Конспект лекций «Технология инструментального производства» (стр. 11 )

Надлежащую твердость и микроструктуру стали можно обеспе­чить отработкой режима закалки и отпуска инструмента на пробных образцах из стали каждой конкретной марки, плавки и проката, а так­же строгой выдержкой этого режима во время термической обработ­ки. Оборудование для нагрева должно быть оснащено устройствами автоматического контроля и поддержания установленной температу­ры. Для соляных закалочных ванн используют радиационные пиро­метры, а для отпускных ванн и печей — электронные приборы с тер­мопарами. Нарушение выдержки нагрева при ручной закалке вполне возможно. Поэтому целесообразна автоматизация этого процесса пу­тем создания соответствующих линий. Для недопущения брака при закалке выборочно контролируют твердость и микроструктуру. Каче­ство отпуска быстрорежущей стали проверяют по микроструктуре, твердости и излому пробных образцов. Количество остаточного аустенита определяют специальными магнитными анализаторами — аустенитометрами (аустенит немагнитен).

Недопущение окисления и обезуглероживания поверхности ин­струмента достигается нагревом его в печах с восстановительной или нейтральной атмосферой. Высокотемпературные соляные печи-ван­ны периодически раскисляют ферросилицием или бурой, а средне-температурные — бурой или желтой кровяной солью. Оценить тол­щину дефектного слоя можно микроструктурным анализом под ме­таллографическим микроскопом.

Повышенное коробление свойственно инструментам сложной формы, а также с длинным и тонким телом. Это — резьбонарезные инструменты, протяжки, ножовочные полотна, сверла, отрезные и прорезные фрезы. Для уменьшения коробления используют изотер­мическую закалку и специальные методы нагрева и охлаждения во время закалки и отпуска.

Стержневые инструменты нагревают и погружают в охлаждаю­щую среду строго по продольной оси, а остальные — вдоль оси малого сечения. Во время охлаждения инструмент перемещают вверх-вниз, чтобы разорвать паровую рубашку, которая образуется вокруг инст­румента, охлаждаемого в испаряющихся средах. Паровая рубашка не позволяет обеспечить нужную и равномерную скорость охлаждения со всеми вытекающими последствиями, главные из которых — ко­робление и недостаточная или пятнистая твердость инструмента.

Сверла с цилиндрическими хвостиками охлаждают прокатывани­ем между двумя стальными или чугунными плитами с внутренним ох­лаждением водой.

Фрезы отрезные и прорезные после окончательного нагрева под закалку охлаждают под прессом с обдувкой воздухом. Пресс самый примитивный. Представляет собой массивное чугунное основание в виде плиты, на которую кладут небольшие пакеты нагретых фрез, а сверху с легким ударом «накрывают» тяжелым стальным цилиндром.

Протяжку сразу после охлаждения в масле кладут на призмы и ин­дикатором проверяют ее биение. Если необходимо, в этих же призмах ручным прессом протяжку правят, устраняя избыточную кривизну.

Во время отпуска также возможна правка инструмента. Напри­мер, машинные ножовочные полотна из быстрорежущей стали вы­прямляют в рамках типа тисков. В таком заневоленном состоянии но­жовочные полотна загружают в отпускную печь, нагревают до темпе­ратуры отпуска, выдерживают нужное время и выгружают на воздух для остывания вместе с рамками.

Такая горячая правка ножовочных полотен, протяжек, сверл, со­вмещенная с закалкой или отпуском, наиболее рациональна, так как во время структурных превращений инструмент стремится сохранить свое состояние, приданное заневоливанием или правкой. Возможна правка инструмента с дополнительным нагревом после закалки и от­пуска. Это хуже, чем правка, совмещенная с закалкой и отпуском. Здесь преследуется цель обеспечения правки без разрушения инстру­мента. Правка возможна и в холодном состоянии, но только в случа­ях, когда деформация инструмента незначительная. Применяют в ос­новном для мелкого инструмента, используя при этом молоток весом 1,5 или 3 кг.

3.7. Очистка инструментов после закалки и отпуска.

После термической обработки поверхности инструмента загряз­нены окислами, солями ванн, иногда маслом, которые затрудняют дальнейшую механическую обработку инструмента и являются оча­гами коррозии. Поэтому инструмент подвергают очистке.

