--PAGE_BREAK--Алмазные пасты
На основе микропорошков АМ40-АМ1 изготовляют алмазные пасты. При доводке и полировании алмазные пасты обладают нескольно большей произаодительностью.
В зависимости от обрабатываемого материала, требований шероховатости и условий процесса применяются пасты различной зернистости и концентрации алмаза.
В табл. 7 приведены ориентировочные рекомендации НИИАлмаза по концентрации алмаза в пастах в зависимости от обрабатываемого материала и зернистости алмаза.
Таблица 7
Концентрация алмаза в пастах
Из этой таблицы видно, что обработка вязких материалов требует увеличения зернистости и концентрации алмаза в пасте.
Оптимальные условия доводки (полирования) стали ШХ15 алмазными пастами следующие: скорость вращения детали—1,5—1,8 м/сек; удельное давление— 8—28 кг1см2; материалы полировальников—самшит или чугун марки СЧ21-40; зернистость пасты—АМ14— АМ28; концентрация алмаза в пасте—10%.
Особо эффективные результаты получены НИИАлмазом совместно с заводом «Калибр» при доводке вставок микрометров из твердого сплава ВК6М алмазной пастой АМ14 10-процентной концентрации. В этом случае выбран следующий режим: скорость вращения притира—6 м/мин; материал притира—чугун марки СЧ21-40; давление притира на деталь—2 кг/см2; продолжительность доводки одного микрометра — 30 сек. Шероховатость получаемой поверхности Ñ12— Ñ14-Й классы.
Применение алмазной пасты АМ14 10-процентной концентрации на доводке твердосплавных вставок микрометров позволило улучшить шероховатость обрабатываемой поверхности на один класс по сравнению с доводкой свободными алмазными порошками и сократить расход алмаза в 10 раз (с 1 до 0,01—0,08 мг). Наряду с этим установлена реальная возможность автоматизации процесса нанесения пасты на притир, так как пасты более удобны для автоматизации, чем свободные порошки.
Эффективность алмазных паст подтверждается и данными, полученными при доводке редуцированных плашек из твердого сплава ВК20. Так, например, алмазные пасты зернистостью АМЗ, АМ14 и АМ28 позволили получить 11-й класс шероховатости.
Алмазные пасты АМ28 и АМ14 применяются на предварительной доводке при съеме припуска 20—30 мк, а паста АМЗ—на окончательной доводке до требуемых размеров. В этом случае расход алмаза составляет 2,5 карата на 10 комплектов плашек.
Как видно из табл. 8, алмазные пасты выпускаются двенадцати зернистостей, которые условно делятся на четыре группы.
Таблица
8
Классификация алмазных паст
Условное обозначение алмазной пасты
Размер зерен основной фракции, мк
Условная окраска упаковки
Условное название группы
АП100
100-80
Красная с черной полоской
АП80
.80—60
Красная с серой полоской
Крупная
АП60
60—40
Красная с белой полоской
АП40
40—28
Зеленая с черной полоской
АП28
28—20
Зеленая с серой полоской
Средняя
АП20
20—14
Зеленая с белой полоской
АП14
14—10
Голубая с черной полоской
АП10
10—7
Голубая с серой полоской
Мелкая
АП7
7—5
Голубая с белой полоской
АП5
5—3
Желтая с черной полоской
АПЗ
3—1
Желтая с серой полоской
Тонкая
АП1
1 и мельче
Желтая с белой полоской
По концентрации алмазные пасты различаются на нормальную —Н (например, АП14Н); повышенную—П (например, АП14П) и высокую—В (например, АП14В).
Алмазные бруски
Алмазные брускиизготовляются преимущественно из порошков синтетических алмазов на органической и металлической связках шести типоразмеров (табл. 9). Алмазные бруски на металлической связке рекомендуется применять зернистостью А8—А4, а бруски на органической связке—зернистостью АМ40—АМ10.
Таблица
9
Алмазные бруски на органической и металлической связках
Наименование бруска
Эскиз
Обозначение
Основные размеры, мм
Плоский
АБПл
B
=6
¸
10,
l=
40
L=
120
Трехгранный
АБТ
B
=6
¸
10,
l=
40
L=
120
Полукруглый
АБПк
B
=6
¸
10,
l=
40
L=
120
Алмазные бруски применяются при ручных доводочных работах в процессе изготовления твердосплавных штампов, пресс-форм, режущего и измерительного инструмента.
