книги / Технология инструментального производства

Рис* 174. Типовые технологические схемы обработки цилиндрических отверстий и торцов

цовую поверхность I зубьев на внутришлифовальном станке (1). Затем от полученной базы (шлифовального торца по зубьям) шлифуют торцы II на плоскошлифовальном станке для получения параллель­ ности торцовых поверхностей и их перпендикулярности оси отвер­ стия (2). Обработку заканчивают шлифованием утонленных сту­ пиц III и /V от баз I и II также на плоскошлифовальном станке (3).

Основные требования, предъявляемые к материалу режущего инструмента. На инструментальном заводе или в инструментальном цехе машиностроительного завода производят приемку материала и только тот, который отвечает установленным техническим условиям, гарантирующим высокое качество режущего инструмента, запускают в производство.

Твердость сталей проверяют на прессе Бринёля. Если сталь не соответствует твердости по техническим условиям, исходные заго­ товки из этой стали подвергают термической обработке для создания нормальных условий обработки резанием. Структуру быстрорежу­ щей стали проверяют на карбидную неоднородность, которая пред­ ставляет собой местное скопление карбидов (Ж), Сг, С, МоС и т. д.) в структуре быстрорежущей стали.

Причиной разрушения режущего инструмента, в особенности резьбонарезного и зуборезного, часто является карбидная неодно­

222

родность. Сталь с карбидами, расположенными по границам зерен, а также с непрерывной или разорванной карбидной сеткой, обла­ дает, как правило, повышенной хрупкостью. Карбидную неоднород­ ность проверяют по шкале, которая имеет 10 баллов. Для резьбо­ нарезного инструмента применяют быстрорежущую сталь с карбид­ ной неоднородностью 1 и 2-го баллов, для червячно-модульных фрез и шеверов — до 3—4-го баллов, для зуборезных долбяков — до 3-го балла. Перераспределение карбидов достигается только путем ковки или прокатки. Термическая обработка не вносит изменений в местные карбидные скопления. Для получения хорошей, с мелкими и равномерно распределенными карбидами структуры быстрорежу­ щей стали последнюю следует подвергнуть ковке путем многократ­ ной вытяжки. При ковке карбидная неоднородность уменьшается на 1—1,5 балла.

Поэтому в связи со строгими требованиями по части карбидной неоднородности зуборезные инструменты целесообразно изготовлять из вольфрамомолибденовых сталей. Эти стали имеют карбидную не­ однородность в состоянии поставки, на 2 балла меньшую чем сталь Р18. Кроме того, они лучше куются 18].

Обезуглероженный слой в быстрорежущей стали можно опре­ делить термомикроскопическим методом, предложенным инж. Садов­ ским. Сущность метода заключается в следующем. Образцы прове­ ряемой стали нагревают до закалочных температур. После отпуска образцов из них приготовляют шлифы. Если сталь имеет обезугле­ роженный слой, он выявляется в виде тонких игл или сплошной темной троостомартенситной массы, в. зависимости от интенсивности обезуглероживания, в отличие от светлой с изредка попадающимися иглами сердцевины.

Быстрорежущую сталь подвергают также контролю на красно­ стойкость. Сущность его заключается в том, что образцы закали­ вают, а затем подвергают отпуску в учение 4 ч при температуре 620° С. Контроль данной плавки, поступающей на завод, позволяет производить термическую обработку заготовок в соответствии с опре­ деленным химическим составом.

К дефектам стали 40Х надо отнести флокены, трещины по гра­ ницам зерен и шиферный излом. Флокены и шиферный излом резко понижают механические свойства стали. Особенно это сказывается на прочности корпусов составных инструментов, имеющих неболь­ шую ширину, например корпусов для дисковых трехсторонних фрез. Сталь с флокенами и шиферным изломом не применяется для изготов­ ления корпусов режущих инструментов.

§ 2. ИЗМЕРЕНИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ

До закалки диаметры проверяются: у хвостовых изделий диа­

Длину насадных инструментов размером до 100 мм проверяют регулируемыми скобами и штангенциркулями. Длина хвостовых

223

Рис. 178. Схема шлифо­ вания сверла с образова­ нием обратной конусно­ сти

Класс чистоты задних поверхностей, направляющих ленточек и хвостовиков для сверл точного исполнения — 8-й, для сверл об­ щего назначения — 7-й. Класс чистоты поверхностей канавок и сверл точного исполнения диаметром до 1 мм включительно не ниже 8-го, сверл точного исполнения — не ниже 7-го, сверл общего назна­ чения — не ниже 6-го.

Сверла с цилиндрическим хвостовиком. Базой для обработки спиральных сверл с цилиндрическим хвостовиком, изготовляемых из серебрянки, является наружная поверхность. В этом случае для снятия минимального слоя при затачивании со стороны рабочей части сверла выполняется угол при вершине 2ф = 118ч-120°.

