м.ф. семкЗ
В. А. КАМЕР
А.Ф. РАБ
М.Д.УЗУНЯН


4 Я
’ 4
V
4
V
л!
!
t
/1/ИЖЗНЫЕ
ИНСТРУМЕНТЫ
: И их ПРИМЕНЕНИЕ
В/ИЛШИНОСТРОЕНИР
к 
. f
’ я
М. Ф. СЕМКО, В. А. КАЧЕР,
А. Ф. РАБ, М. Д. УЗУНЯН
АЛМАЗНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ
В МАШИНОСТРОЕНИИ
S
58 ИГ
ИЗДАТЕЛЬСТВО «ПРАПОР»
ХАРЬКОВ 1965
6П4. 67
А51
Книга ^Алмазные инструменты и их примене-
ние в машиностроении'» написана на основе обобще-
ния опыта применения алмазного инструмента на
машиностроительных заводах Харьковского эконо-
мического района и экспериментальных исследований,
проведенных кафедрой резания металлов и металло-
режущих инструментов Харьковского политехни-
ческого института имени В. И. Ленина, а также
литературных данных. В ней рассмотрены свойства
и области применения технических алмазов в маши-
ностроении и даны рекомендации по рациональному
использованию их для заточки и доводки режущих
инструментов, шлифования и хонингования деталей,
правки шлифовальных кругов, доводки и полирования
алмазными пастами, точения алмазными резцами.
Авторы приводят конструкции и характери-
стики алмазных кругов и условия их рациональной
эксплуатации. Даны также описание станков для
алмазной заточки и рекомендации по усовершен-
ствованию конструкций металлорежущих инстру-
ментов.
Книга предназначена для инженерно-техниче-
ских работников, мастеров и заточников и может
быть широко использована при внедрении прогрес-
сивных процессов алмазной обработки.
ХАРЬКОВСКАЯ КНИЖНАЯ ФАБРИКА им. ФРУНЗЕ.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Семилетним планом развития народного хозяйства СССР
предусматривается увеличение выпуска продукции маши-
ностроения почти в два раза. Одновременно с этим значи-
тельно повышается точность и качество обработки деталей
современных машин и приборов, обеспечивающих высокие
эксплуатационные показатели создаваемых конструкций.
Чтобы выполнить эти задачи, работники машинострое-
ния и металлообрабатывающей промышленности изыски-
вают новые, еще не использованные резервы, внедряют
прогрессивную технологию, новую технику и передовые
методы организации производства, обеспечивающие даль-
нейшее повышение производительности труда.
В общем комплексе мероприятий, направленных на
интенсификацию в металлообрабатывающей промышленно-
сти и создающих условия для повышения эффективности
механической обработки, большое значение имеет приме-
нение алмазного инструмента.
Использование алмазов в машиностроении и других
отраслях промышленности в десятки раз повышает произ-
водительность труда и эффективность оборудования и ин-
струментов.
В нашей стране создается крупнейшая в мире алмазодо-
бывающая промышленность на базе якутских месторожде-
ний. Только добыча естественных алмазов в 1965 году
должна увеличиться в 15—16 раз по сравнению с 1958 го-
дом. Созданы и бурно развиваются новые отрасли промыш-
ленности — производство искусственных алмазов и алма-
зоперерабатывающее производство, — в которых широко
используются новейшие достижения физики, порошковой
металлургии, станкостроения, комплексной механизации
з
и автоматизации производственных процессов и передовой
технологии.
Все это позволяет значительно увеличивать выпуск
алмазного инструмента и расширять область его эффектив-
ного применения. В 1966—1970гг. производство алмазного
инструмента получит особо широкое развитие.
В связи с быстрыми темпами производства алмазного
инструмента остро стоит вопрос о его рациональном ис-
пользовании.
Определенный опыт в применении алмазного инстру-
мента накоплен передовыми заводами Харьковского эко-
номического района. На ряде предприятий в результате
перехода на алмазную заточку и доводку снижен расход
режущего инструмента. Так, например, на заводе «Серп
и молот» снижение расхода инструмента только в первом
квартале 1964 г. дало экономию в сумме 28 000 руб.
На 8-м Государственном подшипниковом заводе благо-
даря внедрению алмазного шлифования широко применя-
ется штамповый и штамповысадочный инструмент.Это поз-
волило значительно снизить трудоемкость изготовления
твердосплавных штампов и повысить их стойкость.
В настоящей работе рассматриваются свойства техни-
ческих алмазов и применение алмазного инструмента для
заточки и доводки режущих инструментов, шлифования
и хонингования деталей, правки шлифовальных кругов,
доводки и полирования алмазными пастами, точения алмаз-
ными резцами.
Особое внимание в книге уделяется одной из основных
областей применения алмазных инструментов — заточке
и доводке металлорежущих инструментов.
Авторы выражают надежду, что выполненная ими ра-
бота поможет работникам машиностроительных заводов
полностью перейти на алмазную заточку и доводку и тем
самым добиться дальнейшего повышения культуры изго-
товления и эксплуатации режущего инструмента, что,
в свою очередь, будет способствовать существенному'повы-
шению производительности труда и качества выпускаемой
продукции.
Глава I
ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
ТЕХНИЧЕСКИХ АЛМАЗОВ
Основные свойства алмазов
К инструментальным материалам предъявляется целый
ряд требований, среди которых особенное значение имеют
высокая твердость, высокая красностойкость (теплостой-
кость) и износостойкость, достаточная механическая проч-
ность.	1
Всем этим требованиям полностью удовлетворяют при-
родные и синтетические алмазы. Природные алмазы встре-
чаются в коренных или россыпных месторождениях в виде
отдельных кристаллов различной формы или же в виде
скоплений кристаллических зерен и многочисленных срос-
шихся кристалликов, называемых агрегатами. Алмазные
кристаллы в большинстве случаев невелики, их вес от со-
тых долей карата до одного-двух каратов (1 карат = 0,2
грамма).
По своему химическому составу алмаз является чистым
углеродом. Происхождение алмазов пока еще до конца не
выяснено, но можно предполагать, что кристаллизация
алмазов из расплавленной магмы, содержащей углерод,
как это в настоящее время подтверждается способом полу-
чения синтетических алмазов, произошла при огромном
давлении земных недр и высокой температуре.
Синтетические алмазы были получены в середине 50-х го-
дов XX столетия. В нашей стране решение проблемы син-
теза алмаза, разработка технологии и организация массо-
вого промышленного производства являются результатом
совместной работы двух крупнейших институтов: Института
физики высоких давлений АН СССР и Украинского научно-
5
исследовательского института синтетических сверхтвердых
материалов и инструментов Госплана УССР.
Исходным сырьем для изготовления синтетических ал-
мазов служит графит. При кристаллизации искусственных
алмазов применяются особые вещества — катализаторы,
в присутствии которых увеличивается скорость химических
реакций. В качестве металлического катализатора чаще
используют никель. Процесс превращения графита в алмаз
происходит в специальных рабочих камерах автоклавов,
упрочненных кольцами пирофилита — искусственного ми-
нерала, точка плавления которого при высоком давлении
повышается с 1350 до 2600° и более. Кристаллизация осу-
ществляется при давлении 100000 атм и температуре
до 2400°
Процесс изготовления алмазов можно регулировать.
Так, при повышенной температуре получаются светлые
кристаллы алмаза, имеющие форму октаэдра, при более
низкой температуре — алмазы от светло-зеленой до черной
окраски, имеющие форму от додекаэдра до куба.
Зернистость получаемых алмазов регулируется длитель-
ностью процесса. Основная масса кристаллов получается
размером 0,2—0,4 мм, отдельные кристаллы достигают
размера 0,6—0,8 мм.
Сравнительные кристаллографические и рентгеногра-
фические исследования показали, что по своим свойствам
синтетические алмазы не отличаются от естественных. Од-
нако для изготовления алмазно-абразивного инструмента
синтетические алмазы по сравнению с природными имеют
определенные преимущества.
Так, качество синтетических алмазов по сравнению с при-
родными более стабильно в связи с тем, что производство
их осуществляется по строго заданным и оптимальным
режимам.
Режущая поверхность у синтетических алмазов очень
развита, имеет много выступов и углублений в противопо-
ложность ровной и гладкой поверхности природных алма-
зов. Это обеспечивает более прочное крепление зерен искус-
ственных алмазов в связке и лучшую самозатачивае-
мость алмазного круга во время работы.
И, наконец, большая хрупкость и, следовательно,
лучшая дробимость обеспечивают большую шлифующую
способность синтетических алмазов в сравнении с при-
родными .
6
Таблица 1
Наименование материала	Твердость, кг1мм.*
Алмаз	10060
Карбид бора	3700—4300
Карбид кремния	3000—3500
Карбид титана	2900
Карбид вольфрама	1200—1700
Твердый сплав ВК8	1550—1650
Важнейшим свойством алмаза, обусловливающим его
исключительную роль в технике, является твердость, зна-
чительно превышающая твердость всех других минералов
и материалов.
В табл. 1 [1J приводятся числа твердости алмаза, шли-
фующих абразивных материалов, карбидов титана и воль-
фрама, а также твердого сплава ВК8, определенные с по-
мощью прибора ПМТ-3
конструкции М.М. Хру-
щева и Е.С. Берковича.
Из приведенной таб-
лицы видно, что твер-
дость алмаза выше твер-
дости карбида бора в
2, 3 раза, карбида крем-
ния— в 3 раза и сплава
ВК8 — в 6 раз.
Столь высокая твер-
дость алмаза зависит,
в первую очередь, от его своеобразного
кого
углерода в кристаллической решетке, расположенных
близко друг от друга.
^Следует отметить, что твердость граней кристаллов
алмаза неодинакова. Ювелиры с давних пор отмечали, что
легче всего шлифуются грани куба, несколько труднее —
грани ромбододекаэдра и весьма трудно — грани отктаэд-
ра [2]. Даже в пределах одной грани по разным направ-
лениям алмазы имеют неодинаковую твердость. Это обсто-
кристалличес-
строения и объясняется прочностью связи атомов
ятельство следует учитывать при ориентировке кристалла
в процессе огранки алмазных резцов.
Алмаз обладает высокой износостойкостью. В зависи-
мости от характера нагрузки при трении износостойкость
алмаза в десятки и сотни раз превышает износостойкость
других твердых материалов; она, к примеру, в 40—200 раз
выше износостойкости твердых сплавов и в 2—5 тысяч
раз выше износостойкости закаленных сталей.
