3. Инструменты, приборы, оборудование Долбяк дисковой прямозубый, штангенинструмент, микрометр, зубомер, универсальный угломер. Меры безопасности при выполнении лабораторных работ: 1. Подготовить рабочее место. 2. При обмере режущего инструмента соблюдать правила пользования мерительным инструментом. 3. При обмере соблюдать меры предосторожности.

5.4. Общие сведения Долбяки применяют для образования зубьев цилиндрических зубчатых колёс. Долбяк представляет собой режущий инструмент, выполненный в виде зубчатого колеса с высотной коррекцией зубьев, изменяющейся по длине зуба (высоте долбяка) для образования задних углов на боковых режущих кромках зубьев (см. рис. 5.1). Долбяки разделяются на долбяки для прямозубых колёс, для 34

косозубых и шевронных колёс. По конструкции (см. рис. 5.2) долбяки делятся на дисковые, хвостовые, втулочные, чашечные, сборные. Долбяк имеет (см. рис. 5.1) внешнюю 1 и внутреннюю 2 опорные плоскости, переднюю плоскость 3, скос или фаску 4, отверстие для крепления долбяка 5. Сечение, перпендикулярное к оси долбяка, в котором коэффициент смещения исходного контура х0=0, называется исходным. Расстояние от исходного сечения до плоскости переднего торца долбяка а называется смешением исходного сечения: a = x 0 m tg α

в

.

(5.1)

От величины а зависят конструктивные размеры долбяка Диаметр делительной окружности долбяка do равен произведению модуля долбяка m на число его зубьев: (5.2) do = mzo. Диаметр окружности выступов для исходного сечения: dao = do + 2hao.

Рис. 5.1. Конструктивные элементы дискового долбяка: 1 − внешняя опорная плоскость; 2 − внутренняя опорная плоскость; 3 − передняя плоскость; 4 − скос; 5 − отверстие для крепления долбяка

35

(5.3)

Рис. 5.2. Виды долбяков: а) дисковый; б) хвостовой; в) чашечный; г) втулочный; д) − сборный

Диаметр окружности впадин для исходного сечения: dfo = do - 2hfo,

(5.4)

где hао и hfo − высота головок и ножек зубьев долбяка. Для стандартных условий в исходном сечении: hao = 1.25 m

(5.5)

hfo = 1.25 m

(5.6)

Задние поверхности зубьев долбяков − эвольвентные винтовые поверхности. Диаметр основного цилиндра (окружности): (5.7) dос = do cos α0, где αo − угол профиля задних винтовых поверхностей долбяка. tgαo = tgαзau / (1 - tgαВ tg γB)

5.5.

Обозначение конструктивных параметров долбяка Zo − число зубьев долбяка, De − наружный диаметр, dнaч − диаметр начальной окружности, doc − диаметр основной окружности, Dвп − диаметр впадин зубьев; di − диаметр выточки; d − посадочный диаметр; Н − высота долбяка; 1 − длина посадочного отверстия; αзац − угол зацепления; 36

и

(5.8)

геометрических

αв − задний угол по наружному конусу; αп − угол бокового зазора в плоскости касательной к основному цилиндру; γв − передний угол на вершине зуба; m − модуль; toс − основной шаг; в − хордальная толщина зуба в передней плоскости на начальном диаметре (толщина зуба по делительной окружности на передний грани); g − высота при измерении «в»; а − исходное расстояние (расстояние от передней плоскости до расчетного сечения), f − коэффициент высоты зуба. Как известно из теории долбяка, последний представляет собой шестерню с переменной коррекцией вдоль оси зуба, причем закон изменения коррекции определяется линией АА (рис. 5.1 ), имеющей с осью долбяка угол αв, в результате чего боковые поверхности зубьев долбяка являются винтовыми эвольвентными поверхностями с углом наклона винтовой линии на основном цилиндре αп равным углу наклона производящих прямых в плоскости касательной к основному цилиндру. Углы αзац, αв, αп связаны зависимостью: tg αв = tg αп / sin αзац. Выбирая величину угла αп, являющегося углом бокового зазора, определяют и задают на чертеже угол αзац отклонения которого вызывают при переточках долбяка, изменения высоты ножки шестерни, размеры которой могут выйти из пределов допусков. Правильное выполнение толщины и высоты головки зуба долбяка определяет правильность состояния толщины и высоты ножки зуба шестерни, а поэтому размеры So и g должны подвергаться контролю (рис. 5.4). Следующим наиболее важным элементом является основной шаг: toс=m⋅π⋅cosαзац , проверка которого производится наиболее точным методом.

5.6. Обмер долбяка 1. При помощи штангенциркуля измеряются: Н, d, причем размер уточняется в соответствии с нормальными размерами посадочного диаметра долбяка (31, 743 или 44, 445). Измерение Dе производится при помощи микрометра. При нечетном числе зубьев долбяка: D е = D iизм/соs(90°/z). 2. Измерение угла αп в плоскости, касательной к основному цилиндру производится путем измерения двух блочных размеров k1 и k2 в двух сечениях долбяка, отстающих друг от друга на расстоянии 1 = l1 12 с последующим расчетом по формуле: 37

t g αп = ( k 1 - k 2 ) / 2 ( l 1 - l 2 ) , где: l1 = 1,0 ÷ 2 мм и 12 = 10 ÷ 12 мм (плитки Иогансона). Измерение производится при помощи зубомера, как показано на рис 5.3.

Рис. 5.3. Схема измерения угла αп

Число зубьев в блоке берется по формуле: zбл=(z αзац/180)+1. 3. Измерение заднего угла αв по наружному конусу производится при помощи угломера как показано на рис. 5.4. При таком измерении опорная плоскость используется как база, причем отсчет на угломере дает непосредственно величину угла. 4. Определение переднего угла γв производится по формуле: γв = 90° - (θ + αв), где θ − угол отсчета (рис.5.5). 5. Измерение хордальной толщины зуба Sd в передней плоскости на модульном диаметре (на высоте q с учетом стрелки Δ) может производиться при помощи зубомера, как показано на рис. 5.6. Для учета стрелки Δ подсчитывают величину последней в расчетном сечении: Δрасч = 0,5 m⋅z⋅(1 - cos(0,5ϕpacч)), где ϕpacч = 180° / z. Поскольку разница между стрелкой в расчетном сечении и в передней плоскости мала, то принимая Δ ≈ Δрасч получим: g = Rнар - (0,5 m⋅zд-Δ).

38

Рис. 5.4. Измерение заднего угла по наружному конусу

При измерении штангензубомером величина g отсчитывается по вертикальной шкале. Измеренные конструктивные и геометрические элементы долбяка, а также результаты расчетов сводятся в табл. 5.1.

Рис. 5.5. Схема измерения переднего угла

Рис. 5.6. Схема измерения хордальной толщины зуба

Таблица 5.1 Основные конструктивные и геометрические параметры долбяка 1. Материал 2. Модуль в мм,m 3. Наружный диаметр (диаметр окружности выступов долбяка), Dе 4. Диаметр окружности впадин, Dв 5. Делительный диаметр, dд 6. Число зубьев долбяка, z 7. Высота головки, ha0 8. Высота ножки, hf0 9. Высота зуба, h0 10. Ширина долбяка, Н

39

11. Посадочный диаметр, d 12. Длина посадочного места, l 13. Диаметр, di 14. Задний угол на периферийной кромке, αв 15. Задний угол на боковой кромке по расчету, αп 1 б. Задний угол на боковой кромке по результатам измерений, αп 17 Передний угол на периферийной кромке, γв 18. Угол зацепления, αзац 19. Шаг по делительной окружности, toc 20.Толщина зуба по делительной окружности, Sd

5.7. Содержание отчета Отчет должен содержать: 1. Формулировку цели работы. 2. Эскиз зуборезного долбяка. 3. Результаты обмера долбяка и расчетов, сведенных в таблицу. 4. Эскизы измерений. 5.8. Контрольные вопросы 1. Перечислить типы долбяков, которые вы знаете. 2. Назначение прямозубых и косозубых долбяков. 3. Какой тип долбяков применяется при нарезании зубчатых колёс с внутренним зацеплением? 4. Что такое метод копирования и метод обкатки, по какому методу работают зуборезные долбяки? 5. Какие элементы долбяка измеряются с помощью штангенциркуля? 6. Какие геометрические элементы измеряются с помощью угломера? 7. Как определяется хордальная толщина зуба долбяка? 8. Как определяется угол α

П

?

9. Из каких инструментальных зуборезные долбяки?

40

материалов

изготавливаются

6. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 13 ЗУБОСТРОГАЛЬНЫЕ РЕЗЦЫ ДЛЯ ОБРАБОТКИ КОНИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС С ПРЯМЫМ ЗУБОМ

6.1. Цель работы Целью работы является изучение конструкции чистовых зубострогальных резцов и установка их на зубострогальном станке. 6.2. Содержание работы Время выполнения работы – 2 часа. 1. Используя данные методического материала изучить конструктивные и геометрические элементы зубострогальных резцов. 2. По заданию преподавателя выполнить эскиз резца с проставлением измеренных и полученных расчетом значений конструктивных и геометрических элементов. 3. По заданию преподавателя сделать эскиз одного из применяемых приспособлений. 4. Вычертить схемы установки резца по длине и высоте. 6.3. Инструменты, приборы, оборудование Образцы зубострогальных резцов, мерительный инструмент (угломер, штангенциркуль, резьбовые пробки. Меры безопасности при выполнении лабораторных работ: 1. Подготовить рабочее место. 2. При обмере режущего инструмента соблюдать правила пользования мерительным инструментом. 3. При обмере соблюдать меры предосторожности.

