Алмазные инструменты в машиностроении (стр. 1 из 4)
Министерство образования
Волгоградский Государственный Технический Университет
Кафедра Станки и инструменты
Реферат на тему :
"Алмазные инструменты в машиностроении"
Выполнил: студент
Группы ТОА-424
Карев В.Е
Проверил: Ефименко В.А.
Волгоград 2000г.
При автоматической обработке деталей для получения большой точности геометрических размеров и высокого класса чистоты поверхностей необходимо иметь такой режущий инструмент, который обладал бы высокой размерной стойкостью. Этим требованиям удовлетворяет алмазный режущий инструмент.
Алмазные инструменты из кристаллов алмаза используются в металлообрабатывающей промышленности для тонкого точения и растачивания, фрезерования, гравирования, волочения и резки стекла; в оптико-механической промышленности - для деления шкал, сеток, лимбов, дифракционных решеток и т.д.
Алмазные инструменты в машиностроительной промышленности можно разделить на две основные группы:
1) инструменты из порошков алмаза;
2) инструменты из кристаллов технических алмазов.
К первой группе инструментов относятся круги шлифовальные на металлической и органической связках, круги отрезные, хонинговальные бруски, надфили, пасты и порошки алмазные.
Ко второй группе относятся резцы, волоки, карандаши, иглы и ролики для правки абразивных кругов, а также стеклорезы.
Инструменты второй группы изготовляются из кристаллов алмаза путем шлифования и доводки (огранки).
Для отдельных типов правящего инструмента и стеклорезов используются неграненые алмазы.
Сырьем для инструментов из кристаллов алмаза служат технические алмазы, причем более высокого качества по сравнению с алмазным бортом, предназначенным для дробления в порошки.
Типы и размеры алмазного инструмента регламентированы ГОСТом либо нормалями. В табл. 1 приведена основная номенклатура алмазных инструментов, выпускаемых в настоящее время специализированными заводами.
Таблица 1
Основная номенклатура алмазных инструментов
| Название инструментов | ГОСТ или нормаль |
| Круги шлифовальные алмазные ........ | 9770-61 |
| Круги отрезные алмазные .......... | 10110-62 |
| Порошки алмазные . . . | 9206-59 |
| Надфили ........ | ОН14059, ОН14060, ОН14061 НИИАлмаза |
| Алмазные резцы .... | РТМ 61-62 ВНИИНМаш, ОН6-152-63 до ОН6-173-63 НИИЧаспром |
| Карандаши алмазно-металлические ...... | 607-56 |
| Стеклорезы ....... | 10111-62 |
| Волоки …… | 6271-60 |
Круги шлифовальные алмазные
Из всех алмазов, применяемых сейчас в промышленности, 70% используется в качестве алмазного порошка для изготовления кругов, брусков, надфилей и других инструментов.
Алмазные круги состоят из корпуса и рабочего алмазоносного слоя. Корпуса изготовляются из стали, алюминиевых сплавов или полимеров. Алмазоносный слой состоит из алмазного порошка, связки и наполнителя.
В настоящее время выпускаются три вида кругов - на металлических, на органических и на керамических связках.
Алмазные круги на металлических связках отличаются повышенной прочностью и теплостойкостью, значительным сроком службы, хорошо сохраняют свою геометрическую форму, но быстро засаливаются и требуют частой правки. Эти круги применяются для предварительной обработки, когда требуется сошлифовать значительный объем материала с получением 8—9-го классов шероховатости поверхности.
Алмазные круги на органических связках предназначены для окончательной (чистовой) обработки (доводки), когда необходимо достигнуть 10—12-го классов шероховатости. Эти круги отличаются большей производительностью и почти не засаливаются, но по сравнению с кругами на металлической связке расход алмаза на единицу веса снятого материала в 3 раза больше.
При работе алмазными кругами на металлической связке применение охлаждения обязательно. Кругами на органической связке можно работать и без охлаждения, но при этом увеличивается износ круга.
Одной из важнейших характеристик алмазного круга, определяющей при прочих равных условиях экономичность и эффективность его работы, является степень концентрации алмазов, т. е. количество (в миллиграммах) алмазного зерна в 1 мм3 алмазоносного слоя.
Алмазные круги выпускаются 25-, 50- и 100-процентной концентрации алмазного зерна. За 100-процентную концентрацию в практике принято считать 0,878 мг/мм3, что соответствует 4,39 карата в 1 см3 алмазоносного слоя. Соответственно круги с 50-процентной концентрацией содержат в 2 раза меньше алмазного зерна, т. е. 0,439 мг/мм3, а с 25-процентной концентрацией — в 4 раза меньше (0,219 мг/мм3}.