Химическая очистка осуществляется до полного удаления солей. Особенно эффективна, если соли необходимо удалить из щелей и пор.

Последовательность очистки:

1)  кипячение в воде 20...30 мин для удаления грязи и следов масла;

2)  травление в 15... 18 %-й соляной кислоте для удаления окислов;

3)  нейтрализация кислоты:

а) промывка в холодной проточной воде;

б) промывка в 1 %-м содовом растворе при температуре 70...90 °С
в течение 5... 10 мин;

4) пассивирование в содово-натриевом растворе для защиты от
коррозии.

Гидрополирование производят на агрегатах барабанного и кару­сельного типов струей жидкости со взвешенными в ней частицами абразива.

Состав рабочей жидкости:

электрокорунд зернистостью 16... 10 — 20 кг;

сода кальцинированная (Na2 C03) — 200 кг;

нитрит натрия (NaN02) — 0,75... 1,00 кг;

вода — 50 л.

Используется не только для очистки инструмента после термиче­ской обработки, но и для подготовки инструмента под гальваниче­ские покрытия. Обработанная поверхность очень чистая, зависит от зернистости абразива, и устойчивая от коррозии, так как покрывает­ся пассивной пленкой из нитрита натрия, находящегося в растворе рабочей жидкости.

Контрольные вопросы.

1.Виды термической обработки и их назначение.

2.Технология нагрева и охлаждения быстрорежущих инструментов в про­цессе закалки.

3.Разновидности закалки быстрорежущих инструментов.

4.Назначение и технология нормального отпуска быстрорежущих инстру­ментов после закалки.

5.Назначение и режимы высокого и низкого отпуска.

6.Оборудование для подогрева, нагрева и отпуска инструментов в процессе термической обработки. Их сравнительные достоинства и недостатки.

7.Предохранение инструментов от окисления при нагреве под закалку и ко­робления при термической обработке.

8.Правка инструментов во время и после термической обработки.

9.Дефекты в инструменте от нарушения режимов закалки и отпуска. Спосо­бы поддержания режимов.

10. Технология очистки инструмента после закалки и отпуска.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

1., А, Кричевская P.M. Конструирование инстру­мента. М.: Машиностроение, 1979. 383 с.

2.Абразивные материалы и инструменты: Каталог-справочник/ ВНИИАШ. М.: НИИмаш, 1981. 360 с.

3. Влияние угла наклона главной режущей кромки инстру­мента на процесс резания металлов. М.: Машгиз, 1962. 151 с.

4.Барсов A.M., , Технология изготовления режу­щего инструмента. М.: Машиностроение, 1979. 135 с.

5. Технология инструментального производства. М.: Маши­ностроение, 1967. 277 с.

6. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки металлов резанием: Справочник/Под ред. , . М.: Машиностроение, 1986. 352 с.

7. Краткий справочник технолога-машиностроителя. М.: Издательство стандартов, 1992.

8. Справочник молодого заточника режущего инструмента. М.: Высш. шк„ 1990. 208 с.

9., Алмазная заточка твердосплавного инст­румента совместно со стальной державкой. Киев: Навукова думка, 1976.220с.

 

10.Инструмент для станков с ЧПУ, многоцелевых станков и ГПС/ , , и др. М.: Машинострое­ние, 1990. 271 с.

11.Инструментальные системы автоматизированного производства/ , , и др. СПб.: Политехника, 1993. 399 с.

12.Инструментальные стали и их термическая обработка: Справоч­ник/Под ред. . М.: Металлургия, 1982. 312 с.

13., , Металлообрабатывающие станки, линии и инструменты. Минск: Выш. шк. 574 с.

14., , Оснастка для станков с ЧПУ. М.: Машиностроение, 1990. 512 с.

15., , Справочник заточника. М.: Машиностроение, 1982. 232 с.

16., Контактная жесткость машин. М.: Маши­ностроение, 1971. 264 с.

17.Металлорежущие инструменты/, , Ю.П. Бо­ровой и др. М.: Машиностроение, 1989. 328 с.

18.Макаров АД. Износ и износостойкость режущих инструментов. М.: Машиностроение, 1966. 264 с.

