Шлифование фасонных поверхностей режущего инструмента

Эксплуатационные свойства режущего ин­струмента: точность и надежность, в значительной сте­пени определяются технологией шлифовально-заточных опера­ций. При разработке технологических процессов шлифования и заточки режущих инструментов необходимо учитывать особен­ности шлифования современных инструментальных материалов, правильно выбрать характеристику шлифовальных кругов, средства и параметры режима их правки, рассчитать оптимальные параметры режима шлифования, определить пути улучшения качества инструмента и повышения эффективности процесса шлифования.

Профильное шлифо­вание фасонных резцов

Задние поверхности призматических и круглых фасонных резцов получают одним из двух методом профильного шлифования: копированием или огибанием (рис. 1). (слайд)

При копировании профиль инструмента на обрабатываемом участке полностью совпадает с профилем шлифовального круга. Обработка ведется по всему профилю или по элементам. Метод копирования позволяет использовать универсальное оборудование (кругло-шлифовальные, резьбошлифовальные и плоскошлифовальные станки) и обеспечивает сравнительно вы­сокую производительность.

Метод копирования по всему профи­лю является самым производительным, но требует сложной правки круга. Возможности его использования ограничены ши­риной шлифовального круга, жесткостью и мощностью шлифо­вального станка.

Наибольшее применение при обработке профиля фасонных резцов получил метод копирования по эле­ментам. Для шлифования фасонных резцов из быстрорежущей стали используют преимущественно круги из электрокорунда на керамической связке.

При огибании профили обрабатываемой заготовки инстру­мента и шлифовального круга не совпадают, а сложный контур образуется как огибающая различных положений шлифо-вально­го круга простой формы, получаемых вследствие движений стан­ка или приспособления.

Метод огибания, осуществляемый на специальных профиле­шлифовальных станках, получил распространение при единич­ном и мелкосерийном изготовлении фасонных резцов со слож­ным профилем.

Для обработки фасонных резцов из быстрорежущей стали используют двуугловые круги из электрокорунда на керамиче­ской связке. Фасонные резцы из твердого сплава шлифуют дву­угловыми алмазными кругами на органической или металличе­ской связках.

При профильном шлифовании методом копи­рования используют фасонные шлифова-льные круги, правку которых выполняют с помощью различных устройств и приспособлений, например, копирное приспособление с пантографом.

При шлифовании круглых фасонных резцов на круглошли­фовальном станке можно также использовать приспособления, работающие по копиру (рис. 2). (слайд) Смещением вершины алмаза относительно вершины щупа можно корректировать профиль круга.

Наиболее производительным и простым методом профилиро­вания круга по всему контуру является правка врезанием с помощью стального или алмазного фасонного ролика. Для на­катывания роликами шлифовальных кругов используют специ­альные приспособления, в которых ось ролика устанавливают параллельно оси шлифовального круга. При предвари-тельном накатывании стальным роликом периодическая подача врезания обычно составляет 0,015...0,025 мм, а при окончательном 0,01 мм. Шлифовальный круг в процессе накатывания вращает­ся от взаимодействия с роликом, имеющим принудительное вра­щение со скоростью 30...40 м/мин.

При правке алмазным фа­сонным роликом (зернисто­стью 250/200, связка гальвани­ческая) скорость ролика 30...35 м/с, скорость врезной подачи 0,8...1 мм/мин. Шлифовальный круг имеет рабочую скорость 35...60 м/с.

Правка алмазного круга на металлической связке по всему профилю производится электроэрозионным (рис. 3) или электрохимическим методом с помощью стальных, чугунных, алюминиевых или графитовых дисков – электродов, заправляе­мых по профилю фасонным резцом.

Призматические фасонные резцы при шлифовании профиля режущей части закрепляют в специальных приспособлениях (рис. 4), где всю обработку и контроль профиля ведут от по­верхности А. Шлифование профиля призматических фасонных резцов выполняют на плоскошлифо-вальных и профи­лешлифовальных станках. (слайд)

Круглые фасонные резцы шлифуют на тех же профи­лешлифовальных станках с помощью круглошлифовального приспособления, а также на универсальных круглошли-фовальных и резьбошлифовальных станках. Круглые фасонные резцы шлифуют в центрах, причем насад­ные резцы предварительно закрепляются на оправке.

