Конструкциялық материалдар және термоөңдеу Конструкционные материалы и термообработка Constructional materials and heat treatment Учебное пособие для специальности: 5В071200– «Машиностроение»
жүктеу/скачать 1,99 Mb. Pdf көрінісі
|
| Лекция №11.
Абразивные материалы. 1.Виды абразивных материалов. Зернистость абразивных материалов. 2.Связка абразивных материалов. Твердость и структура абразивов. 3.Алмазы и алмазные резцы. Виды абразивных материалов. Абразивные материалы- это мелкозернистые вещества высокой твердости, используемые для изготовления абразивного инструмента: кругов, головок, сегментов, брусков и т.д. Абразивные материалы делят на естественные и искусственные. К естественным относятся: наждак, кварцевый песок, корунд, алмаз. Из этих материалов наибольшее практическое значение сохранил только алмаз, так как абразивный инструмент из естественных материалов не имеет однородных свойств. К искусственным материалам относятся электрокорунды, карбиды бора, окись хрома, синтетические алмазы. Абразивные материалы имеют высокую твердость. Так, например, если микротвердость алмаза принять за 100%, то микротвердость карбидов бора составит 43%, карбидов кремния 30%, электрокорунда 20%, а закаленной стали всего 10% от микротвердости алмаза. Вместе с высокой твердостью абразивные материалы имеют красностойкость 1800-2000ºС и обладают высокой износостойкостью. Эти свойства абразивных материалов позволяют вести обработку на скоростях резания от 15 до 70 м/с. Абразивные материалы используют главным образом для окончательной обработки деталей машин, когда к ним предъявляют повышенные требования по точности и чистоте обрабатываемых поверхностей. Электрокорунд (Э) разделяют по цвету и структуре на белый, содержащий 98-99% Аl2О3, нормальный с содержанием не менее 91% Аl2О3 и монокорунд, содержащий 97-98% Аl2О3. Электрокорундовые шлифовальные круги применяют для обработки материалов с высоким сопротивлением на разрыв. Карбид кремния имеет зерна более твердые и хрупкие, чем зерна электрокорунда. В зависимости от содержания SiС его разделяют на два вида: черный карбид кремния (КЧ), содержащий 95-97% SiС и зеленый карбид кремния (КЗ) с содержанием более 97% SiС. Круги из черного карбида кремния применяют для обработки материалов с низким сопротивлением на разрыв и вязких металлов и сплавов. 148 Круги из зеленого карбида кремния используют преимущественно для заточки твердосплавного и минералокерамического режущего инструмента. Порошок карбида бора серо-черного цвета применяют при притирочных и доводочных работах, для доводки твердосплавного инструмента и шлифования очень твердых материалов (рубина, кварца, корунда и т.д.). Абразивные порошки (окись хрома, венскую известь, трепел) используют для изготовления шлифовальных и полировальных паст. Зернистость абразивных материалов. В зависимости от размера зерен шлифовальные материалы делятся на четыре группы: шлифзерно (2000-160 мкм)., шлифпорошки (125-40 мкм)., микрошлифпорошки (63-14 мкм)., тонкие микрошлифпорошки (10- 3 мкм). Совокупность абразивных зерен шлифовального материала в установленном интервале размеров называют фракцией. Фракцию, преобладающую по массе, объему или числу зерен, называют основной. Характеристику конкретной совокупности абразивных зерен, выраженную размерами зерен основной фракции, называют зернистостью. В зависимости от группы материалов приняты следующие обозначения зернистости: -шлифзерна и шлифпорошки- 0,1 размера стороны ячейки сита, на котором при просеивании задерживается зерна основной фракции (например, 40 соответствует зерну 400 мкм)., -микрошлифпорошки- по верхнему пределу размера зерен основной фракции с добавлением индекса «М» (например, М40- зерно 40 мкм)., -алмазные шлифпорошки- дробью, где числитель- размер стороны ячейки верхнего сита, знаменатель- нижнего сита (например, 400/250- основная фракция от 400 до 250 мкм)., -алмазные микропорошки и субмикропорошки- дробью, где числитель- наибольший размер основной фракции, а знаменатель- наименьший ее размер (например, 40/28)., -шлифзерна и шлифпорошки эльбора- в зависимости от метода контроля. При ситовом контроле- дробью аналогично алмазным шлифпорошкам. При обозначении алмазных шлифпорошков указывают марку шлифовального материала, зернистость и стандарт. Например, шлифпорошок АС6 160/125. Связка абразивных инструментов. Вещество или совокупность веществ, применяемых для закрепления шлифовальных зерен и наполнителя, называется связкой. Связка влияет 149 на геометрию рельефа рабочей поверхности круга, его износ, параметры шероховатости обработанной поверхности. Керамические связки (К1, К2, К3, К4, К5, К6, К8, К10) применяют для всех основных видов шлифования, кроме прорезки узких пазов, обдирочных работ. Марки К2, К3- для инструмента из карбида кремния., К2- для мелкозернистого инструмента., К1, К5, К8- для инструмента из электрокорунда., К1- для шлифования и заточки алмазным кругом твердосплавного режущего инструмента совместно со стальной державкой или корпусом. Бакелитовые связки (Б, Б1, Б2, Б3, Б4, Б156, БП2, БУ) применяют для изготовления кругов с упрочненными элементами, предназначенных для шлифования при скоростях 60-100 м/с., для обдирочного шлифования, плоского шлифования торцом круга., отрезки, прорезки пазов., заточки режущих инструментов., шлифования прерывистых поверхностей., для изготовления мелкозернистых кругов для отделочного шлифования, алмазных и эльборовых кругов., хонинговальных брусков. Вулканитовая (В, В1, В2, В3, В5), глифталевая (Гф) и поливинилформалевая (Пф) связки применяются