Каталог :: Технология

Курсовая: Отчёт по практике на тему Металорежущие станки и инструменты

                  МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ                  
                    ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ                    
                                   УНИВЕРСИТЕТ                                   
                  «Кафедра Металлорежущие Станки и Инструменты»                  
                                      Отчёт                                      
                          о прохождении ознакомительной                          
                            производственной практики                            
                                                       Выполнил: студент группы.
                                                       Проверил: Стольников С.П.
                                 ВОЛГОГРАД 2004                                 
Содержание
1.     Введение..........................3
2.     Универсальный консольно-фрезерный станок мод. 6М82......4
3.   Алмазно-расточный   односторонний горизонтальный  станок  повышенной
точности. Модель 2705..................8
4.   Зубошлифовальный станок. Модель 5831............12
5.    Универсальный токарно-винторезный станок IK62............16
6.     Алмазные инструменты....................23
7.     Заключение.........................36
8.     Список литературы.....................37
Введение
Отчет о прохождении практики заключается в описании характеристик заданных
станков и режущего инструмента. В данной работе рассмотрены четыре модели
станков, относящихся к разным группам. Это универсальный консольно-фрезерный
станок мод. 6М82, алмазно-расточный   односторонний горизонтальный  станок
повышенной точности мод. 2705,   зубошлифовальный станок мод. 5831,
универсальный токарно-винторезный станок мод. 1К62. В качестве режущего
инструмента приведён алмазный инструмент. В работе  описаны назначение,
область применения, группа, возможность использования в различных типах
производства и т.д.
Универсальный консольно-фрезерный станок мод. 6М82
Станок предназначен для выполнения разнообразных фрезерных работ
цилиндрическими, дисковыми, фасонными, торцевыми и пальцевыми фрезами в
условиях индивидуального и серийного производства.
На станке можно обрабатывать вертикальные и горизонтальные плоскости, пазы,
углы, нарезать зубчатые колёса и фрезеровать спирали.
                       Техническая характеристика станка.                       
Рабочая поверхность стола, мм
ширина 320
длина 1250
Наибольший ход стола, мм
продольный 700
поперечный 260
вертикальный 380
Наибольшее расстояние от оси шпинделя до сгола, мм 410
Расстояние от середины стола до вертикальной направляющей, мм
наибольшее 470
наименьшее 210
Расстояние от оси шпинделя до хобота, мм 155
Наибольший угол поворота стола, град. ±45
Скорость быстрого перемещения сгола, м/мин
продольного 3
поперечного 3
вертикального 1
Возможность фрезерования по подаче Есть
Шаг ходового винта стола, мм 61
Габарит, мм
длина 2260
ширина 1745
высота 1660
Вес станка, кг 2800
                                                                       Таблица №
     

Число оборотов шпинделя в минуту

Эффективная мощность на шпинделе, квт

Наибольший допустимый крутящий момент, кгм

к.п.д.

Прямое вращение Обратное вращение

По приводу По наиболее

слабому звену

31,5 31,56,1 5,31630,87
40 406,2 6,21500,89
50 506,2 6,2 1200,89
63 636,2 6,2 960,89
80 806,4 6,4780,91
100 1006,4 6,4600,91
125 1256,4 6,4480,91
160 1606,2 6,2380,89
200 2006,1 6,1300,87
250 2506,4 6,4250,91
315 3156,4 6,4200,91
400 4006,4 6,415,50,91
500 5006,4 6,412,50,91
630 6306,4 6,49,90,91
800 8006,4 6,47,80,91
1000 10006,2 6,26,00,89
1250 12506,15 6,15 4,80,88
1600 16006 63,60,86
Таблица № Механизм подачи
№№ ступней123456
Продольные 25 31,5 40 50 63 80 Подачи ствола поперечные 25 31,5 40 50 63 80 в мм/мин вертикальные 8 10,5 13,3 16,6 21 26,6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

