Характеристика металлорежущих станков и инструментов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

Универсальный консольно-фрезерный станок мод. 6М82

Алмазно-расточный односторонний горизонтальный станок повышенной точности. Модель 2705

Зубошлифовальный станок. Модель 5831

Универсальный токарно-винторезный станок IK62

Алмазные инструменты

Заключение

Список литературы

Введение

Отчет о прохождении практики заключается в описании характеристик заданных станков и режущего инструмента. В данной работе рассмотрены четыре модели станков, относящихся к разным группам. Это универсальный консольно-фрезерный станок мод. 6М82, алмазно-расточный односторонний горизонтальный станок повышенной точности мод. 2705, зубошлифовальный станок мод. 5831, универсальный токарно-винторезный станок мод. 1К62. В качестве режущего инструмента приведён алмазный инструмент. В работе описаны назначение, область применения, группа, возможность использования в различных типах производства и т. д.

Универсальный консольно-фрезерный станок мод. 6М82

Станок предназначен для выполнения разнообразных фрезерных работ цилиндрическими, дисковыми, фасонными, торцевыми и пальцевыми фрезами в условиях индивидуального и серийного производства.

На станке можно обрабатывать вертикальные и горизонтальные плоскости, пазы, углы, нарезать зубчатые колёса и фрезеровать спирали.

Техническая характеристика станка.

Рабочая поверхность стола, мм

ширина 320

длина 1250

Наибольший ход стола, мм

продольный 700

поперечный 260

вертикальный 380

Наибольшее расстояние от оси шпинделя до сгола, мм 410

Расстояние от середины стола до вертикальной направляющей, мм

наибольшее 470

наименьшее 210

Расстояние от оси шпинделя до хобота, мм 155

Наибольший угол поворота стола, град. ±45

Скорость быстрого перемещения сгола, м/мин

продольного 3

поперечного 3

вертикального 1

Возможность фрезерования по подаче Есть

Шаг ходового винта стола, мм 61

Габарит, мм

длина 2260

ширина 1745

высота 1660

Вес станка, кг 2800

Таблица №

Число оборотов шпинделя в минуту	Эффективная мощность на шпинделе, квт	Наибольший допустимый крутящий момент, кгм	к. п. д.
Прямое вращение Обратное вращение	По приводу По наиболее слабому звену
31, 5 31, 5	6, 1 5, 3	163	0, 87
40 40	6, 2 6, 2	150	0, 89
50 50	6, 2 6, 2	120	0, 89
63 63	6, 2 6, 2	96	0, 89
80 80	6, 4 6, 4	78	0, 91
100 100	6, 4 6, 4	60	0, 91
125 125	6, 4 6, 4	48	0, 91
160 160	6, 2 6, 2	38	0, 89
200 200	6, 1 6, 1	30	0, 87
250 250	6, 4 6, 4	25	0, 91
315 315	6, 4 6, 4	20	0, 91
400 400	6, 4 6, 4	15, 5	0, 91
500 500	6, 4 6, 4	12, 5	0, 91
630 630	6, 4 6, 4	9, 9	0, 91
800 800	6, 4 6, 4	7, 8	0, 91
1000 1000	6, 2 6, 2	6, 0	0, 89
1250 1250	6, 15 6, 15	4, 8	0, 88
1600 1600	6 6	3, 6	0, 86

Таблица №

Механизм подачи

№№ ступней	1	2	3	4	5	6

Продольные 25 31, 5 40 50 63 80

Подачи ствола поперечные 25 31, 5 40 50 63 80

в мм/мин вертикальные 8 10, 5 13, 3 16, 6 21 26, 6

7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
100	125	160	200	250	315	400	500	630	800	1000	1250
100	125	160	200	250	315	400	500	630	800	1000	1250
33, 3	41, 6	53, 3	66, 6	83, 3	83, 3	133, 3	166, 6	210	166, 6	333, 3	400

Алмазно-расточный односторонний горизонтальный станок повышеной точности

Модель 2705

Станок с программированием автоматических циклов при специальном оснащении предназначен для тонкого растачивания и обтачивания точных цилиндрических, конических или фигурных поверхностей вращения, подрезания наружных и внутренних торцов, вырезания канавок и других работ. Технологические возможности станка позволяют осуществлять обработку одновременно двух-трех отверстий в средних и мелких деталях за один или два прохода.

Обрабатываемые детали закрепляют в специальном приспособлении на столе, совершающем рабочую подачу с бесступенчатым регулированием скорости и быстрым перемещением.

На станке могут быть применены стандартные шпиндельные головки четырех типоразмеров, а также специальные головки.

Цикл работы станка полуавтоматический. Система программирования, смонтированная в отдельно стоящем шкафопульте, обеспечивает быстрое изменение цикла, что сводит к минимуму работы, связанные с переналадкой станка.