При профи льном шлифовании методом оги­бания используют двуугловые круги с углом профиля 60° и радиусом при вершине r = 1...2 мм. Обработка ведется на профилешлифо­вальных станках:

– с пантографом, в которых профиль воспроизво­дится от копира, увеличенного в 5...10 раз,

– с пантографом и микроско­пом, где профиль воспроизводится по чертежу, увеличенному в 50 раз;

– с проектором, на экране которого профиль об­рабатываемого резца, увели­ченный в 50 раз, совмещается с чертежом детали, выполнен­ным в масштабе 50:1;

– с ЧПУ, работающим как в декартовых, так и в полярных координатах. Эти станки-полуав­томаты обеспечивают автоматизацию цикла обработки, правки круга н компенсации его износа, поддержание положения алма­за по нормали к обрабатываемому профилю.

Шлифование профиля шлицевых протяжек

Существует четыре основных вида профилей шлицевых соединений и соответственно протяжек; прямобочные, эвольвентные, трапециевидные и треугольные. Шлифование шлицев производится по методу копирования, при котором профиль протяжки совпадает с профилем шлифовального круга (рис. 5). (слайд) Протяжку устанавливают в центры делительного приспособления и поддерживают люнетами.

У протяжек с прямобочным профилем после шлифования боковых сторон производится прорезание канавок, а у протяжек, не имеющих задних углов, на боковых сторонах профиля шли­фуют поднутрение с оставлением ленточки на боковых сторонах. Поднутрение производится торцом шлифовального круга или шлифовальным крутом с углом профиля, меньшим, чем угол профиля впадины шлицевых зубьев, на величину угла поднут­рения.

Для создания вспомогательных задних углов a₁ = l...3° на боковых сторонах зубьев протяжки шлифуют с подъемом заднего центра, и поэтому профиль шлифовального круга подвергается коррекции.

При правке круга для прямобочных протяжек прямолиней­ная правка боковых сторон и правка периферии круга по дуге окружности может выполняться тремя алмазами (рис. 6, а). (слайд) При правке одним алмазом (рис. 6, б) на станке с ЧПУ алмаз перемещается по трем координатам: по X и У – поступа­тельно, по Л – вращательно, что позволяет воспроизводить любой необходимый профиль – как прямобочный, так и эвольвентный.

Припуск на шлифование составляет по боковым сторонам и дну впадины 0,25...0,4 мм на сторону в зависимости от диа­метра и длины протяжки. Шлифование производят кругами из электрокорунда и эльбора на керамической связке (табл. 2). (слайд) При увеличении периметра обработки свыше 20 мм величину радиальной подачи следует снизить на 20...30%. После предва­рительного и окончательного шлифования производится 2...4 рабочих хода без радиальной подачи, т. е. выхаживание.

Шлифование профиля шлицевых протяжек производят на шлицешлифовальных станках (табл. 3).Полуавтомат ЗБ451 имеет горизонтальную компоновку, при которой стол с заготовкой совершает возвратно-поступательное движение по горизонтальным направляющим, а шлифовальный круг перемещается вертикально, обеспечивая подачу на съем припуска. При предварительном шлифовании подача произво­дится на каждый двойной ход стола, а деление осуществляется после съема всего припуска на предварительное шлифование. При окончательном шлифовании деление производится после каждого двойного хода стола, а подача – после одного оборота заготовки. Перед предварительным, окончательным шлифовани­ем и выхаживанием в цикле проводится правка круга.

В полуавтомате ЗВ451ВФ20 цикл обработки задается про­граммой.

В полуавтомате RSM-1600 фирмы «Реформ» (Германия) помимо цикла обработки программируются траектории движения алма­за при правке, обеспечивая получение заданного профиля шли­фовального круга.

При контроле профиля шлицевых протяжек проверяют по­грешности линейных размеров, формы и взаимного расположе­ния отдельных элементов.

Для контроля профиля прямобочных шлицевых протяжек используют гладкий микрометр, микрометр со специальной вставкой для контроля внутреннего диаметра, специ-альный при­бор с оптической делительной головкой и индикатором для конт­роля накопленной погрешности окружного шага, спиральности шлица, смещения шлица с оси и биения.