10012516020025031540050063080010001250
10012516020025031540050063080010001250
33,341,653,366,683,383,3133,3166,6210166,6333,3400
АЛМАЗНО-РАСТОЧНЫЙ ОДНОСТОРОННИЙ ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ СТАНОК ПОВЫШЕНОЙ ТОЧНОСТИ Модель 2705 Станок с программированием автоматических циклов при спе­циальном оснащении предназначен для тонкого растачивания и об­тачивания точных цилиндрических, конических или фигурных поверхностей вращения, подрезания наружных и внутренних тор­цов, вырезания канавок и других работ. Технологические возмож­ности станка позволяют осуществлять обработку одновременно двух-трех отверстий в средних и мелких деталях за один или два прохода. Обрабатываемые детали закрепляют в специальном приспособ­лении на столе, совершающем рабочую подачу с бесступенчатым регулированием скорости и быстрым перемещением. На станке могут быть применены стандартные шпиндельные головки четырех типоразмеров, а также специальные головки. Цикл работы станка полуавтоматический. Система программи­рования, смонтированная в отдельно стоящем шкафопульте, обе­спечивает быстрое изменение цикла, что сводит к минимуму ра­боты, связанные с переналадкой станка. По желанию заказчика станок может быть налажен на обра­ботку определенной детали с установкой необходимого количе­ства шпиндельных головок требуемого типоразмера, инструмента и приспособления, при помощи которых осуществляется цикл об­работки изделия. Станок предназначен для использования в условиях массового или крупносерийного производства, а также в среднесерийном про­изводстве для обработки ответственных деталей. ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ Основные размеры Размеры рабочей поверхности стола (ширина х длина), мм ....... 320 x 500 Диаметр растачиваемого отверстия, мм .......................................................8—200 Наибольшее количество шпиндельных головок, устанавливае­мых на мостике: первого типоразмера .....................................................3 второго типоразмера ...........................................................2 третьего типоразмера ..........................2 четвертого типоразмера .....................................................1 Наименьшее расстояние от оси шпинделя до поверхности стола (в зависимости от типоразмера шпиндельной голов­ки), мм............... ..........235—275 Наименьшее расстояние между осями шпинделей (в зависи­мости от типоразмера шпиндельной головки), мм.......................140—240 Стол Количество Т-образных пазов на столе ....... .............3 Ширина калибровочного паза стола, мм ....................................................18А Наибольший ход, мм....................................................280 Скорость быстрого перемещения, м/мин .........................................................2,5 Механика станка Наибольшее число оборотов шпинделя в минуту для шпин­дельных головок: первого типоразмера .......................................................5000 второго типоразмера.........................................................3150 третьего типоразмера........................................................2000 четвертого типоразмера.....................................................1250 Число ступеней настраиваемых рабочих подач.................................2 Подача стола (бесступенчатое регулирование), мм/мин....... 10—500 Привод, габарит и вес станка Электродвигатели: мощность, квт: привода шпиндельных головок (в зависимости от на­ладки) .1,5—5,5 гидропривода................................................................. .......................... 1,5 привода насоса охлаждения............................................................ 0,125 напряжение, В ............................................................................. .......... 220/380 Габарит станка без шкафопульта (длина Х ширина Х высота), мм..............1600x1100x1500 Габарит шкафопульта (длина x ширина x высота), мм . . . 600x640x1100 Вес станка без насадки шпиндельных головок и шкафо­пульта, кг ......2000 Вес шкафопульта, кг................................................150 Изготовитель — Одесский завод радиально-сверлильных стан­ков. Установочный чертёж План: М 1:100 ЗУБОШЛИФОВАЛЬНЫЙ СТАНОК Станок предназначен для шлифования профилей зубьев цилинд­рических прямозубых и косозубых колес методом обката кониче­ским шлифовальным кругом при единичном делении. Шлифовальному кругу, закрепленному на шпинделе шлифо­вальной головки, установленной на ползуне, сообщается возвратно-поступательное движение, обеспечивающее обработку зубьев изде­лий по всей длине. Для обработки требуемого изделия станок настраивается набо­ром сменных зубчатых колес. По окончании обработки всех зубьев колеса станок автомати­чески выключается при помощи счетного механизма, настраивае­мого на обработку требуемого числа зубьев изделия. Электродвигатели станка управляются от кнопок и выключате­лей. Станок снабжен насосом для подачи охлаждающей жидкости в зону резания и магнитным сепаратором для очистки охлаждаю­щей жидкости от шлама. Точность обрабатываемых на станке изделий соответствует 5 степени по ГОСТ 1643—56, а чистота — v 7 по ГОСТ. 2789—59. ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ Размеры обрабатываемого колеса, мм: диаметр .................................... ...............30-320 модуль ..................................... ..............1,5-6 Наибольшая длина прямозубого колеса.............100 Число зубьев...................................... ..............12-200 Наибольший угол наклона зубьев, град.................................