По желанию заказчика станок может быть налажен на обработку определенной детали с установкой необходимого количества шпиндельных головок требуемого типоразмера, инструмента и приспособления, при помощи которых осуществляется цикл обработки изделия. Станок предназначен для использования в условиях массового или крупносерийного производства, а также в среднесерийном производстве для обработки ответственных деталей.

Основные данные

Основные размеры

Размеры рабочей поверхности стола (ширина х длина), мм 320 x 500

Диаметр растачиваемого отверстия, мм. 8-200

Наибольшее количество шпиндельных головок, устанавливаемых на мостике:

первого типоразмера 3

второго типоразмера. 2

третьего типоразмера 2

четвертого типоразмера 1

Наименьшее расстояние от оси шпинделя до поверхности стола (в зависимости от типоразмера шпиндельной головки), мм 235-275

Наименьшее расстояние между осями шпинделей (в зависимости от типоразмера шпиндельной головки), мм 140-240

Стол

Количество Т-образных пазов на столе. 3

Ширина калибровочного паза стола, мм. 18А

Наибольший ход, мм. 280

Скорость быстрого перемещения, м/мин 2, 5

Механика станка

Наибольшее число оборотов шпинделя в минуту для шпиндельных головок:

первого типоразмера. 5000

второго типоразмера. 3150

третьего типоразмера. 2000

четвертого типоразмера 1250

Число ступеней настраиваемых рабочих подач. 2

Подача стола (бесступенчатое регулирование), мм/мин 10-500

Привод, габарит и вес станка

Электродвигатели:

мощность, квт:

привода шпиндельных головок (в зависимости от наладки) …1, 5-5, 5

гидропривода... 1, 5

привода насоса охлаждения 0, 125

напряжение, В. 220/380

Габарит станка без шкафопульта (длина Х ширина Х высота), мм. 1600x1100x1500

Габарит шкафопульта (длина x ширина x высота), мм... 600x640x1100

Вес станка без насадки шпиндельных головок и шкафопульта, кг...... 2000

Вес шкафопульта, кг.. 150

Изготовитель - Одесский завод радиально-сверлильных станков.

Установочный чертёж

План:

М 1: 100

Зубошлифовальный станок

Станок предназначен для шлифования профилей зубьев цилиндрических прямозубых и косозубых колес методом обката коническим шлифовальным кругом при единичном делении.

Шлифовальному кругу, закрепленному на шпинделе шлифовальной головки, установленной на ползуне, сообщается возвратно-поступательное движение, обеспечивающее обработку зубьев изделий по всей длине.

Для обработки требуемого изделия станок настраивается набором сменных зубчатых колес.

По окончании обработки всех зубьев колеса станок автоматически выключается при помощи счетного механизма, настраиваемого на обработку требуемого числа зубьев изделия.

Электродвигатели станка управляются от кнопок и выключателей. Станок снабжен насосом для подачи охлаждающей жидкости в зону резания и магнитным сепаратором для очистки охлаждающей жидкости от шлама.

Точность обрабатываемых на станке изделий соответствует 5 степени по ГОСТ 1643-56, а чистота - v 7 по ГОСТ. 2789-59.

Основные данные

Размеры обрабатываемого колеса, мм:

диаметр. 30-320

модуль. 1, 5-6

Наибольшая длина прямозубого колеса. 100

Число зубьев. 12-200

Наибольший угол наклона зубьев, град.. +-45

Размеры шлифовального круга, мм:

диаметр. 250

высота 13-16

Числа двойных ходов ползуна шлифовального круга в минуту. 50, 70, 100, 140, 200, 280

Число оборотов шлифовального круга в минуту 2575

Скорость продольного перемещения стола, мм/мин. 52-760

Скорость быстрого перемещения, м/мин. 0, 36

Мощность электродвигателей, квт:

привода шлифовального круга 0, 6

привода изделия 1, 1

привода возвратно-поступательного движения ползуна 1, 5/3, 5/4 Габарит станка (длинах ширинах высота), мм..... 2390x2110x2990 Вес станка, кг 4500

Изготовитель - Московский завод шлифовальных станков.

Установочный чертеж

Головка шлифовальная

Универсальный токарно-винторезный станок IK62

Станок модели IK62 предназначен для выполнения всех возможных токарных работ и. нарезания резьб: метрических, дюймовых, модульных и питчевых. Станок имеет ускоренное перемещение суппорта от отдельного двигателя.

Краткая характеристика станка

Высота центров-215 мм.

Расстояние между центрами - МОО мм.

Количество скоростей шпинделя - 23 (от 12, 5 до 2000 об/мин)

Количество подач (продольных и поперечных) - 56

Количество резьб:

метрических т-19;

дюймовых - 20;

модульных - 9;

питчевых - 24..

Мощность двигателя - 10 квт.