19., , Середа B.C. Бесстружечные метчики. М.: Машиностроение, 1979. 165 с.

20. Нарезание точных резьб. М.: Машиностроение, 1978.86 с.

21.Металлообрабатывающий твердосплавный инструмент: Справоч­ник/ и др. М.: Машиностроение, 1988. 367 с.

22. Зубодолбление. М.: Машгиз, 1963. 184 с.

23. Зуборезные инструменты, оснащенные прогрессив­ными режущими материалами. Киев: Вища шк., 1986. 156 с.

24. Патроны для режущих инструментов. М.: Свердловск: Машгиз, 1963. 104 с.

25. Расчет динамической прочности режущего инструмен­та. М.: Машиностроение, 1979. 178 с.

26.Общемашиностроительные нормативы времени и режимы резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с ЧПУ. Ч. 2. М.: Экономика, 1990. 472 с.

27.Общемашиностроительные нормативы режимов резания. Т. 1/ , , . М.: Машиностроение, 1991.640 с.

28.Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов: Справочник/, , . М.: Машиностроение, 1990. 400 с.

29.Проектирование и расчет металлорежущего инструмента на ЭВМ/ , , и др. М-: Высш. шк., 1991. 422 с.

30.Протяжки для обработки отверстий/, , и др. М.: Машиностроение, 1986. 232 с.

31. Технология производства металлорежущих инструмен­тов. М.: Машиностроение, 1982. 256 с.

32. Технология производства режущего инструмента. М.: Машгиз, 1963. 484 с.

 

33. Заточка и доводка режущего инструмента. М.: Высш. шк., 1981. 200 с.

34.Правка шлифовальных кругов алмазными инструментами и замени­телями алмазов/Под ред. . М.: Машгиз, 1960. 104 с.

35.Режущий инструмент и инструментальное обеспечение автоматизи­рованного производства/, , и др. Под общ. ред. . Минск: Выш. шк, 1993. 424 с.

36. Металлорежущие инструменты. Киев: Вища. шк., 1974.399 с.

37.Режущий инструмент. Курсовое и дипломное проектирование: Учеб­ное пособие/Под ред. . Минск: Дизайн ПРО, 1997.384 с.

38.Руководство по курсовому проектированию металлорежущих инстру­ментов/Под ред. . М.: Машиностроение, 1986. 288 с.

39.Ротационное резание материалов/, , и др. Минск: Наука и техника, 1987. 229 с.

40.Режущие инструменты, оснащенные сверхтвердыми и керамически­ми материалами и их применение: Справочник/ и др. М.: Машино­строение, 1987. 320 с.

41. Расчеты зуборезных инструментов. М.: Машинострое­ние, 1969. 254 с.

 

42., , Проектирование ме­таллорежущих инструментов. М.: Машгиз, 1962. 952 с.

43. Обкаточные инструменты. М.: Машиностроение, 1983. 230 с.

44.Справочник инструменталыцика/, , и др. Под общ. ред. . Л.: Машиностроение. Ленинградское отделение, 1987. 846 с.

45.Справочник технолога-машиностроителя. Т. 2/Под ред. -вой, . М.: Машиностроение, 1986. 496 с.

46.Справочник технолога по автоматическим линиям/Под ред. А.Г. Ко-силовой. М.: Машиностроение, 1982. 320 с.

47.Справочник по алмазной обработке металлорежущего инструмен­та/Под общ. ред. . Киев: Техника, 1971. 208 с.

48., Печковский A.M. Термическая обработка режущего и измерительного инструмента. М.: Машиностроение, 1967. 224 с.

49.Склеивание инструмента и оснастки в машиностроении/­ва, , . М.: Машиностроение, 1985. 184 с.

50.Типовые технологические процессы заточки и доводки инструмента из быстрорежущей стали кругами из эльбора: РТМ. М.: НИИТавтопром, 1975. 55 с.

51. Высокопроизводительный резьбообразующий инстру­мент. М.: Машиностроение, 1977. 183 с.

52. Основы рациональной эксплуатации режущих ин­струментов. М.: Машиностроение, 1965. 179 с.

 

53. Прочность режущего инструмента. М.: Машиностроение, 1975. 166 с.

54. Металлорежущие инструменты. М.: Высш. шк., 1965. 730 с.