+-45 Размеры шлифовального круга, мм: диаметр .................................... ................250 высота ..........................13-16 Числа двойных ходов ползуна шлифовального круга в минуту....50, 70, 100, 140, 200, 280 Число оборотов шлифовального круга в минуту...........2575 Скорость продольного перемещения стола, мм/мин........52-760 Скорость быстрого перемещения, м/мин.............0,36 Мощность электродвигателей, квт: привода шлифовального круга ................0,6 привода изделия ........................ ...............1,1 привода возвратно-поступательного движения ползуна.....1,5/3,5/4 Габарит станка (длинах ширинах высота), мм...........2390x2110x2990 Вес станка, кг.......................................... ........4500 ИзготовительМосковский завод шлифовальных станков. УСТАНОВОЧНЫЙ ЧЕРТЕЖ Головка шлифовальная Универсальный токарно-винторезный станок IK62 Станок модели IK62 предназначен для выполнения всех возможных токарных работ и. нарезания резьб: метрических, дюймовых, модульных и питчевых. Станок имеет ускоренное перемещение суппорта от отдельного двигателя. Краткая характеристика станка Высота центров—215 мм. Расстояние между центрами — МОО мм. Количество скоростей шпинделя — 23 (от 12,5 до 2000 об/мин) Количество подач (продольных и поперечных) — 56 Количество резьб: метрических т-19; дюймовых — 20; модульных — 9; питчевых — 24. . Мощность двигателя — 10 квт. Кинематика станка IK62 Привод главного движения (рис. 1) служит для пере­дачи вращения от вала электродвигателя к шпинделю (VI). Вал двигателя и вал (I) коробки скоростей соединены клиноременной передачей 142/254. На валу (1) расположено фрикционное устройство, со­стоящее из двух полумуфт с прорезами для дисков, имеющих смещение вдоль оси вала. Другие диски находятся. На шли­цах вала и также могут смещаться вдоль его оси. Диски пол у муфт и диски вала чередуются между собой и при нажатии соприкасаются боковыми поверхностями, что вследствие трения позволяет передать движение от вала к одной из полумуфт. Левая полумуфта насажена на валу свободно, но соединена с двумя шестернями (56--51), выпоенными в виде блока, правая полумуфта соединена с ко­лесом (50). При смещении ползунка А влево или вправо по­лумуфты приводятся во вращение, и движение от вала_(1) может передаваться к валу (II) передачами (56/34) и (51/39), либо передачами (50/24) и (36/38). Таким образом, вал (II) получает две скорости в прямом и одну скорость — в обратном направлении. Это позволяет реверсировать вра­щение шпинделя. Между валами (II) и (III) движение передастся с по­мощью тронного скользящего блока (47—55 - -38), переда­чами (29/47), (21/55) и (38/38), что дает валу (1П) шесть скоростей. Далее движение передается к шпинделю через двойные блоки вала (IV) групп перебора, работу которых следует рассматривать совместно. Если составить уравнения передаточных отношении для всех возможных передач между валами (III) и (V): I1=45/45 45/45=1 I3=22/88 45/45=1/4 I2=45/45 22/88=1/4 I4=22/88 22/88=1/6 то можно видеть, что блоки перебора дают три разных пере­даточных отношения: 1, 1/4 и 1/16 и что между валами (I) и (V) возможны 18 разных передач. При включении двойного блока (43—54) для передачи (27/54) шпиндель получает 18 скоростей вращения. Однако блок (43—54) может быть включен для передачи (65/43) от вала (III), который имеет шесть скоростей, что давало бы шпинделю дополнительно шесть скоростей; однако одна in этих шести скоростей совпадает с одной из 18 при передаче через вал (V), и поэтому шпиндель имеет 18 + 5 = 23 ско­рости. Привод подачи рассматривается от шпинделя. На валу (VII) находится двойной блок (60—45), который может вво­диться 15 зацепление с двумя шестернями: одна из них наса­жена на вал (III) относится к группе двойного блока, а другая находится па шпинделе. Передача (60/60) от шпинде­ля используется при продольном и поперечном точении, а также при нарезании обычных резьб нормального шага. Пе­редача (45/45) от вала (III) используется при нарезании резьб увеличенного шага. При настройке коробки подач на обычную резьбу можно нарезать и резьбу увеличенного шага, так как при составлении уравнения передаточного отношения от шпинделя учитываются передачи перебора. Диапазон резьб увеличенного шага в станке IK62 расширяется также за счет использования реверсивного механизма. Тройной блок этого механизма (42—56—35) скользит по шлицам вала (VIII), может входить в зацепления (42/42), (28/56) и (35/28/35) с шестернями вала (VII). Включение (35/28/35) дает обратный ход, а два другие — прямой, с передаточными отношениями 1 и 1/2. Таким образом, передаточные отноше­ния для всех передач при увеличении шага нарезаемой резь­бы определяются как: что показывает включение, при котором можно увеличить резьбу ё заданное число раз. Вял (VIII) и вал (IX) коробки подач соединены меха­ низмом гитары, настройка которой была рассмотрена нами ранее. , Коробка подач станка устроена следующим образом: на валу (IX) находится муфта, имеющая зубчатый венец, используемый как шестерня для передачи (35/37/35) к валу (XI), и зубцы на торце, используемые зубчатой муфтой (1) для жесткого соединения с валом (X). На валу (X). находят­ся также шестерни, расположенные ступенчато, соединяющи­еся со скользящей шестерней (28) вала (XI) при помощи промежуточных шестерен (36—25), при этом шестерни (28) и (36—25) находятся в подвижной рамке вала (XI). При нарезании метрических резьб включается муфта (М I) и вращение передается от. вала (IX) к валу (X) и за­тем—к валу (XI) через одно, из семи включений, «конуса». Далее