книги / Технология инструментального производства

Черновое и чистовое шлифование резьбы с шагом 0,5—5 мм выпол­ няется за одну операцию. На черновых проходах снимается 80%, а на чистовых — 20% от общего припуска по среднему диаметру; 2—3 прохода даются для выхаживания.

Глубинное шлифование резьбы может выполняться тремя спо­ собами:

. 1) многониточным кругом врезанием (рис. 143, б);

2)многониточным кругом на проход (рис. 143, в);

3)однониточным кругом на проход (рис. 143, а).

Первый способ применяют при черновом шлифовании резьбы при скорости вращения заготовки по целому 25—50 мм/мин и по предварительно нарезанной заготовке — 50—80 мм/мин. Метчики из быстрорежущей стали нарезают за 1,5 оборота заготовки, а резь­ бовые калибры за 2—3 оборота калибра. При шлифовании резьбы этим способом профиль резьбы получается искаженным — с вогну­ той впадиной (рис. 143, д). Максимальное искажение получается на среднем диаметре. Величина отклонения от теоретического профиля зависит от шага и диаметра резьбы и составляет 2—9 мкм. Это объяс­ няется тем, что шлифовальный круг не поворачивается на угол подъема резьбы заготовки и направление ниток шлифовального круга не совпадает с направлением винтовой линии заготовки (рис. 143, б).

Второй способ находит применение при шлифовании резьбы на метчиках за два прохода при скорости вращения заготовки 400— 700 мм/мин. Второй проход — чистовой; скорость вращения заго­ товки 600—700 мм/мин. При этом способе шлифовальный круг на­ клоняется на угол подъема резьбы и снабжается заборным конусом для равномерного распределения нагрузки на каждую нитку, вслед­ ствие чего первые нитки выполняют черновые проходы, а послед­ ние — чистовые (рис. 143, г).

Третий способ находит применение при чистовом шлифовании резьбы на весьма точных метчиках и резьбовых калибрах. Например, для заготовок диаметром 3—50 мм точность характеризуется следую­ щими цифрами. Средний диаметр выполняется с точностью ±0,004— 0,006 мм, шаг — с точностью 0,004—0,006 мм, половина угла про­ филя — с точностью ±35—8'. Для получения такой точности при чистовом шлифовании применяют три прохода. Третий проход наз­ начается для выхаживания. Скорость вращения заготовки на первых двух проходах 300—400 мм/мин, а на третьем проходе — 200— 300 мм/мин. Припуск на шлифование резьбы метчиков устанавливают по среднему диаметру (см. рис. 141) и принимают (на диаметр с от­ клонением минус 0,05 мм): для шага резьбы 0,8—1 мм — 0,55— 0,6 мм; 1,25—2,5 мм — 0,6—0,7 мм; 3—6 мм — 0,65—0,75 мм.

Черновое шлифование резьбы целесообразно производить много­ ниточным кругом врезанием. Резьбу с шагом до 2 мм лучше шлифо­ вать в сплошном ненарезанном предварительно метчике или резь­ бовом калибре.

Производительность при резьбошлифовании обусловливается пра­ вильным выбором шлифовального круга. При шлифовании резьбы применяют круги электрокор ундовые белые и из зеленого карбида

181

кремния в основном на керамической связке. Для шлифования глу­ бинным методом применяют главным образом шлифовальные круги из карбида кремния зеленого. Шлифование резьбы производят