Технологический процесс изготовления сверл диаметром 2—12 мм проходит в следующей последовательности.

1.Отрезка заготовки на одну штуку на вертикально-отрезных автоматах с образованием наружного центра с углом 2<р = 120° со стороны рабочей части и под прямым углом со стороны хвостовика.

2.Закалка и отпуск.

3.Черновое шлифование на проход на бесцентрово-шлифоваль­ ном станке. Частота вращения ведущего круга п = 28 об/мин, угол

наклона ведущего круга а = 4° (азаг = 26,4 м/мин).

4. Чистовое шлифование на проход с образованием обратной ко­ нусности на бесцентрово-шлифовальном станке. В этом случае на рабочей части сверла получается обратная конусность, а хвостовая часть получается цилиндрической (рис. 176). Для этого шлифоваль­ ный и ведущий круги заправляют на конус. Заготовка движется до упора. Упор расположен под углом е в сечении, перпендикулярном плоскости А —А. Упор имеет уклон под углом К. Сверло, двигаясь к упору, входит своей хвостовой частью из зоны шлифования, при этом хвостовик получает цилиндрическую форму. Заготовка, дойдя до упора, начинает приподниматься, выходя тем самым из зацепле­ ния со шлифовальным и ведущим кругами. Наличие уголов е и % дает возможность сверлу выходить из рабочей зоны, не задевая шли­ фовальный круг. В результате всего этого сверло падает на лоток так, как это получается при обычном бесцентровом шлифовании на проход. Угол наклона ведущего круга — до 3°, частота^вращения 12—18 об/мин, узаг = 11ч-17 м/мин

1 Есть еще способ шлифования на проход с образованием обратной конусно­ сти, но он встречается сравнительно редко. Подробно об этом см. в литературе [3].

Рис. 177. Схема установки при фрезеровании канавки и спинки у сверл

5.Вышлифовывание стружечных канавок.

6.Вышлифовывание спинки (рис. 177, а). Сущность работы по вышлифовыванию спинок заключается в том, что сверло заталки­ вается толкателем из магазина в направляющую втулку 1 (втулка имеет вырез в зоне шлифовального круга). В этой втулке расположен упор для ориентации сверл по стружечной канавке. Подходит шли­ фовальный круг и шлифует спинку. Затем круг отходит и заготовка выталкивается из направляющей втулки.

7.Затачивание сверл. Сверла диаметром 3—6 мм затачивают на автоматах ЗГ52. Производительность автомата (без учета коэффи­ циента загрузки) 370—520 шт/ч. Сверла диаметром 6—15 мм зата­ чивают на автоматах ЗГ652. Производительность автомата (без учета коэффициента загрузки) 220—340 шт/ч. На этих станках затачивают винтовые поверхности сверл.

8.Выварка и пассивирование.

9.Промывка.

10.Маркирование на автоматических станках методом накаты­

вания.

Сверла с коническим хвостовиком. Рассмотрим технологию изго­ товления спиральных сверл с коническим хвостовиком диаметром 12—80 мм по ГОСТ 10903—64. Жесткость этих сверл измеряется от­ ношением Ь : й, где Ь — длина сверла, &й — диаметр сверла. Для сверл диаметром 12—22 мм Ь : <1 = 124-15, а для сверл диаметром 22—80 мм Ь : й = 114-6,5 мм.

Сверла диаметром 6—12 мм обладают недостаточной жесткостью (Ь : й = 154-23). В результате они изготовляются по другой техно­ логии; в данной книге она не освещается.

Вкачестве баз для обработки спиральных сверл с цилиндрическим

ис коническим хвостовиком и диаметром выше 12 мм принимают цен­ тровое отверстие со стороны хвостовой части и наружный центр со стороны рабочей части. Наружный центр выполняют с углом 90° для прочного удержания заготовки в центрах. Максимальный при­ пуск, оставляемый на затачивание (рис. 178, а),

Н1 = Н ~Н г = 0,5с1 — с!§60° = ОДЫ.

Форма наружного центра для спиральных сверл диаметром 14— 80 мм показана на рис. 178, б. Базой для обработки служит наруж-

226

Таблица 82

Размеры (в мм) центровых отверстий для рабочей части спиральных сверл

снятия минимального слоя при затачивании. У наружного центра с углом 90° диаметр основания конуса О = 14 мм для сверл диаметром 14—50 мм и И = 17 мм для сверл диаметром 50—80 мм. В этом слу­ чае максимальная величина слоя при затачивании = 0,2Ш. На­ ружный центр с углом 120° используют только в случае применения приспособления с зубцами на торцовой конической поверхности (см. рис. 63, б), а также заднего центра с пневмоили гидрозажимом.