Кинематика станка IK62

Привод главного движения (рис. 1) служит для передачи вращения от вала электродвигателя к шпинделю (VI). Вал двигателя и вал (I) коробки скоростей соединены клиноременной передачей 142/254.

На валу (1) расположено фрикционное устройство, состоящее из двух полумуфт с прорезами для дисков, имеющих смещение вдоль оси вала. Другие диски находятся. На шлицах вала и также могут смещаться вдоль его оси.

Диски пол у муфт и диски вала чередуются между собой и при нажатии соприкасаются боковыми поверхностями, что вследствие трения позволяет передать движение от вала



к одной из полумуфт. Левая полумуфта насажена на валу свободно, но соединена с двумя шестернями (56--51), выпоенными в виде блока, правая полумуфта соединена с колесом (50). При смещении ползунка А влево или вправо полумуфты приводятся во вращение, и движение от вала_ (1) может передаваться к валу (II) передачами (56/34) и (51/39), либо передачами (50/24) и (36/38). Таким образом, вал (II) получает две скорости в прямом и одну скорость - в обратном направлении. Это позволяет реверсировать вращение шпинделя.

Между валами (II) и (III) движение передастся с помощью тронного скользящего блока (47-55 - -38), передачами (29/47), (21/55) и (38/38), что дает валу (1П) шесть скоростей. Далее движение передается к шпинделю через двойные блоки вала (IV) групп перебора, работу которых следует рассматривать совместно.

Если составить уравнения передаточных отношении для всех возможных передач между валами (III) и (V) :

I1=45/45 45/45=1 I3=22/88 45/45=1/4

I2=45/45 22/88=1/4 I4=22/88 22/88=1/6

то можно видеть, что блоки перебора дают три разных передаточных отношения: 1, 1/4 и 1/16 и что между валами (I) и (V) возможны 18 разных передач.

При включении двойного блока (43-54) для передачи (27/54) шпиндель получает 18 скоростей вращения. Однако блок (43-54) может быть включен для передачи (65/43) от вала (III), который имеет шесть скоростей, что давало бы шпинделю дополнительно шесть скоростей; однако одна in этих шести скоростей совпадает с одной из 18 при передаче через вал (V), и поэтому шпиндель имеет 18 + 5 = 23 скорости.

Привод подачи рассматривается от шпинделя. На валу (VII) находится двойной блок (60-45), который может вводиться 15 зацепление с двумя шестернями: одна из них насажена на вал (III) относится к группе двойного блока, а другая находится па шпинделе. Передача (60/60) от шпинделя используется при продольном и поперечном точении, а также при нарезании обычных резьб нормального шага. Передача (45/45) от вала (III) используется при нарезании резьб увеличенного шага. При настройке коробки подач на обычную резьбу можно нарезать и резьбу увеличенного шага, так как при составлении уравнения передаточного отношения от шпинделя учитываются передачи перебора. Диапазон резьб увеличенного шага в станке IK62 расширяется также за счет использования реверсивного механизма. Тройной блок этого механизма (42-56-35) скользит по шлицам вала (VIII), может входить в зацепления (42/42), (28/56) и (35/28/35) с шестернями вала (VII). Включение (35/28/35) дает обратный ход, а два другие - прямой, с передаточными отношениями 1 и 1/2. Таким образом, передаточные отношения для всех передач при увеличении шага нарезаемой резьбы определяются как:

что показывает включение, при котором можно увеличить резьбу ё заданное число раз.

Вял (VIII) и вал (IX) коробки подач соединены меха низмом гитары, настройка которой была рассмотрена нами ранее.,

Коробка подач станка устроена следующим образом: на валу (IX) находится муфта, имеющая зубчатый венец, используемый как шестерня для передачи (35/37/35) к валу (XI), и зубцы на торце, используемые зубчатой муфтой (1) для жесткого соединения с валом (X). На валу (X). находятся также шестерни, расположенные ступенчато, соединяющиеся со скользящей шестерней (28) вала (XI) при помощи промежуточных шестерен (36-25), при этом шестерни (28) и (36-25) находятся в подвижной рамке вала (XI).

При нарезании метрических резьб включается муфта (М I) и вращение передается от. вала (IX) к валу (X) и затем-к валу (XI) через одно, из семи включений, «конуса». Далее движение передается к валу (XII) через муфту (М'2), устройство которой аналогично устройству муфты (М 1). От вала (XII) движение передается к валу (XIII) передачами (18/45) и (28/35) двойного блока, а затем от вала (XIII) к валу (XIV) передачами (35/28) и (15/48) блока (28-48). Затем движение передается к ходовому винту путем включения муфты (М 4).