6.4. Общие сведения Чистовые зубострогальные резцы по ГОСТ 5392-80Е имеют форму, приведенную на рис. 6.1, и бывают четырех типов. Область применения резцов приведена в табл. 6.1. Таблица 6.1 Типы резцов Тип резцов 1 2 3 4

Модели станков, на которых применяются резцы 523, 5П23Б, 5П23БП и Глисон 3″ и №103 (США), 12 Н(ФРГ) 15КН, 15 КНS, 26Н (ФРГ) 526, 5А26, Глисон 14″, №14, №710 (США), 25КН, 25 КНS, 50КН, 50КНS (ФРГ) 5282, 5С286П, 75КН, 75КНS (ФРГ), Глисон 24 «А» (США)

41

Модуль, мм 0,3 - 2,5 0,5 - 5,5 1 - 10 3 - 20

Рис. 6.1. Зубострогальный резец

Резец крепится к державке винтами. Зажимная часть резца делается в виде клина с углом 73°. Высота режущей грани h - 2,5 m. Толщина резца по вершине: а ≈ 0,4m при α = 20°; а ≈ 0,5m при α = 15°. Толщина резца (рис. 6.1): С В = − (H − )tg α . (6.1) cos α

Величина С является постоянной для каждой модели станка и изменяется только в зависимости от угла зацепления С = 27,39 при α = 20°; С = 25,62 при α = 15°. Задний угол резца αв создается путем его установки в державке (рис. 6.1). Такая установка обеспечивает также необходимый задний угол αб на боковой профилирующей кромке. В зависимости от конструкции станка αв равен 10 или 12°. Угол αб определяется по формуле: tg α б = tg α в ⋅ sin α ′ , (6.2) где α ′ − профильный угол резца в сечении, перпендикулярном направлению движения, tg α ′ = tg α ⋅ cos α в (6.3) Так как режущая кромка в процессе резания должна быть перпендикулярной к основанию впадины, то γ 1 = α в . Нормальный передний угол γ

N

зависимости от условий работы

принимается в пределах 0 - 25°.

6.5. Порядок выполнения работы 6.5.1. При изучении конструкции необходимо выполнить эскиз резца в двух проекциях и проставить замеренные размеры. 42

Углы γ 1 и α замеряются шаблоном или угломером, размеры L, H, h, С, В, а, п − штангенциркулем, d − резьбовой пробкой. Допускаемые отклонения угла профиля α: Модуль 0,3-0,9 1-5,5 6-8 9-12 13-20 Доп. откл. ±8' ±5' ±4' ±3' ±2' Допускаемые отклонения толщины резца по вершине α: Модуль 0,3-0,8 1-5,5 5-9 10-20 Доп. откл. ±8' ±5' ±4' ±3' 6.5.2. Установка резцов на зубострогальном станке. На станке резцы устанавливаются по длине и по высоте. При этом должны быть выполнены два условия: 1) вершина резца совпадает с плоскостью, перпендикулярной оси люльки и проходящей через центр станка; 2) линия движения вершины резца проходит через ось люльки. Резец по длине устанавливается с помощью прибора (рис. 6.2а). После настройки на ноль по контрольному блоку, прилагаемому к станку, прибор переносят на станок, прижимают к плоскости F (рис. 6.2б) и касаются пуговкой ножки резца. Резец считается правильно установленным, когда при передвижении его по длине индикатор прибора покажет ноль. Затем резец закрепляют и снова проверяют установку.

а)

б)

Рис. 6.2. Установка резца по длине

По высоте резец устанавливается с помощью прибора (рис. 6.3а). Прибор 1 устанавливают на контрольный блок 4. Размер М блока равен расстоянию от верхней плоскости планки, прикрепленной к ползуну, до плоскости ВС (рис. 6.3б), проходящей через ось люльки. Отрегулировав индикатор на ноль, переносят прибор с блока на станок и, прижимая его к планке ползуна и к плоскости F резцедержателя, перемещают последний по высоте до тех пор, пока стрелка индикатора не покажет ноль. 43

а) Рис. 6.3. Установка резца по высоте

б)

6.6. Содержание отчета 1. Выполнить эскиз резца в двух проекциях с необходимыми сечениями и размерами. 2. Сделать эскизы применяемых приспособлений и дать их краткое описание. 3. Начертить схемы установки резца по длине и высоте. 6.7. Контрольные вопросы 1. Какие типы резцов установлены по ГОСТ 5392-80Е? Какова область их применения? 2. Как создаются вершинный и боковой задние углы? 3. Как производится установка резца на станке по длине и высоте? 4. Какие условия должны быть выполнены при установке резцов?

44

7. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 14 ЗУБОРЕЗНЫЕ ГОЛОВКИ ДЛЯ НАРЕЗАНИЯ КОНИЧЕСКИХ КОЛЕС С КРУГОВЫМ ЗУБОМ

7.1. Цель работы Целью работы является изучение конструкций двусторонней чистовой резцовой головки для чистового нарезания конического колеса с круговыми зубьями. 7.2. Содержание работы Время выполнения работы – 2 часа. 1. Используя данные методического материала изучить устройство, конструктивные и геометрические элементы двухсторонней чистовой резцовой головки. 2. Определить номинальный диаметр резцовой головки, угол зацепления, номер резцов и величину их развода исходя из геометрических и конструктивных размеров нарезаемых конических колес с круговым зубом. 3. По заданию преподавателя выполнить эскизы зуборезной головки, корпуса, наружного и внутреннего резцов, подкладки и клина с проставлением основных размеров. 4. На основе замеренных величин определить номер резцов и величину их развода.

7.3. Инструмент, приборы, оборудование Рабочие чертежи нарезаемых конических колес с круговым зубом, образец двухсторонней головки для чистового нарезания конических колес, мерительный инструмент (угломер, штангенциркуль, индикатор часового типа). Меры безопасности при выполнении лабораторных работ: 1. Подготовить рабочее место. 2. При обмере режущего инструмента соблюдать правила пользования мерительным инструментом. 3. При обмере соблюдать меры предосторожности.

7.4. Общие сведения Головка (рис. 7.1) состоит из корпуса 1, в пазах которого закреплены наружные 2 и внутренние 3 резцы. Наружные резцы обрабатывают вогнутую, а внутренние выпуклую сторону зубьев. Точной радиальной установки резцов и требуемого развода между ними добиваются с помощью клина 4 и подкладки 5. Клинья регулируются винтами 6. 45

Рис. 7.1. Двухсторонняя чистовая резцовая головка

В двусторонних головках один наружный и один внутренний резцы имеют нерегулируемые клинья. По этим резцам устанавливаются остальные резцы головки. Головка имеет коническое посадочное отверстие. Винты 7 служат для снятия головки со шпинделя, а на сменном винте 8 маркируется диаметр головки, угол зацепления и величина развода резцов. Резцовые головки характеризуются номинальным диаметром, углом зацепления, номером резцов и величиной их развода. Номинальный диаметр головки выбирается в зависимости от длины образующей начального конуса, модуля, длины и высоты зуба. Наибольшие значения модуля, ширины и высоты круговых зубьев, определяемые рабочими пределами нормализованных резцовых головок, приведены в табл. 7.1. Таблица 7.1 Угол спирали β°

Длина образующей начального конуса Le

Наибольшая высота зуба h, мм

Наибольшая ширина зубчатого венца b, мм

Наибольший модуль m, мм

0-15 свыше 15 1-15 свыше 15 0-15 15-25 свыше 25 0-15 15-25 свыше 25 0-15 15-25

20-40 35-65 30-70 60-100 60-120 90-160 90-160 90-180 140-210 140-210 160-240 190-320

3,7

20

3,5

10

30

15

50

20

65

28

100

4,5 5 6,5 7,5 8 9 10 11 12 14

46

Нормализованные номинальные диаметры резцовых головок 2ru дюймы мм 31/2 88,9 6

152,4

9

228,6

12

304,8

18

457,2

Угол спирали β°

Длина образующей начального конуса Le

свыше 25 30-40

190-320 320-420

Наибольшая высота зуба h, мм

Наибольшая ширина зубчатого венца b, мм

28

100

Наибольший модуль m, мм

15 15

Нормализованные номинальные диаметры резцовых головок 2ru дюймы мм 18

457,2

При расчете головок номер резцов и ширина развода определяются по следующим формулам. Номер резцов: γ + γ (7.1) N = (

1

2

20

)sin β

где γ1 и γ2 – углы ножки зуба малого и большого нарезаемых колес, мин; β – угол наклона зуба в средней точке ширины зубчатого венца (рис. 7.2б).

а) б) Рис. 7.2. Двухсторонняя чистовая резцовая головка

Развод резцов при чистовом нарезании колеса: W

к

=

L (S 1 cos β − 2h Le

fz

tg α )

(7.2)

где L − средняя длина образующей начального конуса (рис. 7.2а); Le − наружная длина образующей начального конуса; S1 − толщина зуба на дуге делительной окружности; hfz − высота ножки зуба; α − угол зацепления. 7.4.1. Изучение конструкции головки При изучении конструкции необходимо выполнить эскизы и проставить необходимые размеры на корпус, резцы наружные и внутренние, прокладку и клин. Кроме того, на основе замеренных величин определяется номер резцов и величина их развода, а также проверяется биение по боковым и торцовым кромкам. Эскиз корпуса выполняется в двух проекциях: вид с торца и поперечное сечение. Допуски на отдельные элементы корпуса имеют следующие значения: 1) расстояние между основаниями двух противоположно расположенных пазов ±0,05 мм; 47

2) ширина резцовых пазов ± 0,01; 3) допускаемое смещение резцового паза с оси ± 0,05; 4) угол наклона основания резцового паза ± 2′; 5) допускаемое биение опорного торца у головки 6″ по диаметру 100 0,01; » 9″ » 160 0,015; » 12″ » 220 0,015; » 18″ » 320 0,02; 7.4.2. Конструкции резцов, подкладок, клиньев Эскизы выполняются для наружных и внутренних резцов в трех проекциях, с продольным разрезом резца. Кроме того, в более крупном масштабе выполняются носик резцов и нормальное сечение, где проставляются передний и задний углы (рис. 7.3).

а)

б)

Рис. 7.3. Резцы головки: а) наружный резец леворежущий; б) внутренний резец леворежущий

Номер резцов:

N =

α - αе α −α = i , 10 10

(7.3)

где α = 20° − профильный угол; αe − угол профиля наружных резцов; αi − угол профиля внутренних резцов. Углы αe и αi устанавливаются замером. Находят применение резцы следующих номеров: 0; 1 ½ ; 2 ½; 3 ½ и т.д. до 20 ½. Величина развода (рис. 7.4) определяется следующим образом: We для наружных резцов = k + П + в -r , е

для внутренних резцов -

е

2 Wi = r u - П i -k - в i , 2

48

u

где k − базовое расстояние корпуса, определяемое замером или по табл. 7.2; Пе − толщина подкладки для наружных резцов, определяемая замером; ве − базовое расстояние наружного резца, определяемое замером или по табл. 7.2 (рис. 7.4); ru − номинальный радиус головки (задается); Пi − толщина подкладок для внутренних резцов; вi − базовое расстояние внутреннего резца (табл. 7.2).