также эльборовыми кругами.				шлифовальных кру­
В табл. 29 и 30 приведены характеристики
гов, применяемых при шлифовании резьбы.				алмазами, устана­
Однониточные шлифовальные круги. правят
вливаемыми	в специальные	приспособления. Эти приспособления
					Таблица 29
	Зернистость и твердость круга при шлифовании
	метрической и дюймовой резьбы
Шаг резьбы	Черновое шлифование		Ч истовое		ш лифование
	/
в мм		Т вердость	Зернистость		Т вердость
	Зернистость
До 0,5	М28	С2	М20		С2
0,6—0,8	3	С2	М28		С2
1—1,25	5—4	С2	4—3		С2
1,5—1,75	5	СМ2	5—4		С1
2—2,5	6 - 5	СМ2—СМ1	5		СМ2
3—4	8 — 6	СМ2—СМ1	6—5		СМ2—СМ1
4,5—5,5	10— 8 *	СМ1	8—6		СМ2—СМ!
6	10	СМ1	8		СМ1

Таблица ВО ,

Зернистость и твердость круга при шлифовании модульной резьбы

Ч ерновое	1шлифование	Ч истовое шлифование
М одуль в мм	Т вердость	Зернистость	Т вердость
Зернистость

0,4—0,5

0,5—0,6

0,7—0,8

1—1,25

1,5—2,75

1 СО

ю

5—8

Св. 8

5—6		3—4
6—8 -	СМ1—СМ2	4—5	СМ1—СМ2
10—12		6—10
12	СМ2	10	С1—СМ2
16	СМ2—СМ1	12	С1—СМ2
25	СМ2—СМ1	16	С1—СМ2
25	СМ1	16	СМ2
40	СМ1	25	СМ2

182

поставляются со станком и яв­ ляются составной его частью. В современных резьбошлифо­ вальных станках круги правят автоматически через определен­ ные промежутки времени. Мно­ гониточные шлифовальные кру­ ги в производстве метчиков правят главным образом с по­ мощью закаленных стальных накаток (рис. 144).

Значительное влияние на производительность шлифова­ ния и шероховатость поверх­

ности резьбы оказывает охлаждение. Наиболее распространенными охлаждающими жидкостями при шлифовании резьбы являются: разведенный в горячей воде двухромовокислый калий (хромпик К*СаО, обладающий большой прозрачностью, что значительно облегчает рабочему наблюдение за обработкой; осерненное масло следующего состава (особо приготовленное): техническое раститель­ ное масло (подсолнечное, льняное) — 19%, минеральное масло (вазелиновое, веретенное № 2, велосит) — 78% и сера — 3%.

Образование резьбы у резьбовых гребенчатых фрез. Кольцевую резьбу у резьбовых гребенчатых фрез выполняют на токарно-заты- ловочных станках путем затылования резцом или гребенкой. Резьба наносится на поверхность, гладко затылованную в предыдущей опе­ рации. После термической обработки профиль резьбы шлифуют на таком же станке однониточным или многониточным шлифовальным кругом. При затыловании витков резьбовым резцом или однониточ­ ным шлифовальным кругом суппорт с резцом или установленным на нем шлифовальным приспособлением после затылования каждого витка перемещается на величину шага. Точное перемещение суппорта на шаг резьбы достигают применением специального делительного приспособления, связанного с ходовым винтом станка.

Нарезание гребенкой кольцевой резьбы на резьбовых фрезах

спрямой канавкой значительно упрощает операцию нарезания резьбы

иповышает производительность труда. Обычно применяют стержне­ вые гребенки. Переднюю поверхность гребенок для фрез с прямыми канавками затачивают так, чтобы передний угол у них был равен нулю, а задний — 22—25°. Ширина гребенки принимается равной 20—40 мм. В случае, если ширина гребенки меньше длины обраба­ тываемой ею фрезы, производят последовательную обработку от­ дельных участков фрезы.