При нарезании дюймовых резьб муфта (М 1) выключается, скользящая шестерня (35) вала (XI), находясь в зацеплении с промежуточной шестерней (37), передает движение к валу (XI), затем к валу (X) через одно из зацеплений конуса и далее через шестерню (35) муфты (М. 3) к шестерне (28), насаженной на гильзе, свободно вращающейся на валу (XIII), и другую шестерню (28), насаженную на этой же гильзе, к валу (XII). Далее движение передается, как было рассмотрено ранее, через два двойных блока и муфту (М 4) к ходовому винту. При нарезании резьб путем настройки гитары сменных колес включаются муфты (М 1), (М 3) и (М 4), и это соединяет ходовой винт с валом, на который устанавливается шестерня гитары.

При точении включается передача (28/56) шестерни муфты (М 4) к ходовому валу, который проходит через фартук суппорта В фартуке находится шестерня (27),. насаженная на гильзу, вращающуюся в подшипниках и имеющую внутри шпонку для шпоночного паза ходового вала. Вал сообщает вращение шестерне (27), а от нее через шестерни (20) и (28) - валу (XV) с предохранительной муфтой. Затем через червячную передачу (4/20) получает вращение вал (XVI), от которого движение передается к реечной шестерне (10), перекатывающейся по рейке при продольной подаче, или к винту ^ = 5 мм для поперечной подачи. Включение муфт (М 5) и (М 6) сообщает прямой ход в продольном или поперечном направлений, а включение муфт (М 7) и (М 8) - обратный ход, так как движение передается через промежуточное колесо (45).

Продольный прямой ход передается от вала XVI через передачи (40/37), (14/66) к реечной шестерне (10) ; обратный ход - отвала (XVI) через передачи (40/45/37) ; (14/66) к шестерне (10).

Поперечный прямой ход - от вала (XVI) через передачи (40/37), (40/61/20) к винту t = 5 мм; обратный ход - от вала (XVI) через передачи (40/45/37), (40/61/20) к винту t = 5 мм.

Управление станком

На рис. 2 изображен общин вид универсального токарно-винторезного станка с указанием расположения рукояток управления, применительно к модели IK62.

Скорость вращения шпинделя изменяется рукоятками (3). Рукоятка (4), расположенная па панели управления короб-кон скоростей, относится к механизму подачи и служит для переключения звена увеличения шага нарезаемой резьбы, а рукоятка (5) -для реверсирования подачи.

Изменение скорости подачи и шага нарезаемой резьбы производится рукояткой (20) и рукояткой (19), па барабане (18) которого имеется таблица подач и шага резьбы. Лимб (1), закрепленный на шпинделе, служит для деления на заход при нарезании многозаходной резьбы. Наблюдение за лимбом производится через глазок (2). Глазки (20) и (21) служат для наблюдения за смазкой коробки подач.

На панели управления механизмом фартука расположены следующие рукоятки:

рукоятка реверсирования подач - 13;

рукоятка переключения для продольной пли поперечной подачи -7;

рукоятка включения маточной гайки при нарезании резьбы - 22.

Параллельно ходовому валу (16), ниже пего, проходит вал для включения и выключения коробки скоростей и реверсирования вращения шпинделя путем поворота рукоятки (17).

На панели фартука имеется маховичок (6), служащий для продольного перемещения суппорта вручную.

Рукоятка (14) служит для поперечного движения суппорта вручную.

Рукоятка (8) позволяет закрепить передний резцедержатель с болтами для закрепления резцов; болты (15) служат для закрепления резцов во втором резцедержателе.

Рукоятка (23) -служит для ручного передвижения верхней каретки суппорта.

Рукоятка (24) закрепляет пиноль задней бабки.

Маховичок (25) позволяет перемещать пиноль вдоль осп.

Задняя бабка может закрепляться неподвижно па станине рукояткой (11) и болтами (12).

Обработка неметаллических материалов алмазным инструментом

консольный фрезерный станок алмазный инструмент

В технологии производства алмазно-абразивного инструмента широко используются керамические связки KS и СК. Они предназначены для изготовления алмазоносного слоя инструмента, применяемого для грубой (К5) и чистовой (СК) обработки сферических поверхностей экранов кинескопов. На этих связках изготавливаются алмазные круги различной конструкции. Сущность изготовления кругов на данных связках заключается в изготовлении целью спрессованной матрицы, выполненной из термопластичного материала, в которую запрессованы алмазоносные элементы (рис. 1, 2).

При работе круга эластичная матрица имеет возможность свободно смещаться относительно металлической оправки в осевом направлении для обеспечения полного прилегания режущей поверхности инструмента к обрабатываемой поверхности экрана с определенным давлением. Шлифование поверхности экрана происходит в результате вращательных движений инструмента и экрана кинескопа, при этом круг находится в таком положении, чтобы перекрытие центра экрана периферией круга составляло 3-5 мм.

Рис. 1. Алмазный торцовой эластичный круг.