Рис. 7.4. Схема определения развода резцов

Номинальный диаметр головки в дюймах

Допуски на отдельные элементы резцов имеют следующие значения: 1) расстояние от кромки рабочего профиля до базовой опорной поверхности ± 0,02 мм; 2) ширина площадки при вершине – 0,1 мм; 3) угол рабочей части профиля ± 5′; 4) угол нерабочей части профиля ± 25′; 5) непрямолииейность профиля 0,01 мм; 6) угол передней заточки ± 30′, Эскиз подкладки выполняется в двух проекциях. Толщина подкладок выполняется с точностью ± 0,005. Эскиз клина выполняется для подвижного и неподвижного клина в двух проекциях. Толщина клина (наибольшая) выполняется с точностью до - 0,02 мм, угол уклона ± 2′. На всех эскизах проставляются основные размеры. Особое внимание следует обращать на простановку базовых размеров на корпусе и резцах (см. табл. 7.2). Таблица 7.2 Число пазов для резцов в универсальной головке

Базовое расстояние корпуса k ± 0.01 мм

в чистовой головке

49

Базовое расстояние резца, мм

ве

вi

3 ½ (88,9) 8 8 37,060 6 (152,4) 12 12 67,724 7 ½ (228,6) 12 12 84,010 9 (228,6) 16 12 103,055 12 (304,8) 20 16 138,055 18 (457,2) 24 20 211,060 Примечание: размеры, указанные в скобках даны в мм.

4,48 4,92 7,56 7,56 8,38 8,09

5,24 6,06 7,94 7,94 9,40 12,92

7.4.3. Проверка биения боковых и торцовых кромок Головка устанавливается на оправку и закрепляется в центрах. Проверяется биение индикатором. Допускаемая величина биения: торцовое биение по вершинам зубьев у чистовых головок 6− 9″ 0,025 мм; 12−18″ 0,03 мм; радиальное биение резцов чистовых головок 0,0025 мм.

7.5. Содержание отчета 1. Произвести расчет резцовой головки. 2. Выполнить эскизы головки, корпуса, наружного и внутреннего резцов, подкладки и клина со всеми основными размерами. 3. Произвести расчеты. 4. Привести замеренные величины биения боковых и торцовых кромок.

7.6. Контрольные вопросы 1. Виды резцовых головок. 2. Как определяется номер резцов? 3. Чем достигается развод резцов? 4. Каков принцип работы двусторонней чистовой резцовой головки?

50

8. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №15 ИЗУЧЕНИЕ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА, ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКИ, СПОСОБОВ КРЕПЛЕНИЯ, БАЛАНСИРОВКИ И ПРАВКИ

8.1. Цель работы Целью работы является ознакомление с различными типами кругов и их характеристиками, изучение способов крепления кругов, выполнение балансировки и правки кругов. 8.2. Содержание работы Время выполнения работы – 3 часа. 1. Используя данные методические указания, изучить виды абразивного инструмента, абразивных материалов, связки, твердости, структуры абразивных кругов. 2. По исходным данным, полученным от преподавателя, назначить характеристику абразивного круга. 3. Изучить методы крепления абразивных кругов, их балансировки и правки. 4. В соответствии с заданием преподавателя силами учебного мастера произвести правку абразивного круга.

8.3. Инструменты, приборы, оборудование Образцы абразивного инструмента, шлифовальные станки. Меры безопасности при выполнении лабораторных работ: 1. Подготовить рабочее место. 2. При обмере режущего инструмента соблюдать правила пользования мерительным инструментом. 3. При обмере соблюдать меры предосторожности.

8.4. Общие сведения Абразивный инструмент изготавливается в виде шлифовальных кругов различного профиля и размеров, в виде брусков, пластин и шкурки. Характеристика абразивного инструмента определяется следующими параметрами: видом абразивного материала, размером зерна, видом связки, соотношением объема зерен и связки, твердостью, формой и размерами круга. 8.4.1. Абразивные материалы Абразивные материалы делятся на естественные и искусственные. К естественным абразивным материалам относятся корунд, гранит,

кремень и наждак, состоящие из A12O3 и примесей. Корунд − горная порода, состоящая в основном из кристаллической окиси алюминия (A12O3), применяется для доводочных операций и обработки оптического стекла. Наждак − (корунд + кварц + магнезит), корунда около 30%, применяется для шлифования свободным абразивом. Гранит − минерал, представляющий собой соединение Al, Fe, Сг, Mn, Mg с кремниевой кислотой, применяется для изготовления шлифшкурки для обработки дерева, пластмассы, кожи, а также обработки стекла свободным абразивом. Кремень − горная порода, состоящая из 96% SiО2 + 1% СаО и кварца, применяется при изготовлении шлифшкурки для обработки кожи, пластмассы, эбонита, дерева. К искусственным абразивным материалам относятся: электрокорунд, карбид кремния, карбид бора. Наибольшее применение для изготовления шлифовальных кругов получил электрокорунд. Он имеет микротвердость 2000...2500 кгс/мм2, температуру плавления 1900...2000° и теплостойкость от 1250° (нормальный) до 2000° (циркониевый). Представляет собой кристаллическую смесь A12O3, получаемую плавкой в электропечах чистого глинозема (бокситов). Промышленность производит несколько разновидностей электрокорунда, в том числе - нормальный, белый, хромистый, титанистый, циркониевый, монокорунд и сферокорунд. Нормальный - содержит 92-95 % Al2О3 и небольшое количество примесей. В зависимости от состава и количества примесей - цвет от светлого до темно-коричневого. Нормальный электрокорунд получают в дуговых печах восстановительной плавкой шихты, состоящей из высокосортного боксита. Высокая твердость и механическая прочность зерен нормального электрокорунда обеспечивает широкое применение его при шлифовании металлов. Значительная вязкость позволяет применять его при выполнении работ с переменными нагрузками. Нормальный электрокорунд применяется при обработке материалов с высоким сопротивлением разрыву (обдирка стальных заготовок, поковок, проката, высокопрочных и отбеленных чугунов, ковкого чугуна; окончательная обработка деталей из углеродистых и легированных сталей в закаленном и нормальном состоянии, никелевых и алюминиевых сплавов). Белый электрокорунд состоит из 98-99 % корунда и небольшого количества примесей (1-2 %). По химическому и физическому составам

белый электрокорунд является более однородным, чем нормальный. Зерна белого электрокорунда обладают высокой твердостью, прочностью и имеют острые кромки; они легко внедряются в твердые прочные материалы, меньше выделяют тепла при обработке, чем зерна других разновидностей электрокорунда. Белый электрокорунд применяется при: 1) обработке закаленных деталей из углеродистых, быстрорежущих и нержавеющих сталей, хромированных и нитрированных поверхностей; 2) обработке тонких деталей и инструментов, когда отвод тепла затруднен (штампы, зубья шестерен, резьбовой инструмент, тонкие ножи и лезвия); 3) обработке деталей (плоское, внутреннее и профильное шлифование) с большой площадью контакта между кругом и обрабатываемой поверхностью; 4) отделочной обработке. Хромистый электрокорунд состоит из 97-98 % A12O3 и 2% окиси хрома (СгО); по цвету напоминает рубин. Наличие в этом корунде твердого раствора хрома существенно меняет его микроструктуру и свойства; повышает механическую прочность и абразивную способность по сравнению с белым электрокорундом. Абразивный инструмент из хромистого электрокорунда обеспечивает повышение производительности при шлифовании конструкционных и углеродистых сталей на интенсивных режимах работы на 20...30 % по сравнению с инструментом из электрокорунда белого. Титанистый электрокорунд − абразивный материал, представляющий собой соединение окиси алюминия с окисью титана (A12O3+TiО2). Титанистый электрокорунд отличается от нормального электрокорунда большей вязкостью. В нем отсутствует ферросплав и ряд вредных примесей. Титанистый электрокорунд предназначен для изготовления абразивного инструмента, применяемого при обработке углеродистых, конструкционных и других закаленных и незакаленных сталей. Циркониевый электрокорунд представляет собой абразивный материал, в состав которого входит окись алюминия A12O3 и чистая двуокись циркония ZrО2. Зерно из циркониевого электрокорунда применяют в основном для обдирочного шлифования и шлифования с высокими скоростями. Монокорунд − абразивный материал, который получают сплавлением бокситов (97...93 % A12O3) с сернистым железом и восстановителем. Зерна монокорунда имеют изометрическую форму, высокую механическую прочность и обладают хорошей способностью к скалыванию. Монокорунд применяют для шлифования цементированных, закаленных, азотированных и высоколегированных

сталей с низкой теплопроводностью и теплоемкостью. Инструменты из монокорунда благодаря скалыванию мельчайших частиц зерен обладают высокой режущей способностью. За счет сохранения остроты режущих кромок потребляемая мощность и нагрев обрабатываемой детали снижается. Особенно это важно при заточке инструментов, окончательным шлифовании. Сферокорунд − абразивный материал, получаемый из глинозема в виде полых корундовых сфер. В нем содержится 99 % A12O3 и небольшое количество примесей. Абразивные инструменты, изготавливаемые из сферокорунда, применяют для обработки мягких и вязких материалов, а также для заточки и шлифования быстрорежущих сталей с большой глубиной резания, т.к. в процессе шлифования сферы разрушаются и обнажают острые режущие кромки, что обеспечивает более производительное шлифование при небольшом тепловыделении. Карбид кремния − абразивный материал, представляющий собой химическое соединение кремния с углеродом (SiC). Высокая твердость карбида кремния сочетается с высокой хрупкостью, что является следствием его кристаллической структуры. Для абразивной обработки промышленность производит два вида карбида кремния: черный (95...98 % SiC) и зеленый (98...99 % SiC). Карбид кремния зеленый содержит меньше примесей, имеет несколько повышенную хрупкость и большую абразивную способность. Карбид кремния зеленый используют для тонкого шлифования металлорежущего инструмента, твердых сплавов, керамики, калия и для правки шлифовальных кругов. Инструмент из карбида кремния черного применяется для шлифования твердых сплавов, чугуна, цветных металлов, стекла, пластмассы, кожи и резины. Карбид бора − абразивный материал, состоящий из кристаллического карбида бора (B4C), с содержанием его около 93 %. По твердости карбид бора уступает только алмазу и зльбору, но он весьма хрупок, что позволяет его применять для доводки твердосплавного инструмента. 8.4.2. Зернистость шлифовальных материалов Полученные в электрических печах абразивные материалы дробят и измельчают в специальных машинах, подвергают различным видам обогащения (магнитному, химическому), термической обработке и затем классифицируют по крупности частиц. Классификацию шлифовальных зерен и порошков по крупности осуществляют рассевом на специальной аппаратуре, позволяющей получать продукт требуемого зернового состава. Для разделения по