Контроль отклонения от симметричности расположения шли­цев производится индика-тором по двум противоположным сто­ронам шлица (рис. 7, а). (слайд) В исходное положение протяжка устанавливается с помощью набора концевых мер длины. Откло­нение от симметрии-чности не должно превышать допуск на шири­ну шлица.

Контроль отклонения от параллельности производится инди­катором по длине шлица в начальной и конечной его точках с двух сторон (рис. 7, б). Отклонение от параллельности не должно превышать 0,01 на 500 мм длины.

Погрешность окружного шага определяют при повороте протяжки в точном делительном приспособлении по показаниям индикатора, установленного на боковую сторону шлица (рис. 8, а). Накопленная погрешность определяется как сумма по­казаний индикатора с учетом знака отклонений. Погрешность окружного шага можно также определять по оси симметрии шлица (рис. 8, б).

Контроль толщины эвольвентных шлицев производят микро­метром с помощью двух роликов (рис. 9, а) не менее чем в трех сечениях: по контрольному буртику передней направляю­щей части, в середине протяжки и на последнем калибрующем зубе. Толщину шлицев по высоте проверяют с помощью роликов разного диаметра в двух или трех точках. При высоте профиля до 9 мм две точки выбирают на делительном диаметре и в сере дине головки. При высоте про­филя свыше 9 мм три точки выбирают на высоте 1/3, 1/2 и 2/3 полного профиля. Выбранный ролик должен выступать за наружный диаметр протяжки, но не касаться внутреннего ее диаметра.

Симметричность расположения шлицев проверяют двумя роликами, расположенными в симметричных впадинах (рис. 9, б), причем при начальной установке добиваются их распо­ложения на одной высоте. Затем поворачивают протяжку на один шаг и проводят повторно измерения. Контроль отклонения от параллельности шлицев и накопленной погрешности окруж­ного шага производится подобно контролю протяжек с прямобочными шлицами.

Шлифование задних поверхностей долбяков и шеверов

Задние поверхности зубьев долбяков и дисковых шеверов являются эвольвентными винтовыми поверхностями, которые обрабатывают преимущественно методом огибания в процессе обкатки.

Наиболее используемыми схемами обработки эвольвентных поверхностей долбяков и шеверов являются шлифование плоской стороной дискового круга в процессе прерывистой обкатки с единичным делением и шлифование червячным абра­зивным кругом с непрерывной обкаткой и делением.

Шлифование плоской стороной дискового круга ведется без продольной подачи вдоль зуба, поэтому для охватывания всей длины обрабатываемого зуба используют шлифовальные круги большого диаметра. Для воспроизведения эвольвенты в торцо­вом сечении шлифуемая заготовка получает в процессе обработ­ки возвратно-качательное и возвратно-поступательное движения обкатки, отталкиваясь эвольвентным кулаком от упора (рис. 10, а, б) (слайд) или перемещаясь вместе с барабаном (рис. 10, в). При этом шлифуется одна сторона одного зуба. Затем произво­дится деление, круг вводится в другую впадину, начинает шлифование боковой стороны следующего зуба и так до тех пор, пока не будут обработаны все зубья с одной стороны. То­гда оправку с обрабатываемой заготовкой устанавливают в шпиндель противопо-ложным концом и производят поочередное шлифование второй стороны профиля всех зубьев.

Если плоскость шлифовального круга параллельна плоско­сти упора (см. рис. 10, а), т. е. угол между ними – угол уста­новки a_у=0, то производящая прямая СС ' (образующая эволь­венты долбяка или шевера аа _о и копира bb _о) является также линией зацепления. Делительная и основная окружности долбя­ка (шевера) и основная окружность копира совпадают. Точка А является единственной производящей точкой круга в торцовом сечении заготовки. Если круг располагается ниже производящей прямой СС ' – неизбежно подрезание зуба.

Для того чтобы избежать подрезания зуба долбяка в точках, лежащих ниже его делительной окружности, плоскость шлифовального круга устанавливают к плоскости упора копира под углом, близким к углу зацепления эвольвенты (см. рис. 10, б)

,

где a_о – угол зацепления, угол профиля исходного контура; d = mz – диаметр делительной окружности долбяка; d _K – диа­метр основной окружности кулачка, который принимается равным или ближайшим большим (из ряда сменных кулачков) делительного диаметра долбяка.