На ЗИЛе»сверла обрабатывают на центровых отверстиях как со стороны хвостовой части, так и со стороны рабочей части. В табл. 32 приведены размеры центровых отверстий, оставляемых со стороны рабочей части (ЗИЛ). Преимущество заготовок с центровыми отвер­ стиями — возможность использования баз, восстановленных после закалки шлифованием и в отдельных случаях доведенных. Такие базы рекомендуются при изготовлении сверл точного исполнения и большой длины.

Технологический процесс изготовления сверл с коническим хво­ стовиком диаметром от 12 мм представлен в следующем виде. Заготови­ тельные операции осуществляются по типовой технологической схеме.

Рис. 178. Размеры наружных центров для сверл и припуски на затачивание

227

1. Обтачивание рабочей части на токарном полуавтомату ВТ-11, Рабочая часть сверл диаметром до 22 мм обтачивается за два прохода, вследствие недостаточной жесткости заготовки. Обработку остальных размеров сверл см. в § 7 гл. III.

2.Обтачивание конического хвостовика (см. § 7 гл. III).

3.Подрезка торца со стороны хвостовой части с образованием закругления под углом 8° 18' и закругления с радиусом г на токар­ ном станке быстрорежущим резцом (см. рис. 106, г).

4.Маркирование на маркировочном станке методом обкатывания на шейке сверла (рис. 163).

5.Шлифование конического хвостовика на круглошлифоваль­ ном станке с продольной подачей для создания хорошей базы при фрезеровании лапки. Эта операция вводится при отсутствии чисто­ вого. обтачивания хвостовика.

6.Шлифование рабочей части по наружной поверхности в цен­ трах на круглошлифовальном станке с продольной подачей стола или широким шлифовальным кругом методом врезания. Эта операция необходима для обеспечения высокого класса чистоты поверхности

иполучения диаметра рабочей части в жестких допусках (В 3), с тем чтобы при фрезеровании канавок между сверлом и отверстием на­ правляющей втулки оставался минимальный зазор.

7.Фрезерование канавок и спинок на полуавтоматических сверло­ фрезерных станках (см. рис. 177, б). Вначале фрезеруют одну ка­ навку остроконечной фрезой и одну спинку, затем заготовка повора­ чивается на 180° и фрезеруются другие канавки и спинка. У сверл диаметром 45—60 мм канавки фрезеруются за два пр*охода, а диа­ метром 60—80 мм — за три.

Канавки у сверл диаметром 50—80 мм целесообразно фрезеровать так: с одной операции фрезеруют две канавки (против подачи) за два или три прохода каждую канавку, и в другой операции — две спинки. Скорость резания 32—38 м/мин, подача 0,02 мм/зуб.

8.Фрезерование лапки и снятие заусенцев личным напильни­ ком на пере и лапке. Заусенцы снимают вручную в процессе выпол­ нения основной работы на станке.

9.Полирование канавок на полировальных головках (для облег­ чения работы после термической обработки канавок полированием).

10.Шлифование (затачивание) задней поверхности с образова­ нием заднего угла а в целях создания равномерно-распределенного припуска для затачивания после термической обработки. При этом ос­

тавляют базу — наружный центр с диаметром у основания конуса О — 14 или 17 мм (см. рис. 178, б). Шлифуют на станке 3659М, при­ чем он не должен иметь планетарного движения шлифовальной го­ ловки.

11.Термическая обработка рабочей части и лапки. Закалку лапки производят после отпуска рабочей части.

12.Полирование канавок вручную на полировальных головках.

13.Шлифование центровых отверстий на центрошлифовальном станке или аенкерование на настольном вертикально-сверлильном станке при помощи твердосплавного зенкера.

228

14.Предварительное шлифование рабочей части на круглошли­ фовальном станке с продольной подачей или врезанием.

15.Предварительное шлифование хвостовой части на кру­

глошлифовальном станке с продольной подачей или вреза­ нием.

16.Окончательное шлифование хвостовой части сверл на кругло­ шлифовальном станке с продольной подачей.

17.Окончательное шлифование рабочей части сверл на кругло­ шлифовальных станках с продольной подачей. Рабочая часть сверла

должна иметь обратную конусность.

18. Предварительное затачивание угла 118° на станке 3659М.

19.Окончательное затачивание угла 118° на станке 3659М.

20.Затачивание под углом 75° на станке 3659М.

21.Подтачивание перемычки на специальном станке или на уни­ версальном заточном станке, оснащенном соответствующим при­ способлением.

Впроцессе токарной обработки сверла проверяют по наружному

диаметру с помощью регулируемых скоб и штангенциркулем. Тол­ щину сердцевины проверяют микрометром с шаровыми вставками и комбинированным шаблоном. Последним проверяют также ши­ рину фаски. Радиальное биение рабочей части (рис. 179) проверяют на специальных приборах.

При шлифовании рабочую и хвостовую части до закалки и после нее проверяют микрометрами.