Наряду с высокой твердостью и износостойкостью
кристаллы алмаза обладают прочностью, значительно
превышающей прочность основных абразивных материалов,
применяемых при шлифовании и заточке (табл. 2) [11.
Из табл. 2 следует, что кристаллы алмаза обладают доста-
точно большой прочностью на сжатие.
7
Таблица 2
Наименование материала	Предел прочности на изгиб, кг/мм?	Предел прочности на сжатие, кг)мм*
Алмаз	30	200
Карбид бора	30	180
Карбид кремния	10—15	100—200
Металлокерамические	твердые		
сплавы	90-190	400—500
В процессе шлифования и заточки инструментов, осна-
щенных твердыми сплавами или минералокерамикой, боль-
шую роль играют соотношения жесткости этих материалов
и абразивного круга. Показателем степени жесткости ма-
териала, его способности к деформированию в процессе
обработки является модуль упругости. Из всех твердых
материалов и сплавов алмаз обладает самым высоким моду-
лем упругости. Если модуль упругости твердых сплавов
равен 33 000—54 000 кг/мм2, то модуль упругости алмаза
равен 90 000 кг!мм2.
Весьма важным свойством алмаза является его тепло-
стойкость. При достаточно высокой температуре алмаз сго-
рает, образуя углекислоту, а находящиеся в алмазе при-
меси дают золу [2; 3]. На воздухе температура горения
алмаза равна 850—1000° В струе чистого кислорода алмаз
горит при 720—800° При нагревании до 2000—3000° без
доступа кислорода алмаз переходит в графит. Начало та-
кого перехода становится заметным уже при 1000—1500°
Несмотря на более низкие допускаемые температуры
нагрева алмаза в сравне-
Таблица 3 нии с твердыми спла-
	Теплопровод- ность	вами и минералокера-
Наименование		микой, алмазный инст-
материала	кал] см • сек • град	румент при одних и тех
Алмаз Металлокерамичес-	0,35	же режимах работы на- гревается гораздо мень-
кие твердые		ше, чем инструменты из
сплавы	0,053—0,13	этих материалов. Это
Быстрорежущая	0,055-0,068	объясняется тем, что
сталь		по сравнению с другими
инструментальными ма-
териалами алмаз обладает более высокой теплопровод-
ностью, что способствует лучшему отводу тепла из зоны
резания и повышению стойкости инструмента (табл. 3) 11].
8
Вместе с тем алмаз обладает наиболее высокой шли-
фующей способностью в сравнении с другими абразивными
материалами. Если при заточке твердосплавного инструмен-
та на съем одного грамма твердого сплава расходуется
2—18 г карбида кремния, то при заточке алмазным кругом
расходуется лишь 1—5 мг алмазного порошка, то есть
в 400—3600 раз меньше. Высокую шлифующую способ-
ность показывают алмазы и при доводке твердосплавного
инструмента. Так, на доводку одного резца с пластинкой
из твердого сплава расходуется 0,1 грамма карбида бора.
При доводке же алмазным кругом расходуется только
0,25 ч- 0,4 мг, в 100—200 раз меньше.
Области применения
технических алмазов
Алмазные инструменты широко применяются в маши-
ностроении и в различных отраслях народного хозяйства.
В основном они используются в следующих областях:
60—70% — для заточки и доводки режущего инстру-
мента из твердых сплавов и быстрорежущей стали, а также
для шлифования твердосплавных штампов и деталей из
твердых сплавов. Для выполнения этих видов обработки
будут применяться шлифовальные круги из синтетических
алмазов;
примерно 10% расходуется на правку шлифовальных
кругов;
1,5—2% идет на изготовление алмазных фильеров, ал-
мазных наконечников к приборам для определения твер-
дости резцов и стеклорезов, для чего требуются природ-
ные алмазы;
около 10% — для бурения в горной и нефтяной про-
мышленности ;
и, наконец, 12% всех технических алмазов идет для
оснащения различного инструмента,, распиловки и шли-
фовки гранита и мрамора, изделий из стекла и керамики,
обработки германия, кремния, различных неметаллических
материалов.
Области применения алмазного и особенно алмазно-
абразивного инструмента из синтетических алмазов с ка-
ждым годом все больше расширяются. Этот вид инструмента
следует широко внедрять везде, где его применение прино-
сит экономический эффект.
Алмазная заточка и доводка
режущего инструмента
Заточка и доводка твердосплавных режущих инструмен-
тов и доводка инструмента из быстрорежущей стали явля-
ются одной из основных областей применения алмазных
инструментов.
Благодаря алмазной заточке и доводке обеспечивается
получение поверхностного слоя высокого качества, умень-
шается радиус округления и достигается высокая чистота
режущих кромок. Это способствует значительному повыше-
нию стойкости режущего инструмента, улучшению чистоты
обработанной поверхности; более высокая шлифующая
способность алмазных кругов позволяет расширить при-
менение наиболее износостойких марок твердых сплавов.
Применение для заточки и доводки кругов из синтети-
ческих алмазов дает определенное преимущество по срав-
нению с кругами из естественных алмазов.
Как показали исследования, проведенные в Украинском
научно-исследовательском институте сверхтвердых мате-
риалов и инструментов [4], удёльный расход кругов из
синтетических алмазов при заточке резцов, оснащенных
различными марками твердых сплавов, ниже, чем кругов из
природных алмазов, на 22—52%. При этом было отмечено,
что с увеличением содержания кобальта в сплаве воль-
фрамо-кобальтовой группы (повышением его вязкости)
расход алмазов возрастает. Аналогичные исследования,
проведенные НИИАлмазом [5], также подтвердили преиму-
щество кругов из искусственных алмазов.
Результаты сравнительных испытаний алмазных кру-
гов показали, что удельная производительность кругов
(отношение количества снятого твердого сплава к износу
шлифовального круга) на органической связке, изготовлен-
ных из искусственных алмазов, превосходит удельную про-
изводительность кругов с естественными алмазами [5].
Эффективность алмазной заточки и доводки режущего
инструмента можно видеть на примерах харьковских за-
водов, которые добились значительного повышения стой-
кости твердосплавного и быстрорежущего инструмента
в результате перехода на алмазную заточку и доводку.
На станкостроительном заводе в Харькове при чисто-
вом фрезеровании деталей из чугуна СЧ15-32 наборными
торцовыми фрезами диаметром 130 мм, оснащенными плас-
10
тинками твердого сплава ВК8, заточенными и доведенными
алмазньГми кругами, при скорости резания 26,2 м/мин,
продольной подаче 200 мм/мин и глубине резания 0,5 мм
стойкость инструмента повысилась в 1,5 раза. На этом же
заводе при развертывании отверстия диаметром 55 мм, дли-
ной 250 мм наборной твердосплавной разверткой ВК8, за-
точенной и доведенной алмазным кругом, было обработано
64 детали из чугуна СЧ15-32 против 8—10 деталей, обрабо-
танных ранее разверткой, заточенной кругами карбида
кремния и доведенной пастой карбида бора.
На заводе «Серп и молот» стойкость твердосплавного
инструмента, доведенного алмазными кругами, увеличи-
лась в среднем в 2,6 раза.
На Харьковском турбинном заводе благодаря алмазной
доводке стойкость быстрорежущих фрез при обработке
стали 1X13 увеличилась в 2—&5 раза; профильных фрез
для обработки турбинных лопаток — в 1,3—1,5 раза и спи-
ральных сверл — в 1,5—1,8 раза.
Значительно повысилась стойкость инструментов благо-
даря применению алмазной заточки и доводки также на
заводах «Электротяжмаш» имени В. И. Ленина, ХТЗ имени
Орджоникидзе и транспортного машиностроения имени
Малышева.
В таблицах 4—5 и на рис. 1 приводятся результаты срав-
нительных стойкостных испытаний твердосплавного и ми-
нералокерамического инструмента, заточенного кругами
карбида кремния и алмазными. Стойкость инструмента на
этих заводах при алмазной обработке повысилась в 1,5—
2 раза.
Повышение стойкости позволило значительно сократить
расход режущего инструмента. Так, в результате перехода
на алмазную заточку расход инструмента в первом квар-
тале 1964 г. снизился на заводе «Электротяжмаш» имени
В. И. Ленина на 5000 и на станкостроительном — на
9800 штук.
Приведенные примеры показывают, какой громадный
экономический эффект достигается в результате применения
алмазной заточки и доводки инструмента.
Поэтому на заводах необходимо создавать оптимальные
условия алмазной заточке.