При обработке косозубого шевера шлифовальный круг пово­рачивают в плоскости, касательной к основному цилиндру на угол b _{b o}:

где b_o – угол наклона зубьев шевера; a _{l o} – угол профиля в тор­цовом сечении.

Для обеспечения шлифования профиля на полную высоту зуба по всей ширине рабочей части долбяка ось шлифовального шпинделя при настройке с помощью проставочных колец сме­щается относительно передней поверхности долбяка.

Долбяки с модифицированными зубьями (с утолщением ножки зуба) можно шлифовать двумя способами: по касатель­ной и по огибающей. Шлифование модифицированного зуба по касательной (рис. 11, а) (слайд) заключается в том, что шлнфовальный круг, работающий торцом в конечный момент шлифования ножки зуба не доходит до оси долбяка и располагается каса­тельно к профилю зуба. Осуществляется этот способ путем регу­лирования длины хода головки станка.

Более точным является шлифование модифицированного зуба долбяка по огибающей (рис. 11, б). При этом методе про­изводят корректирование исходной рейки, выполненной с углом a_o путем дополнительной правки шлифовального круга под углом Da. Модифици-рованный участок зуба при этом способе имеет эвольвентный профиль. Профиль зуба долбяка, предна­значенного для нарезания зубчатых колес под шевингование с модифицированной ножкой и утолщением у головки выполняют шлифовальным кругом, профилированным по шаблону.

Шлифование профиля долбяка с утолщением по головке зуба может быть выполнено только методом огибания. Профиль утол­щения (рис. 11, в, г) состоит из участка bc эквиди-стантной эвольвенты, отстоящей на заданную величину n от основной эвольвенты и переходного участка ab.

В процессе огибания точка F шлифовального круга образует переходный участок ab, а поверхность Б круга – эволь­вентный участок bc утолщения. Максимальная величина утол­щения n_mах (рис. 11, д) получается при образовании утолще­ния только точкой F шлифовального круга при условии, что по­верхность Б не участвует в шлифовании.

Для повышения стойкости долбяков рекомендуется выпол­нять фаски или скругления на уголках зубьев, что позволяет снизить износ долбяков в 2... 3 раза. Наиболее эффективно вы­полнение фасок на зубошлифовальном станке методом обкатки, при этом фаски образуются по эвольвенте.

Шлифование червячным абразивным кругом (рис. 12, а) долбяков и шеверов с модулем до 4 мм обеспечивает наиболее производительное зубошлифование за счет непрерывности про­цесса и минимальных вспомогательных ходов.

При шлифовании долбяков с помощью абразивного червяка образование задних углов достигается двумя способами (рис. 12, б и в): установки передней поверхности долбяка выше оси О шлифовального круга (шлифование врезанием) на величину Н или установкой оси долбяка под углом a к направлению по­дачи.

Наибольшее распространение получил способ зубошлифования методом врезания, который может производиться с ради­альной или осевой подачей шлифуемой заготовки долбяка по отношению к абразивному червяку. Окончательное образование задних поверхностей зубьев производится при определенном положении круга относительно исходного сечения долбяка. По­ложение круга определяется условием обеспечения необходимо­го заднего угла на боковых сторонах зубьев долбяка. Расстояние Н от исходного сечения долбяка до оси круга:

,

где r ₁ – радиус делительного цилиндра абразивного червяка; a_К – задний угол на окружности выступов долбяка.

Характеристики шлифовальных кругов и режимы шлифова­ния эвольвентных поверхностей долбяков и шеверов приведены в табл. 4. (слайд)

Для шлифования шеверов и долбяков плоской стороной дискового круга применяют полуавтоматы 5891C и 5А893С (табл. 5). (слайд)

Горизонтальный зубошлифовальный полуавтомат 5А893С имеет компоновку, при которой заготовка, расположенная в шпинделе горизонтально, в процессе работы совершает возврат­но-поступательное движение обкатки и периодическое движение деления. Настройка станка состоит нз следующих основных операций: установка шлифовального круга на угол ау, установ­ки эвольвентного кулака, наладки механизма подачи изделия, наладки длины хода обката, наладки механизмов деления и правки.

