Лабораторная работа «Абразивный инструмент»

Цель: Изучить характеристики, маркировку и методику выбора абразивных, алмазных и эльборовых инструментов.

1. Оснащение рабочего места:

1.1 Учебный стенд «Абразивный инструмент».

1.2 Абразивные, алмазные и эльборовые шлифкруги.

1.3 Плакаты по абразивному, алмазному и эльборовому инструменту.

2. Задание:

2.1 Ознакомиться со схемами наружного, внутреннего и торцового шлифования.

2.2 Ознакомиться с конструкцией и маркировкой абразивного, алмазного и эльборового инструмента.

2.3 Изучить методику выбора абразивного инструмента по следующим показателям: зернистости, твердости, структуре, связке.

2.4 Оформить отчет по прилагаемой форме.

3. Общие положения:

Абразивный инструмент применяется при шлифовании наружных и внутренних цилиндрических поверхностей, торцевании, обработке фасонных и плоских поверхностей, например, зубьев шестерен, а также при заточке и доводке режущих инструментов – резцов, сверл, зенкеров и др.. Шлифование является окончательной или чистовой обработкой поверхностей деталей, при этом достигается 5…7 квалитет точности.

Абразивные круги по форме и размерам подразделяются на:

- ПП – круг плоский прямого профиля

- ЧЦ – круг-чашка цилиндрическая

- ЧК – круг-чашка коническая

- Т – круг-тарелка

Например: обозначения абразивных кругов:

ПП 300×40×127 ЧАЗ – круг прямой-плоский; 300 мм. – наружный диаметр круга; 40 мм. – высота круга; 127 мм. – диаметр посадочного отверстия; ЧАЗ – завод-изготовитель – Челябинский Абразивный Завод.

Обозначение алмазных кругов:

АЧК 200×50×50×20×3 ЧАЗ, где последние цифры обозначают – 20 – ширина круга, мм.; 3 – толщина рабочего слоя, мм.

Материал зерен абразивных инструментов:

12А…16А – электрокорунд нормальный

22А…25А – электрокорунд белый

32А…34А – электрокорунд хромистый

37А – электрокорунд титанистый

38А – электрокорунд циркониевый

43А…45А – монокорунд

Чем больше цифра, тем больше твердость зерен. Круги из электрокорунда применяются для обработки закаленных сталей.

53С…55С – карбид кремния черный

63С…64С – карбид кремния зеленый

Круги из 53С…64С – применяются для обработки чугунов, 63С и 64С – для заточки твердосплавного инструмента.

Маркировка алмазных зерен:

А, АН, АМ – алмаз природный;

АСО, АСР, АСВ, АСК, АСС, САМ, АСТ, АСМ, АСН – алмазы синтетические.

Маркировка эльборовых зерен:

ЛО, ЛП, ЛД, ЛМ.

Круги из алмазных и эльборовых зерен применяются в основном для доводки (повышения чистоты передней и задних поверхностей) режущих инструментов.

Зернистость абразивных кругов обозначается цифрами 200…3 – размер зерна в сотых долях, мм.; М63…М5 – размер зерна в мкм.

Зернистость алмазных и эльборовых инструментов обозначается дробными числами: 630/500…1/0. Здесь цифры показывают пределы размеров зерен в мкм.

Твердость абразивных инструментов обозначается:

М1, М2, М3 – мягкий

СМ1, СМ2 – среднемягкий

С1, С2 – средний

СТ1, СТ2, СТ3 – среднетвердый

Т1, Т2 – твердый

ВТ1, ВТ2 – весьма твердый

ЧТ1, ЧТ2 – чрезвычайно твердый.

От величины твердости зависит прочность заделки зерен в массе шлифовального круга.

Структура абразивных инструментов обозначается номерами от 0…20. В структуре «0» объём зерен составляет 62%, т.е. плотная структура. Чем больше номер, тем меньше объём зерен в инструменте.

Алмазные и эльборовые инструменты вместо структуры характеризуются концентрацией, выражаемой в %, например: 25, 50, 75, 100, 150 %. За стопроцентную концентрацию принимают такое содержание алмаза или эльбора в рабочем слое, которое составляет ¼ его объёма; за 50%-ую – 1/8 часть.

Абразивные зерна скрепляются между собой в инструменте – связкой. Основные виды связок:

1. К – керамическая (разновидности – КО, К1, К2 и др.)

2. Б – бакелитовая (разновидности – Б1, Б2, Б3 и др.)

3. В – вулканитовая (разновидности – В1, В2, В3 и др.)

4. М – металлическая (разновидности – М1, М3, МВ1 и др.)

Допустимая окружная скорость абразивных кругов зависит от связки и выражается в м/с. Превышение указанной скорости может привести к разрыву круга.

Методика выбора абразивного инструмента.

Размер зерна выбирается в зависимости от величины шероховатости обработанной поверхности, т.е. чем меньше величина шероховатости (Ra, мкм), тем меньше должны быть зерна абразивного инструмента.

Твердость круга, т.е. способность связки удерживать зерна, зависит от твердости и прочности обрабатываемого металла. При обработке очень твердых металлов твердость круга должна быть М1, М2…СМ2, а при обработке мягких или средне мягких металлов (например незакаленные малоуглеродистые стали) – ВТ1…ЧТ1.

Выбор структуры круга. При обработке вязких металлов структура круга должна быть от 10…16, при обработке хрупких металлов 0…5.

Выбор связки. В кругах наиболее часто применяется керамическая связка, которая хорошо работает при обильной подаче охлаждающей жидкости в зону резания абразивного круга. Скорость резанья допускает около 35 м/с.

Недостаток керамической связки – повышенная хрупкость.

Вулканитовая связка чаще всего применяется для отрезных кругов. Скорость резания допускает около 60 м/с.

Хорошо противостоит прерывной нагрузке, но плохо работает в охлаждающих жидкостях с добавлением масел, кислот и щелочей.

Металлическая связка применяется в алмазном и эльборовом инструментах.

4.Содержание письменного отчета:

0. Название работы

1. Цель работы, задание

2. В таблице 1 записать характеристику шлифовальных кругов: абразивного, алмазного, эльборового и указать их применение.

3. Зарисовать схему шлифования абразивным кругом. На схеме показать элементы режима резания: скорость V_кр, V_з, t, S_прод.

1. Объём требований при защите отчета по работе;

   0. Объяснить схемы шлифования плоских, наружных и внутренних цилиндрических поверхностей. Дать определение элементов режима резания при этих видах обработки.

   1. Как характеризуется шлифовальный инструмент по форме круга, материалу зерен, зернистости, твердости, структуре и связке?

   2. Как выбираются абразивные круги при черновом (обдирочном), или чистовом шлифовании, при обработке очень твердых или мягких металлов? От чего зависит скорость резания при шлифовании?

   3. В каких случаях применяется алмазный и эльборовый инструмент?

Список литературы.

1. Некрасов С.С.Зильберман Г.М. Технология материалов. Обработка конструкционных материалов резанием. - М.Машиностроение, 1974 г.

2. Практикум по технологии конструкционных материалов и материаловедению, (под редакцией Некрасова С.С). - М.: Колос,1978 г.

З. Аршинов В.А., Алексеев Г.А. резание металлов и режущий инструмент.-М.: Машиностроение, 1976 г.