движение передается к валу (XII) через муфту (М'2), устройство которой аналогично устройству муфты (М 1). От вала (XII) движение передается к валу (XIII) передачами (18/45) и (28/35) двойного блока, а затем от вала (XIII) к валу (XIV) передачами (35/28) и (15/48) блока (28—48). Затем движение передается к ходовому винту путем включе­ния муфты (М 4). При нарезании дюймовых резьб муфта (М 1) выключа­ется, скользящая шестерня (35) вала (XI), находясь в за­цеплении с промежуточной шестерней (37), передает движе­ние к валу (XI), затем к валу (X) через одно из зацеплений конуса и далее через шестерню (35) муфты (М. 3) к шестер­не (28), насаженной на гильзе, свободно вращающейся на валу (XIII), и другую шестерню (28), насаженную на этой же гильзе, к валу (XII). Далее движение передается, как было рассмотрено ранее, через два двойных блока и муфту (М 4) к ходовому винту. При нарезании резьб путем настрой­ки гитары сменных колес включаются муфты (М 1), (М 3) и (М 4), и это соединяет ходовой винт с валом, на который устанавливается шестерня гитары. При точении включается передача (28/56) шестерни муф­ты (М 4) к ходовому валу, который проходит через фартук суппорта В фартуке находится шестерня (27),. насаженная на гильзу, вращающуюся в подшипниках и имеющую внутри шпонку для шпоночного паза ходового вала. Вал сообщает вращение шестерне (27), а от нее через шестерни (20) и (28) — валу (XV) с предохранительной муфтой. Затем через червячную передачу (4/20) получает вращение вал (XVI), от которого движение передается к реечной шестерне (10), перекатывающейся по рейке при продольной подаче, или к винту ^ = 5 мм для поперечной подачи. Включение муфт (М 5) и (М 6) сообщает прямой ход в продольном или по­перечном направлений, а включение муфт (М 7) и (М 8) — обратный ход, так как движение передается через промежу­точное колесо (45). Продольный прямой ход передается от вала XVI через передачи (40/37), (14/66) к реечной шестерне (10); обратный ход — отвала (XVI) через передачи (40/45/37); (14/66) к ше­стерне (10). Поперечный прямой ход — от вала (XVI) через передачи (40/37), (40/61/20) к винту t = 5 мм; обратный ход — от вала (XVI) через передачи (40/45/37), (40/61/20) к винту t = 5 мм. Управление станком На рис. 2 изображен общин вид универсального токарно-винторезного станка с указанием расположения рукояток управления, применительно к модели IK62. Скорость вращения шпинделя изменяется рукоятками (3). Рукоятка (4), расположенная па панели управления короб-кон скоростей, относится к механизму подачи и служит для переключения звена увеличения шага нарезаемой резьбы, а рукоятка (5) —для реверсирования подачи. Изменение скорости подачи и шага нарезаемой резьбы производится рукояткой (20) и рукояткой (19), па барабане (18) которого имеется таблица подач и шага резьбы. Лимб (1), закрепленный на шпинделе, служит для деления на за­ход при нарезании многозаходной резьбы. Наблюдение за лимбом производится через глазок (2). Глазки (20) и (21) служат для наблюдения за смазкой коробки подач. На панели управления механизмом фартука расположены следующие рукоятки: рукоятка реверсирования подач — 13; рукоятка переключения для продольной пли поперечной подачи —7; рукоятка включения маточной гайки при нарезании резь­бы — 22. Параллельно ходовому валу (16), ниже пего, проходит вал для включения и выключения коробки скоростей и ревер­сирования вращения шпинделя путем поворота рукоятки (17). На панели фартука имеется маховичок (6), служащий для продольного перемещения суппорта вручную. Рукоятка (14 )служит для поперечного движения суппор­та вручную. Рукоятка (8) позволяет закрепить передний резцедержа­тель с болтами для закрепления резцов; болты (15) служат для закрепления резцов во втором резцедержателе. Рукоятка (23)-служит для ручного передвижения верхней каретки суппорта. Рукоятка (24) закрепляет пиноль задней бабки. Маховичок (25) позволяет перемещать пиноль вдоль осп. Задняя бабка может закрепляться неподвижно па стани­не рукояткой (11) и болтами (12). ОБРАБОТКА НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ АЛМАЗНЫМ ИНСТРУМЕНТОМ. В технологии производства алмазно-абразивного ин­струмента широко используются керамические связки KS и СК. Они предназначены для изготовления алмазоносного слоя инструмента, применяемого для грубой (К5) и чистовой (СК) обработки сферических поверхностей экранов кине­скопов. На этих связках изготавливаются алмазные круги различной конструкции. Сущность изготовления кругов на данных связках заключается в изготовлении целью спрессованной матрицы, выполненной из термопластичного материала, в которую запрессованы алмазоносные элементы (рис. 1, 2). При работе круга эластичная матрица имеет возможность свободно смещаться относительно металлической оправки в осевом направлении для обеспечения полного прилегания режущей поверхности инструмента к обрабатываемой по­верхности экрана с определенным давлением. Шлифова­ние поверхности экрана происходит в результате вращатель­ных движений инструмента и экрана кинескопа, при этом круг находится в таком поло­жении, чтобы перекрытие центра экрана периферией круга состав­ляло 3—5 мм. Рис. 1. Алмазный торцовой эластичный круг. Свойства керамической связ­ки К5. В алмазных торцовых эластичных кругах, предназна­ченных для грубой обработки сферических поверхностей экранов кинескопов, в качестве тер­мопластичного материала ис­пользуется полиэтилен. Рабочий слой кругов состоит из ал­мазно-абразивных элементов на керамической связке К5. За ос­нову этой связки приняты стекла системы Na2 O—CaO—Si02. В качестве наполнителей