крупности частиц мельче 40 мкм применяют гидравлическую классификацию. В зависимости от крупности абразивные материалы делят на группы и номера. Таблица 8.1 Зернистость шлифовальных материалов Группа зернистости Шлифзерно Шлифпорошки Микропорошки Тонкие микропорошки

Способ классификации

Зернистость 200, 100, 125, 100, 80, 63, 50, 40, 32, 25, 20, 16 12, 10, 8, 6, 5, 4, 3 М63, М50, М40, М28, М20, М14

Рассев Гидроклассификация

М10, М7, М5, М3, М2, М1

Рассев

Рассев

Номер зернистости определяется размером стороны ячейки контрольного сита, т.е. того сита, через которое зерна не прошли, в сотых долях мм. Кроме основной каждый номер зернистости характеризуется предельной, крупной, основной, комплексной и легкой. Определяющей характеристикой зернистости является ее основная фракция (табл. 8.1, 8.2, 8.3). В зависимости от процентного содержания основной фракции рассев зерен может быть высшего качества (В), повышенного качества (П), нормального (Н), допустимого (Д). Таблица 8.2 Зерновой состав шлифовальных материалов Индекс для обозначения качества В (высшее) П (повышенное) Н (нормальное) Д (допустимое)

Минимальное содержание основной фракции, % 200-8

6-4

М63-М28

М20-М14

М10-М5

55 45 41

55 40 -

60 50 45 43

60 50 40 39

55 45 40 39

Зернистость выбирается в зависимости от следующих факторов: 1) количества снимаемого при обработке металла; 2) требуемой шероховатости и точности обработки поверхностей; 3) физических свойств обрабатываемого материала; 4) требуемой в автоматическом цикле шлифования стойкости кругов между правками. Крупнозернистые инструменты применяются: 1) при обдирочных и предварительных операциях с большой глубиной резания, когда удаляются большие припуски; 2) при работе на станках большой мощности и жесткости; 3) при обработке материалов, которые вызывают заполнение пор

круга и засаливание его поверхности (латунь, медь, алюминий); 4) при большой площади контакта круга с обрабатываемой поверхностью (плоское шлифование торцом круга, внутреннее шлифование). Средне- и мелкозернистые инструменты применяются: 1) для получения шероховатости поверхности 0,32...0,08 мкм; 2) при обработке закаленных деталей и твердых сплавов; 3) при окончательном шлифовании, заточке и доводке инструментов; 4) при высоких требованиях к точности обрабатываемого профиля детали. Таблица 8.3 Выбор зернистости абразивного инструмента в зависимости от вида обработки Зернистость шлифматериала 160 и более 125…80 80…50 63…23 40…5 32…16 12…6 6…4 М40 и мельче

Вид обработки Обдирочное шлифование в металлургической промышленности Обдирочные операции: зачистка заготовок, отливок, поковок Плоское шлифование торцом круга, заточка средних и крупных резцов, правка абразивного инструмента, абразивная отрезка Предварительное и комбинированное шлифование, заточка режущего инструмента Глубинное плоское (профильное) шлифование Окончательное шлифование, обработка профильных поверхностей, заточка мелкого инструмента, шлифование хрупких материалов Отделочное шлифование металлов, доводка твердых сплавов, доводка режущих инструментов, предварительное хонингование, заточка тонких лезвий Отделочное шлифование металлов, стекла, мрамора, резьбошлифование, окончательное хонингование Суперфиниширование, окончательное хонингование, доводка тонких лезвий измерительных поверхностей калибров, резьбошлифование изделий с мелким шагом

С уменьшением размера абразивных зерен повышается их режущая способность за счет возрастания числа зерен на единице рабочей поверхности, уменьшения радиусов округления вершин зерен, меньшего износа отдельных зерен. Мелкозернистые инструменты обладают меньшей способностью к самозатачиванию по сравнению с инструментом более крупной зернистости, в результате чего быстрее притупляются и засаливаются. 8.4.3. Связки абразивных инструментов Связка служит для скрепления отдельных зерен в единое тело инструмента. От материала связки зависит прочность удержания зерен в круге, прочность самого круга. Связка в значительной мере обуславливает интенсивность съема материала, качество обработки, износ инструмента и соответственно экономичность операции.

Связка абразивного инструмента не участвует в процессах резания и удалении припуска, но существенно влияет на состояние рабочей поверхности инструмента и работу абразивных зерен. Связки разделяются на органические и неорганические. К органическим связкам относятся бакелитовая, вулканитовая, глифталевая. Бакелитовая связка (Б, Б1, Б2, БЗ) состоит из бакелита (карболовая кислота, формалин). Для придания необходимых технологических свойств в смесь вводятся наполнители (гипс, криолит и другие материалы). Бакелитовая связка имеет три основные разновидности: пульвербакелит (Б, Б1), жидкий бакелит (Б2) и специальная (БЗ), которая используется для резьбошлифовальных и тонких разрезных кругов. Круги на бакелитовой связке предназначены для работ при скоростях 50 м/с и более, армируются металлическими кольцами, стеклосеткой и стекловолокном. Инструмент на бакелитовой связке прочен и эластичен, допускает изготовление кругов толщиной до десятых долей миллиметра. Недостатками инструментов на бакелитовых связках являются следующие: 1) под действием щелочных растворов с концентрацией более 1,5% связка разлагается; 2) при достаточно длительном воздействии температуры порядка 250...300° С связка выгорает. Бакелитовая связка применяется для изготовления инструментов, используемых при плоском шлифовании торцом круга; при отрезке и прорезке пазов; при заточке инструмента; при отделочном шлифовании зеркала цилиндров. Вулканитовая связка (В, В1, В2, ВЗ, В5) представляет собой многокомпонентную композицию, основным элементом которой является синтетический каучук. Различные химические и минеральные компоненты придают инструменту твердость, эластичность, самозатачиваемость, кромкостойкость (вулканизирующий агент - сера - 30%, ускорители вулканизации коптакс, тиурам, наполнители - окись цинка, окись магния). Вулканитовая связка обладает большой эластичностью, прочностью и не боится влаги. Круги, изготовленные из этой связки, могут иметь толщину до 0,5 мм при ø150...200 мм. Недостатком вулканитовой связки является быстрая засаливаемость кругов. Абразивные инструменты на вулканитовой связке, имеющие большие упругость и плотность, хорошую водоупорность, применяют при отрезке, прорезке и шлифовании пазов, обработке сферических

поверхностей при профильном, бесцентровом и отделочном шлифовании. Глифталевая связка (ГФ) - изготавливается из синтетической смолы с добавлением глицерина и фталиевого ангидрида. Применятся для доводочных инструментов, т.к. имеет теплостойкость 120° С и невысокую твердость. Рабочие скорости для инструментов на этих связках 40 м/с. К неорганическим связкам относятся: керамическая (К), магнезиальная (М) и силикатная (С). Керамические связки (К1, К2, КЗ, К4, К5, К6, К8, К10) являются многокомпонентными смесями огнеупорной глины, полевого шпата, борного стекла и других минеральных материалов, составленными по определенной рецептуре с добавками клеящих веществ (жидкое стекло, декстрин). Керамические связки обладают высокой огнеупорностью, водоупорностью, химической стойкостью и относительно высокой прочностью. В зависимости от поведения в процессе термообработки они делятся на плавящиеся (стекловидные - К1, К5, К8) и спекающиеся (фарфоровидные - К2, КЗ). Абразивные инструменты из электрокорунда изготавливают из плавящейся связки, а из карбида кремния - на спекающихся связках. Плавящиеся связки обеспечивают прочное закрепление зерен, вступая с ними в химическое соединение, обеспечивая тем самым большую прочность абразивных инструментов. Недостатком керамических связок является их высокая хрупкость, в связи с чем их не применяют при ударной нагрузке и малой высоте круга. Тонкие круги (толщиной менее 3 мм) легко ломаются от боковой нагрузки. Предельная скорость резания, допустимая кругами на этой связке, составляет 30...50 м/с. В последнее время разработаны новые керамические связки, пригодные для шлифования со скоростью 60...80 м/с. Для этой же цели используются круги с упрочняющими тканевыми прокладками или из стекловолокна. Магнезиальная связка изготавливается из смеси магнезита и хлористого калия. При ее использовании уменьшается нагрев обрабатываемой поверхности, однако круги не допускают использование влаги и имеют повышенный износ. Допускаемая скорость − не более 20 м/с. Силикатная связка изготавливается из смеси глины, жидкого стекла и кремниевой пыли. Она способствует минимальному тепловому делению и поэтому применяется в тех случаях обработки, где не

допустим нагрев. Однако прочность кругов намного ниже, чем с керамической связкой, а применение жидкости недопустимо. Наиболее широкое применение из всех перечисленных связей имеет керамическая и составляет 50...60 % от общего объема производства абразивного инструмента, на бакелитовой связке 30...39 %, на вулканитовой − 4-7 % и на других связках − не более 1-2 % (табл. 8.4 - 8.5). 8.4.4. Структура абразивного инструмента В абразивных инструментах различают несколько основных фаз: абразивную, занимаемую абразивными зернами; связующую, занимаемую связкой; газообразную, занимаемую порами. В некоторых инструментах вводится дополнительная фаза, занимаемая наполнителями. Содержание каждой фазы выражают в долях объема (объемная фазовая характеристика) или массы (массовая фазовая характеристика). Массовыми характеристиками пользуются при изготовлении кругов. Таблица 8.4 Механические свойства абразивных кругов на различных связках Параметр Предел прочности, Па при: растяжении сжатии изгибе Ударная вязкость, МДж/м2 Модуль упругости, 103 МПа Температура размягчения, 0С Плотность, 103 кг/м3

керамическая 30-50 70-90 45-60 0,12-0,5 50-85 500-700 2,2-2,8

Связка бакелитовая

вулканитовая

30-35 150 60 0,5-0,6 4-10 100-120 1,2-1,4

46 70-85 80-100 1-1,5 1-4 80-100 1-1,4

Таблица 8.5 Связки для абразивных кругов Связки Керамические (К1, К2, К3, К4, К5, К6, К7, К8, К10) Бакелитовые (Б, Б1, Б2, Б3, Б4, БП2, Б156)

Вулканитовые и другие органические (В, В1, В2, В3,

Область применения Инструмент для всех основных видов шлифования кроме прорезных пазов, а также обдирочного шлифования на подвесных станках (К2, К3 – инструмент из карбида кремния; К-2 – инструмент мелкозернистый; К1, К5, К8 – инструмент из электрокорунда) Круги с упрочненными элементами для шлифования при скорости круга 65, 80, 100 м/с; круги для обдирочного шлифования на подвесных станках и вручную; плоского шлифования торцом круга, отрезания и прорезания пазов, заточки режущих инструментов, шлифования прерывистых поверхностей; мелкозернистые круги для отделочного шлифования; хонинговальные бруски и шлифовальные сегменты Ведущие круги при бесцентровом шлифовании, гибкие круги для полирования и отделочного шлифования (на связке В5); отрезные круги для прорезания и шлифования пазов; круги для профильного шлифования (на связке ВЗ), полировальные высокопористые круги (на связке ПФ),

В5, ГФ, ПФ, Э5, Э6)

тонкозернистые круги для окончательного полирования (на глифталевой связке с графитовым наполнителем); инструмент для доводочного шлифования; абразивные шеверы на эпоксидной связке.