для изготовления ведущих кругов при бесцентровом шлифовании, гибких кругов при полировании и отделки (В5), кругов для отрезки, прорезки и шлифования пазов, для профильного шлифования. Металлические связки применяют для изготовления алмазных кругов повышенной износостойкости при обработке твердых сплавов., для кругов, используемых при электрохимической абразивной обработке. Органические связки с металлическим наполнителем (Б156, БП2, ТО) применяют для изготовления алмазных кругов, используемых при заточке твердосплавного режущего инструмента., для шлифования твердосплавных или керамических деталей, профильного шлифования. Органические связки с минеральным наполнителем (Б1, О1) применяются для алмазных кругов, используемых при чистовой заточке твердосплавного режущего инструмента., чистового шлифования твердосплавных деталей. Твердость и структура абразивного инструмента. Твердость абразивного инструмента- величина, характеризующая его свойство сопротивляться нарушению сцепления между зернами и связкой при сохранении характеристик инструмента в пределах установленных норм. Установлена следующая шкала твердостей: ВМ1, ВМ2- весьма мягкие., М1, М2, М3- мягкие., СМ1, СМ2- среднемягкие., С1, С2- средние., СТ1, СТ2, СТ3-среднетвердые., Т1, Т2- твердые., ВТ- весьма твердые., ЧТ- чрезвычайно твердые. Мягкие и среднемягкие круги (М2- СМ2) используют для плоского шлифования кругами на бакелитовой основе., шлифования периферией 150 керамическими кругами, шлифования деталей из твердых сплавов, закаленных сталей, цветных металлов и их сплавов. Среднемягкие и средние связки (СМ2-С2) используют для чистового шлифования резьб с крупным шагом. Средние и среднетвердые круги (С2-СТ2) используют для шлифования и резьбошлифования заготовок из незакаленных сталей, чугуна, вязких материалов, хонингования. Среднетвердые и твердые круги (СТ2-Т2) используют для шлифования обдирочного и предварительного., профильных и прерывистых поверхностей., заготовок малого диаметра, бесцентрового, хонингования закаленных деталей. Весьма твердые и чрезвычайно твердые круги (ВТ- ЧТ) используют для шлифования шариков подшипников, правки шлифовальных кругов. Структура абразивного инструмента определяет соотношение объемов шлифовального материала, связки и пор. Различают 16 номеров структур. Абразивные инструменты зернистостью 125-80 изготавливают структурой №3 и 4., зернистостью 50-40- №5 и 6., зернистостью 25-12- №6 и 7. Высокие номера структур соответствуют высокой пористости. Поры и капилляры сообщаются между собой за счет использования выгорающих парообразователей. В характеристике таких кругов обязательно указывается парообразователь. Алмазы и алмазные резцы. Алмазы следует относить к особой группе абразивных материалов. В промышленности алмазы используют либо в виде порошков, либо в виде мелких кристаллов, причем применяют как естественные (А), так и искусственные (синтетические) алмазы (АС), состоящие на 95,5% из кристаллизованного углерода. Алмаз считается самым твердым материалом, имеет высокую красностойкость и износостойкость, хорошо сопротивляется привариванию обрабатываемого материала и стружки к режущему лезвию. Недостатком его является значительная хрупкость. Около 70% технических алмазов применяют для изготовления алмазных кругов и алмазных мелкозернистых порошков. Алмазные круги и порошки применяют при шлифовальных, заточных и доводочных работах при изготовлении инструментов и деталей из твердых сплавов. Около 20% алмазов используют для правки шлифовальных кругов из корунда и карбидов кремния в виде отдельных алмазов или алмазных карандашей. Кристаллы алмазов применяют для оснащения режущего инструмента (резцов, сверл и др.). Масса кристаллов, идущих на оснащение режущего инструмента, достигает 0,2-0,75 карата (1 карат=0,2г). Область применения алмазов с каждым годом расширяется. Особенное значение приобретают алмазы для обработки таких 151 твердых материалов, как германий, кремний, корунд, полупроводниковые материалы, специальные виды керамики, жаропрочные, нержавеющие стали и др. Применение алмазов открывает широкие возможности для технического прогресса, повышения производительности труда и снижения себестоимости продукции. При использовании инструментов, оснащенных алмазами, резко повышается качество обработанных поверхностей деталей. Скорость резания при обработке любых материалов составляет не менее 100 м/мин. Есть случаи, когда при обработке алмазными резцами скорость резания достигала более 3000 м/мин. При обработке алмазным инструментом резко повышается чистота обработанных поверхностей, размеры обработанных поверхностей деталей отличаются большой стабильностью, так как алмазы обладают высокой размерной стойкостью вследствие малого износа в процессе обработки. В целях повышения точности и чистоты обработанной поверхности применяют тонкое точение (растачивание) алмазными резцами, которые обладают большой износостойкостью, твердостью и наименьшим коэффициентом трения. Алмазные резцы применяют при обработке материалов с повышенной абразивной способностью: пластмасс, изоляционных материалов, полупроводниковых материалов, а также бронз, латуней, алюминия и легких сплавов. При обработке пластмасс алмазными резцами их стойкость выше стойкости твердосплавных в сотни раз. Вследствие хрупкости алмаза углы резания резца доводят до 90º, а иногда передний угол делают даже отрицательным. Кристаллы алмазов крепят в державках механическим способом, пайкой или заливают припоем. жүктеу/скачать 1,99 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|