в состав связки введены карбид бора и алюминий. Оптимальный состав связки включает (мас. %): известково-натриевое стекло — 40, карбид бора — 20 и алюминий — 40. Рис. 2. Секторный алмазный торцовый эластичный круг. / — корпус; 2 — вставка. Исследования физико-химических процессов, протекаю­щих в связке при нагревании, проводились на приборе ФПК-59 при Т = 100-7-850 °С. На рис. 3 представлена термограмма зависимости тепловых эффектов связки К5 от температуры ее нагрева. На термограмме в области Т — 520 ~- 610° С имеются два эндотермических эффекта, характерных для размягчения стекла и алюминия. Большой экзотермический эффект в об­ласти Т =• 610-Ь-780°С совмещен с экзотермическим эф­фектом составляющих связки. Из результатов дифференци­ально-термического анали­за видно, что оптимальная температура спекания связ­ки, при которой заверша­ются основные физико-химические процессы, находится в интервале 780 — 800 °С. Исследования по спека­нию порошка стекла и влия­нию алмаза на процесс его спекания проводились в градиентной печи по методу стабильного падения температу­ры. Рис. 3.Термограмма связки К5. Установлено, что порошок известково-натриевого стекла, измельченный до размера частиц 63 мкм, начинает спе­каться при Т = 600 °С; полное спекание стеклопорошка происходит при Т = 650 °С; начало плавления его зафик­сировано в интервале Т — 680 ~- 700 °С. Полное плав­ление стеклопорошка с осветлением до прозрачного состоя­ния наблюдалось при Т = 780 -~ 800 °С. При термообработке смеси порошков стекла и алмаза зернистостью 63 мкм спекание смеси наблюдается при Т= = 650 °С. В интервале Т = 690 ~ 740 °С заметен переход от спекания к полному превращению стеклопорошка в стек­ловидную массу, в которой зерна алмаза находятся во взве­шенном состоянии. С повышением температуры до 860 °С стекло в присутствии алмаза кристаллизуется с изменением цвета от темно-серого до светло-серого. В интервале Т=860-900 °С стекло вспучивается вследствие интенсив­ного газообразования, по-видимому, вызванного окислени­ем алмаза или растворением его в силикатном расплаве. Связующая способность известково-натриевого стекла в основном определяется степенью смачивания алмаза. Краевой угол, образованный на границе раздела фаз стек­ла— алмаз, равен 41°, что свидетельствует о хорошей смачивающей способности стекла по отношению к алмазу. Проводились исследования по смачиванию известково-натриевым стеклом глинозема, глиноземистой керамики, \ асбеста, кварца, карбида кремния зеленого и графита. Смачиваются этим расплавом кварц, карбид кремния зеле­ный, кремний. Краевые углы на границе раздела фаз со­ставляют соответственно 74, 78, 58°. Не смачиваются гли­ноземистая керамика, асбест и графит. Рис.4 Зависимость КТР от Рис.5 Зависимость объёма образцов К5 от температуры нагрева от удельного давления прессования. КТР связки определяет в основном прочность удержания алмаза в ней. КТР синтетического алмаза в интервале температур 100-600 °С изменяется в пределах (3,5—4,7)*10-6 град-1. Для исследования изменения КТР связки К5 при нагревании образцы диаметром 10 мм и длиной 50 мм, обожженные при оптимальной Т — 800 °С в течение 30 мин, помещались в кварцевую трубку печи дилатометра Ульбрихта и нагревались до Т — 600 °С, т. е, температуры начала размягчения стекла. Скорость подъема температуры в печи составляла 1,5—2,0 °С/мин. Результаты исследования изменения КТР связки при нагревании в интервале Т = 100-600 °С приведены на рис. 4. Из графика видно, что при нагревании образцов от 100 до 400 °С КТР связки увеличивается от 4,04 • 10~5 до 6,19 • 10~ 6 град"1 [67]. С повышением температуры с 400 до 600 °С КТР связки резко снижается и составляет 2,79 • 10-6 град-1. Снижение КТР связки при Т — = 500 -600 °С, по-видимому, вызвано окислением кар­бида бора и началом размягчения стекла. Для проверки термической стойкости связки с алмазом изготавливались алмазные образцы размерами 50 X 10 X 5 мм из алмазов АСВ 100/80 100%-ной .концентрации по указанному выше режиму. Термическая стойкость связки определялась по потере механической прочности (твердости) алмазных образцов. С этой целью алмазные об­разцы нагревались в печи до Т = = 400° С, выдерживались 20 мин и охлаждались в воде, после чего замерялась их твердость на при­боре ТК2 по -шкале В стальным шариком диаметром 3,175 мм под действием постоянной -нагрузки 60 кГ (ГОСТ 3751—47). Исходная твердость образцов была 110 ± 2 HRB. Исследованиями уста­новлено, что алмазные образцы, изготовленные на керамической связке К5, не изменяют твердости в течение 28 теплосмен, которая и характеризует их высокую терми­ческую стойкость. Для установления режимов из­готовления образцов определялось р = (2 —• 20) • 107 Па. Размеры час­тиц исходных компонентов связки не превышали 63 мкм. Содержание компонентов связки в 1 см3 составляло 75% (расчетная по­ристость 25 об. %). Образцы прессовались в металличес­кой пресс-форме на гидравлическом прессе ПГ60 с плитами для подогрева. В качестве временного связующего в образ­цах была применена фенолформальдегидная смола (пульвер-бакелит). Результаты исследования изменения объема об­разцов от удельного давления прессования приведены на рис. 30 и в табл. 34. Заданный объем образцов достигает­ся при р — 18 • 10-7 Па. С увеличением давления до 20 • 107 Па образцы в объеме не изменяются. Спрессован­ные при оптимальном р = 28 107 Па они обжигались в муфельной электрической печи МП2У при Т = 800° С и t= 30 мин. Обожженные образцы имели следующие характеристики:' W = 4,50%; Пи = 27,0%; р = 2,62 кг/м? • 10~3; ПО HRB-аиз = 6 Па • Ю7, аа = 2,1 Па . Ю7.