11
Таблица 4
Результаты сравнительных стойкостных испытаний твердосплавного и минералокерамического инструмента,
заточенного кругами КЗ и алмазными кругами на заводе «Электротяжмаш» им.. В. И. Ленина
Обрабатываемая деталь и материал	Оборудование		Инструмент	Режим резания			Характеристика круга	1 Повышение стойкости, число раз
				скорость, MMfMUH	подача, мм/об	глубина,		
8ТХ104006 сталь 35	Вертикально- фрезерный станок 6Н12	Фрезерование плоскостей пальцедержа- теля	Фрезерная голов- ка 0 160 мм\ г= 10, Т5КЮ	230	375 мм/мин	4	АЧК 125X10X3 А8М1	2,2
2ТА20 чугун СЧ18-36	• Вертикально- фрезерный 6Н12	Фрезерование плоскости крышки	Торцовая фреза 0 150 мм\ г= 14, ВК8	224	475 мм/мин	2	АЧК 125x10x3 А8М1	2
ТГВ2001Т459 сталь 60ХЗГ8Н8В	Токарно-кару- сельный 1553	Точение 0 1155 мм\ растачивание 0 990 мм	Резец прямой проходной <р = 45° с приклеенной пла- стинкой ЦМ-332	190	0,63 мм/об	1	АЧК 125x10x3 А5Б1	3
Б48110 сталь 35	Токарно-винто- резный 1К62	Точение болта 0 48 мм	Резец проходной отогнутый <р = 45°, Т5КЮ	62	0,3 мм/об	0,5	АЧК 125x10x3 СА5Б1	2,5
8ТХ104032	Вертикально- фрезерный 6Н12	Фрезерование плоскости кон- такта	Фрезерная голов- ка 0 160 мм г = 10, Т5КЮ	230	365 мм/мин	2,5	АЧК 125x10x3	1,8
Обрабатываемая деталь и материал	Оборудование		
8ТХ090058 сталь 25Л	Карусельный ТО ТК2	Проточка шайбы 0 1500 м	Резец отогнутый Т = 45°, Т5КЮ
5ТХ032168 сталь 40	Токарный 1Д63А	Обтачивание корпуса генера- тора 0 200 мм; работа на удары	Резец проходной
5ТХ032111 сталь 40	Токарный 163	Растачивание 0 165 мм	Резец упорно-рас- точный Т5КЮ
8ТХ317156 сталь 20	Токарный 1К62	Подрезка торца крышки	Резец подрезной Т5КЮ
Продолжение табл. 4
Режим резания			Характеристика круга	I Повышение стойкости, число раз
скорость, мм{мин	подача, мм/об	глубина, мм		
117	0,5 мм/об	8	АЧК 125x20x3 СА8Б1	1,8
20	0,3 мм/об	6	АЧК 125x20x3 А8Б1	1.5
130	0,3 мм/об	3	АЧК 125x20x3 А8Б1	1.8
240	0,43 мм/об	3	АЧК 125x20x3 А8Б1	2
Таблица 5
Результаты сравнительных стойкостных испытаний твердосплавного инструмента, заточенного кругом КЗ
и алмазным кругом, на заводе имени Малышева
Обрабатываемый материал	Оборудование			Режим резания			Характеристика круга	Увеличе- ние стой- кости ин- струмента после ал- мазной за- точки, чис- ло раз
				скорость, м1мин	подача, лси/об	глубина, мм		
Сталь 38ХС	Токарно-вин- торезный	Подрезка тор- ца, чистовая расточка от- верстий	Резец проходной 20х ЗОх 150 Т15К6 Резец расточный 30x30x150 Т5К10	100 100	0,2 0,2	2,0 2,0	АЧК125Х 10x3x32 АСБ1—50—29,0	2,0 2,0
Сталь 38ХС	То же	Обточка по верху	Резец проходной 16X25X150 Т15К6	115	0,22	2,0	АСБ1—50—29,0	2,0
Сталь 25Л1 ’	Горизонталь- но-расточный	Расточка от- верстий	Резец расточный 16x16x80 Т15К6	130	0,4	0,7	АСБ1—50—29,0	1,5
Чугун СЧ18-36	Горизонталь- но-расточный	То же	Резец расточный 16x16x60 ВК8	76	0,2	3,0	АЧК125Х 10x3x32 А6Б1—50—29,0	1,5
Чугун СЧ 15-32	Токарный IK62		Резец расточный 16x25x150 ВК8	160	0,12	2,0	АЧК125Х 10x3x32 А6Б1—50—29,0	1,5
Чугун высоко- прочный	Токарно-ре- вольверный IK37		Резец расточный 20 x 20 x 70 ВК8	60	0,2	0,6	АЧК125Х 10x3x32 А6Б1—50—29,0	2,0
Сталь 37ХС	Токарный IK62	Обточка по верху, подрез- ка торца	Резец проходной 20x30x150	138	0,2	1,5	АЧК125Х 10x3x32 А6Б1—50—29,0	2,0
фрезерование плоскостей
□ с доводкой алмазным
кругом
[77] без доводки алмазным
XZA кругом
Сталь 35
счг<-оо
6К8
Рис. I. Диаграммы повышения стойкости инструмента,
и доведенного алмазными кругами.
Алмазное шлифование
Эффективной областью применения синтетических ал-
мазов является шлифование, которое следует широко ис-
пользовать для обработки твердых и хрупких материалов —
твердых сплавов, керамики, стекла и т. п.
Проведенные НИИАлмазом [6] исследования подтвер-
ждают также возможность использования алмазного шли-
фования для штамповых и быстрорежущих сталей с повы-
15
шенным содержанием ванадия и сталей, легированных
вольфрамом.
Особое значение приобретает алмазное шлифование
в связи с расширением сферы применения процессов холод-
ной штамповки и точного штампования поковок, в которых
должны в значительной степени использоваться твердо-
сплавные штампы. В общем количестве изготовляемых
штампов для холодной штамповки в 1966—1970 гг. около
20% будут составлять твердосплавные штампы.
Алмазное шлифование открывает также широкие воз-
можности для использования твердосплавных и минерало-
керамических деталей в конструкциях машин и приборов.
Алмазное шлифование может быть выполнено на обыч-
ных шлифовальных станках моделей ЗБ71М; 3225; ЗА227
и др. Для шлифования твердосплавных деталей можно
применять алмазные круги как на металлической, так и на
органической связках различных характеристик.
Для предварительного шлифования следует использо-
вать алмазные круги на металлической связке зернисто-
стью АСЮ и выше 100% концентрации, а для чистового
шлифования — алмазные круги на бакелитовой связке
зернистостью АС6 50% концентрации.
Алмазное шлифование твердосплавных деталей рекомен-
дуется производить с охлаждением на режимах резания,
приведенных в табл. 6 [6].
Таблица 6
Рекомендуемые режимы алмазного шлифования
Параметры резания	Внутреннее шлифование	Круглое шлифование	Плоское шлифование
Окружная скорость круга,			
м/сек	10-15	25—35	25-35
Продольная подача, м/мин	0,5-2	0,5—1,5	3,0—9,0
Поперечная подача, мм/дв. ход Скорость вращения изделия,	—	—	0,5—1.0
м/мин.	20-25	15—30	—
Глубина резания, мм	0,005—0,015	0,005—0,02	0,01—0,03
Применение алмазного шлифования твердосплавных де-
талей обеспечивает высокую производительность. Так, на-
пример, при чистовом плоском шлифовании деталей штам-
пов алмазными кругами производительность составляет 40—
50 мм3/мин твердого сплава, а при шлифовании фасонных
отверстий в матрицах — 30 мм3/мин. При этом чистота
16
обработанной поверхности получается в пределах V Ю—
V 11 классов, а точность обработки — по 1 классу.
Благодаря алмазному шлифованию повышается также
и стойкость штампов. Твердосплавные штампы и высадоч-
ные матрицы, обработанные алмазными кругами, имеют
стойкость в 1,5—2 раза выше стойкости штампов, обрабо-
танных абразивными инструментами.
В настоящее время на ряде заводов Харькова — ХЭМЗ,
8-й ГПЗ и др.— успешно применяется наружное, внутрен-
нее и плоское шлифование кругами из синтетических алма-
зов. Это позволило широко внедрить в производство твер-
досплавный штамповый и штампово-высадочный инструмент.
Так, например, на 8-м ГПЗ инструментальный цех выпус-
кает до 1000 единиц твердосплавного штампового инстру-
мента в квартал, в том числе: для холодной высадки
заклепок и шаров, матрицы штампов для калибрования
закрепительных втулок подшипников, для пробивки отвер-
стий под заклепки в сепараторах подшипников и др. На
этом заводе благодаря алмазному шлифованию трудоем-
кость изготовления твердосплавных деталей штампов зна-
чительно уменьшилась, а стойкость по сравнению с ранее
изготовлявшимися штампами из сталей ШХ15 и Х12Ф по-
высилась в 15—60 раз.
Исследования проведенные НИИАлмазом [6] по алмаз-
ному шлифованию сталей показали, что при соответствую-
щем выборе алмазных кругов и подготовке оборудования
могут быть достигнуты положительные результаты. Так,
шлифование сталей ХВ2, Х12Ф1 и Р18, осуществленное
в лабораторных условиях, позволило установить, что сталь
марки ХВ2 лучше шлифуется кругами на металлической
связке. Для шлифования стали Х12Ф1 следует применять
круги на органической связке.
При выборе зернистости круга нужно учитывать вид
шлифования. Плоское шлифование лучше производить кру-
гами зернистостью А10, круглое — кругами А6 [6].
Исследования также показали, что при алмазном шли-
фовании сталей следует применять обильное охлаждение.
Из применявшихся охлаждающих жидкостей лучшие ре-
зультаты показал 3% содовый раствор.
Во время производственных испытаний, проведенных
НИИАлмазом на обработке деталей топливной аппаратуры
(сталь 18ХНВА, RC56—60; сталь ХВ2, RC60—65) и дета-
лей швейных машин (сталь А12 RC60—62), было установ-
2 4-599
17
лено, что алмазное шлифование более производительно,
чем обработка абразивными кругами. При этом режимы
обработки были следующие: скорость резания для плоского
и круглого шлифования 25 м/сек, для внутреннего шлифо-
вания 10—15 м/сек; глубина шлифования 0,01—0,02 мм;
поперечная подача 0,1—0,2 мм/дв. ход и продольная по-
дача — до 6 м/мин. Обработка кругами зернистостью А10
и А6 обеспечила чистоту поверхности в пределах V 8—
А 10 класса.
Приведенные примеры показывают, что при правильном
выборе режимов обработки, зернистости, концентрации и
связки кругов применение алмазного шлифования дает
высокую эффективность обработки.
Правка шлифовальных кругов
В связи со значительным увеличением выпуска шлифо-
вальных и заточных станков и все более широким приме-
нением абразивной обработки алмазная правка шлифоваль-
ных кругов в настоящее время является одной из важнейших
областей использования алмазов.
Стойкость круга, его абразивная способность, качество
шлифуемой поверхности и точность обработки в значитель-
ной степени зависят от способа правки и вида правящего
инструмента. Алмазная правка шлифовальных кругов по
сравнению с правкой абразивными дисками, стальными
звездочками и дисками из твердых сплавов имеет сущест-
венные преимущества.
При алмазной правке усилия значительно меньше бла-
годаря малой поверхности контакта алмаза со шлифоваль-
ным кругом; алмазный правящий инструмент имеет значи-
тельно более высокую стойкость по сравнению с другими
видами правящего инструмента. Все это создает условия,
обеспечивающие высокую точность геометрической формы
круга и восстановление его режущей способности.
Для правки шлифовальных кругов применяются ал-
мазные инструменты в виде алмазно-металлических каран-
дашей, природных алмазов, закрепленных в специальные
оправки, алмазных игл, фасонных алмазных кругов и ал-
мазных роликов.
Алмазы в оправках следует применять в основном для
правки шлифовальных кругов фасонного профиля, а также
прямолинейного профиля (в тех случаях, когда правка
18
алмазными карандашами не обеспечивает во время шлифо
вания требуемой точности и чистоты обработанной поверх-
ности).