С увеличением объемного содержания зерен уменьшается расстояние между ними, а, следовательно, и минимальная толщина мостиков между ними. Соотношение объемов шлифовального материала, связки и пор в абразивном инструменте называется его структурой. Vз + VCB + Vnop = 100%. Объемное содержание абразивной фазы в инструменте принято характеризовать номером структуры. Структура обозначается номерами от 0 до 20. Это обозначение имеет определенные условности: чем меньше зерен в единице объема, тем выше порядковый номер структуры. С увеличением структуры на один номер объем зерна в круге уменьшается на 2% (табл. 8.6, 8.7). Таблица 8.6 Объемная концентрация абразивных зерен в инструментах Структура Показатель

плотная

Объемное содержание зерен в инструменте, в % Обозначение номера структуры

средняя

открытая

62

60

58

56

54

52

50

48

46

44 42

40

38

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

11

12

10

очень открытая 36 30 24 34 28 20 32 26 13 14 15

16 17 18

19 20

Таблица 8.7 Применение кругов различной структуры Структура 1-3 3-4 5-6 7-8 9-12 14-16

Область применения Шлифование заготовок с малым съемом металла кругами на бакелитовой и керамической связках (обработка некоторых деталей шарикоподшипников). Профильное шлифование; шлифование твердых и хрупких материалов с малой шероховатостью обработанной поверхности; шлифование с большими подачами или переменной нагрузкой; отрезные работы. Почти все виды шлифования (круглое наружное, бесцентровое, плоское периферией круга) металлов с высоким сопротивлением разрыву. Шлифование вязких металлов с низким сопротивлением разрыву; плоское шлифование торцом круга; внутреннее шлифование; заточка инструментов. Скоростное шлифование, профильное шлифование мелкозернистыми кругами; шлифование резьбы. Шлифование неметаллических материалов и металлов с низкой теплопроводностью (устранение ожогов и трещин).

Абразивные инструменты плотной структуры (0-3), имеющие тесное расположение зерен и малые поры, применяются главным образом для доводочных работ. Наибольшее применение имеют структуры 5-8.

Открытая структура (9-12) характеризуется большим расстоянием между зернами, лучшим отводом срезаемой стружки и позволяет работать на повышенных режимах. Однако круги открытой структуры обладают меньшей прочностью. В последнее время широкое применение находят высокопористые круги, величина пор у которых обычно больше (до 2-3 мм), чем размеры абразивных зерен. Поры такой величины получаются в результате выгорания при термообработке добавок (древесные опилки и мука, молотый уголь, пластмассы, бисер, сополимеры и т.п.), которые вводятся в виде наполнителей. Высокопористые круги в основном предназначены для шлифования мягких и вязких материалов, т.к. повышенная пористость создает лучшие условия для размещения стружки и уменьшения ее застревания в порах. 8.4.5. Твердость абразивных инструментов Под твердостью понимается способность связки удерживать абразивные зерна от вырывания их с поверхности под действием внешних сил. Твердость инструмента в значительной степени определяет производительность шлифования и качество обработанной поверхности (табл. 8.8). Таблица 8.8 Твердость абразивных инструментов Обозначение Степень твердости круга

в зависимости от связки общее ВМ

керамической и бакелитовой ВМ1, ВМ2

М

М1, М2, М3

СМ

СМ1, СМ2

С

С1, С2

СТ

СТ1, СТ2, СТ3

С

Т

Т1, Т2

СТ

Весьма твердый

ВТ

ВТ1, ВТ2

Т

Чрезвычайно твердый

ЧТ

ЧТ1, ЧТ2

Весьма мягкий Мягкий Среднемягкий Средний Среднетвердый Твердый

вулканитовой

Абразивные зерна по мере их затупления должны обновляться путем скалывания или выкрашивания. Чем выше твердость абразивного инструмента, тем прочнее связь между абразивными зернами в инструменте, тем большие силы способны они воспринять без выкрашивания. При слишком твердом круге связка продолжает удерживать затупившиеся и потерявшие режущую способность зерна.

При этом расходуется большая мощность, изделие нагревается (прижоги). При слишком мягком круге зерна, не утратившие режущую способность, выкрашиваются, увеличивается износ круга, появляются вибрации из-за огранки круга, снижается качество поверхности. Твердость абразивных инструментов зернистостью 125-16 определяют на пескоструйном приборе измерением глубины лунки, образующейся на поверхности инструмента под действием струи кварцевого песка, выбрасываемого из рабочей камеры прибора сжатым воздухом под давлением 0,15 МПа. С увеличением твердости абразивного инструмента глубина лунки уменьшается. Твердость абразивных инструментов зернистостью 12-М14, определяют измерением глубины лунки, образующейся от вдавливания в тело инструмента стального шарика ø5 или 10 мм под действием нагрузки 981 или 1471 Н на приборе Роквелла. Твердость абразивного инструмента зависит от количества и качества связки, вида абразивного материала, степени шероховатости и конфигурации абразивных зерен, а также технологического процесса изготовления (давления, режима термической обработки и т.д.). Изменение твердости инструмента на керамической связке достигается изменением доли связки и соответствующим изменением объема пор при неизменном объеме зерен. Уменьшение или увеличение объема связки на 1,5% дает изменение твердости на одну ступень, т.е. определенной твердости круга соответствует определенный объем пор независимо от номера структуры (рис. 8.1). Процентный объем пор в абразивном инструменте на керамической связке различных степеней твердости приведен ниже. Таблица 8.9 Твердость абразивного инструмента Объем пор, %

М1

М2

М3

СМ1

СМ2

С1

С2

СТ1

СТ2

СТ3

46,5

45

43,5

42

40,5

39

37,5

36

34,5

33

Абразивный инструмент на керамической связке выпускают всех степеней твердости, на бакелитовой – от СМ1 до Т1, на вулканитовой − без указания степеней твердости. Выбор твердости круга На выбор твердости круга влияют следующие факторы: физикомеханические свойства обрабатываемого материала, величина площади контакта между инструментом и деталью, режимы резания (табл. 8.10). При выборе твердости необходимо руководствоваться следующими рекомендациями:

1. Твердые материалы быстрее истирают абразивные зерна, затупляют их. Удаление затупившихся зерен быстрее происходит в сравнительно мягких кругах. Поэтому для обработки твердых материалов следует применять мягкие абразивные круги, а для обработки материалов невысокой твердости − более твердые. Исключение составляют медь, алюминий, свинец, нержавеющая и жаропрочная стали, которые шлифуют мягкими кругами. 2. С увеличением площади контакта между кругом и деталью давление на единицу площади уменьшается, и, следовательно, обновление затупившихся зерен затрудняется. В этом случае следует использовать более мягкие круги. 3. Чем больше скорость круга, тем более мягкий инструмент следует применять. 4. Для предварительных операций применяются более твердые инструменты, чем для окончательных. 5. При работе без охлаждения применяются более мягкие круги, чем при работе с охлаждением. 6. При шлифовании неровных, прерывистых поверхностей применяются более твердые инструменты. 7. Мелкозернистые инструменты должны быть относительно меньшей твердости, а крупно зернистые − большей. 8. При заточке лезвий закаленных инструментов, при шлифовании и заточке пластинок из твердых сплавов, при обработке поверхностей изделий, плохо отводящих тепло, тонких отверстий (типа труб) и т.п. применяют мягкие шлифовальные круги. 9. При одинаковых условиях шлифования абразивные инструменты на бакелитовой связке должны быть на две степени тверже инструментов на керамической связке. 10. Мягкие круги экономичнее твердых, реже правятся и позволяют вести обработку с более интенсивными режимами. Однако твердость их не должна быть столь низкой, чтобы они быстро изнашивались и теряли форму. Таблица 8.10 Выбор твердости абразивных кругов в зависимости от вида обработки Степень твердости

Вид обработки

Степень твердости ВТ1-4Т2 СТ2-Т2

С2-СТ2

СМ1-С2 С1-С2 СМ1-СМ2 М2-СМ2 М2-М3

Вид обработки Правка абразивных инструментов методом обкатки и шлифования. Шлифование шариков шарикоподшипников и деталей часовых механизмов. Обдирочные операции, ведущиеся вручную. Абразивная отрезка, прорезка канавок. Круглое наружное шлифование методом врезания, шлифование фасонных поверхностей, бесцентровое шлифование ведущими кругами, хонингование закаленных сталей. Шлифование (круглое, бесцентровое, профильное, резьбошлифование) углеродистых и легированных сталей и сплавов, чугуна и других вязких металлов и материалов, плоское шлифование сегментами, хонингование брусками. Окончательное и комбинированное круглое, наружное, бесцентровое и внутреннее шлифование стали, плоское шлифование периферий круга, резьбошлифование деталей с крупным шагом, глубинное шлифование пазов. Заточка режущих инструментов. Заточка режущих инструментов с автоматической подачей. Плоское шлифование торцом круга. Заточка и доводка режущего инструмента из твердого сплава, шлифование труднообрабатываемых материалов цветных металлов и сплавов.

Рис. 8.1. Соотношение между объемом абразивных зерен, пор и связки (в % от общего объема) в кругах различной степени твердости для структур 5 (а) и 10 (б).

8.4.6. Класс точности В зависимости от величин, характеризующих абразивный инструмент в нормативно-технической документации по предельным отклонениям размеров, формы и расположения поверхностей устанавливают классы точности абразивного инструмента.