p, Па*10-7

V*. см3 (%)

26,15 (123,0)
45,75 (115,0)
65,65 (113,0)
85,55 (111,0)
105,40 (108,0)
125,25 (105,0)
145,15 (103,0)
165,02 (100,5)
185,00 (100,0)
205,00 (100,0)
За 100% принят V— 5 см Таблица 1 Зависимость изменения объема образцов от удельного давления прессования Технология изготовления алмазных торцовых эластич­ных кругов заключается в приготовлении алмазной шихты, брикетировании и обжиге алмазоносных элементов, запрессовке алмазоносных элементов в эластичный корпус. Алмазоносная шихта приготавливается из предварительно измельченных до 63 мкм компонентов связки и алмазного, порошка в соответствии с характеристикой круга, смешива­ется в механических смесителях НИАС-14 в течение 3—4 ч. Смешанная шихта взвешивается на технических весах из расчета на одно изделие, засыпается в пресс-форму и бри­кетируется при р = 18 • 107Па. Алмазные брикеты обжигаются в электрических печах на жаропрочных стальных подставках в свободном состоя: ими на воздухе при Т — 800°С и / = 30 - 60 мин. Обожжен­ные алмазные элементы укладываются в металлическую пресс-форму в шахматном порядке, засыпаются полиэти­леном низкого давления в гранулах и прессуются на горя­чих прессах при р = 50 • 105 Па, Т = 180 °С и / = = 15 -г- 20 мин, после чего подпрессовываются на холод­ном прессе. Распрессовка алмазных кругов производится после охлаждения пресс-формы до Т — 40 ~ 60 ГС. Свойства керамической связки СК. Керамическая связ­ка СК изготавливается из боросиликатного стекла Ф1 (44%) и силиката циркония (56%). Фритта приготавлива­ется из пегматита, буры, азотнокислого бария и углекис­лого лития. Пегматит перед измельчением прокаливается в печи при Т — 800° С в. течение / — 60 мин, что позволяет значительно снизить его механическую проч­ность и дает возможность ускорить процесс измельчения. Прокаленный пегматит измельчается в фарфоровых шаровых мельницах в течение / = 4 ч, после чего просеивается на механическом вибросите с сеткой 80 мкм. Оставшийся на сите пегматит возвращается на повторный помол. Компоненты шихты для фриттования, отвешенные в определенном соотношении, смешиваются в механических смесителях в течение одного часа. Коэффициент заполнения барабана смесителя допускается не более 0,35. Приготовленная шихта для фриттован и я засыпается в ванную печь и нагревается до Т = 1200 °С, t — 60 мин. Готовность фритты проверяется взятием пробы нихромовым щупом. Проваренной она считается в том случае, если на нити стекла нет узелков и отсутствуют пузырьки воздуха. Сваренная фритта выливается в емкость с проточной водой, в результате быстрого охлаждения растрескивается и впоследствии хорошо измельчается в шаровой мельнице. Перед измельчением фритта высушивается в металлических противнях в сушильном шкафу при Т = 150 -~- 180 °С в течение t = З-г-4 ч. Высушенная фритта измельчается -в шаровых мельницах в течение t = 5 ч до размера частиц не более 63 мкм. Готовая, фритта Ф1 характеризуется сле­дующими свойствами: Краевой угол смачивания, град 47 Микротвердость, Па-107 762 Химическая стойкость по гидролитичес­кой классификации, класс 4 Температура размягчения, °С 520 Плотность, кг/м3-10 2,53-2,80 Поверхностное натяжение, Дж/см2 2320 Физико-химический процесс спекания связки исследовался методом ДТА (на приборе Ф-ПК-59) в интервале Т = 100-000 °С. Кривые зависимости тепловых эффектов связки и ее ком­понентов от температуры нагрева представлены на рис. 6. Рис.6 Термограммы стекла Ф1 (1); Силиката циркония (2); Связки СК (3). Из рисунка вид­но, что в стекле Ф1 (кри­вая 1} эндотермические и экзотермические эффекты в основном заканчиваются в интервале Т = 480 н--г- 780 °С. На термограмме силиката циркония (кри­вая 2} никаких процессов, сопровождающихся выде­лением или поглощением тепла в области Т — 500 -г- 1000 °С, не наблюдается. На термограммё связки СК (кривая 3} при Т— 500 °С наблюдается слабовыраженный эндотермический эффект размягчения стекла Ф1. Большой экзотермический эффект в области Т = 600-700 °С, по-видимому, образуется вследствие процесса расстекловывания стекла Ф1 в результа­те химического взаимодействия окиси лития, содержащейся в стекле Ф1, с цирконием, которое заканчивается при Т = 700 °С. При дальнейшем нагревании связки СК существенных изменений в ней не наблюдается. Таблица 2 Физико-механические свойства керамической связки СК в зависимости от вида наполнителя (размер зерен 160 мкм)
Наполнитель