Приемы работы алмазными брусками те же, что и абразивными. При засаливании бруски на органической
Алмазные головки
Головки представляют собой алмазные круги, напрессованные на цилиндрические хвостовики. Головки изготовляются на органической и металлической связках той же зернистостью, что и круги, и работают от пневматических турбинок со скоростью вращения до 10000 об/мин.
Головки находят широкое применение при обработке фасонных отверстий в деталях из твердых сплавов.
Алмазные хонинговальные бруски
Алмазные хонинговальные бруски являются одним из наиболее перспективных инструментов; они в 100— 120 раз более стойки, чем абразивные бруски. Кроме того, высокая стойкость алмазных хонинго-вальных брусков позволила резко сократить количествоподналадок станков и автоматизировать процесс хонин-гования, который происходит при низких температурах резания, благодаря этому появилась возможность обрабатывать тонкостенные детали с большими перепадами сечения стенки.
Рис. 1. Алмазный хонинговальный брусок:
1 —металлокерамическое основание; 3— алмазоносный слой.
Особенно успешно применяются алмазные хонинговальные бруски при обработке точных отверстий малого диаметра (до 10 мм), когда отклонения отверстий по диаметру находятся в пределах 3—5 мк, по непрямолинейности — в пределах 1 мк и по конусности — не более 3 мк. Это достигается благодаря высокой механической прочности брусков.
Алмазные хонинговальные бруски (рис. 1), изготовляемые методом порошковой металлургии, состоят из металлокерамического основания и алмазоносного слоя.
Алмазные резцы
Вес алмазов находится в пределах 0,3—1,5 карата. Крупные кристаллы весом более 1 карата применяются для отрезных резцов, более мелкие—для проходных.
Предназначенные для резцов алмазы должны иметь плотную структуру, на их рабочей части не допускаются наружные и внутренние трещины, раковины и включения, видимые при десятикратном увеличение. Также не должно быть внутренних напряжений в кристалле алмаза, определяемых по наличию зон двойного луча преломления в поляризационном микроскопе. В зависимости от конфигурации и размеров алмазов они подвергаются разрезке, шлифованию и креплению к державке резца по разработанной НИИАлмазом технологии.
Разрезка крупных кристаллов на две и более части дает возможность из одного алмаза получить несколько резцов. Разрезка также позволяет отрезать дефектные участки алмаза. Перед разрезкой алмаз должен быть ориентирован в «мягком» направлении рентгеноскопическим методом.
Разрезают алмазы на специальныхстанках с помощью бронзовых дисков (95%Cu, 4,7% Snи 0,2%P)диаметром 75—90 мм и толщиной 0,05—0,07 мм, причем алмаз закрепляют с помощью специального клея в двух латунных державках. Предварительно на алмазеделают надрез глубиной до 0,3 мм диском толщиной0,1— 0,12 мм. Скорость разрезания 6000 об/мин.
Шлифование (огранка) алмазного резца осуществляется алмазно-металлическими кругами и чугунными дисками, шаржированными алмазными порошками, и производится так же, как и резка в «мягком» направлении. Шлифование резца начинается с образования передней поверхности, затем гранятся боковые поверхности и вершина рабочей части. Заключительной операцией является доводка передней поверхности, при которой снимаются все сколы, выкрашивания и другие дефекты, образовавшиеся на режущих кромках в процессе огранки алмаза.
На операциях предварительного шлифования кристаллов алмаза, при которых сошлифовывается наиболее трудно обрабатываемая часть, применяются алмазно-металлические круги типа АЧЦ зернистостью А5— А4 100-процентной концентрации. Шероховатость получаемой поверхности кристаллов соответствует 10— 11-му классам.
На операциях окончательного шлифования и доводки применяют чугунные диски, шаржированные алмазными порошками зернистостью АМ40—АМ28 при окончательном шлифовании и АМ10—АМЗ—при доводке. Материал диска—серый чугун марки СЧ12-28 или СЧ15-32 по ГОСТ 1412-54. При доводке достигается 13—14-й классы шероховатости. Скорость шлифования — 30— 40 м/сек; усилие прижима алмаза к шлифовальному диску—1—3 кг; допустимое торцовое биение рабочей поверхности шлифовального диска — 0,003—0,005 мм при его диаметре 250—300 мм.
Резцы с впаянными алмазами отличаются простотой конструкции, малыми габаритами и возможностью использования кристаллов небольших размеров. Эти резцы целесообразно применять главным образом при растачивании отверстий малых диаметров. Недостаток крепления алмазов пайкой заключается в сложности его восстановления после переточки.