При 100-процентной концентрации алмазные зерна в кругах независимо от материала связки занимают по объему 25% алмазоносного слоя. Остальные 75% по объему занимают связка и наполнитель. Содержание компонентов в алмазоносном слое различной конфигурации для кругов на органической связке приведено в табл. 2.
Таблица 2
Содержание алмазов, связки и наполнителя в кругах на органической связке
(в % по весу)
| Наименование компонентов | Концентрация круга | ||
| 100% | 50% | 25 % | |
| Алмаз …….. | 41,4 29,3 29,3 | 22,0 31,446,6 | 11,4 32,4 43,8 |
| Связка …….. | |||
| Наполнитель …….. | |||
Круги с большой концентрацией алмазов характеризуются большей производительностью. Поэтому высокая концентрация алмазов целесообразна при жестких режимах, при шлифовании периферией круга и при необходимости избегать деформации круга. Например, для профильного шлифования и при внутреннем шлифовании оптимальной концентрацией является 100-процентная.
Для большинства работ применяются круги 50-процентной концентрации. Круги пониженной концентрации (25%) используются на операциях доводки вручную.
Алмазные круги изготовляются не только на различных связках и с различной степенью концентрации алмазов, но и различными по форме и зернистости.
ГОСТ 24747-81 предусмотрено 68 типоразмеров кругов.
В табл. 3 представлены формы и основные размеры кругов. Каждый тип круга имеет буквенный индекс, который состоит из двух частей. Например, в круге АПП буква А обозначает круг алмазный, а ПП — плоский прямой. ( Обозначение дано по ГОСТ 24747-81, в скобках дано старое обозначение кругов)
Таблица 3
Круги шлифовальные алмазные
| Наименование и обозначение круга | Форма круга | Размеры, мм |
| Шлифовальный плоский прямого профиля 1А1 (АПП) |  | D=16…500H=2…100d=6…203 |
| Шлифовальный плоский прямого профиля без корпуса А8(А1ПП) |  | D=6…13H=6…10d=2…4 |
| Алмазные шлифовальные плоские прямого профиля трехсторонние 14VI(А2ПП) |  | D=125…250H=10…20d=32…76 |
| Шлифовальные чашечные конические 12А2=45°(АЧК) |  | D=50…250H=19,5…52d=16…76 |
| Шлифовальные чашечные конические 12V2=45°(А2ЧК) |  | D=50…150H=20…40d=16…51 |
| Шлифовальные тарельчатые 12А2=20°(АТ) |  | D=50…250H=6…23d=10…51 |
| Шлифовальные плоские с двухсторонним коническим профилем 14ЕЕIX(А2П) |  | D=25…400H=3…10d=6…203a=30;40;60;90;120° |
| Шлифовальные плоские с полукругловыпуклым профилем 1FF1X(А5П) |  | D=50…150H=2…32d=16…51R=5…17 |
Все алмазные круги маркируются на внутреннем торце металлического корпуса (наименование завода-изготовителя, обозначение зернистости и марки связки, характеристика концентрации алмаза, высота алмазоносного слоя, вес алмаза в каратах, номера ГОСТ и круга, год изготовления).
Например, маркировка круга обозначена: АМ40Б1-50-3-29-9770-61-3240-64. Это значит: зернистость АМ40 на органической связке; марка Б1; концентрация алмаза 50%; высота алмазоносного слоя 3 мм; вес алмаза 29 каратов; ГОСТ 9770-61; изготовлен под номером 3240 в 1964 г.
Диаметры отверстий алмазных кругов приняты в соответствии с размерами посадочных мест у шпинделей универсальных заточных станков по ГОСТ 3808-57, а также в соответствии с размерами отверстий шлифовальных кругов по ГОСТ 16167-80 .
При выборе кругов для различных работ необходимо учитывать тип станка, форму и размер обрабатываемой поверхности, требуемые точность и шероховатость поверхности, характер связки, концентрацию алмазов и их зернистость.
Для рационального использования алмаза формы и размеры кругов выбираются применительно к конкретным операциям (например, для шлифования по наружному диаметру, для доводки по задней поверхности и т. д.).
Ширина алмазоносного кольца определяется характером работы круга (на проход или врезанием). При работе на проход следует применять круги с широкими рабочими поверхностями, а при работе методом врезания—круги с рабочей частью, не превышающей высоты обрабатываемой поверхности.