книги из ГПНТБ / Яковенко, Л. Д. Электроалмазное шлифование и заточка металлорежущих инструментов

ОК КП УкраУни, Льв1в, Спартака, 10.

3-12-4

93—71 М

ВВЕДЕНИЕ

Одной из важнейших задач, поставленных XXIV съез­ дом КПСС перед машиностроителями, как.и перед-ра­ ботниками других отраслей, является дальнейшее повы­ шение производительности труда. В машиностроении ре­ шение этой задачи находится в значительной зависимости от качества режущего инструмента, так как режущий ин­ струмент определяет современный уровень режимов ре­ зания, степень использования оборудования, точность и эксплуатационные характеристики работы узлов машины.

Режущие свойства инструмента зависят от применяе­ мых инструментальных материалов,, от технологии, мето­ дов и режимов шлифования и заточки.

В качестве инструментальных материалов все более широко применяются твердые сплавы, благодаря чему в десятки раз повышается стойкость инструментов.

Однако в процессе изготовления и эксплуатации боль­ шое количество твердосплавных инструментов выходит из строя не по естественному износу, а в результате сколов и поломки пластинок твердого сплава, что зависит глав­ ным образом от технологии изготовления этих инструмен­ тов и, в первую очередь, от их шлифования и заточки.

Предусмотренное Директивами XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР

на 1971—1975 гг. «более широкое внедрение электротехнологических процессов в промышленности», в частности электроалмазной обработки, будет способствовать повы­ шению качества твердосплавного инструмента.

Электроалмазное шлифование обеспечивает высокую

3

СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОАЛМАЗНОЙ ОБРАБОТКИ

Для изготовления инструмента в настоящее время широко применяются твердые сплавы и новые марки бы­ строрежущих и инструментальных сталей, обработка ко­ торых шлифованием связана с большими трудностями. Применение синтетических алмазов для шлифования ин­ струментов из этих материалов позволило значительно повысить точность и улучшить чистоту обработки. Одна­ ко производительность обработки кругами из синтетиче­ ских алмазов недостаточно высока, к тому же такая об­ работка сопровождается повышенным расходом алмазов. Вот почему в промышленности все более широкое приме­ нение находит электроалмазная обработка труднообра­ батываемых материалов.

Этот способ обработки был предложен советским ин­ женером В. Н. Гусевым еще в 1951 году, но практически стал внедряться только с использованием в качестве аб­ разивного инструмента кругов из синтетических алмазов. Основные преимущества электроалмазного шлифования, в сравнении с чисто алмазным: производительность шли­ фования повышается в 3—4 раза, расход алмазных кру­ гов снижается в 1,5—2 раза. Обработка осуществляется практически без нагрева, благодаря чему на обработан­ ной поверхности не образуются трещины, прижоги, оста­ точные напряжения. Чистота обработанных поверхностей достигает 9 класса и выше, что позволяет заточку и до­ водку инструмента совместить в одну операцию. Кроме того, при заточке твердосплавного инструмента электро-

О

алмазным методом решается задача одновременной обра­ ботки твердосплавной пластины и стальной державки. Срок службы инструмента после электроалмазной заточ­ ки повышается на 25—30% по сравнению с заточкой кру­ гами из карбида кремния зеленого (КЗ) и алмазной до­ водкой.

Процесс электроалмазной обработки совмещает электрохимическое (анодное) растворение токопроводя­ щего материала с механическим съемом этого матери­ ала алмазными зернами. В зависимости от режимов обработки доля анодного растворения в общем съеме колеблется от 25 до 90%.

Схема процесса электроалмазного шлифования пред­ ставлена на рис. 1.

Рис. 1. Принципиальная схема процесса электроал­ мазного шлифования

К катоду— алмазному шлифовальному кругу 3—при помощи скользящего контакта 2 подключается отрица­ тельный полюс источника постоянного тока /, а к обра­ батываемой детали (аноду) 5 — положительный полюс. В зазор, образуемый алмазными зернами 7, между обра­ батываемой поверхностью и связкой круга, непрерывной струей подается электролит 4. Электрическая цепь замы­

6

пользовании кругов на других связках. Круги на связках MI и МИ обладают достаточной электропроводностью, однако при обработке твердого сплава вместе со сталь­ ной державкой они засаливаются.

Величина алмазного зерна в круге определяет вели­ чину рабочего зазора между обрабатываемым материа­ лом и связкой круга и тем самым непосредственно влия­ ет на эффективность электрохимического процесса. При зернистости алмазов 63/50-=-125/100 достигается высо­ кая производительность алмазных кругов и их высокая режущая способность. С увеличением зерна в круге уве­ личивается зазор между металлической связкой круга и обрабатываемым материалом, в результате чего умень­ шается плотность тока и снижается интенсивность процес­ са анодного растворения обрабатываемого материала. Кроме того, при увеличении зернистости увеличивается также доля механического резания, что влечет за собой повышение удельного расхода алмазов, ухудшение чисто­ ты поверхности.

С уменьшением зернистости увеличивается удельный расход алмазов. При требовании к чистоте обработки V9 оптимальной зернистостью круга при заточке явля­ ется 100/804-125/100, при чистовом шлифовании до

V Ю—63/504-80/63.

Если при алмазном шлифовании круги с большей кон­ центрацией характеризуются большей производитель­ ностью и их применяют при больших съемах металла, то при электроалмазной обработке концентрация незначи­ тельно влияет на производительность. При электроалмазном шлифовании концентрация алмаза в алмазоносном слое должна быть достаточной для удаления продуктов реакции.

Для кругов с маркой алмазов АСР оптимальной кон­ центрацией является 100%. Круги с зерном АСВ могут эффективно применяться 25- и 50%-ной концентрации.

8

Одно из важнейших условий электроалмазного шли­ фования — правильный выбор электролита. От состава электролита в значительной степени зависят производи­ тельность процесса и расход электроэнергии. Выбор электролита определяется химическим составом и струк­ турным состоянием обрабатываемого материала. Поэто­ му для каждого из материалов необходимо применять наиболее рациональный состав электролита. Степень при­ годности электролита для электроалмазного шлифования можно определить только экспериментальным путем.

Электролиты должны обладать антикоррозийными и антисептическими свойствами, высокой электропровод­ ностью, способностью растворять продукты электролиза.

В качестве электролитов наибольшее распростране­ ние получили »водные растворы азотнокислых солей нат­ рия и калия. Для придания электролиту антикоррозий­ ных свойств добавляют ингибиторы: азотистокислый натрий, кальцинированную соду и др.

При шлифовании твердого сплава обычно применяют электролиты следующего состава:

После длительного использования электролит теряет свою работоспособность, загрязняется продуктами распа­ да, производительность процесса снижается. Поэтому электролит необходимо периодически проверять ареомет­ ром и, если нужно, восстанавливать его концентрацию.

9