Для шлифования шеверов и долбяков червячным абразив­ным кругом применяют полуавтоматы 5Д833 и ЕЗ-88, построен­ные в вертикальной компоновке. Привод шлифо-вального круга и изделия осуществляется от отдельных синхронных реактивных электродви-гателей, имеющих одинаковую частоту вращения, а вращение изделия – через гитару изделия.

Для проверки эвольвентного профиля зуба долбяка и шевера применяют эвольвенто-меры, которые фиксируют отклонение действительного профиля от теоретического, воспроиз-водимого прибором.

Контроль профиля долбяка включает проверку погрешности эвольвенты в пределах активного профиля зуба, начала и площади модифицированного участка.

Современные приборы для контроля долбяков и шеверов имеют автоматическую настройку, обработку результатов изме­рения с помощью компьютера, причем настройка, как правило, осуще­ствляется в режиме диалога. Результаты контроля отражаются на дисплее или распечатке. Наиболее точные данные получают при измерении на коорди­натно-измерительных машинах, позволяющих по программе контролировать все параметры инструмента и выво­дить их на печать.

Шлифование задних поверхностей червячных фрез

Основной червяк червячной фрезы, предназна­ченной для нарезания эвольвентных зубчатых колес, должен быть эвольвентным с прямолинейным профилем в сечении, каса­тельном к основному цилиндру (рис. 13). (слайд) Из технологических соображений на практике основной эвольвентный червяк заменяют архимедовым с прямолинейным профилем в осевом сече­нии или конволютным с прямолинейным профилем в нормаль­ном сечении по впадине (или по витку). Теоретически точная боковая задняя поверхность червячной фрезы независимо от вида основного червяка является нелинейчатой винтовой поверхностью с криволинейным профилем в любом сечении. Получить такую поверхность шлифовальным кругом можно только при осевом затыловании червячной фрезы. Однако затыловочные станки работают преимущественно методами радиального или радиально-осевого (косого) затылования, не позволяющими использовать шлифовальные круги с криволинейной образующей без погрешностей профиля червячной фрезы. Только в случае, если теоретический профиль шлифовального круга является прямолинейным, осевое затылование можно заменить радиаль­ным практически без погрешностей. При затыловании шлифованием необходимо обеспечить высокую точность формы и положения режущих кромок на исходной инструментальной поверхности основного червяка и неизменность этого положения при повторных заточках по передней поверхности.

При затыловании червячных фрез чаще всего стоит задача минимизации погрешностей профиля при использовании шлифо­вального круга с прямолинейной образующей (конической фор­мы) в процессе радиального затылования от архимедова кулач­ка. Необходимо определить такие параметры затылования: S – угол скрещивания осей фрезы и круга; t – угол при основании конуса дискового круга, при которых форма режущих кромок фрезы имеет минимальные отклонения от теоретической задней поверхности и не имеет подрезов при выбранных границах ста­чивания инструмента.

Существует множество пар S и t, удовлетворяющих этому требованию. Однако угол S, как правило, можно изменить толь­ко в некоторых пределах относительно угла g _mo подъема винто­вой линии на делительном цилиндре фрезы; в противном случае, круг при своем движении может задевать зуб, следующий за затылуемым.

Наибольшая точность профиля при шлифовании червячных фрез может быть получена при шлифовании пальцевым шлифо­вальным кругом (рис. 14). При этом линия касания поверхно­стей круга и зуба приближается по своему характеру к прямой. При затыловании фрез такими кругами не требуется образова­ния на зубьях второго затылка. Правильный профиль получает­ся на большей длине зуба, что значительно увеличивает число возможных повторных заточек. Однако в связи с трудностями получения высокой частоты вращения шпинделя и малой стой­кости круга шлифование пальцевым кругом рекомендуется для фрез классов А, В, С с модулем 12 мм и выше, а для классов ААА и АА – модулем 6 мм и выше.