Для правки резьбошлифовальных кругов нужно исполь-
зовать алмазные иглы, представляющие собой металлический
стержень с закрепленным на конце алмазом, имеющим
острую вершину.
р	5	6
Рис. 2. Типы алмазно-металлических карандашей:
а — С — алмазные зерна расположены слоями; б — Н —
алмазные зерна расположены неориентированно; в — Ц —
алмазные зерна расположены цепочкой вдоль оси
карандаша.
Для оснащения алмазов в оправе и игл используются
природные алмазы весом от 0,25 до 2 карат. Более эконо-
мично применение алмазно-металлических карандашей, ко-
торые изготовляются из мелких или дефектных алмазов
весом 0,02—0,3 карата, в виде алмазно-металлических
вставок, запрессованных в стальные оправы. Алмазно-
металлические вставки представляют собой изделия цилин-
дрической формы, в которых в определенном порядке
размещены кристаллы алмазов, прочно сцементированные
металлической связкой. В соответствии с ГОСТом 607—36 в
зависимости от расположения алмазов во вставке ал-
мазно-металлические карандаши выпускаются трех типов
(рис. 2): С — с алмазами, расположенными слоями; Н—с
алмазами без точного их расположения; Ц — с алмазами,
расположенными цепочкой вдоль оси карандаша.
2*	19
Указанные типы карандашей разделяются на следующие
марки в зависимости от веса отдельных кристаллов: К —
крупные; С — средние; М — мелкие; НМ — наиболее мел-
кие; НМУ — наиболее мелкие, удлиненной формы; ВМ —
весьма мелкие.
Выбор типа и марки алмазно-металлического карандаша
производится в зависимости от вида шлифования и харак-
теристики круга (табл. 7).
Таблица 7
Выбор марки алмазно-металлического карандаша в зависимости
от вида шлифования и характеристики круга
Вид шлифования		Диаметр шлифовального круга, мм	Марка алмазно-метал- лического карандаша
Круглое наружное		900—1100 600—750 300—500 до 250	ЦК, цс цс, сс сс, см, цс ним, цм
Плоское		300—500 до 250	цс, сс ним, цм
Бесцентровое: рабочие круги		300 при Н = 100 мм 400—600 при Н < 200 мм 600 при Я >400 мм (составные круги)	см цс, сс ЦК
ведущие круги (на вулканитовой связке)		До 300 при Н < 200 мм 300—350 при Н 275 мм	цм цс
Внутреннее		12—60 70—175 200 и более	ЦВМ цнм см, цм
Шлицешлифование боковых сторон цев	шли-	До 200	ним
внутреннего диаметра		До 200	цнм
Зубошлифование		250—300	ннм, цм
Резьбошлифование шаге резьбы, мм 0,.5—0,8 0,8—1,25 1,25-2,0 . 2,0—3,0 3,0 и более	при	До 500	НВМ-100 НВМ-80 НВМ-60 НВМ-46 НВМ-36
20
Большое влияние на стойкость и срок службы алмазных
кругов, а также на точность формы рабочей поверхности
шлифовальных кругов оказывают режимы их правки. По-
вышенные режимы правки могут вызвать разрушение алма-
зов, снижают удельную производительность и срок службы
алмазных инструментов. При выборе режима правки шли-
фовальных кругов, в зависимости от вида шлифования,
можно пользоваться рекомендациями, которые приводятся
в табл. 8.
Таблица 8
Режимы правки шлифовальных кругов
Вид шлифования	Продольная подача, MjMUH	Поперечная подача, мм	Число проходов	
			рабочих	холостых
Круглое, наружное, плоское .	0,2-0,4	0,03—0,04	2—4	1—2
Внутреннее	Не более 2,5	0,02—0,03	2—3	1—2
Зубошлифование, шли- цешлифование, резьбошлнфование	0,05—0,08	0,02—0,04	2—4	2—4
Весьма эффективен метод правки шлифовальных кругов
при помощи фасонных алмазных кругов. При этом способе
на шлифовальном станке устанавливается специальное при-
способление для правки. На шпинделе приспособления,
получающем вращение от индивидуального электромотора,
закреплен фасонный алмазный круг, при помощи которого
периодически производится правка шлифовального круга.
Перспективным методом правки абразивных кругов,
позволяющим использовать порошки из синтетических ал-
мазов, является применение алмазных роликов, представ-
ляющих собой точно изготовленные образцы шлифуемых
деталей и имеющих форму тел вращения (рис. 3). На по-
верхности ролика гальваническим методом нанесен тонкий
слой алмазного порошка на связке из хрома или никеля.
Ввиду высокой стойкости алмазоносного слоя к истиранию,
его толщину можно считать практически постоянной. Ши-
рина правящего ролика принимается равной толщине (высо-
те) круга. Правка шлифовальных кругов производится
врезанием. К преимуществам этого способа относятся
равномерность правки поверхности шлифовального круга;
равномерный износ правящего ролика, устраняющий иска-
21
Рис. 3. Алмазный ролик
шлифовальный круг:
/ — шлифовальный круг; 2 —
правящий ролик.
жения профиля круга и шлифуемых деталей; высокая про-
изводительность правки.
Такой метод правки получил широкое применение за
рубежом, особенно при производстве подшипников качения.
Комплект инструментов для этой цели состоит из алмазных
роликов различной формы. Так, например, для правки
круга на операции шлифования беговой дорожки внутрен-
него кольца алмазный ролик
имеет аналогичную форму. На
наружную поверхность этого
кольца, имеющую фасонный
профиль, нанесен алмазоносный
слой. Для правки абразивных
кругов малого диаметра приме-
няется ролик, представляющий
собой наружное кольцо шари-
коподшипника. Рабочей частью
этого инструмента является
внутренняя поверхность кольца.
Поданным фирмы «Ford» [7],
применение алмазных роликов
для правки абразивных кругов
на бесцентровом шлифовальном
станке на операции одновремен-
ного шлифования двух кольце-
вых канавок и фаски на стержне
выхлопного клапана позволило
сократить время на правку в 24
раза: вместо одной минуты (при
правке однолезвийным алмаз-
ным инструментом) — 2,5 сек
(при переходе на правку алмазными роликами).
Наряду с сокращением времени на правку следует отме-
тить высокую размерную стойкость алмазных роликов,
превышающую в 20—100 раз износостойкость обычных
алмазных инструментов. Применение этого способа правки
создает исключительно благоприятные условия для авто-
матизации процессов шлифования.
Алмазное хонингование
Применение хонинговальных головок, оснащенных ал-,
мазными брусками, значительно расширяет технологические
возможности процесса хонингования.
22
Хонингование абразивными брусками в основном при-
меняется как отделочная операция с целью повышения
чистоты обрабатываемой поверхности.
При хонинговании абразивными брусками режущая
поверхность инструмента непрерывно самозатачивается гре-
бешками обрабатываемой поверхности. С уменьшением
высоты микронеровностей происходит затупление абразив-
ных зерен и вместо резания происходит выхаживание,
улучшающее чистоту обработанной поверхности. При этом
абразивными брусками снимаются припуски до 0,01—
0,05 мм на диаметр.
Благодаря более высокой твердости, износостойкости
и остроте алмазных зерен при хонинговании алмазными
брусками стали и чугуна можно снимать большие при-
пуски — до 0,2 ч- 0,3 мм на диаметр и тем самым эффек-
тивно исправлять погрешности геометрической формы от-
верстия, обеспечивая высокую точность его размера.
По сравнению с хонингованием абразивными брусками
алмазное хонингование следует вести на более высоких
скоростях резания (табл. 9), что позволяет повысить про-
изводительность и улучшить чистоту обрабатываемой по-
верхности. Остальные параметры резания находятся при-
мерно в тех же пределах, что и для хонингования абразив-
ными брусками, и приводятся в табл. 9 [9].
Из приведенной таблицы видно, что при съеме металла
0,08—0,12 мм алмазным хонингованием достигается значи-
тельное улучшение чистоты обработанной поверхности и
повышение точности геометрической формы отверстия.
По данным фирмы «Volkswagen» [8], широко исполь-
зующей алмазное хонингование, при обработке твердых
материалов — стали и чугуна — следует применять алмаз-
ные хоны на керамической и бакелитовой связках, а при
обработке мягких материалов, в частности блоков цилин-
дров, более экономично применение алмазных хон на метал-
лической связке. Стойкость алмазных хон по сравнению
с абразивными значительно выше. На автомобильном за-
воде фирмы «Volkswagen» при правильных условиях эксплу-
атации и применении охлаждения одним комплектом ал-
мазных хон обрабатывается до 40 000—60 000 цилиндров,
а при обработке более мягких цилиндров холодильников
стойкость комплекта алмазных хон составляет 427 000 ци-
линдров.
23
Режимы хонингования алмазными брусками отверстий
Размеры обра-
батываемого
отверстия
Характеристика
обрабатываемой
поверхности
Снимаемый
припуск
на диа-
метр, мм
Гладкое отверстие
корпуса компрессо-
ра (сталь марки С4)
Гладкое отверстие
корпуса компрессо-
ра (сталь марки С4)
27
9.5
42 0,04—0,05 предваритель-
ная
12 0,04—0,05 однократная
CD
8S
X <-»
X *
11
15—20
8—12

32,9
0,08—0,12 пРеДваРитель' 20—60
61 +
0,018
0,02—0,03 окончательная 30
Гладкое отверстие в
шестерне (закален-
ной HRC 60—65
из стали марки
25ХГМ)
52+
0,018
29,9
0,08
0,12
0,02
0,03
предваритель-
ная
20—60
окончательная
55+
0,018
26,9
0,08
0,12
предваритель-
ная
20—60
0,02
0,03
окончательная
30
На Харьковском заводе «Серп и молот» алмазное хонин-
гование успешно применяется для обработки большой го-
ловки шатуна и коренных подшипников блока под вкла-
дыши. Хонингование этих деталей производится алмазными
брусками на металлической связке Ml зернистостью АС6-4-
ч- АС8. Только в первом квартале 1964 г. на заводе алмаз-
ным хонингованием было обработано десятки тысяч
шатунов и блоков. При этом точность обработки и чистота
обработанной поверхности повысились на 1—2 класса,
а стойкость алмазных хонинговальных брусков по сравнению
24
Таблица 9
стальных закаленных и чугунных деталей [9]
	Режимы обработки			Характеристика брусков	Шероховатость поверхности, мк		Точность геометрической формы отверстий, мм	
	VBp- mJmuh	Snp, MlMUH	2 оГ’		h X X О га Ч о	X X ° « ч я	6 i о к К X 81	X X о К к и 5 S
	23,7	7,5	11-=—14	А5	3,5-=-4,5	0,6—0,8	0,01	0,001—0,0025
	8.35	2,2	—	А5	3.5—5.0	1.0	0,01	0,001—0,0025
	60	7,2	11 — 14	А25	3.5—5,0	1,2—1,5	ДО 0,1	0,01—0,015
	60	8,0	9	А8	1,2—1,5	0,5—0,7	0,01—0,015	0,006—0,008
	51,6	7,2	11 — 14	А25	3,5—5,0	1,2—1,5	до 0,1	0,01—0,015
	51,6	6,0	9	А8	1,2—1,5	0,5—0,7	0,01—0,015	0,006—0,008
	60,5	7,5	11 — 14	А25	3,5—5,0	1,2—1,5	до 0,1	0,01—0,015
	60,5	6,5	9	А8	1,2—1,б|	0,5—0,7	0,01—0,015	0,006—0,008
с абразивными увеличилась в 40 раз. По предварительным
подсчетам, внедрение алмазного хонингования только при
обработке этих двух деталей принесет заводу 56 600 рублей
годовой экономии. Широкое применение получило алмаз-
ное хонингование при обработке гильз.