Свойства керамической связки К5. В алмазных торцовых эластичных кругах, предназначенных для грубой обработки сферических поверхностей экранов кинескопов, в качестве термопластичного материала используется полиэтилен. Рабочий слой кругов состоит из алмазно-абразивных элементов на керамической связке К5. За основу этой связки приняты стекла системы Na2O-CaO-Si02. В качестве наполнителей в состав связки введены карбид бора и алюминий. Оптимальный состав связки включает (мас. %) : известково-натриевое стекло - 40, карбид бора - 20 и алюминий - 40.

Рис. 2. Секторный алмазный торцовый эластичный круг. / - корпус; 2 - вставка.

Исследования физико-химических процессов, протекающих в связке при нагревании, проводились на приборе ФПК-59 при Т = 100-7-850 °С.

На рис. 3 представлена термограмма зависимости тепловых эффектов связки К5 от температуры ее нагрева. На термограмме в области Т - 520 ~- 610° С имеются два эндотермических эффекта, характерных для размягчения стекла и алюминия. Большой экзотермический эффект в области Т =* 610-Ь-780°С совмещен с экзотермическим эффектом составляющих связки. Из результатов дифференциально-термического анализа видно, что оптимальная температура спекания связки, при которой завершаются основные физико-химические процессы, находится в интервале 780 - 800 °С.

Исследования по спеканию порошка стекла и влиянию алмаза на процесс его спекания проводились в градиентной печи по методу стабильного падения температуры.

Рис. 3. Термограмма связки К5.

Установлено, что порошок известково-натриевого стекла, измельченный до размера частиц 63 мкм, начинает спекаться при Т = 600 °С; полное спекание стеклопорошка происходит при Т = 650 °С; начало плавления его зафиксировано в интервале Т - 680 ~- 700 °С. Полное плавление стеклопорошка с осветлением до прозрачного состояния наблюдалось при Т = 780 -~ 800 °С.

При термообработке смеси порошков стекла и алмаза зернистостью 63 мкм спекание смеси наблюдается при Т= = 650 °С. В интервале Т = 690 ~ 740 °С заметен переход от спекания к полному превращению стеклопорошка в стекловидную массу, в которой зерна алмаза находятся во взвешенном состоянии. С повышением температуры до 860 °С стекло в присутствии алмаза кристаллизуется с изменением цвета от темно-серого до светло-серого. В интервале Т=860-900 °С стекло вспучивается вследствие интенсивного газообразования, по-видимому, вызванного окислением алмаза или растворением его в силикатном расплаве.

Связующая способность известково-натриевого стекла в основном определяется степенью смачивания алмаза.

Краевой угол, образованный на границе раздела фаз стекла- алмаз, равен 41°, что свидетельствует о хорошей смачивающей способности стекла по отношению к алмазу. Проводились исследования по смачиванию известково-натриевым стеклом глинозема, глиноземистой керамики, \ асбеста, кварца, карбида кремния зеленого и графита. Смачиваются этим расплавом кварц, карбид кремния зеленый, кремний. Краевые углы на границе раздела фаз составляют соответственно 74, 78, 58°. Не смачиваются глиноземистая керамика, асбест и графит.

Рис. 4 Зависимость КТР от Рис. 5 Зависимость объёма образцов

К5 от температуры нагрева от удельного давления прессования.

КТР связки определяет в основном прочность удержания алмаза в ней. КТР синтетического алмаза в интервале температур 100-600 °С изменяется в пределах (3, 5-4, 7) *10-6 град-1. Для исследования изменения КТР связки К5 при нагревании образцы диаметром 10 мм и длиной 50 мм, обожженные при оптимальной Т - 800 °С в течение 30 мин, помещались в кварцевую трубку печи дилатометра Ульбрихта и нагревались до Т - 600 °С, т. е, температуры начала размягчения стекла. Скорость подъема температуры в печи составляла 1, 5-2, 0 °С/мин.

Результаты исследования изменения КТР связки при нагревании в интервале Т = 100-600 °С приведены на рис. 4. Из графика видно, что при нагревании образцов от 100 до 400 °С КТР связки увеличивается от 4, 04 * 10~5 до 6, 19 * 10~6 град»1 [67]. С повышением температуры с 400 до 600 °С КТР связки резко снижается и составляет 2, 79 * 10-6 град-1. Снижение КТР связки при Т - = 500 -600 °С, по-видимому, вызвано окислением карбида бора и началом размягчения стекла. Для проверки термической стойкости связки с алмазом изготавливались алмазные образцы размерами 50 X 10 X 5 мм из алмазов АСВ 100/80 100% -ной. концентрации по указанному выше режиму. Термическая стойкость связки определялась по потере механической прочности (твердости) алмазных образцов. С этой целью алмазные образцы нагревались в печи до Т = = 400° С, выдерживались 20 мин и охлаждались в воде, после чего замерялась их твердость на приборе ТК2 по -шкале В стальным шариком диаметром 3, 175 мм под действием постоянной -нагрузки 60 кГ (ГОСТ 3751-47). Исходная твердость образцов была 110 ± 2 HRB. Исследованиями установлено, что алмазные образцы, изготовленные на керамической связке К5, не изменяют твердости в течение 28 теплосмен, которая и характеризует их высокую термическую стойкость.