H, HRC00

σиз, Па*107

an, Па*107

Алмаз синтетический 1106,0 22
Шамот из огнеупорной глины Электрокорунд

100

106

3,0

4,8

2,1

2,4

Карбид кремния зеленый

Силикат циркония

110

105

5,9

6,3

2,3

2,6

Результаты термографических исследований показы­вают, что в связке СК все физико-химические процессы за­канчиваются при Т = 700 °С и свидетельствуют о ее полном спекании. Эта температура для связки СК в данном случае является оптимальной. Как указано выше, керамическая связка СК в качестве наполнителя содержит силикат циркония (ZrSiO4). Выби­рался этот наполнитель по показателям твердости, проч­ности образцов на изгиб и удельной' ударной вязкости. С целью использования в качестве наполнителя наряду с силикатом циркония исследованиям подвергались также шамот из огнеупорной глины, электрокорунд и карбид кремния. Для сравнения свойств связки с указанными наполнителями были изготовлены образцы с синтетическим алмазом. Свойства образцов, изготовленных на керамиче­ской связке СК с различными наполнителями, приведены в табл. 2. Наиболее высокую твердость 110 HRB (ГОСТ 3761—47) имеют, образцы с алмазом и карбидом кремния. Образцы с силикатом циркония имеют самую высокую прочность на изгиб σиз = 6,3 • 107 Па и ап = 2,6 • 107 Па. Поэтому при исследовании свойств связки СК в зависимос­ти от' температуры при р = 15 • 107 Па изготавливались образцы размерами 50 X 10 X 10 мм, в которых в качестве наполнителя был использован силикат циркония, а алмаз моделировался карбидом кремния. Отпрессованные об­разцы обжигались в электрической печи типа МП-2У при Т = 600-1-800 °С (интервал 50°С), t = 30 - 120 мин. Ско­рость подъема температуры в печи составляла 3—4°С/мин. Обжигались образцы в незащищенной атмосфере. В обож­женных образцах определялись σиз, Н и а . Из рис. 7 видно, что с повышением температуры от 600 до 800° С H образцов увеличивается от 100 до 120 HRBeo. Максималь­ная σиз = 7,4 • 107 Па достигается при Т = 700° С. Дальнейшее повышение температуры вызывает снижение прочности и при Т — 850 °С а„3 *= 6,7 • 107 Па. С повышением Iтемпературы от 600 до 700 °С ап = 2,8 • 108 Па Рис.7 Зависимость физико-механи­ческих свойств образцов на связке СК ,от температуры обжига: / — твердость; 2 — предел прочности при изгибе; 3 — удельная ударная вязкость. Таблица 3 Физико-механические свойства керамической связки СК в зависимости от температуры обжига С повышением температуры удельная ударная вязкость снижается и при Т *= 850 °С ап >= 2,3 • 107 Па. Как видно из результатов испытаний (табл. 36), наиболее высокие значения σ из и ап образцов получены при Т = *= 700 °С, что является подтверждением результатов, по­лученных методом ДТА. По физико-механическим свойствам керамическая связка СК отвечает требованиям, предъявляемым к связкам алмазно-абразивного инструмента. Основные этапы технологического процесса изготовле­ния алмазных торцовых эластичных кругов следующие: взвешивание на технических весах; смешивание в механи­ческих смесителях; увлажнение временным связующим; гранулирование шихты; сушка гранулированной, шихты. В зависимости от числа кругов в изготавливаемой пар­тии масса компонентов (Р к, кг) связки рассчитывается по формуле: Pk=AVp/100 Плотность шихты определяется по формуле аддитив^ ности. Плотность связки СК равна 3600 кг/м3-. Объем, за-.s нимаемый алмазными элементами в круге, составляет 65% Взвешенные компоненты и порошок синтетического алма­за увлажняются временным связующим, а затем смешивают­ся в механических смесителях в течение одного часа. Сме­шанная шихта гранулируется до получения гранул диамет­ром 1,5—2,0 мм. Гранулированная шихта высушивается в сушильном шкафу при Т t= 110°C, t = 2 ч до влажности 7—8%. Временное связующее на основе поливинилового спирта илу технического сахара предназначено для придания алмазным брикетам