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 aу=0, то производящая прямая СС' (образующая эвольвенты долбяка или шевера аао и копира bbо) 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 aо – угол зацепления, угол профиля исходного контура; d = mz – диаметр делительной окружности долбяка; dK – 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 bbo:
где bo – угол наклона зубьев шевера; alo – 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 ao 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 nmах (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 r1 – радиус делительного цилиндра абразивного червяка; aК – 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 gmo 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 amo подъема винтовой линии витков фрезы (в вертикальной плоскости) и на угол m в горизонтальной плоскости. При этом угол профиля круга t = aп + m, где aп – 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 vкp, скорости обрабатываемого инструмента vs, подачи на глубину Sh 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)