Боковые стороны профиля можно шлифовать конической стороной чашечного круга, ось которого развернута на угол a _mo подъема винтовой линии витков фрезы (в вертикальной плоскости) и на угол m в горизонтальной плоскости. При этом угол профиля круга t = a_п + m, где a_п – угол профиля червячной фре­зы. В этом случае линия касания поверхностей шлифовального круга и зуба фрезы в большей мере приближается по своему характеру к прямой и искажение профиля зубьев меньше, чем при затыловании дисковым кругом. Кроме того, поворот шлифо­вального шпинделя на угол дает возможность шлифовать заго­товки фрез тех же модулей кругами меньшего диаметра и умень­шить седловины по боковым сторонам профиля. Рекомендуется при шлифовании червячных фрез классов ААА и АА модулем 4,5...6 мм применять чашечные круги с углом профиля 35...37° и диаметром 70...80 мм.

В зависимости от модуля и степени точности червячной фрезы применяют различные схемы шлифования их профиля (рис. 15). (слайд)

Червячные фрезы классов А, В, С шлифуют дисковым кру­гом: при m = 1...2 мм – одновременно по диаметру и по профи­лю двухвитковым шлифовальным кругом или одновит-ковым кругом с образованием радиусов на вершинах;

– при m = 1,5...7 мм – последовательно по диаметру, профилю впадины и радиусам на вершинах или одновременно по диамет­ру, профилю витка и радиусам на вершинах;

– при m = 6... 12 мм – последовательно по диаметру, правой и левой сторонам профиля и радиусам на вершинах или с совмещением шлифования по диаметру и по радиусам на вер­шинах.

Червячные фрезы классов ААА и АА шлифуют дисковым кругом – при m £ 4 мм, чашечным кругом – m = 4,5... 6 мм, паль цевым кругом – m = 6... 10 мм.

Припуск на затылование шлифованием червячных фрез по наружному диаметру составляет (на сторону) 0,25...0,3 мм при предварительной обработке и 0,035...0,040 мм при окончатель­ной обработке. Припуск на шлифование профиля равен 0,15..0,2 мм при предвари-тельной обработке и 0,03...0,04 мм при окончательной обработке. Режимы затылования шлифованием приведены в табл. 6. (слайд) После предварительного и окончательно­го шлифования производится выхаживание: 5... 8 ходов для фрез класса А; 10... 15 ходов для фрез класса АА и 15... 20 ходов для фрез класса ААА.

Для затылования шлифованием задних поверхностей червяч­ных фрез используют токарно-затыловочные станки со шлифо­вальным приспособлением, шлифовально-затыловочные станки (табл. 7) и резьбошлифовальные станки (для мелкомодуль­ных фрез).

Токарно-затыловочный полуавтомат ДН250/4 с ЧПУ предназначен для затылования сырых и закаленных червячных фрез. Затыловочные салазки обеспечивают частоту движения затылования до 250 дв. ходов в 1 мин. Для затылования многозаходных фрез применяют автоматическую индексирующую систему с электронным программирующим блоком и с обратной связью.

Постепенное уменьшение подачи на глубину осуществляет система ЧПУ. Интегральные логические элементы обеспечивают серию импульсов, управляющих шаговым двигателем подачи врезания без обратной связи по положению. Постепенное умень­шение подачи врезания с каждым новым ходом осуществляется по экспоненциальному закону.

Контролируемые параметры червячных фрез делят на две группы:

1) элементы, непосредственно характеризующие откло­нение режущих кромок фрезы от винтовой поверхности основно­го червяка (погрешность зацепления, погрешность винтовой линии, осевой шаг, профиль);

2) элементы, косвенно влияющие на расположение режущих кромок фрезы (окружной шаг, шаг винтовых стружечных канавок, отклонение от радиальности передней поверхности зубьев, биение по наружному диаметру, конусность по наружному диаметру, радиальное и торцовое бие­ние буртиков).

В процессе изготовления проверяют все параметры фрез. Профиль фрезы проверяют на микроскопе, проекторе, на специальных приборах и по шаблонам.

Резьбошлифование метчиков и накатных роликов

Различают следующие схемы резьбошлифования: однопрофильное (однониточное) продольное, многопро­фильное (многониточное) продольное, многопрофильное врез­ное. Одно-профильное продольное резьбошлифование – самая точная (табл. 8) (слайд) и универсальная, но наименее производи­тельная схема резьбошлифования.