Как показали исследования, проведенные НИИТракто-
росельхозмашем ПО] на Новороссийском заводе «Красный
двигатель» по выбору технологических параметров алмазное
хонингование легированных чугунных гильз двигателя
Д54 целесообразно выполнять в три операции:
25
первая — брусками из природных алмазов зернистостью
А25 50% концентрации на связке Ml;
вторая — брусками из синтетических алмазов зернис-
тостью САЮ 50% концентрации на связке Ml;
третья — брусками САМ40 100% концентрации
связке Ml.
Алмазное хонингование, как уже отмечалось выше, поз-
воляет не только улучшить чистоту обрабатываемой поверх-
ности, но и эффективно исправлять погрешности геометри-
ческой формы, повышая при этом производительность
обработки.
В результате внедрения алмазного хонингования вместо
шлифования при обработке коробки передач ЗИЛ-130 была
получена следующая эффективность [10]:
шероховатость отверстия
после шлифования — 6—7 кл.
» хонингования —8—9 кл.
точность геометрической формы отверстия
после шлифования до 0,024 мм
» хонингования до 0,008 мм
биение начальной окружности зубчатого венца
после шлифования —до 0,12 мм
» хонингования —до 0,08 мм
рассеивание размера отверстия
при шлифовании —до 0,027 мм
» хонинговании —до 0,012 мм.
Производительность обработки увеличилась в два раза.
В заключение следует отметить, что указанные преиму-
щества позволяют сравнительно легко и полностью автома-
тизировать процесс хонингования.
Доводка и полирование
алмазными пастами
Применение алмазных паст для отделочных операций —
доводки и полирования — позволяет значительно повысить
производительность обработки, уменьшить трудоемкость,
улучшить чистоту обрабатываемой поверхности и исполь-
зовать более износостойкие материалы для изготовления
деталей.
Алмазные пасты состоят из алмазного порошка и высо-
комолекулярных поверхностно-активных веществ, хорошо
смачивающих зерна алмаза. В зависимости от зернистости
алмаза, в состав паст в качестве связующего входят синте-
26
тические жирные кислоты, вазелиновое или касторовое
масло, а в некоторых случаях—олеиновая кислота.
Связанность алмазных частиц в пасте обеспечивает мини-
мальные потери алмазного порошка при обработке, а также
правильное положение зерен на обрабатываемой поверх-
ности .
Полирующая способность пасты зависит от зернистости
алмазного порошка и формы зерен. Величина зернистости
алмазного порошка в пастах и его концентрация выбира-
ются в зависимости от физико-механических свойств обра-
батываемого материала и требуемой чистоты обработки.
Правильный выбор размера абразивных зерен в пасте дает
возможность получить гладко отполированную поверх-
ность V 11—V 13 класса чистоты.
При выборе зернистости и концентрации алмаза в па-
стах можно пользоваться рекомендациями, приведенными
в табл. 10 [111.
Таблица 10
Рекомендации по выбору зернистости и кон-
центрации алмаза в пастах в зависимости
от вида обрабатываемого материала
Зернистость пасты	Твердые спла- вы BK6M; BK20	Сталь• ШХ15	Сталь ЭИ-347
	концентрация алмаза в %		
АМ40	40	20	40—20
АМ28	20	10	20
АМ14	20	10	10—20
АМ5	8	6	—
АМЗ	6	4	—
АМ1	6	4	—
Особенно важным является правильное дозирование
и равномерное распределение пасты на обрабатываемой по-
верхности при доводке и полировании. В связи с этим реко-
мендуется наносить пасту на поверхность деталей специаль-
ным дозатором с микрометрическим винтом.
Доводку обрабатываемых поверхностей можно произво-
дить вручную или механически, с помощью мягких притиров
или щеток из войлока, нейлона и т. д. или при помощи
доводников из самшита, липы или фторопласта.
Весьма эффективно использование в пастах порошков
из синтетических алмазов, которые по сравнению с порош-
27
ками из природных алмазов позволяют увеличить произво-
дительность по съему металла примерно на 20%.
Применение алмазных паст вместо абразивных на ряде
заводов («Калибр», Подольский механический, 1-й Москов-
ский часовой, Ленинградский карбюраторный и др.) позво-
лило значительно уменьшить трудоемкость на операциях
доводки и повысить чистоту обрабатываемой поверхности
на 1—2 класса.
На Харьковском заводе «Гидропривод» благодаря при-
менению доводочных алмазных порошков АСМЗ и АСМ7
на операциях доводки отверстий корпусных деталей из
чугуна СЧ21-40 и стали 20 X и 40Х производительность
обработки повысилась на 15%.
Использование алмазных паст позволяет применять
более износостойкие материалы при изготовлении деталей
машин.
Так, например, на Подольском механическом заводе
доводка алмазными пастами дала возможность заменить
редуцирные плашки из стали твердосплавными, что дало
27 000 руб. экономии.
Эффективным является также использование алмазных
паст при обработке поверхностей пресс-форм, штампов,
деталей точных инструментов, приборов и насосов, турбин,
жироскопов, а также при доводке деталей из титана, тан-
тала, циркония и других редких металлов.
Применение алмазного инструмента
для обработки
неметаллических материалов
В настоящее время в различных областях промышлен-
ности наряду с пластическими массами широкое применение
находят и другие неметаллические материалы — минера-
локерамика, полупроводники, пьезокерамика, магнито-
стрикционные ферриты, кварцевое стекло и др.
Эти материалы обладают весьма высокой твердостью,
износостойкостью и хрупкостью, в связи с чем их механи-
ческая обработка представляет значительные трудности.
Наиболее трудоемкими операциями при механической
обработке неметаллических материалов является их раз-
резка на отдельные заготовки и шлифование. Эти опера-
ции до последнего времени выполнялись при помощи абра-
зивного инструмента; следует отметить, что режимы реза-
28
ния при разрезке и шлифовании и производительность
обработки абразивным инструментом крайне низкие. Абра-
зивные круги при обработке этих материалов быстро заса-
ливаются, и на поверхностях изделий появляются дефекты
в виде сколов и трещин.
Использование алмазного инструмента для механиче-
ской обработки неметаллических материалов позволяет не
только значительно повысить качество и производительность
механической обработки, но и значительно расширить их
применение.
Рис. 4. Алмазные отрезные круги:
а — со сплошным режущим слоем; б — сегментным.
Разрезка металлических материалов производится спе-
циальными алмазными отрезными кругами или ленточными
пилами с алмазным покрытием. Алмазный круг состоит из
тонкого стального диска и алмазоносного режущего слоя.
По конструкции различают круги, со сплошным режущим
слоем (рис. 4, а) и прерывистым (сегментным) слоем
(рис. 4, б).
Для изготовления отрезных кругов применяются алмаз-
ные порошки зернистостью от А80 до АМ20; 25, 50 и 100%
концентрации.
Стойкость таких кругов при разрезке неметаллических
материалов выше стойкости кругов из карбида кремния
более чем в 100 раз.
29
Весьма эффективным методом последующей обработки
заготовок из труднообрабатываемых неметаллических ма-
териалов является алмазное шлифование.
На ряде заводов Ленинградского экономического района
благодаря применению алмазных кругов значительно повы-
шена производительность обработки ферритов. На режиме
резания: скорость 27—35 м/сек,', глубина резания до
0,7 мм\ продольная подача 8 мм/мин', поперечная пода-
ча 0,6 мм/ход стола, удельная производительность ал-
мазных кругов увеличилась в 75—80 раз по сравнению
с удельной производительностью абразивных кругов (12).
Значительная экономическая эффективность благодаря
высокой стойкости инструмента достигнута также при ал-
мазной обработке деталей из пьезокерамики и силицирован-
ного графита на ряде заводов Белорусского и Ленинград-
ского экономических районов. При этом повышено качество
обрабатываемых поверхностей изделий неполностью исклю-
чено появление брака — сколов и трещин — при обработке.
Алмазное точение
Алмазное точение является одним из прогрессивных
методов обработки металлов резанием, обеспечивающим
получение точности до 1 класса и чистоты поверхности —
до V 8—V 9 класса при работе на проход и до 12—13
класса — врезанием. Применение алмазного точения дает
возможность упростить технологию, сократить число опе-
раций и значительно повысить производительность об-
работки.
По сравнению с тонким шлифованием, развертыванием
и суперфинишем алмазное точение имеет ряд преимуществ:
вследствие небольшого усилия и высокой скорости резания
при снятии тонких стружек и отсутствия значительного
нагревания поверхности сохраняется первоначальная
структура поверхностного слоя; абразивная пыль и другие
посторонние вещества не проникают в поры поверхности
детали; процесс резания производится на высоких скорос-
тях и малых подачах, исключающих наростообразование
и обеспечивающих получение высокой чистоты обработан-
ной поверхности, что позволяет использовать этот вид об-
работки как окончательный.
Применяемые для алмазного точения резцы в зависи-
мости от метода крепления алмаза в державке делятся на
зо
Рис. 5. Резец с н
два вида: с напайным алмазом (рис. 5) и с механическим
креплением (рис. 6).