Шлифовальные круги изготавливают трех классов точности − АА, А и Б. Для кругов класса точности Б используют шлифовальные материалы со всеми индексами, характеризующими содержание основной фракции: В, П. НнД, для кругов класса точности А − только с индексами В, ПНН, для кругов класса точности АА - только с индексами В и П, т.е. с высоким и повышенным (до 55% при зернистости 200-4) содержанием основной фракции. Наибольшее влияние на процесс шлифования, качество обработанной поверхности и стойкостную наработку инструмента имеют зерновой состав шлифматериалов, непараллельность, вогнутость и выпуклость торцовых поверхностей, отклонение степени твердости и неуравновешенная масса в шлифовальном круге. Неуравновешенность является одним из основных комплексных показателей качества абразивных кругов. При шлифовании возникают автоколебания, вызываемые неуравновешенностью шпинделя, электродвигателя, ременной передачи и других частей шлифовального станка. Однако наибольшие колебания обусловлены неуравновешенностью шлифовального круга, которая приводит к вибрациям в системе СПИД, возрастанию напряжений в круге, ухудшения качества шлифованных поверхностей и появлению на них прижогов, повышенному износу круга и увеличению расхода правящих средств. Исключительное значение имеет степень неуравновешенности кругов в связи со все более широким внедрением в практику скоростного и сверхскоростного шлифования. Основные причины, вызывающие появление неуравновешенности у шлифовальных кругов: 1) погрешность геометрической формы круга; 2) эксцентричность посадочного отверстия круга относительно его наружной поверхности; 3) неравномерность структуры круга; 4) смещение центра круга относительно оси его вращения вследствие зазора между посадочным отверстием круга и планшайбой (оправкой); 5) износ круга в процессе шлифования. Неуравновешенность определяется как произведение неуравновешенной массы G на ее эксцентриситет S относительно оси вращения. Установлены четыре класса неуравновешенности шлифовальных кругов - 1, 2, 3, 4. Круги класса АА должны иметь наименьшую неуравновешенность 1 класса, круги класса точности А должны быть 1 или 2-го класса неуравновешенности, для кругов класса точности Б - 2-го или 3-го класса неуравновешенности.

8.4.7. Типы и размеры абразивных инструментов (ГОСТ 2424-83) Абразивные круги изготавливают самых разных форм и размеров, выбор которых обусловлен конфигурацией и размерами обрабатываемой детали, требованиями к результатам обработки, характером технологической операции, типом и размером оборудования. Типаж шлифовального инструмента общего назначения регламентирован государственными стандартами (табл. 8.11, 8.12). Кроме этого, существуют отраслевые стандарты и нормали согласно которым выпускают определенную номенклатуру инструмент специального назначения. Таблица 8.11 Типы и размеры абразивных инструментов (ГОСТ 2424-83) Форма круга

Условное об.

Профиль

Предельные размеры

ПП

D = 3…1060 Н = 1…250 d = 1…305

С двусторонним коническим профилем

2П

D = 250…500 Н = 8…32 d = 76…203 α = 40…600

С коническим профилем

ЗП

D = 80…500 Н = 6…50 d = 20…203

С выточкой

ПВ

D = 10…600 Н = 13…100 d = 3…305

С двусторонней выточкой

ПВД

D = 100…900 Н = 25…250 d = 32…305

С конической выточкой

ПВК

D = 300…750 Н = 50…80 d = 127…305

С двусторонне конической выточкой

ПВДК

Плоский прямой

D = 750 Н = 80 d = 305

Форма круга

Условное об.

Кольцевые

Профиль

Предельные размеры D = 200…500 Н = 80…160 d = 76…400

К

Окончание табл. 8.11 Форма круга

Условное об.

Профиль

Предельные размеры

Чашечные цилиндрические

ЧЦ

D = 40…300 Н = 25…100 d = 13…150

Чашечные конические

ЧК

D = 80…350 Н = 25…150 d = 13…150 α = 50…800

Тарельчатые

Т

D = 80…350 Н = 8…40 d = 13…127

Диски (отрезные)

Д

Таблица 8.12 Применение основных типов шлифовальных кругов Тип шлифовального круга Плоские прямого профиля (ПП)

Назначение Универсальное применение. Наиболее распространенные шлифования в зависимости от диаметра круга, мм: до 150 – внутренне шлифование 150-500 – заточка инструментов 250-1100 – круглое наружное шлифование 250-600 – бесцентровое шлифование 200-450 – плоское шлифование периферий круга 150-600 – ручное обдирочное шлифование 100-500 – резьбошлифование

виды

Плоские выточкой (ПВ,ПБК, ПВДК)

с ПВД,

Плоские с коническим профилем (2П, 3 П) Кольцевые (К)

Универсальное применение подобно кругам ПП. Назначение выточек: обеспечить доступ круга к обрабатываемой заготовке и возможность одновременного шлифования цилиндрических и торцовых поверхностей («в упор»); уменьшить площадь соприкосновения торцовой поверхности круга с обрабатываемой поверхностью при обработке буртов, фланцев (ПВК, ПВДК). Резьбошлифование, шлицешлифование, зубошлифование (2П); заточка некоторых видов многолезвийного инструмента (3П). Плоское шлифование торцом круга (крепление круга – на планшайбе с помощью цементирующих веществ).

Окончание табл. 8.12 Тип шлифовального круга Чашечные цилиндрические (ЧЦ) Чашечные конические (ЧК) Тарельчатые (Т)

Назначение Заточка и доводка режущего лезвийного инструмента; внутреннее и плоское шлифование. Заточка и доводка лезвийных инструментов; плоское шлифование. Заточка и доводка многолезвийного инструмента; зубошлифование; шлифование труднодоступных мест.

Условное обозначение характеристики шлифовального круга и схема расшифровки

398-1004 ВО 500х50х305 24А 40 П С2 7 Код круга по общесоюз ному классифи катору продукци и (подкласс 398) Форма сечения круга: ПП, 2П, 3П, ПВ, ПВК, ПВДК, ПВД, К, ЧЦ, Наружный диаметр х высота х диаметр посадочного отверстия. Предпочтительн ее числа ряда R10: 1.0; 1.25; 1.6; 2.00; 2.50; 3.25; 4.00; 5.00; 6.30; 8.00; 10.00 (х 10 или х100)

Марка шлифов. материала: 13А, 14А, 15А, 23А, 24А, 25А, 33А, 34А, 37А, 38А, 3С, 71С, 92Е, 81Ар, 43А, 44А, 45А, 53С, 54С, 55С, 63С, 64С Зернистость шлифовального материала – 200, 160, 125, 100, 80, 63, 50, 40, 32, 25, 20, 16, 12, 10, 8, 6, 5, 4, 3, М63, М50, М40, М28, М20, М14, М10, М7, М5

В5

Степен ь твердос ти: ВМ1, ВМ2, М1, М2, М3, СМ1, СМ2, С1, С2, СТ2, СТ3, Т1, Т2, ВТ1, ВТ2, ЧТ1, ЧТ2, ЧТ3, ЧТ5 до ЧТ10

35м/с

1кл

А

ГОСТ 2424-83

Марка связки керамиче ские (К) – К1, К2, К3, К4, К5, К6, К8, К10; бакелито вые (Б) – Б, Б1, Б2, Б3; вулканит овые (В) – В, В1, В2, В3, В5. Прочие ГФ, Э5

Номер структуры: 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12; 13; 14; 15; 16

Номер госуд. или отраслево го Класс точности АА, А, В Класс неуравно вешеннос ти: 1 кл, 2 кл, 3 кл, 4 кл.

Рабочая окружная скорость, м/с: 25, 20, 35, 40, 50, 60, 80, 100

Индекс зернистости: В, П, Н, Д Рис. 8.2. Условное обозначение шлифовальных кругов

8.5. Крепление кругов При установке и закреплении кругов на станках необходимо соблюдать следующие правила. Надевать круг на шпиндель или оправку со значительным усилием недопустимо. Отверстие круга должно быть на 0,5-0,8 мм больше диаметра шпинделя или буртика фланцев. При малом диаметре отверстия круга его следует расточить. Если отверстие круга велико, то на шпиндель или буртик фланца навертывается лента из бумаги, картона или резины шириной 0,8-0,9 ширины круга. При необходимости уменьшения отверстия круга на 2-4 мм оно обмазывается расплавленной серой, гипсом или заливается свинцом.

Диаметр крепежных фланцев должен составлять примерно 1/2 - 2/3 диаметра круга. Для малых кругов допускается фланец диаметром до 1/3 диаметра круга. Фланцы соприкасаются с кругом по кольцевой поверхности шириной от 1/8 до 1/16 диаметра фланца. Между фланцами и кругом располагаются прокладки толщиной 0,51,5 мм с наружным диаметром, который на 4-6 мм больше диаметра фланцев. При насаживании круга на шпиндель разрешается слегка ударять по фланцу рукой или деревянным молотком. После установки на шпинделе или оправке круг закрепляют, затягивая ключом гайку или винт. Затягивать гайку или винт другим способом запрещается. При радиальном биении шпинделя более 0,03-0,05 мм установка круга на шпиндель не допускается. Способы крепления кругов приведены.

8.6. Уравновешивание (балансировка) шлифовальных кругов Шлифовальный круг, будучи установлен и закреплен на шпинделе станка, в процессе работы вращается с большой угловой скоростью. Если масса круга распределена несимметрично относительно оси вращения, то при вращении шпинделя появляются динамические реакции на его подшипники. При значительной величине этих реакций в технологической системе станок - деталь - инструмент могут появиться нежелательные колебания и вибрация, которые приведут к ухудшению точности и качества шлифуемой детали, к увеличению расхода абразива из-за повышенного и неравномерного износа режущей поверхности круга. Поэтому шлифовальные круги необходимо уравновешивать, добиваясь симметричного распределения вращающихся масс относительно оси вращения. Подобная операция, выполняемая после изготовления кругов, называется балансировкой. Причины неуравновешенности круга могут быть разными. Выделим три основных причины: 1. Наследственная неуравновешенность, связанная с изготовлением кругов и обусловленная: неравномерной плотностью массы круга по его объему; погрешностями и отклонениями геометрической формы круга (некруглость, непараллельность торцов и т. п.); погрешностями в относительном расположении поверхностей круга эксцентричное расположение наружной цилиндрической и внутренней поверхности отверстия). 2. Установочная неуравновешенность, связанная с погрешностями установки круга на станке (перекос круга, смещение круга в радиальном направлении при его закреплении во фланцах или на планшайбе). 3. Эксплуатационная неуравновешенность, связанная с использованием круга на станке (неравномерный износ круга, неравномерное распределение охлаждающей жидкости в порах круга и т. п.).