Для установления режимов изготовления образцов определялось р = (2 -* 20) * 107 Па. Размеры частиц исходных компонентов связки не превышали 63 мкм. Содержание компонентов связки в 1 см3 составляло 75% (расчетная пористость 25 об. %). Образцы прессовались в металлической пресс-форме на гидравлическом прессе ПГ60 с плитами для подогрева. В качестве временного связующего в образцах была применена фенолформальдегидная смола (пульвер-бакелит). Результаты исследования изменения объема образцов от удельного давления прессования приведены на рис. 30 и в табл. 34. Заданный объем образцов достигается при р - 18 * 10-7 Па. С увеличением давления до 20 * 107 Па образцы в объеме не изменяются. Спрессованные при оптимальном р = 28 107 Па они обжигались в муфельной электрической печи МП2У при Т = 800° С и t= 30 мин.

Обожженные образцы имели следующие характеристики:

W = 4, 50%; Пи = 27, 0%; р = 2, 62 кг/м? * 10~3; ПО HRB-аиз = 6 Па * Ю7, аа = 2, 1 Па. Ю7.

p, Па*10-7	V*. см3 (%)
2	6, 15 (123, 0)
4	5, 75 (115, 0)
6	5, 65 (113, 0)
8	5, 55 (111, 0)
10	5, 40 (108, 0)
12	5, 25 (105, 0)
14	5, 15 (103, 0)
16	5, 02 (100, 5)
18	5, 00 (100, 0)
20	5, 00 (100, 0)

Зависимость изменения объема образцов от удельного давления прессования

Технология изготовления алмазных торцовых эластичных кругов заключается в приготовлении алмазной шихты, брикетировании и обжиге алмазоносных элементов, запрессовке алмазоносных элементов в эластичный корпус. Алмазоносная шихта приготавливается из предварительно измельченных до 63 мкм компонентов связки и алмазного, порошка в соответствии с характеристикой круга, смешивается в механических смесителях НИАС-14 в течение 3-4 ч. Смешанная шихта взвешивается на технических весах из расчета на одно изделие, засыпается в пресс-форму и брикетируется при р = 18 * 107Па.

Алмазные брикеты обжигаются в электрических печах на жаропрочных стальных подставках в свободном состоя: ими на воздухе при Т - 800°С и / = 30 - 60 мин. Обожженные алмазные элементы укладываются в металлическую пресс-форму в шахматном порядке, засыпаются полиэтиленом низкого давления в гранулах и прессуются на горячих прессах при р = 50 * 105 Па, Т = 180 °С и / = = 15 -г- 20 мин, после чего подпрессовываются на холодном прессе. Распрессовка алмазных кругов производится после охлаждения пресс-формы до Т - 40 ~ 60 ГС.

Свойства керамической связки СК. Керамическая связка СК изготавливается из боросиликатного стекла Ф1 (44%) и силиката циркония (56%). Фритта приготавливается из пегматита, буры, азотнокислого бария и углекислого лития. Пегматит перед измельчением прокаливается в печи при Т - 800° С в. течение / - 60 мин, что позволяет значительно снизить его механическую прочность и дает возможность ускорить процесс измельчения. Прокаленный пегматит измельчается в фарфоровых шаровых мельницах в течение / = 4 ч, после чего просеивается на механическом вибросите с сеткой 80 мкм. Оставшийся на сите пегматит возвращается на повторный помол.

Компоненты шихты для фриттования, отвешенные в определенном соотношении, смешиваются в механических смесителях в течение одного часа. Коэффициент заполнения барабана смесителя допускается не более 0, 35.

Приготовленная шихта для фриттован и я засыпается в ванную печь и нагревается до Т = 1200 °С, t - 60 мин. Готовность фритты проверяется взятием пробы нихромовым щупом. Проваренной она считается в том случае, если на нити стекла нет узелков и отсутствуют пузырьки воздуха. Сваренная фритта выливается в емкость с проточной водой, в результате быстрого охлаждения растрескивается и впоследствии хорошо измельчается в шаровой мельнице. Перед измельчением фритта высушивается в металлических противнях в сушильном шкафу при Т = 150 -~- 180 °С в течение t = З-г-4 ч. Высушенная фритта измельчается -в шаровых мельницах в течение t = 5 ч до размера частиц не более 63 мкм. Готовая, фритта Ф1 характеризуется следующими свойствами:

Краевой угол смачивания, град 47

Микротвердость, Па-107 762

Химическая стойкость по

гидролитической классификации, класс 4

Температура размягчения, °С 520

Плотность, кг/м3-10 2, 53-2, 80

Поверхностное натяжение, Дж/см2 2320

Физико-химический процесс спекания связки исследовался методом ДТА (на приборе Ф-ПК-59) в интервале Т = 100-000 °С. Кривые зависимости тепловых эффектов связки и ее компонентов от температуры нагрева представлены на рис. 6.