Технология изготовления сверл с цилиндрическим хвостовиком диаметром 12,1—20 мм мало чем отличается от вышеизложенной тех­

229

Заготовки из серебрянки загружают в магазин 2 (рис. 180, а). Толкатель 1 периодически подает заготовку 4 в индуктор 3 для на­ грева токами высокой частоты до температуры прокатки я»1150°С. Нагретая заготовка выталкивается очередной заготовкой в зону для прокатки профиля. Там она устанавливается рабочей частью в не­ подвижной проводке 5, а хвостовой частью — в неподвижной про­ водке 11, которая вместе с заготовкой перемещается со скоростью, равной скорости прокатки. В неподвижной проводке в целях преду­ преждения осевого смещения от действия электромагнитных полей заготовка удерживается шариком 9, находящимся под воздействием пружины 8. Последняя от выпадания из отверстия закрыта болтом 7. Неподвижная проводка установлена в кронштейне.

Два канавочных и два спиночных сегмента образуют профиль сверла с ленточками и сердцевиной, постепенно поднимающейся к хвостовику (рис. 180, б). Все четыре сегмента одновременно ка­ саются заготовки на расстоянии от торца, равном длине хвостовой части сверла, и прокатывают винтовой профиль в направлениях к вершине сверла.

Прокатанное сверло вталкивается в подвижную проводку И , и как было сказано выше, перемещается вправо вместе с корпусом этой проводки, скользящей в направляющей 13. Это перемещение синхронно с вращением сегментов и осуществляется от сегментного зубчатого колеса 17 через зубчатое колесо 16. С п^ледним на одной оси сидит зубчатое колесо 15, которое находится в зацеплении с рей­ кой корпуса 12 задней проводки. Заготовка, находясь в отверстии вправо двигающейся проводки 11, встречает на своем пути регули­ руемый упор 14. В результате этого заготовка выталкивается влево из отверстия проводки, падает на лоток и затем в тару.

Скорости прокатки и нагрева заготовки могут устанавливаться независимо друг от друга. Автоматическим циклом управляет реле времени. Мощность генератора т. в. ч. в зависимости от размера заготовки равна 10—25 кВт (до 75 000 Гц); время цикла — 2—10 с. Производительность в смену с учетом остановки (до 40% времени)

230

стана для охлаждения составляет 7500—1500 шт в зависимости от размера. Ролики выполнены в виде сегментов, длина дуги которых превышает длину развернутой винтовой канавки сверла. Сердцевина сверл поднимается в результате спада затылка на длине дуги. Сегменты изготовляются диаметром 55—140 мм для прокатки сверл диаметром 1,8—13 мм. Допускаются радиальная, осевая и дуговая регулировки сегментов. Частота вращения сегментов может меняться в пределах 10—50 об/мин. Стан оборудован автоматическим устрой­ ством, позволяющим устанавливать различный цикл работы с пре­ рывистым и непрерывистым вращением (один рабочий ход через один или два оборота сегментов прокатных валков). Хорошей пластичностью обладают заготовки, изготовленные из вольфрамо­ молибденовой быстрорежущей стали Р6М5. Сталь Р18 для данного способа обработки не применяется, так каж обладает плохой пла­ стичностью. Исходная заготовка из серебрянки.

Технология изготовления сверл с цилиндрическим хвостовиком, профиль которых образуется методом продольно-винтовой прокатки, следующая.

1. Отрезка заготовки на эксцентриковых прессах.

2.Снятие фасок (1—1,5) X 45° с двух сторон одновременно на специальных автоматических станках.

3.Обезжиривание заготовок.

4.Фрезерование поводка,

5.Снятие заусенцев после фрезерования поводка.

6.Прокатка профиля на станах-автоматах.

7.Термическая обработка (закалка, отпуск).

8.Отрезка прибыли со стороны рабочей части шлифовальным кругом на автоматическом станке.

9.Черновое шлифование на проход на бесцентрово-шлифоваль­ ном станке.

10.Образование угла 2<р = 118° на шлифовальном автоматическом

станке.

11.Чистовое шлифование с образованием обратной конусности на бесцентрово-шлифовальном Станке.

12.Черновое затачивание.

13.Чистовое затачивание.

14.Маркирование.

Всесоюзным научно-исследовательским институтом металлурги­ ческого машиностроения (ВНИИМЕТМАШем) сконструированы и изготовлены станы для винтовой прокатки спиральных сверл с ко­ ническим хвостовиком; ПСПС 15-25 и ПСПС 25-35.

§ 4. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФРЕЗ

Изготовление фрез на инструментальных заводах организовано применительно к серийному типу производства.

Проследим последовательности обработки цилиндрических фрез с крупным зубом (ГОСТ 3752—71). Этап заготовительных операций для насадных фрез предусматривает ковку и протекает по известной

231