При многопрофильном продольном шлифовании заборный конус шлифовального круга может иметь профиль (рис. 16): со срезанными вершинами, с полными вершинами и посто-янным углом профиля, с переменными высотой и углами выступов профиля.

Многопрофильные круги с формой профиля, показанной на рис. 16, а и б, изнашиваются неравномерно, что снижает точ­ность нарезаемой резьбы инструмента. Наибольшую износо­стойкость шлифовальные круги имеют в том случае, когда про­филь выступов заборного конуса имеет переменную высоту и угол, величины которых выбраны из условий последовательного съема одинаковых объемов материала.

При шлифовании резьбы метчиков через шаг многопрофиль­ный круг правят с шагом в 2 раза большим, чем шлифуемая резьба. Например, для шлифования профиля резьбы с шагом Р = 0,5 мм шлифовальный круг правят накатником с шагом Р = 1 мм. Шлифование производят с затыловочным движением, а гитара деления настраивается так, чтобы за один оборот ходо­вого винта метчик сделал два оборота.

Врезное резьбошлифование многопрофильным кругом яв­ляется наиболее производи-тельным. При этом ширина круга должна превышать длину резьбы на метчике. Резьба при ради­альной подаче круга шлифуется за 1,25...1,5 оборота заготовки: часть оборота приходится на врезание, затем происходит шлифование полного профиля резьбы и часть оборота остается из окончательный съем металла на участке врезания.

Выбор характеристики шлифовального круга определяется материалом шлифуемого изделия, размерной стойкостью шли­фовального круга, временем работы круга до появления волни­стости и прижогов на шлифуемой поверхности. Большая раз­мерная стойкость шлифовального круга достигается уменьшени­ем зернистости и увеличением твердости круга, но при этом увеличивается тепловыделение и засаливание круга.

Шлифовальный круг изнашивается больше всего по вершине профиля, что влияет на величину радиуса впадины шлифуемой резьбы. Лучшие результаты получают в том случае, если на участке, профилирующем радиус, находится несколько зерен (не менее трех).

Шлифовальные круги на керамической связке применяют при шлифовании резьб высокой точности. Круги на органиче­ской вязке (вулканитовой) позволяют работать на более высо­ких скоростях и обеспечивают высокую производительность. Однако эти круги эластичнее керамических и их применяют для шлифования менее точных резьб.

Для многопрофильного шлифования применяют круги с более мелкой зернистостью и меньшей степенью твердости, чем для однопрофильного шлифования. Уменьшение твердости мно­гопрофильного круга облегчает процесс его накатывания при правке, а уменьшение зернистости обеспечивает увеличение его стойкости.

Абразивные многопрофильные шлифовальные круги приме­няют на керамической связке.

Резьбошлифоваиие метчиков из быстрорежущих сталей эльборовыми кругами по сравнению со шлифованием кругами из электрокорунда в 2–3 раза уменьшает глубину дефектного слоя. По данным рентгеноструктурного исследования установ­лено, что при содержании аустенита в исходной структуре 5...7% в сталях Р18, Р6МЗ, Р6М5 содержание остаточного аустенита в поверхности, шлифованной электрокорундовым кру­гом, 22...30%, а в поверхности, шлифованной кругом из эльбора, 8...12%, т. е. в 2...2,7 раза меньше. При шлифовании метчи­ков из сталей Р18Ф2, Р10К5Ф5 электрокорундовым кругом остаточного аустенита содержится 35...40%, а после шлифова­ния эльборовым кругом 10...12%.

Рекомендации по выбору шлифовальных кругов при резьбошлифовании режущих инструментов приведены в табл. 9. (слайд)

Правка однопрофильных абразивных и эльборовых шлифо­вальных кругов на керамической и органической связках произ­водится алмазным карандашом с помощью специального при­способления. Правка круга при окончательном шлифовании должна проводиться с подачей 0,02…0,03 мм на 1 рабочий ход с охлаждением.

Правка многопрофильного круга на керамической связке производится накатыванием металлическим роликом. Накатные ролики изготовляют из высокоуглеродистой, легированной и быстрорежущей сталей. Большой стойкостью обладают накат­ные ролики из стали Р6М5 (НRC 61... 63).