Рис. 6 Термограммы стекла Ф1 (1) ;

Силиката циркония (2) ;

Связки СК (3).

Из рисунка видно, что в стекле Ф1 (кривая 1} эндотермические и экзотермические эффекты в основном заканчиваются в интервале Т = 480 н--г- 780 °С. На термограмме силиката циркония (кривая 2} никаких процессов, сопровождающихся выделением или поглощением тепла в области Т - 500 -г- 1000 °С, не наблюдается. На термограммё связки СК (кривая 3} при Т- 500 °С наблюдается слабовыраженный эндотермический эффект размягчения стекла Ф1. Большой экзотермический эффект в области Т = 600-700 °С, по-видимому, образуется вследствие процесса расстекловывания стекла Ф1 в результате химического взаимодействия окиси лития, содержащейся в стекле Ф1, с цирконием, которое заканчивается при Т = 700 °С. При дальнейшем нагревании связки СК существенных изменений в ней не наблюдается.

Таблица 2

Физико-механические свойства керамической связки СК в зависимости от вида наполнителя (размер зерен 160 мкм)

Наполнитель	H, HRC00	уиз, Па*107	an, Па*107
Алмаз синтетический	110	6, 0	22
Шамот из огнеупорной глины Электрокорунд	100 106	3, 0 4, 8	2, 1 2, 4
Карбид кремния зеленый Силикат циркония	110 105	5, 9 6, 3	2, 3 2, 6

Результаты термографических исследований показывают, что в связке СК все физико-химические процессы заканчиваются при Т = 700 °С и свидетельствуют о ее полном спекании. Эта температура для связки СК в данном случае является оптимальной.

Как указано выше, керамическая связка СК в качестве наполнителя содержит силикат циркония (ZrSiO4). Выбирался этот наполнитель по показателям твердости, прочности образцов на изгиб и удельной' ударной вязкости. С целью использования в качестве наполнителя наряду с силикатом циркония исследованиям подвергались также шамот из огнеупорной глины, электрокорунд и карбид кремния. Для сравнения свойств связки с указанными наполнителями были изготовлены образцы с синтетическим алмазом. Свойства образцов, изготовленных на керамической связке СК с различными наполнителями, приведены в табл. 2. Наиболее высокую твердость 110 HRB (ГОСТ 3761-47) имеют, образцы с алмазом и карбидом кремния. Образцы с силикатом циркония имеют самую высокую прочность на изгиб уиз = 6, 3 * 107 Па и ап = 2, 6 * 107 Па. Поэтому при исследовании свойств связки СК в зависимости от' температуры при р = 15 * 107 Па изготавливались образцы размерами 50 X 10 X 10 мм, в которых в качестве наполнителя был использован силикат циркония, а алмаз моделировался карбидом кремния. Отпрессованные образцы обжигались в электрической печи типа МП-2У при Т = 600-1-800 °С (интервал 50°С), t = 30 - 120 мин. Скорость подъема температуры в печи составляла 3-4°С/мин. Обжигались образцы в незащищенной атмосфере. В обожженных образцах определялись уиз, Н и а. Из рис. 7 видно, что с повышением температуры от 600 до 800° С H образцов увеличивается от 100 до 120 HRBeo. Максимальная уиз = 7, 4 * 107 Па достигается при Т = 700° С. Дальнейшее повышение температуры вызывает снижение прочности и при Т - 850 °С а„3 *= 6, 7 * 107 Па. С повышением Iтемпературы от 600 до 700 °С ап = 2, 8 * 108 Па

Рис. 7 Зависимость физико-механических свойств образцов на связке СК, от температуры обжига: / - твердость; 2 - предел прочности при изгибе; 3 - удельная ударная вязкость.

Таблица 3

Физико-механические свойства керамической связки СК в зависимости от температуры обжига

С повышением температуры удельная ударная вязкость снижается и при Т *= 850 °С ап >= 2, 3 * 107 Па.

Как видно из результатов испытаний (табл. 36), наиболее высокие значения уиз и ап образцов получены при Т = *= 700 °С, что является подтверждением результатов, полученных методом ДТА.

По физико-механическим свойствам керамическая связка СК отвечает требованиям, предъявляемым к связкам алмазно-абразивного инструмента.

Основные этапы технологического процесса изготовления алмазных торцовых эластичных кругов следующие: взвешивание на технических весах; смешивание в механических смесителях; увлажнение временным связующим; гранулирование шихты; сушка гранулированной, шихты.