Неуравновешенность круга может проявляться либо в смещении центра тяжести относительно оси вращения (статическая неуравновешенность), либо в несовпадении главной центральной оси инерции с осью вращения (динамическая неуравновешенность). Статическая неуравновешенность может быть обнаружена без вращения, а динамическая неуравновешенность выявляется только в динамическом режиме, т. е. при вращении шпинделя станка с установленным кругом. Неуравновешенность круга вызывает дополнительные, причем весьма значительные, нагрузки на подшипники шпинделя, которые меняют свое направление с частотой, равной числу оборотов шпинделя. Поэтому неуравновешенность круга является причиной колебаний и вибраций станка, вызывает ухудшение качества шлифуемой поверхности, способствует преждевременному износу подшипников. Состояние любого вращающего ротора, у которого вызванные центробежными силами нагрузки и вибрации передаются на его подшипники и опоры, принято называть дисбалансом (иногда применяют термин дебаланс, небаланс, неуравновешенность). По ГОСТ 3060 - 55 для шлифовальных кругов установлено 4 класса дисбаланса: 1, 2, 3 и 4, отличающихся числом единиц статического дисбаланса. Чем ниже класс точности и чем меньше высота круга, тем больше число единиц дисбаланса считается допустимым при эксплуатации кругов. Обнаружить неуравновешенность можно при помощи специальных устройств, которые называются балансировочными приспособлениями, балансировочными установками, балансировочными машинами, балансировочными ставками и отличаются по конструкции и принципу работы. Наиболее простыми являются приспособления для статической балансировки. По ГОСТ 3060 - 55 статическая балансировка кругов должна проводиться на простом балансировочном станке с двумя стальными цилиндрическими валиками одинакового диаметра. Валики должны быть закалены по твердости HRC 54 - 60, а шероховатость - в пределах 9-го класса шероховатости, непрямолинейность валиков - в пределах 4 - 5 мкм, износ рабочей поверхности валиков - в пределах 4 - 5 мкм. Некруглость шеек оправки и их биение относительно посадочной конусной поверхности - не более 2 – 3 мкм. Оправки следует хранить вертикально для устранения возможного прогиба под действием собственной массы.

Рис. 8.3. Схема балансировки шлифовальных

кругов.

Если центр тяжести круга совпадает с осью его вращения, то круг сбалансирован и может надежно работать на высоких окружных скоростях. Неуравновешенность кругов возникает из-за их неправильной формы; расположения посадочного отверстия с эксцентриситетом относительно периферии круга; неодинаковой плотности материала и др. Круги балансируют на специальных стендах (рис. 8.3а). В качестве опор используют призмы, диски и цилиндрические валики. Круг устанавливают на оправку и размещают на валиках. Уравновешивание выполняют двумя сегментами (рис. 8.3б) путем их перемещения по пазу фланца с торцовой стороны. При отсутствии уравновешенности тяжелая часть круга опускается вниз. Перемещая сегменты, снова проверяют степень уравновешенности круга до тех пор, пока круг в любом его положении на опорах будет находиться в покое. Необходимо балансировать все круги диаметром больше 100 мм. Перед балансировкой круг нужно осмотреть, чтобы убедиться в отсутствии трещин. Круги можно балансировать непосредственно на шлифовальном станке с помощью специальных механизмов. Новые абразивные круги подвергают двукратной балансировке в сборе с фланцами. После предварительной балансировки круг устанавливают на шлифовальный станок, предварительно правят и снова снимают для окончательной балансировки. Простоев станка, вызванных повторной балансировкой, можно избежать предварительной правкой круга на специальной установке вне станка (рис. 8.4). Подлежащий правке круг 2 в сборе с фланцами помещают на шпинделе бабки 3. Три суппорта несут шлифовальные головки с правящими кругами 1, 4 и 5 из карбида кремния. Круг 2 правится по периферии и двум торцам. Бабка 3 имеет поворотные салазки для правки конических поверхностей. Для установки фланцев разных конструкций служит набор переходных втулок. Головки представляют собой автономные узлы с индивидуальными электроприводами. Дисбаланс, появляющийся в связи с неоднородностью абразивных

кругов, по мере уменьшения их диаметров устраняют балансировкой на ходу непосредственно на шлифовальном станке.

Рис. 8.4. Установка для предварительной правки шлифовальных кругов перед балансировкой

Наиболее универсальным является способ статической балансировки (рис. 8.5) в динамическом режиме с помощью стробоскопического прибора.

Рис. 8.5. Схема балансировки кругов на станке с предварительным определением дисбаланса с помощью стробоскопического прибора

Измерительный датчик 4, установленный на наиболее чувствительном узле шлифовальной бабки, воспринимает вибрации, вызванные неуравновешенностью круга, преобразует их в электрические сигналы и передает в электронный блок 6, в котором они фильтруются, усиливаются и передаются на стробоскопическую лампу 2. Лампа периодически синхронно с вибрациями включается и освещает наиболее легкий участок вращающегося круга 7. На зажимном фланце нанесено цифровое табло 5. Стробоскопический эффект создает видимость неподвижности круга и позволяет по цифровому табло определить расположение его наиболее легкого участка, а индикатор 1 указывает значение дисбаланса. Поворотом сухарей 3 устраняют дисбаланс круга.

8.7. Правка шлифовальных кругов Правкой называют процесс восстановления режущей способности шлифовального круга и его геометрической формы (размерная

стойкость). Время работы круга между двумя правками называют периодом стойкости круга (примерно 3-15 мин для наружного круглого шлифования, 10-30 мин для бесцентрового шлифования, 1-8 мин для внутреннего круглого шлифования с продольной подачей). Период стойкости определяется размерами шлифуемой поверхности и круга, свойствами обрабатываемого материала, характеристиками круга, со ставом СОЖ, режимом резания и средствами правки.

а) б) в) Рис. 8.6. Схемы правки шлифовальных кругов: а) алмазным инструментом, б) роликами, в) шлифованием

Правку шлифовальных кругов выполняют алмазным инструментом (рис. 8.6а); обкатыванием роликами (рис. 8.6б); шлифованием кругами из карбида кремния (рис. 8.6в). Правку шлифовальных кругов методом обтачивания осуществляют техническими алмазами, алмазнометаллическими карандашами, алмазными иглами и алмазнометаллическими инструментами из алмазных порошков (бруски, ролики, гребенки и др.). Алмазные кристаллы (0,25-1,5 кар и более) закрепляют в оправках пайкой, зачеканкой в медной оправке или механическим зажимом. Правят круги прямолинейного и фасонного профиля. СОЖ подают на круг и на правящий инструмент до начала правки и при ее выполнении. Алмазно-металлические карандаши 1 (рис. 8.7) имеют форму цилиндра (длиной 45 - 55 и диаметром 6 - 14 мм), в котором размещена алмазная вставка 2, состоящая из скрепленных специальным сплавом алмазных зерен (0,03 - 0,01 кар). В зависимости от расположения зерен карандаши изготовляют трех типов: С − слоями (рис. 8.7а); Ц − цепочкой вдоль оси карандаша в один слой (рис. 8.7б); Н − неориентированное положение (рис. 8.7в). Правку алмазными карандашами используют при чистовом шлифовании. Режим правки: глубина снимаемого слоя 0,04 мм на двойной ход; продольная подача не более 0,5 м/мин при рабочей скорости круга.

Рис. 8.7. Оправки технических алмазов для правки шлифовальных кругов.

Алмазные ролики − инструмент, на внешней поверхности которого расположен алмазоносный слой. Этим инструментом производят профилирование и правку шлифовальных кругов следующими способами: а) перемещающимся вдоль оси круга цилиндрическим роликом (рис. 8.8а); б) перемещающимся в поперечном на правлении фасонным роликом (рис. 8.8б); в) цилиндрическим роликом, перемещающимся по контуру круга (рис. 8.8в); г) фасонным роликом (рис. 8.8г). Каждый ролик выдерживает 18 - 20 правок круга при толщине снимаемого слоя 0,03 - 0,04 мм. Правку роликами выполняют с рабочей скоростью круга. Ролику при этим сообщают принудительное вращение. Для правки шлифовальных кругов сложного профиля применяют блок алмазных роликов, состоящих из нескольких соединенных друг с другом роликов различного профиля и диаметра. Правка кругов алмазными роликами обеспечивает малое отклонение формы деталей, хорошую размерную стойкость круга. Правку алмазных кругов выполняют только при засаливании и при неравномерном их износе, а также для придания формы фасонным кругам.

а) б) в) г) Рис. 8.8. Схемы правки шлифовальных кругов алмазными роликами: 1− абразивный круг, 2− алмазный слой, 3− корпус ролика, 4− траектория ролика

Правку производят шлифованием и обкатыванием абразивными кругами. Направление вращения алмазного и абразивного кругов встречное. Съем алмазного слоя за одну правку 0,03 мм. Алмазные круги на органической связке правят абразивными кругами из зеленого карбида кремния на керамической основе при скорости круга 15 - 25 м/с. Алмазные круги на металлической связке правят абразивными кругами из зеленого кремния на керамической основе при скорости абразивного круга 25 - 30 м/с, скорости алмазного круга 40 - 50 м/с, продольной подаче 1,5 - 2,0 м/мин, поперечной подаче 0,02 - 0,03 мм/дв.ход.