Для резцов используются кристаллы природных алмазов
весом от 0,2 до 0,75 карата.
В зависимости от формы
заточки алмазные резцы мо-
гут быть с одним прямоли-
нейным режущим лезвием
(рис. 7, а) (применяются глав-
ным образом для расточ-
ных работ); с круглой фор-
мой режущего лезвия (рис.
7, б) — для обработки изде-
лий из резины, пластмасс
и цветных металлов; с не-
сколькими режущими лезви-
ями (рис. 7, в); специальной
формы — для обработки про-
фильных поверхностей (рис.
7, г) и с длинным режущим
лезвием — для работы вреза-
нием (рис. 7, б). Для наруж-
ного точения применяются
резцы с формами заточки
режущего лезвия, представ-
ленного на рис. 7, а; б; в.
Большое значение для ра-
боты алмазных резцов имеет
правильный выбор геометри-
ческих. параметров. Учитывая повышенную хрупкость
алмаза, с целью упрочнения режущих кромок следует
Рис. 6. Резец с механическим
креплением алмаза.
31
применять отрицательный передний и небольшой задний
углы. Выбор величины этих углов следует производить
с учетом физико-механических свойств обрабатываемого
материала.
Рис. 7. Различные формы заточки режущей части резцов.
Рекомендуемые значения переднего и заднего углов,
а также радиуса закругления приводятся в табл. 11.
Таблица 11
Геометрические параметры алмазных резцов
	Геометрические параметры		
	передний угол, град	задний угол, град	радиус округ- ления при вершине, мм
Латунь, медь, алюминий, антифрикционные сплавы, пластмассы Бронза, твердые алюминие- вые сплавы, титан, спе- циальные пластмассы	0--1-3) (—3)-е-(—5)	8^-12 6ч-8	0,2 ~ 1,5
При выборе углов в плане с целью упрочнения вершины
резца угол при вершине резца следует назначать возможно
большим — не менее 90°. Главный угол в плане для повы-
шения жесткости системы «СПИД» выбирают равным
45—60°, а вспомогательный — от 2 до 15°.
32
Наиболее эффективно применение алмазных резцов при
обтачивании и растачивании изделий из цветных металлов
и сплавов и неметаллических материалов. Применение ал-
мазных резцов для обработки стальных и чугунных дета-
лей изучено еще мало и подлежит всестороннему иссле-
дованию.
При использовании алмазных резцов и назначении ре-
жимов резания следует учитывать физико-механические
свойства обрабатываемого материала и состояние обору-
дования.
В станках, на которых производится алмазное точение,
нужно полностью устранить вибрации во время работы
резца. Механизм подачи станка должен обеспечивать плав-
ную рабочую подачу.
Из отечественного оборудования для алмазного точения
могут быть использованы станки 1В616; 1Е61МТ; 1Э610;
2А710; 2706 или другие модели станков после соответствую-
щей модернизации.
При выборе скорости резания, как показала практика
алмазного точения, верхний предел скорости ограничи-
вается жесткостью системы «СПИД». Причиной преждевре-
менного выхода алмазного резца из строя может быть
только выкрашивание вершины или режущих кромок
вследствие вибрации. Скорости резания алмазными резцами
обычно находятся в пределах 100—600 мм/мин.
Учитывая требования высокой точности и чистоты обра-
ботанной поверхности, следует ограничить величину подачи
от 0,01 до 0,05 мм.
Вместе с тем, повышенная хрупкость алмаза вызывает
необходимость устанавливать глубину резания при алмаз-
ной обработке в пределах 0,5 мм и не больше.
Рекомендуемые значения скорости подачи и глубины
резания при точении различных материалов алмазными
резцами приводятся в табл. 12.
При правильном выборе геометрии алмазного резца,
режима резания и оборудования обеспечивается высокая
эффективность обработки. Так, например, на заводе англий-
ской фирмы «Specialloid» [13] для окончательной обработки
поршней применяется алмазное обтачивание и растачива-
ние. Этому виду обработки подвергаются около миллиона
поршней в год. Несмотря на очень плохую обрабатывае-
мость поршней — их отливают из сплава, содержащего
11—12% кремния — алмазные инструменты на этом заводе
з
33
Таблица 12
Рекомендуемые режимы резания при алмазном точении
Обрабатываемый материал	Режимы резания		
	скорость резания, м[мин	подача, мм1о6	глубина реза- ния, мм
Алюминий	400—500	0,01—0,05	0,01—0,15
Сплавы алюминия	600	0,01—0,05	0,05—0,10
Латунь	400—500	0,02—0,07	0,03—0,06
Баббит	400—500	0,02—0,05	0,05—0,15
Бронза оловянистая	300—400	0,0а-0,05	0,05—0,25
Бронза свинцовистая	800	0,02—0,04	0,025—0,05
'Медь	350—500	0,01—0,04	0,01—0,3
Титан	100—300	0,02—0,05	0,03—0,05
Пластмассы	500—700	0,03—0,06	0,05—0,3
Специальные пластмассы (типа К211-3)	100—150	0,02—0,03	0,05-0,15
не требуют никакого специального ухода, за исключением
периодической переогранки.
На 1-м Московском часовом заводе им. Кирова алмазное
точение широко применяется для обработки деталей из
нейзильбера. На этом предприятии стойкость алмазных
резцов при работе со скоростью резания V = 200 м/мин
и подачей S = 0,03 мм!об составляет 15 смен. За это время
обрабатывается 16 000 деталей. При этом обеспечивается
получение обработанной поверхности деталей по 12 классу
чистоты.
Высокую стойкость показывают также алмазные резцы
при точении пластических масс. Если стойкость резцов,
оснащенных твердым сплавом ВКЗМ, при обработке пласт-
массы марки К211-3 составляет 10—12 деталей и обеспечи-
вается получение чистоты обработанной поверхности в пре-
делах V 5—V 6 класса чистоты, то стойкость алмазных
резцов, работающих с режимом резания V = 100 м/мин,
S = 0,027 мм/об, t = 0,15 мм равна 1800—2000 деталей,
а чистота обработанной поверхности V 7 класса [14).
Приведенные примеры показывают, какой большой
технико-экономический эффект может дать алмазное то-
чение.
Глава II
АЛМАЗНЫЕ КРУГИ И ИХ ВЫБОР
Эффективность алмазной заточки инструмента зависит
от многих факторов и, в первую очередь, от правильного
выбора алмазного круга; он должен отвечать физико-механи-
ческим свойствам обрабатываемого материала, конструкции
и геометрическим параметрам режущей части инструмента,
припуску на заточку, требуемой чистоте поверхностей
и режущих кромок, виду обработки и типу станка.
В отличие от абразивных кругов при выборе алмазного
круга следует учитывать не только форму, размер, зернис-
тость и связку, но и концентрацию алмазного порошка,
определяющую производительность и качество заточки.
Рассмотрим основные вопросы, связанные с выбором
алмазных кругов для заточки и доводки инструментов.
Конструкции, форма и размеры
Алмазные шлифовальные круги по форме и размерам
аналогичны обычным абразивным из электрокорунда и
карбида кремния, но по конструкции принципиально
отлйчаются от них. Алмазные круги изготавливаются не
цельными, а состоят из корпуса 1 и скрепленного с ним
алмазоносного кольца 2 (рис. 8).
Формы корпуса круга и способы крепления алмазонос-
ного кольца выполняются с учетом технологичности их
изготовления и максимального использования алмазонос-
ного слоя.
Корпус алмазного круга изготавливается точением из
стали или дюралюминия, или прессованием из алюмобаке-
литового пресс-порошка, состоящего из 90% алюминиевого
порошка и 10% пульвербакелита. Корпус круга может
быть изготовлен также из пластмассы — термореактивного
пресс-материала АГ-4С. В корпусе имеются базовые отвер-
3*
35
стия, диаметр которых соответствует диаметру посадочных
шеек шпинделей заточных станков.
У круга на органической связке крепление алмазонос-
ного слоя к корпусу может быть осуществлено одновремен-
ным прессованием, или приклеиванием, или напрессовкой.
У круга на металлической связке между корпусом и ал-
мазоносным слоем имеется промежуточный слой из мате-
риала связки, обеспечивающий надежное крепление кольца
к корпусу.
/ — корпус, 2 — алмазоносное кольцо.
Алмазные круги характеризуются определенной толщи-
ной и шириной рабочего алмазоносного кольца. Толщина
S (высота) алмазоносного кольца для большинства типов
кругов равна 1,5—3 мм. Некоторые формы алмазных кру-
гов больших диаметров имеют толщину кольца равную 5 мм.
Круги изготавливаются с шириной алмазоносного кольца в,
равной 2; 3; 5; 10 и 20 мм.
В 1961 году на шлифовальные алмазные круги введен
ГОСТ 9770-61. Дополнительно к нему Украинским научно-
исследовательским институтом сверхтвердых материалов
и инструментов разработаны нормали на круги из синтети-
ческих алмазов. В этих нормалях предусмотрены специаль-
ные формы кругов для заточки стружколомающих кана-
вок, а также отрезные круги, не вошедшие в ГОСТ.
Предусмотренные ГОСТом и нормалями типоразмеры
алмазных кругов обеспечивают заточку и доводку всей
номенклатуры режущих инструментов.
Выбор форм и размеров алмазных кругов для заточки
и доводки зависит от вида инструмента и характера выпол-
няемой технологической операции и может быть произведен
по табл. 13.
