Алмазные инструменты в машиностроении

 
 

Реферат на тему:

"Алмазные  инструменты в  машиностроении" 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 

  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

 

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)

 
 

  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

 

  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.

  Рекомендуемые режимы шлифования приведены в табл. 4.

Таблица 4

Рекомендуемые режимы алмазного  шлифования