Резьбу на цилиндрических гребенчатых		и на	конических	фрезах
с винтовыми канавками нарезают	резцом.	Для	повышения	произ­
водительности труда применяют	трех-,	четырех- и пятиниточные
гребенки (в зависимости от шага)	на длине 20 мм. Такая гребенка

имеет переднюю поверхность, наклоненную соответственно углу наклона винтовой канавки, а угол наклона режущей кромки

183

Рис. 145.	Схемы рабочей	части	гребенки {а)
и	ш лиф овального	круга	(б):
/ — ф реза;	2 гребенка;	3 — ш лифовальны й
	к р у г

Рис. 146. Схема установки резца и суп­ порта при заты ловании фрез с помощ ью ходового винта:

/ — движ ение	суппорта;	/ / — движ ение
резца; I II	— движ ение	заты ловании

в горизонтальной плоскости определяется графически в целях создания такого положения, при котором первая нитка справа окончательно обрабатывает профиль резьбы, а остальные нитки пред­ варительно прорезают профиль на различную глубину его, постепенно подготавливая профиль резьбы для первой зачистной нитки резца. Такая схема обработки повышает производительность труда по сравнению с однониточным резцом (рис. 145, а). Гребенка постепенно передвигается вдоль оси фрезы от нитки к нитке.

Сборные широкие (свыше 100 мм) резьбовые фрезы, состоящие из набора отдельных фрез с прямой' канавкой, затылуют по всей ширине набора методом, называемым затылованием по шагу. Эти фрезы для затылования устанавливают на оправку от технологиче­ ской шпонки (в отверстии фрезы имеются две шпоночные канавки: одна — технологическая, другая — конструкторская). Конструк­ торская шпоночная канавка служит для установки фрез на оправке в процессе эксплуатации. В этом случае прямые канавки, смещаясь относительно друг друга, образуют подобные винтовые линии. Сущ­ ность этого метода заключается в том, что суппорт с гребенкой пере­ мещаются по ходовому винту вдоль фрезы. За один оборот фрезы

гребенка должна перемещаться на	шаг Т	= Рг, где г — число
зубьев фрезы, а Р — шаг нарезаемой	резьбы	в мм.

Число зубьев гребенки должно быть не меньше числа зубьев фрезы. Для получения кольцевых витков суппорт поворачивают на некоторый угол, вследствие чего меняется направление затылования в сторону, противоположную подаче суппорта (рис. 146). Для обыч­ ных резьбовых фрез величина затылования К задается в радиальном направлении, тогда при затыловании по шагу величина затылования

к _ К д 1----

184

где \х — угол поворота суппорта;

К = — щ а — величина затылования в радиальном направле­

нии.

Кольцевые канавки получаются при условии, что составляющая

С = К 51П р = Р,

где К 1 — величина затылования в направлении затылования под

'. углом.

Угол поворота р определяется по формуле

^— пИЩ а* ’

где О — диаметр фрезы в мм;

г— число зубьев нарезаемой фрезы;

ав — задний угол фрезы в радиальном направлении.

По подобранному кулачку окончательно определяют угол по­ ворота по формуле

Кольцевые витки шлифуют на токарно-затыловочных станках, оснащенных приспособлениями для установки шлифовального круга. Витки резьбовых фрез с прямыми канавками обычно шлифуют мно­ гониточным шлифовальным кругом, фрез с винтовыми канавками — однониточным шлифовальным кругом. При шлифовании цилиндри­ ческих и конических резьбовых фрез с винто­ вой канавкой и кольцевой нарезкой в целях повышения производительности труда приме­ няют многониточный шлифовальный круг, у ко­ торого все нитки равномерно нагружены, а по­ следняя нитка окончательно образует профиль (см. рис. 145, б). Такой круг постепенно передви­ гается вдоль оси фрезы от нитки к нитке/ При шлифовании витков с мелким шагом применяют

метод шлифования через зуб.
Многониточные круги правят роликами-на­
катками по всей ширине. Однониточные круги 2
правят алмазом 3, закрепленным в приспособле­
нии (рис. 147), передвигая	вручную державку	Рис 147 Схема при.
с алмазом. Установку на угол производят микро-
метрическим винтом 1. Профиль и шаг витков		способлениядляправ-
контролируют При ПОМОЩ И	микроскопа.	шлифоваль°нНоИго°круга