36
Круг ПЛОСКИЙ прямого профиля	I Типы Кругов
Таблица 13
Круги шлифовальные алмазные и их применение
Форма сечения			Обозначение	Назначение алмазных кругов	Основные раз- меры, мм				Вес алмазов в каратах при концент- рации, %	
					| наружный диаметр |	алмазо- носный слой		1 диаметр посадочного 1 | отверстия	1		
						63 X X X а	63 X 3 § н		S	8
					12	6	2	4	0,8	1,6
					16	8		5	2,2	4,4
					~20			6	3,5	7,0
					25				4,5	9,0
					30	10		10	5,5	11,0
					40				7,5	15,0
					~50			16	9,5	19,0
				Шлифова- ние чашеч- ных резцов, зенкеров,	75	5	3	20	7,5	15,0
						~3			6,0	12,0
			 0 —-	S			100	Т			10,0	20,0
		_L	АПП	разверток, сверл, про- тяжек, фрез, фрезерных		То			20,0	40,0
						~т		32	7,5	15,0
		*		головок по наружному диаметру	125	~5			12,5	25,0
						То			25,0	50,0
					150	5			15,0	30,0
						То			30,0	60,0
					200	"Т		32	20,0	40,0
						тт		75	40,0	80,0
						10			51,0	102,0
					250	ТТ	5	75	127,0	254,0
					300	ТТ			153,0	306,0
					350	15,	5	127	178,0	356,0
37
Продолж. табл. 13
Форма сечения
Обозначение	Назначение алмазных кругов		1 наружный размер 1	§	овиые р: меры, мм алмазо- носный слой		диаметр посадочного » 1 отверстия	I	1	Вес алмаз в карата при конце) рации	
				1 ширина |	ГС X X 3 ч о и		S	о
АПВ	Заточка и доводка пе- редней и задней гра- ней резцов		100 125 150 200	3	3	32	6,0	12J
				~5			10,0	20
				~3 5			7,5	15
							12,5	25
				ТсГ			24,0	48
							15.0	30
				То			29,0.	58
				ТсГ			40,0	80
				20			75,0	150
			250	То		75	50,0	10С
				20			95,0	19(
АПВД	Заточка	100 125	Н	3		32	12,0	24
			20	5			20,0	40
			20	3			15,0	30
				5			25,0	50
				10 5 10			48,0	96
	и довод- ка перед- ней и зад- ней гра- ней рез- цов	150	13				30,0 58,0	60 116
			20	5 10			30,0	60
							58,0	116
		200	20	10 20			80,0	160
							150,0	300
		250	25	10		75	100,0	200
				20			190.0	38с1
Предо лж. табл. 13
Типы кругов	'	Форма сечения		Обозначение	Назначение алмазных кругов	Основные раз- меры, JMJM				Вес алмазов в каратах при концент- рации, %	
					| наружный диаметр	алмазо- носный слой		I диаметр посадочного отверстия			
						П5 X X X 3	я Е S 3 ч о <-		S	g
I	Круг чашечный конический	1			АЧК	Заточка и доводка пе- редней и задней гра- ней резцов, фрез, фрезер- ных и рас- точных го- ловок, зен- керов, раз- верток	50 75	3	3	16	2,9	5,8
						3		20	4,4	8,8 12,0 20,0
					100 125	3 5		32	6.0 10.0	
	h	 D 	* L,	Л				10 3			19,0 7,5	38,0 15,0
						5 10			12,5 24,0	25,0 48,0
	и. !				150	3			9,0	18,0
	—к—					5 10			15,0 29,0	30,0 58,0
						20			54,0	108,0
					200	10			40,0	80,0
						20			75,0	150,0
					250	10		75	50,0	100,0
						20			95,0	190,0
Круги тарельчатые	Г л X~L_		АТ	Заточка и доводка пе- редней грани многолезвий- ного инстру- мента с пря- мым зубом и малой ши- риной ка- навки	75	2	1.5	20	1.5	3,0
						"Т			2,2	4,4
						~5			3,6	7,2
					100	2		32	2,0	4,0
						~3			3,0	6,0
						~5			5,0	10,0
					125				3,8	7,5
						5			6,2	12,5
39
Продолж. табл. 13
Форма сечения
4) X X 2 СО X о <о О	Назначение алмазных кругов	Основные раз- меры, мм				Вес алмаЛ в караГам при КОНЦ®, рации,ft!	
		| наружный диаметр |	алмазо- носный слой		X S 3 о |к я 41 х £ ч о		
			| ширина	СТЗ X X g		°	8
А1Т	Заточка и доводка пе- редней гра- ни много- лезвийного инструмента с прямым зубом и средней ши- риной ка- навки	75 100	2	3	20	4,0	8,(
					32	5.5	11,(
		125				6.8	13,5
А2Т	Заточка и доводка пе- редней гра- ни много- лезвийного инструмента с прямым зубом и большой ши- риной ка- навки	75	3 5	1.5	20	2.2	4.4
						3,6	7,2
		100	Т		32	3,0	6,0
			V			5,0	ю.о'
		125	3			3,8	7.5
			V			6.2	12.5
АЗТ	Заточка и доводка пе- редней грани многолез- вийного ин- струмента со спиральным зубом	75	3 5	1.5	20	2,2 3.6	4.4 7.2
		100 125	3		32	3,0	6.0
			5			5,0	10,0
						6,2	12.5
40
Продолж. табл. 13
Типы кругов	Форма сечения		Обозначение	Назначение алмазных кругов		Основные раз- меры, мм				Вес алмазов в каратах прн концент- рации, %	
						наружный диаметр 1	алмазо- носный слой		диаметр посадочного 1 отверстия			
							ширина |	из X X S		3	о
1	Круг профильный	1			 н _ S		А2П	Заточка й довод- ка фасон- ного ре- жущего инстру- мента	7	50	3	3	16	2,7	5,4
					45° 30° 35° 40° 45°	125			32	7,5	15,0
											
											
					60° 90° 120°						
	и										
					55° 60°	350	6	4	203	56,0	112,0
г фасонный	.	.	а		АФК	Заточка стружко- ломаю- щих ка- навок	R 3	100	5	3	32	9,5	19,0
	। Г"7?	_1			5 7		8			16,0	32,0
										16,0	32,0
											
					2	125	4			9,0	18,0
	L— л —-	т			4		5			12,5	25,0
					6		8 ’			19,0	38,0
					8					20,0	40,0
						50	0,15	2,5	12	0,10	0,20
						|75|	0.25			0,28	0,56
								5“		0,55	1,10
						80	0,15	2,5		0,17	0,34
								5		0,33	0,66
							0,30	2,5		0.35	0,70
								5		0,65	1,30
						90		2,5		0,38	0,76
								5		0.75	1,50
							0,45	2.5		0,60	1,20
								5		1,15	2,30
Продолж. табл. 13
		>орма сечения	Обозначение	Назначение алмазных k кругов	Основные раз- меры. мм				Вес алмы1 в карат» при к он Лк рации, 	 1	
					1 наружный диаметр 1	алмазо- носный слой		I диаметр посадочного 1 отверстия	1		
						| ширина |	СЧ X X 3 Ч е		8	
			АОК	Прорезка пазов, отрез- ные работы	100	0,30	2,5	20	0,43		 Q5
							5		0.85	1
						0.45	2,5		0,65	1
							5		1,25	_2
						0.60	2,5		0,95	1
							5		1,80	3
					125	0,30	2,5		0,55	J
							5_		1,05	J
						0.45	2,5 5 2,5 5_ 2,5 5		0,80	
									1,60	
									1,35	
	I	d р-				0,70			2,70	
		W///A J				0,30			0,70	
	Г]	1 1							1,35	
		г	D	-J			160 200	0,45	2,5 5 2,5 5_		1,05	
									2,00	
						070			1,80	
						1,20			3,40 6,00	J 1
						070			4,40	
						1,20 2,00			7,50 12,0	1! 2 1
					250 320	1,20			9,50	
						2,00 1,20			15,0 12,0	3 2
						2,00			20,0	
42
Например, круги плоские прямого профиля (АПП)
следует применять для шлифования по наружному диаметру
чашечных резцов, зенкеров, разверток, протяжек и дру-
гого многолезвийного инструмента на круглошлифоваль-
ных станках; круги чашечные конические (АЧК) — для
заточки и доводки по передней и задней граням резцов,
фрез, фрезерных головок и другого инструмента; круги
тарельчатые — для заточки и доводки передних поверхнос-
тей различных многолезвийных инструментов.
Связка
Алмазные шлифовальные круги выпускаются на орга-
нической (бакелитовой), металлической, керамической и
специальных связках. Наибольшее распространение в на-
стоящее время получили круги из синтетических алмазов
на органической и металлической связках.
Алмазоносный слой круга на органической связке
состоит из алмазного порошка, связки и наполнителя.
Алмазные порошки применяются по ГОСТ 9206—59, пре-
дусматривающему определенный зерновой и гранулометри-
ческий состав.
Роль связывающего вещества у кругов на органической
связке выполняет пульвербакелит, представляющий собой
смесь новолачной смолы с уротропином. Кроме алмазного
порошка и связки, в состав алмазного кольца входит напол-
нитель, который вводится ввиду небольшого содержания
алмазного порошка в слое и способствует получению алма-
зоносного слоя инструмента с необходимыми свойствами.
В качестве наполнителя наиболее часто используются
карбид бора, карбид кремния зеленый, электрокорунд бе-
лый, металлические порошки, карбиды тугоплавких метал-
лов. От вида наполнителя, например, зависит удельный
расход алмазов, механическая прочность алмазного кольца.
Так, алмазные круги с наполнителем из металлического
порошка имеют почти в 3 раза меньший удельный расход
алмазов, чем круги с наполнителем из карбида бора [15].
Это объясняется тем, что порошок металлического на-
полнителя, деформируясь, создает большой поверхностный
контакт с алмазным зерном и способствует лучшему удер-
жанию алмазов с связке.
В зависимости от материала наполнителя алмазные
круги на органической (бакелитовой) связке обозначаются
следующим образом: Б1 — наполнитель карбид бора, Б2 —
43
железный порошок, БЗ — электрокорунд белый, Б4 — кар-
бид кремния зеленый.
В настоящее время применяются различные виды метал-
лических связок — медно-оловянная, железо-никелевая,
вольфраме-кобальтовая. Наиболее широко используется
медно-оловянная (бронзовая) связка Ml, состоящая из 80%
меди и 20% олова.
При выборе алмазных кругов для заточки и доводки
инструментов следует помнить, что круги на органической
связке обладают более высокими режущими свойствами,
обусловленными способностью к самозатачиванию, но имеют
повышенный удельный расход алмазов по сравнению с
кругами на металлической связке.
Повышенный удельный расход алмазов в кругах на
органической связке объясняется тем, что алмазные зерна,
не достигнув допустимой степени притупления, преждевре-
менно выпадают из связки. Металлическая же связка проч-
нее удерживает алмазные зерна и допускает заточку ин-
струментов с большими поперечными подачами.
Стойкость кругов на металлической связке в 8—10 раз
выше, чем на органической. Опыт применения алмазной
заточки и доводки на Горьковском автомобильном заводе
показал, что при доводке стойкость алмазных кругов на
бакелитовой связке составляет 10 000 резцов, а на металли-
ческой — 100 000 резцов.