Для размещения выкрошенного абразива на поверхности накатного ролика фрезеруют канавки с неравномерным шагом или сверлят отверстия в шахматном порядке. Форма и профиль накатного ролика соответствует профилю и форме заправляе­мой резьбы. Кольцевую резьбу резьбонакатных роликов шлифу­ют на резьбошлифовальном станке однопрофильным абразив­ным кругом. Для повышения точности резьбы накатного ролика при его шлифовании рекомендуется не отводить стол при пере­воде круга с одного профиля на другой. Для этого на резьбоиакатных роликах делают выемку, а круг к следующему профи­лю переводят без отвода стола в тот момент, когда выемка находится против круга. Для лучшего использования резьбо- иакатных роликов ширина их делается в 2...3 раза больше ширины заправляемого круга. Ролики шлифуют на оправках с точными полированными центрами и на этих же оправках правят круги. Длина оправки должна быть равна длине шли­фуемого инструмента.

Новый ролик обе­спечивает до трех­-четырех окончатель­ных накатываний и после этого его при­меняют для предва­рительного накаты­вания, когда сила давления ролика на круг снижается до такой величины, при ко­торой сила трения между рабочими поверхностями ролика и круга становится недостаточной, чтобы вращать ролик. В этот момент начинается шлифование ролика кругом.

Профилирование и правка алмазного однопрофильного круга на металлической связке производится электроэрозионным шлифованием, электроискровым способом или пластическим деформированием алмазоносного слоя фасонным накатным роликом Точность профиля, получаемого пластическим деформированием составляет 5...10 мкм и зависит главным образом от точности накатного инструмента и жесткости технологической системы. Этот способ позволяет получить профиль с радиусом закругления до 0,04 мм. Его преимуществами являются высокая производительность (время накатывания нового профиля 20...40 мин) и значитель­ное снижение расхода алмазов при правке.

Выбор параметров оптимального режима резьбошлифования зависит от ограничиваю-щих факторов: требований к стойкости профиля шлифовального круга и точности резьбы по профилю и шагу; отсутствию прижогов и ряби на шлифуемой поверхности и шероховатости шлифованных поверхностей.

Расчетная стойкость абразивного однопрофильного круга между двумя правками в среднем принимается 10...15 мин для предварительного шлифования и 5 мин для окончатель-ного шлифования, для многопрофильного круга 20...30 мин.

При шлифовании режущего инструмента интенсивное выде­ление теплоты приводит к образованию прижогов, структурным изменениям поверхностного слоя, что является в большинстве случаен наиболее важным технологическим ограничением при назначении режима шлифования: скорости шлифовального круга v _кp, скорости обрабатываемого инструмента v _s, подачи на глубину S_h и числа рабочих ходов i.

Резьбу можно шлифовать глубинным и многопроходным методами. Глубинный метод позволяет шлифовать резьбу с большой подачей на глубину (0,5...1,5 мм на сторону) и малой скоростью инструмента (0,2...0,8 м/мин).

Многопроходное шлифование резьбы производится с малой глубиной, большой скоростью изделия (3...10 м/мин) и боль­шим числом рабочих ходов (8...20), в зависимости от шага резьбы. Многопроходное шлифование производят на станках с автоматической подачей.

При многопроходном шлифовании глубину резания необхо­димо последовательно уменьшать по экспоненциальному закону, что обеспечивает максимальную производительность процесса при высоком качестве шлифованных поверхностей резьбы.

При многопроходном шлифовании интенсивность съема ме­талла в 2...3 раза выше, чем при глубинном, так как умень­шается время контакта шлифовального круга со шлифуемым инструментом и уменьшается опасность образования прижогов.

Для получения низкой шероховатости и точности резьбы рекомендуется предпоследний и последний рабочие ходы произ­водить с подачей на глубину 0,015...0,01 мм.

Шлифование резьбы режущего инструмента производится на универсальных резьбо-шлифовальных станках 5К821В, 5К822В, специальных резьбошлифовальных станках и полуавто­матах для шлифования метчиков MB-139, 5896М, 5897, характеристики которых приведены в табл. 10. (слайд)

Дата добавления: 2014-01-04