В зависимости от числа кругов в изготавливаемой партии масса компонентов (Рк, кг) связки рассчитывается по формуле:

Pk=AVp/100

Плотность шихты определяется по формуле аддитив^ ности. Плотность связки СК равна 3600 кг/м3-. Объем, за-. s нимаемый алмазными элементами в круге, составляет 65%

Взвешенные компоненты и порошок синтетического алмаза увлажняются временным связующим, а затем смешиваются в механических смесителях в течение одного часа. Смешанная шихта гранулируется до получения гранул диаметром 1, 5-2, 0 мм. Гранулированная шихта высушивается в сушильном шкафу при Т t= 110°C, t = 2 ч до влажности 7-8%. Временное связующее на основе поливинилового спирта илу технического сахара предназначено для придания алмазным брикетам прочности при их прессовании на роторном прессе и транспортировке па обжиг. При обжиге связующее разлагается 'без зольного остатка в интервале Т = 300 -h 450°C.

Рис. 8. График обжига алмазных элементов на керамической связке СК.

Алмазно-абразивные элементы размером 10 X 8 Х 6 мм прессуются на роторном полуавтоматическом прессе при р=15*107 Па. Качество спрессованных алмазных элементов контролируется по геометрическим параметрам, и массе. Масса алмазного элемента указанного размера должна составлять 0, 97 г.

Спрессованные алмазные элементы укладываются на керамические или металлические подставки, которые собираются в пакеты. Между подставками размещаются керамические прокладки. Пакеты с алмазными элементами загружаются в электрическую печь с Т > 200 °С. Скорость подъема температуры в печи составляет 2-3 °С/мин.

Режим обжига. алмазных элементов приведен на рис. 8. Из рисунка видно, что в интервале Т = 300-450 °С делается выдержка t = 8 ч, при которой временное связующее полностью сгорает. В случае неполного выгорания временного связующего может произойти вспучивание алмазных элементов, что приведет к потере геометрической формы - и искажению размеров, а также к снижению твердости образцов. Температура полного»сгорания временного связующего не должна превышать 500°С, так как при этой температуре фритта Ф1 приобретает текучее состояние, в результате чего. доступ воздуха внутрь элементов прекращается.

Спекание алмазно-абразивных элементов достигается при 7 = 650-700 °С и t= 3 ч. Обожженные алмазные элементы выборочно, в количестве 10% партии, контролируются на твердость. Твердость элементов замеряется на приборе ТК-2 шариком 3, 175 мм при нагрузке 60 кГ. Твердость алмазных элементов должна быть не ниже 105 ед. о шкале В.

В том случае, когда алмазные торцовые эластичные круги изготавливаются из алмазно-абразивной крошки, алмазные элементы дробятся на щековой или валковой дробилке с величиной щели между, щеками или валками, равной 5-6 мм. Дробленая алмазно-абразивная крошка просеивается через набор сит с размерами ячеек 7; 2; 0, 25 мм, с размером фракции менее 0, 25 мм она возвращается ну повторное прессование, а более 7 мм - на повторное дробление. Контроль зазора щели между щеками дробилки проверяется набором щупов толщиной 6 мм, длиной 200 мм. С целью более прочного удержания в эластичной матрице из поливинилхлорида производится пропитка алмазно-абразивной крошки или отдельных элементов. Пропитываются алмазно-абразивные элементы в вакуумной установке в течение двух часов в растворе, приготовленном из фенол-формальдегидной смолы (пульвербакелита), растворенной в ацетоне (соотношение: 200 г пульвербакелита на 1 л ацетона). Плотность раствора должна соответствовать 0, 83-0, 85 г/см3.

Заключение

В работе я привёл основные характеристики станков и инструмента, охарактеризовал каждый из станков из полученных в процессе обучения начальных знаний.

Список литературы

Горбач А. В. Паспортные данные металлорежущих станков. М: Машиностроение 1971

Режущие инструменты и станки. Каталог. М: Машиностроение 1968

Металлорежущие станки. Токарные, сверлильные и расточные, шлифовальные, зубообрабатывающие, фрезерные, строгальные и протяжные, разные. Каталог. М: Машиностроение 968

Металлорежущие станки. Каталог-справочник в 8 томах. М: Машиностроение 1971

Кучер А. М. Металлорежущие станки. Л: Машиностроение, 1971

Бушуев В. В., Налетов С. П. Точные зубообрабатывающие станки, М: Машиностроение 1985

Баранчиков В. И. Прогрессирующие инструменты и режимы резанья. М: Машиностроение 1990

Мацевитый В. М. Покрытия для режущих инструментов. М: Машиностроение 1987

Пащёнко А. А. Инструменты из сверхтвёрдых материалов. М: Машиностроение 1980

Прудников Е. Л. Инструменты с алмазно-гальваническим покрытием. М: Машиностроение 1985

Размещено на Allbest.ru

...