185

§ 12. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ФАСОННОГО ИНСТРУМЕНТА

Фасонными называют поверхности, имеющие в своем сечении кривые или ломаные линии. Фасонные поверхности режущего ин­ струмента можно обрабатывать двумя путями: нормальным режущим инструментом, которому сообщается криволинейное движение по­ средством связанных с ним копиров или копирных линеек; специаль­ ным фасонным инструментом. Фасонные поверхности режущего ин­ струмента обрабатывают на токарных, токарно-затыловочных, фре­ зерных, шлифовальных, заточных и оптических профильно-шлифо­ вальных станках.

Обработка фасонных поверхностей на токарных, токарио-заты- ловочных, фрезерных, шлифовальных и заточных станках. Фасон­ ные фрезы шириной более 100 мм обтачивают на токарных станках при помощи коп.ирных линеек. В качестве рабочего режущего ин­ струмента служит обычный резец. Фасонные фрезы шириной до 100 мм, а в отдельных случаях до 200 мм обрабатывают фасонными резцами, имеющими стержневую форму, подобно показанной на рис. 132, 134 и 135. После обтачивания профиля заготовки фасонных фрез фрезеруют стружечные канавки, а затем затылуют профиль при помощи стержневых фасонных затыловочных резцов.

Канавки режущих инструментов обрабатывают во многих слу­ чаях фасонными фрезами с остроконечными или затылованными зубьями (канавки сверл, метчиков, разверток и др.). Остроконечные фасонные фрезы значительно производительнее затылованных, од­ нако изготовление их и переточка требуют специальных станков или приспособлений. Изготовление фасонных фрез с остроконеч­ ными зубьями неизбежно связано с затачиванием их по профилю. В подавляющем большинстве профиль зубьев у остроконечных фрез шлифуют профильными шлифовальными кругами. Заданный про­ филь шлифовального круга можно получить правкой, которую вы­ полняют накаткой или алмазом, установленными в специальном при­ способлении.

Накатка, подобно изображенной на рис. 144, представляет со­ бой цилиндрическое тело с профилем, соответствующим профилю обрабатываемой заготовки. Ее изготовляют из сталей У12А, 9ХС, X, Х12М, Р6М5 и термически обрабатывают. Для лучшего выкра­ шивания зерен из связки на накатке фрезеруют пазы с неравными расстояниями между ними в пределах половины или одной трети окружности. Неравномерное расстояние между пазами делается также для того, чтобы на изделиях получить чистые поверхности (принцип развертки с неравномерным делением). Накатывание про­ филя на шлифовальном круге производят (круг не получает при этом самостоятельного вращения), вращая накатку вручную или от электродвигателя со скоростью до 15 м/мин; накатку устанавли­ вают на оправке в центрах.

На-рис. 148 показаны два приспособления для правки симме­ тричного профиля круга алмазом, устанавливаемых в соответствую­ щие державки. На рис.. 148, а приведено приспособление для полу-

186

чения симметричного выпуклого профиля, а на рис. 148, б -г- сим­ метричного вогнутого профиля. При этом заготовки будут получать соответственно вогнутый и выпуклый профили. Поворот алмазов осуществляют с помощью рукоятки. После правки круга приспосо­ бление снимается со станка. Методы затачивания фасонных фрез принципиально различаются в зависимости от того, является ли их профиль симметричным или несимметричным.

Приспособление для затачивания фрез с симметричным профи­ лем, в данном случае полукругло-выпуклым, показано на рис. 149, а. Оно устанавливается на заточном станке. При затачивании верхние салазки с установленной на них головкой, в которой закреплена затачиваемая фреза 2, поворачивают от руки вправо и влево вокруг оси О. Каждая точка полукруглого профиля фрезы радиуса Р дол­ жна проходить через линию, соединяющую эту точку с осью враще­ ния верхних салазок приспособления. Тонкими линиями показаны крайние положения шлифовального круга 1 в точках А и В.