а)

б)

Рис. 8.9. Схемы безалмазной правки шлифовального круга: а) методом шлифования, б) методом обката

Правку шлифовальных кругов выполняют также безалмазными инструментами − шлифовальными кругами (методом шлифования и обката) и твердосплавными дисками (методом шлифования). При правке методом шлифования (рис. 8.9а) правящему кругу 2 сообщают принудительное вращение, а при правке методом обката круг 2 получает вращение от круга 1, который правят. На стойкость правящего инструмента влияет скорость правки. Применяют три схемы правки: обтачиванием, обкатыванием и шлифованием. При правке обтачиванием правящий инструмент выполняет роль резца. Скорость правки равна скорости вращения шлифовального круга. Правка обтачиванием, будучи наиболее простой и надежной, вместе с тем вызывает наибольший износ правящего инструмента. Этим требованиям может удовлетворять лишь алмазный инструмент, обладающий наибольшей износостойкостью. Обтачивание применяют главным образом для автоматической и профильной правки, а также для кругов, используемых при шлифовании с достижением точности 5-го квалитета и параметра шероховатости поверхности Ra = 0,4 мкм. Инструментом при правке обтачиванием служат: алмазные карандаши (ГОСТ 607-80); алмазы в оправах (ГОСТ 22908-78); алмазные инструменты, режущая часть которых шлифуется с получением определенной формы: резцы, иглы, гребенки (ГОСТ 17564-72, ГОСТ 17368-79 и др.). Простота конструкции, жесткость, использование недорогих алмазов, возможность осуществления правки до полного износа алмазных зерен, малая чувствительность к изменениям условий правки предельно упрощают эксплуатацию алмазных карандашей. Поэтому карандаши целесообразно применять на всех операциях шлифования. Алмазы в оправах имеют более острые ориентированные режущие кромки. Поэтому инструмент работает с меньшими силами, что важно при правке кругов на вулканитовой связке, резьбошлифовании (однониточным кругом), шлицешлифовании, зубошлифовании и в других случаях, когда необходимо получить острые тонкие режущие кромки или уменьшить упругие отжатия круга на вулканитовой связке в процессе его правки. Для рационального использования алмазов необходимо переставлять зерна новой острой вершиной вверх, когда площадь износа достигает 1-2 мм2. У ограненных алмазных инструментов создают режущие кромки, ориентированные по направлению наибольшей твердости. Этот инструмент необходим для образования сложных профилей и одновременной правки периферийных и торцовых поверхностей по копиру. В массовом производстве находят применение алмазные гребенки, в

которых алмазы закреплены в виде удлиненных пластин. Алмазные гребенки обеспечивают высокую точность автоматической правки и имеют стойкость в 10 - 15 раз более высокую, чем однокристальный инструмент. Правку обкатыванием осуществляют правящими дисками, получающими вращение от контакта образующей со шлифовальным кругом. Обкатывание со скоростью до 5 м/с способствует наименьшему износу правящего инструмента. Для правки применяют металлические и твердосплавные диски. Правку обкатыванием используют также для накатки резьбовых и фасонных поверхностей на шлифовальном круге. В процессе накатки скорость шлифовального круга снижается до 1 - 2 м/с. Правку шлифованием осуществляют принудительным вращением правящего диска от привода передней бабки станка или индивидуального электропривода. Этот метод правки применим лишь для алмазных роликов и крупногабаритных карбуокремневых кругов очень высокой твердости. Многолезвийный вращающийся инструмент имеет уменьшенный износ, повышает точность и однородность правки. Алмазный ролик, вследствие чрезвычайно малого износа осуществляет до 50 тысяч правок, упрощает наладку и обеспечивает однородность качества деталей в условиях массового производства. Правку кругами из черного карбида кремния твердостью ЧТ и ВТ используют преимущественно на круглошлифовальных станках с принудительным вращением от привода передней бабки станка. В табл. приведены основные схемы правки на круглошлифовальных станках.

8.8. Порядок выполнения работы 1. Снять эскиз круга с размерами и расшифровать маркировку круга. 2. Выполнить эскиз крепления круга во фланцах и на станке. 3. Произвести правку круга. Сделать эскиз приспособления для правки и схему правки с указанием режима правки. 8.9. Содержание отчета Отчет должен содержать: 1) эскиз круга с размерами; характеристику круга с краткими пояснениями; его назначения; 2) эскиз крепления круга во фланцах и на станке; 3) эскиз приспособления для балансировки круга с описанием способа балансировки (по заданию преподавателя); 4) эскиз приспособления для правки с пояснением способа правки и ее назначения. 8.10. Контрольные вопросы 1. Какие существуют виды абразивных материалов?

2. Что такое зернистость круга? 3. Какие существуют виды связок? Какова область их применения? 4. Что такое твердость круга? 5. Что понимается под структурой круга? 6. Как расшифровывается маркировка круга? 7. Каковы причины, вызывающие неуравновешенность круга? 8. Как выполняется статическая балансировка круга? 9. Как производят правку круга? 10. Как закрепляется круг на станке?

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Соломенцев Ю. М. и др. Технологически процессы машиностроительного производства. Т. 2 / Соломенцев Ю. М., Схиртладзе А. Г., Коробкова И. А. − М.: Учебная литература, 2001. − 345 с. 2. Сахаров Г. Н. и др. Металлорежущие инструменты/ Сахаров Г. Н., Арбузов О. Б., Боровой Ю. Л. − М: Машиностроение, 1989. − 325 с. 3. Аршинов В. А., Алексеев Г. А. Резание металлов и режущий инструмент. ─ Изд. 3е. − М.: Машиностроение, 1975. − 440 с. 4. Режущий инструмент: Лабораторный практикум / Под общ. ред. Н. Н. Щеголькова. − М.: Машиностроение, 1985. − 165 с. 5. Ординарцев И. А. и др. Справочник инструментальщика/ Ординарцев И. А., Филимонов Г. В., Шевченко А. Н. − Л.: Машиностроение, 1987. − 345 с. 6. Журавлев С. А. и др. Резание металлов и инструмент: Учеб. пособие к лабораторным работам / Журавлев С. А., Лопатин С. А., Истомин В. Ф./ Ленинградский ордена Ленина политехнический институт имени М.И. Калинина. – Л., 1969. – 90 с. 7. Справочник технолога-машиностроителя: В 2 т. Т.1/ Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. ─ 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1986. – 656 с. 8. Ильичев Л. Л. Абразивно-алмазная обработка материалов: Учеб. пособие/ ОГУ. – Оренбугр, 1995. – 123 с. 9. Попов С. А. и др. Шлифование деталей и заточка режущего инструмента: Учебник для средних проф-техн. училищ/ Попов С. А., Дибнер Л. Г., Каменкович А. С. – М.: Высшая школа, 1975. – 311 с. 10. Тренбач Е. Н., Схиртладзе А. Г. Резание материалов: Учеб. пособие/ МарГУ. – Йошкар-Ола, 2003. – 116 с. 11. Лабораторный практикум по физическим основам теории резания: Учеб. пособие/ Полянчиков Ю. Н., Схиртладзе А. Г., Черемушников Н. П. и др../ ВолгГТУ. – Волгоград, 2005. – 141 с. 12. Смольников Н. Я., Ольштынский Н. В. Лабораторный практикум по дисциплине «Процессы формообразования и инструменты»: Учеб. пособие/ ВолгГТУ. – Волгоград, 2001. – 67 с.

СОДЕРЖАНИЕ 1. Лабораторная работа № 8. Исследование конструктивных и геометрических параметров протяжек…….…………………. 1.1. Цель работы……………………………………………………... 1.2. Содержание работы…………………………………………….. 1.3 . Теоретическая часть……………………………………………. 1.4. Описание лабораторной установки……………………………. 1.5. Методика проведения эксперимента и обработка результатов.. 1.6. Содержание отчета………………………………………………... 1.7. Контрольные вопросы……………………………………………. 2. Лабораторная работа № 9. Обмер и эскизирование метчиков………………………………………………………...... 2.1. Цель работы……………………………………………………... 2.2. Содержание работы…………………………………………….. 2.3. Теоретическая часть……………………………………………. 2.4. Схема резания при обработке метчиком………………….. 2.5. Типы метчиков…………………………………………………. 2.6. Измерение метчика…………………………………………….. 2.7. Контрольные вопросы………………………………………….. 3. Лабораторная работа № 10. Исследование комплекта метчиков………………………………………………..……………. 3.1. Цель работы……………………………………………………... 3.2. Содержание работы…………………………………………….. 3.3. Инструменты, приборы, оборудование……………………….. 3.4. Общие сведения………………………………………………… 3.5. Порядок выполнения работы…………………………………... 3.6. Содержание отчета……………………………………………… 3.7. Контрольные вопросы………………………………………….. 4. Лабораторная работа №11. Обмер и эскизирование червячных фрез…………………………………………..……….. 4.1. Цель работы……………………………………………………... 4.2. Содержание работы…………………………………………….. 4.3. Теоретическая часть…………………………………………….. 4.4. Обозначение основных конструктивных элементов…………. 4.5. Устройство и принцип работы штангензубомера…………….. 4.6. Содержание отчета……………………………………………… 4.7. Контрольные вопросы………………………………………….. 5. Лабораторная работа № 12. Обмер и эскизирование долбяков……………………………………………………………. 5.1. Цель работы……………………………………………………... 5.2. Содержание работы…………………………………………….. 5.3. Инструменты, приборы, оборудование…………………..……

3 3 3 3 9 10 12 12 13 13 13 13 15 16 19 20 21 21 21 21 21 22 23 24 25 25 25 25 26 29 29 29 30 30 30 30

5.4. Общие сведения………………………………………………… 5.5. Обозначение конструктивных и геометрических параметров долбяка…………………………………………...…….… 5.6. Обмер долбяка…………………………………………………... 5.7. Содержание отчета……………………………………………… 5.8. Контрольные вопросы………………………………………….. 6. Лабораторная работа № 13. Зубострогальные резцы для обработки конических зубчатых колес с прямым зубом…....... 6.1. Цель работы……………………………………………………... 6.2. Содержание работы…………………………………………….. 6.3. Инструменты, приборы, оборудование……………………….. 6.4. Общие сведения………………………………………………… 6.5. Порядок выполнения работы…………………………………... 6.6. Содержание отчета……………………………………………… 6.7. Контрольные вопросы………………………………………….. 7. Лабораторная работа № 14. Зуборезные головки для нарезания конических колес с круговым зубом………………. 7.1. Цель работы……………………………………………………... 7.2. Содержание работы…………………………………………….. 7.3. Инструменты, приборы, оборудование……………………….. 7.4. Общие сведения………………………………………………… 7.5. Содержание отчета……………………………………………… 7.6. Контрольные вопросы………………………………………….. 8. Лабораторная работа № 15. Изучение абразивного инструмента, его характеристики, способов крепления, балансировки и правки………………………………….……….. 8.1. Цель работы…………………………………………………….. 8.2. Содержание работы…………………………………………….. 8.3. Инструменты, приборы, оборудование……………………….. 8.4. Общие сведения………………………………………………… 8.5. Крепление кругов………………………………………………. 8.6. Уравновешивание (балансировка) шлифовальных кругов…... 8.7. Правка шлифовальных кругов…………………………………. 8.8. Порядок выполнения работы…………………………………... 8.9. Содержание отчета……………………………………………… 8.10. Контрольные вопросы………………………………………… Список использованной литературы………………………………..

30 32 33 35 35 36 36 36 36 36 37 39 39 40 40 40 40 40 45 45 46 46 46 46 46 64 64 67 71 71 71 72