прочности при их прессовании на ро­торном прессе и транспортировке па обжиг. При обжиге связующее разлагается 'без зольного остатка в интервале Т = 300 -h 450°C. Рис. 8. График обжига алмазных элементов на керамической связ­ке СК. Алмазно-абразивные элементы размером 10 X 8 Х 6 мм прессуются на роторном полуавтоматическом прессе при р=15•107 Па. Качество спрессованных алмазных эле­ментов контролируется по геометрическим параметрам, и массе. Масса алмазного элемента указанного размера долж­на составлять 0,97 г. Спрессованные алмазные элементы укладываются на ке­рамические или металлические подставки, которые собира­ются в пакеты. Между подставками размещаются керамичес­кие прокладки. Пакеты с алмазными элементами загружают­ся в электрическую печь с Т > 200 °С. Скорость подъема температуры в печи составляет 2—3 °С/мин. Режим обжига .алмазных элементов приведен на рис. 8. Из рисунка видно, что в интервале Т = 300-450 °С делается выдержка t = 8 ч, при которой временное связую­щее полностью сгорает. В случае неполного выгорания временного связующего может произойти вспучивание алмаз­ных элементов, что приведет к потере геометрической формы - и искажению размеров, а также к снижению твердости об­разцов. Температура полного"сгорания временного связую­щего не должна превышать 500°С, так как при этой темпера­туре фритта Ф1 приобретает текучее состояние, в результате чего .доступ воздуха внутрь элементов прекращается. Спекание алмазно-абразивных элементов достигается при 7 = 650-700 °С и t= 3 ч. Обожженные алмазные элементы выборочно, в количестве 10% партии, контролируются на твердость. Твердость элементов замеряется на приборе ТК-2 шариком 3,175 мм при нагрузке 60 кГ. Твердость алмазных элементов должна быть не ниже 105 ед. о шкале В. В том случае, когда алмазные торцовые эластичные круги изготавливаются из алмазно-абразивной крошки, алмазные элементы дробятся на щековой или валковой дробилке с величиной щели между, щеками или валками, равной 5—6 мм. Дробленая алмазно-абразивная крошка просеивается через набор сит с размерами ячеек 7; 2; 0,25 мм, с размером фракции менее 0,25 мм она возвращается ну повторное прессование, а более 7 мм — на повторное дробле­ние. Контроль зазора щели между щеками дробилки про­веряется набором щупов толщиной 6 мм, длиной 200 мм. С целью более прочного удержания в эластичной матрице из поливинилхлорида производится пропитка алмазно-абразивной крошки или отдельных элементов. Пропитыва­ются алмазно-абразивные элементы в вакуумной установке в течение двух часов в растворе, приготовленном из фенол-формальдегидной смолы (пульвербакелита), растворенной в ацетоне (соотношение: 200 г пульвербакелита на 1 л аце­тона). Плотность раствора должна соответствовать 0,83—0,85 г/см 3. Заключение В работе я привёл основные характеристики станков и инструмента, охарактеризовал каждый из станков из полученных в процессе обучения начальных знаний. Список литературы 1. Горбач А.В. Паспортные данные металлорежущих станков. М: Машиностроение 1971 2. Режущие инструменты и станки. Каталог. М: Машиностроение 1968 3. Металлорежущие станки. Токарные, сверлильные и расточные, шлифовальные, зубообрабатывающие, фрезерные, строгальные и протяжные, разные. Каталог. М: Машиностроение 968 4. Металлорежущие станки. Каталог-справочник в 8 томах. М: Машиностроение 1971 5. Кучер А.М. Металлорежущие станки. Л: Машиностроение, 1971 6. Бушуев В.В., Налетов С.П. Точные зубообрабатывающие станки, М: Машиностроение 1985 7. Баранчиков В.И. Прогрессирующие инструменты и режимы резанья. М: Машиностроение 1990 8. Мацевитый В.М. Покрытия для режущих инструментов. М: Машиностроение 1987 9. Пащёнко А.А. Инструменты из сверхтвёрдых материалов. М: Машиностроение 1980 10. Прудников Е.Л. Инструменты с алмазно- гальваническим покрытием. М: Машиностроение 1985