Остроконечные фрезы с выпуклым несимметричным профилем затачивают в приспособлении, показанном на рис. 149, б. Работа

Рис. 149. Схема приспособлений для затачивания фрез:

а — с симметричным профилем; б — с несимметричным профилем; в — установка фре­ зы для обоих случаев

187

этого приспособления заключается в обкатывании копира относи­ тельно неподвижной линейки. Вследствие обкатывания копира за­ тачиваемая фреза устанавливается так, чтобы профиль её совпадал с профилем копира. Затачиваемая фреза получит профиль, соответ­ ствующий профилю на копире.

Копир 4 закрепляется на поворотной плите 2 снизу, которая может быть повернута вправо и влево относительно оси вращения рукояткой 6. В результате движения плиты 2 копир 4 будет обка­ тываться по упорной линейке 3. Плита 2 устанавливается в ка­ ретке /, двигающейся по направляющим приспособлениям 7. Для облегчения хода каретки в направляющих между ними расположены шарики. Каретка прижимается к ' опорной линейке через копир пружиной 5. На плите монтируется приспособление, в котором на оправке устанавливается обрабатываемая фреза, причем проекция профиля фрезы, должна совпадать с профилем копира. Это приспо­ собление имеет существенный недостаток. Ошибка на профиле ко­ пира или выработка на упорной линейке передается профилю фре'зы

в масштабе 1: 1, что искажает профиль	мелких	фрез.
Для устранения этого явления инж.	С. С.	Кутко разработана

конструкция приспособления к заточному станку, позволяющему производить затачивание профиля в масштабе 50 : 1.

Обработка на оптических профильно-шлифовальных станках в производстве режущего инструмента применяется для шлифования криволинейных поверхностей на шаблонах и резцах (круглых, приз­ матических и стержневых). Станки позволяют производить обра­ ботку резцов с задними углами до 25°, что очень важно при изгото­ влении токарно-затыловочных резцов. Шлифовальный круг станка может быть повернут на угол ± 10° для шлифования вспомогательного угла в плане. Наибольшая ширина обрабатываемой поверхности, свя­ занная с хЬдом шлифовального круга, должна быть не больше 48 мм.

Совершенной конструкцией оптического профильно-шлифоваль­ ного станка является модель 395М. Станок имеет экран, который позволяет без напряжения рассмотривать на нем профиль обраба­ тываемого участка. Устройство подобных станков заключается в сле­ дующем (рис. 150). От источника света 1 лучи падают на наклонно установленный отражатель 2, который направляет их на обрабаты­ ваемую заготовку 3. От заготовки 3 поток лучей отражается в обрат­ ном направлении и, проходя через щель 4 в отражателе и систему линз'5 увеличения, проектируется в прямом рабочем изображении на зеркало 6, которое отбрасывает лучи на стеклянный экран 7. Профиль 8 обрабатываемой заготовки получается в виде резкого тем­

ного изображения на ярко освещенном экране.			в	масштабе
Контур	профиля	для обрабатываемой заготовки
50 : 1 или	меньшем	укрепляется на стекле экрана	и	находится

в поле зрения рабочего. Изображение профиля обрабатываемой за­ готовки во время шлифования проектируется на этот контур. По­ этому на экране можно видеть, какие участки профиля заготовки совпадают с заданным и какую величину припуска 9 еще нужно снять.

188

Рис. 150. Схема оптического профильно-шлифовального станка

При таком способе обработки точность профиля получается вы­ сокой. Управление станком удобно. Экран находится перед рабочим. При работе на этих станках рабочий не ощущает того напряжения и той усталости, которые наблюдаются при работе на оптических профильно-шлифовальных станках с микроскопом. Эти станки осо­ бенно удобны для обработки профиля твердосплавных фасонных резцов. Расход алмазов при работе на этих станках невелик, так как на нем применяют узкие шлифовальные круги 10.