При механическом креплении алмаз легко извлекается из державки резца, перетачивается и вновь закрепляется. Однако 2/3 кристалла покрывается прижимной планкой, и, следовательно, большая часть его не используется, поэтому резцы с механическим креплением должны быть увеличенных размеров и требуют применения более крупных алмазов.
Алмазные резцы различаются по конструкции. Нормалями машиностроения и часовой промышленности предусмотрены различные формы алмазных резцов и различные типы державок для крепления алмазов.
При конструировании новых алмазных резцов следует учитывать прежде всего жесткость крепления кристалла алмаза в державке.
При выборе геометрии режущей части алмазных резцов необходимо руководствоваться следующим.
1. Передняя и задняя поверхности и режущие кромки резцов должны быть расположены в более прочных и износостойких кристаллографических сетках и направлениях.
Передний угол gалмазных проходных резцов необходимо выполнять в пределах от 0 до 5°; чем меньше твердость обрабатываемого материала, тем больше должно быть значение угла g.
Задний угол а следует принимать возможно меньшим (4—8°) при обработке твердых материалов и увеличивать до 10—12° при обработке мягких материалов.
При расточке отверстий малых диаметров задний угол необходимо увеличивать.
2. Большое значение для эффективности работы резца имеет величина главного и вспомогательного углов в плане.
Увеличение главного угла в плане jспособствует уменьшению вибраций. Уменьшение угла в плане до 0° значительно улучшает чистоту поверхности.
3. Упрочнение режущей кромки резца следует достигать за счет уменьшения заднего и переднего углов, увеличения угла при вершине и радиуса закругления между режущими кромками и повышения жесткости системы станок—деталь—инструмент.
Применяемые режимы резания и степень нагрева инструмента определяют износостойкость инструмента.
Алмаз, обладая высокой температуропроводностью и низким коэффициентом трения, позволяет вести обработку с высокой скоростью резания. В настоящее время скорости резания при работе алмазными резцами достигают 700 м/мин и больше, при этом стойкость между переточками в зависимости от обрабатываемого материала и режимов резания находится в пределах от 25 до 200 час. Алмазы весом 0,5—0,6 карата допускают от 6 до 10 переточек.
Учитывая высокую хрупкость алмаза, продольная подача и глубина резания при точении должны быть минимальными (S= 0,01—0,1 мм/об иt=0,01— 0,3 мм)
.
На рис. 2 приведены конструкции резцов с припаянным алмазом (рис. 2, а) и с механическим креплением кристалла алмаза (рис. 2, б). Режущие кромки (рис. 2, в) этих резцов могут быть прямолинейными (I), радиусными (II) и фасеточными (III), обеспечивающими улучшение параметров шероховатости обработанной поверхности.
Широко распространены резцы с механическим креплением составных вставок (рис. 2, г), оснащенных кристаллами алмаза или композита, и с механическим креплением многогранных пластин из композита (рис. 2, д)
Рис. 2. Конструкции резцов с режущими элементами из алмаза:
1—многогранная пластина; 2—корпус; 3— обойма; 4 — штифт; 5 — винт крепления обоймы; 6 — прихват; 7 — винт крепления прихвата; 8—твердосплавная подкладка
Алмазный инструмент для правки шлифовальных кругов
Алмазная правка шлифовальных кругов относится к числу важнейших областей применения алмазов в машиностроении.
Качество обработки шлифуемых деталей, стойкость круга и производительность шлифования в значительной степени определяются точностью формы шлифовального круга и микрорельефом его поверхностного слоя, которые зависят от конструкции правящего инструмента, его износостойкости, режимов и приемов правки.
Алмазная правка шлифовальных кругов обладает существенными преимуществами по сравнению с другими способами. Благодаря весьма малой поверхности контакта алмаза со шлифовальным кругом достигаются минимальные усилия, которые в сочетании с высокой износостойкостью алмаза создают условия для получения высокой точности геометрической фирмы круга, а отсюда и высокой точности и чистоты поверхности у шлифуемых деталей.
Правка алмазным инструментом обеспечивает повышение стойкости круга в 1,5-1,6 раза по сравнению с правкой безалмазными правящими инструментами .
В промышленности для правки шлифовальных кругов применяются следующие инструменты:
1) алмазно-металлические карандаши;
2) алмазы естественной формы, закрепляемые в оправах;
3) ограненные (шлифованные) алмазные инструменты (резцы, иглы);
продолжение
--PAGE_BREAK--