§ 13. ЗАТАЧИВАНИЕ ИНСТРУМЕНТА

Одной из последних операций при изготовлении всякого режущего инструмента является затачивание. Затачиванием называют метод шлифования режущих поверхностей инструмента для придания им нужных углов. Затачивание является весьма важным процессом при изготовлении режущего инструмента, оказывающим влияние на его работоспособность и долговечность. Способы и оборудование, применяемые при затачивании режущего инструмента, весьма раз­ нообразны.

Затачивание резцов. Резцы из быстрорежущей стали применяют там,' где нельзя работать резцами, оснащенными пластинками твер­ дого сплава. Например, в инструментальном производстве резцы из быстрорежущей стали применяют при фасонном точении, затыловании, резьбонарезании, отрезании на токарных автоматах и полу­ автоматах. Фасонные резцы в производстве режущих инструментов изготовляют главным образом стержневые, хотя находят примене­ ние и круглые. Еще реже применяют призматические резцы. У фасон­ ных стержневых резцов (токарных и затыловочных) передний угол принимается равным нулю. В связи с этим значительно упрощается технология изготовления таких' резцов. Так, у фасонных резцов

189

	профиль		получают слесарной доводкой
	или шлифованием на оптических про­
	фильно-шлифовальных станках. Пе­
	реднюю поверхность (при затачивании
	и перетачивании) шлифуют на плоско­
	шлифовальных				станках.
	В современном машиностроении ши­
	роко применяют резцы с неперетачи-
	ваемыми пластинками твердого сплава,
	которые		имеют		значительное	преиму­
	щество по сравнению с напаянными и
	постепенно их вытесняют. Для					резцов
	применяют треугольные и квадратные
	пластинки.
	В	металлообработке наиболее рас­
	пространены стержневые резцы,						их за­
	тачивают		вручную на резцеточильных
	станках,		специально приспособленных
	для резцов стержневой формы (рис. 151).
	При	механическом затачивании					резцы
	ударяются			о	шлифовальный		круг,
	в результате чего на пластинках твер­
	дого	сплава		вследствие их хрупкости
Рис. 151. Станок для' затачивания	и неоднородности структуры					образу­
твердосплавных резцов стержневой	ются	трещины.
формы:					затачивания	резцов
/ — шлифовальный круг, имеющий	Станки			для
колебательное движение; 2 — обра­	имеют один или два и даже три шпин­
батываемый резец; 3 — поворотная
головка; 4 — корпус приспособле­	деля	с	установленными на них				шли­
ния; б — шаблон; 5 — опорная ли­	фовальными			кругами. Каждый			шпин­
нейка; 7 — поворотный стол
	дель имеет привод от индивидуального
электродвигателя с реверсивным ходом				вращения. Около		каждого

шлифовального круга расположен поворотный стол, который можно устанавливать под нужным углом (в пределах ^15°). Подобные станки строятся с осциллирующими шлифовальными кругами или же с осциллирующими столами. В обоих случаях сама заготовка (резец) остается неподвижным. Кругу или столу сообщается коле­ бательное движение с амплитудой до 30 мм и частотой до 120 колебаний в минуту.

К подобным станкам относится модель ЗБ632В. Станок применяют для затачивания резцов повышенной точности размером до 50 мм2. На столе имеются продольные пазы, позволяющие устанавливать приспособления, с помощью которых резцы лучше направляются относительно лицевой стороны шлифовального круга. Шпиндели таких станков должны быть весьма жесткими и не вибрировать. Наличие реверсивного электродвигателя позволяет затачивать ле­ вые и правые резцы, а также затачивать (например, для правого

резца) на левой стороне круга заднюю поверхность	главного угла
в плане, а на правой стороне — заднюю поверхность	вспомогатель­

ного угла. Торцовое биение шлифовальных кругов должно быть не

190