На заводах «Электротяжмаш» имени В. И. Ленина,
имени Малышева, ХТЗ имени Орджоникидзе, турбинном
имени Кирова и других заточка инструментов производится
в основном кругами на органической связке. Это объяс-
няется тем, что алмазные круги на металлической связке
выпускаются в недостаточном количестве.
Необходимо шире применять круги на металлической
связке. Это повысит производительность заточки. Но сле-
дует обратить серьезное внимание на правильное примене-
ние алмазных кругов на металлической и органической связ-
ках. Рекомендуется выполнять черновую заточку кругами
на металлической, а чистовую заточку и доводку — на орга-
нической связке.
Концентрация
Алмазные круги характеризуются концентрацией, опре-
деляемой содержанием алмазного порошка в алмазоносном
слое. Эти круги изготавливаются 25; 50; 100 и 150% кон-
44
центрации. В кругах 100% концентрации содержится
0,878 мг алмаза в 1 мм3 слоя, или 4,39 карата в 1 см3.
В кругах 100% концентрации объем, занимаемый ал-
мазным порошком, составляет 25% алмазоносного кольца.
При 50% концентрации весовое содержание алмазов в еди-
нице объема и объем алмазного порошка в кольце умень-
шается вдвое и составляет соответственно 0,439 мг в 1 мм3
и 12,5% объема.
В зависимости от концентрации изменяется объемное
содержание наполнителя и связки в алмазоносном слое
(табл. 14).
Таблица 14
Объемное содержание алмазов, наполнителя
и связки в алмазоносном слое, %
Концентрация алмазного круга	Компоненты алмазоносного слоя		
	алмазный порошок	наполнитель	
25	6,25	43,75	50
50	12,5	37,5	50
100	25	25	50
150	37,5	12,5	50
Вес алмазов в круге зависит от объема алмазоносного
кольца и концентрации и может быть определен по формуле
л=^, -К V карат,
где А — вес алмазов, каратов;
К — концентрация алмазного круга, %;
V — объем алмазоносного кольца, мм3.
Выбор концентрации следует производить примени-
тельно к конкретным операциям с учетом удельного
расхода алмазов.
Круги 150 и 100% концентрации следует применять при
небольших контактах затачиваемого инструмента с алма-
зоносным слоем, так как это способствует меньшему расходу
алмазов. При выборе кругов 150% концентрации необхо-
димо отдать предпочтение металлической связке, которая
лучше удерживает алмазные зерна и обеспечивает большую
степень их использования.
Круги 50% концентрации на металлической и органи-
ческой связках с успехом можно применять при чистовой
45
заточке инструмента; круги 25% концентрации на органи-
ческой связке эффективно используются лишь на доводоч-
ных операциях (зернистость АСМ14 АСМ28).
Режущая способность алмазных кругов с увеличением
концентрации повышается. Это объясняется тем, что при
повышении концентрации на единицу поверхности алма-
зоносного слоя приходится большее количество алмазных
зерен и такие круги в меньшей степени засаливаются.
Порядковые номера пластинок
Рис. 9. Изменение режущей способности
алмазных кругов различной концентрации:
/ — 25%; 2 — 50%; 3— 100%. Услевия заточки:
скорость резания V = 28 м]сек, удельное дав-
ление р = 7,3 кг!см*.
Во Всесоюзном на-
учно - исследователь-
ском инструменталь-
ном институте были
проведены исследова-
ния по определению
влияния концентра-
ции на процесс за-
саливания алмазных
кругов на металли-
ческой связке [16].
Опыты осуществля-
лись по схеме упру-
гой заточки, то есть
при постоянном уде-
льном давлении за-
тачиваемого изделия
на алмазный круг.
За критерий режущей
способности прини-
малось изменение ко-
личества двойных хо-
дов стола для получения заданной ширины фаски (2,2 мм)
при обработке определенного количества твердосплавных
пластинок.
Из приведенных на рис. 9 графиков следует, что засали-
вание круга 25% концентрации растет чрезвычайно быстро.
Если для получения заданной фаски на первой пластинке
требуется пять двойных ходов, то для получения такой же
фаски на пятой пластинке — уже 29 двойных ходов, то есть
режущая способность круга в несколько раз снижается по
сравнению с первоначальной. Результаты исследований
показывают также, что круги 50% концентрации засали-
ваются незначительно, а 100% концентрации практически
не засаливаются, то есть их режущая способность не изме-
46
няется. Так, например, из графика (кривая 3) видно, что
заточка фаски на 1 и 9 пластинках производится на два
двойных хода стола.
Как показали исследования [17], наибольшая степень
возрастания режущей способности наблюдается при увели-
чении концентрации с 25% до 100%. Повышение концен-
трации от 100 до 150% в несколько меньшей степени отра-
жается на увеличении режущей способности. И, наконец,
Рис. 10. Зависимость режущей способности алмазных кругов от кон-
центрации (тип круга АЧК 150 X 10 X 3 АС6 Б1).
незначительное возрастание режущей способности алмаз-
ных кругов происходит при изменении концентрации от
150 до 200% (рис. 10).
Таким образом, наибольшей режущей способностью
обладают алмазные круги 100 и 150% концентрации.
Заточка и доводка инструментов на заводах осуществ-
ляется кругами из синтетических алмазов 50 и 100% кон-
центрации. С целью повышения производительности, для
предварительной заточки инструментов следует применять
круги повышенной концентрации. На ряде заводов —
«Электротяжмаш» имени В. И. Ленина, ХТЗ имени Орджо-
никидзе, турбинном имени Кирова и других — с успехом
применяются круги 100% концентрации не только для
заточки вновь изготавливаемых, но также и для переточки
инструментов.
47
Зернистост ь
Алмазные порошки в зависимости от крупности зерен
разделяются на три группы: шлифзерно — А50 -ь А16,
шлифпорошки — А12 -н А4 и микропорошки — АМ40 -ь
АМ1.
Размеры зерен и обозначения номеров зернистостей
абразивных материалов приведены в табл. 15.
Таблица 15
Обозначение номеров зернистости абразивных материалов
в метрической и дюймовой системах
Наимено- вание группы	Обозначение номера зернистости			Основная фракция	
	по ГОСТ 3647—59 (в 0.01 мм)	в дюймо- вой си- стеме (в метах)	алмазный по- рошок по ГОСТ 9206-59	проходящая через сито с номинальным размером сто- роны ячейки в свету, мк	остающаяся на сите с но- минальным размером сто- роны ячейки в свету, мк
	200	10			2500	2000
	160	12	—	2000	1600
	125	16	—	1600	1250
о	100	20	—	1250	1000
X CU	80	24	—	1000	800
О) & S	63	30	—	800	630
	50	36	А50	630	500
g	40	46	А40	500	400
	32	54	А32	400	315
	25	60	А25	315	250
	20	70	А20	250	200
	16	80	А16	•	200	160
X	12	100	А12	160	125
ж а	10	120	А10	125	100
о	8	150	А 8	100	80
о	6	180	А 6	80	63
•е-	5	230	А 5	63	50
X р;	4	280	А 4	50	40
□	3	320	—	40	—
	М40	М40	АМ40	40	28
X	М28	М28	АМ28	28	20
а	М20	М20	АМ20	20	14
о Q.	М14	М14	АМ14	14	10
О С	М10	М10	АМ10	10	7
о	М 7	М 7	AM 7	7	5
X	М 5	М 5	AM 5	5	3
S	—	—	AM 3	3	1
	—	—	AM 1	1	мельче 1
48
Шлифзерно и шлифпорошки из синтетических алмазов
обозначаются буквами АС, микропорошки — буквами
АСМ, после которых цифрой указывается зернистость.
Выбор зернистости алмазных кругов при заточке и до-
водке металлорежущих инструментов определяется видом
обработки (предварительная либо чистовая заточка, до-
водка), требуемой чистотой поверхности и производитель-
ностью.
Круги зернистостью АС25 н- АС16 рекомендуется при-
менять для предварительной заточки и для переточек ин-
струмента при съеме припуска порядка 0,5 мм. Для чисто-
вой заточки инструмента с чистотой граней V 8—V 9 сле-
дует применять круги зернистостью АС12ч-АС8. Круги
зернистостью АС6, АС4, АСМ40 и меньше применяются на
доводочных операциях.
Рекомендации по выбору зернистости в зависимости от
требуемой чистоты поверхностей инструмента приведены
в табл. 16.
Таблица 16
Выбор зернистости круга в зависимости от чистоты
обрабатываемой поверхности
Чистота поверхности по ГОСТ 2789—59	Зернистость	Связка
до V7 V84-V9 до V 8 V8-T- V9 V 9 -и 57 10 VI04-V11 V н Н-V 12 V 12 ч- V 13	АС20 и крупнее АСЮ, ACI2, АСЮ, АС8 АС20 и крупнее АСЮ, АСЮ, АСЮ, АС8 АС8. АС6. АС5, АС4. АСМ40 АСМ40, АСМ28, АСМ20, АСМ14 АСМ14, АСМ 10 АСМ 10, АСМ7	металлическая органическая » »
При выборе кругов следует помнить, что заточка зерном
более крупного размера увеличивает производительность
и уменьшает удельный расход алмазов.
Кафедрой резания металлов и металлорежущих ин-
струментов Харьковского политехнического института им.
В. И. Ленина были проведены исследования по определению
удельного расхода алмазов и режущей способности алмаз-
ных кругов в зависимости от зернистости при заточке и до-
водке твердосплавного и быстрорежущего инструмента.
Результаты этих исследований следующие.
4
49
Заточка твердосплавного инстру-
мента. Твердосплавные пластинки сечением 18 X 6 за-
тачивались алмазными кругами АЧК на органической
связке Б1, 50% концентрации зернистостью от АС6 до
АС25.
Режим резания: V = 33 м/сек\ 5ПОп = 0,01 мм/дв. ход',
Зпрод = 1 м/мин. Удельный расход определялся весом ал-
мазов в миллиграммах, необходимым для съема 1 г зата-
чиваемого материала, по формуле
__ДР а мг алмаза
— N г материала ’
о_мг алмаза
где q — удельный расход алмазов, - ма-териала ;
ДР — разность в весе алмазного круга до и после
опыта, мг\
N — вес твердого сплава в граммах, снятый с плас-
стинки за время опыта;
а — коэффициент, характеризующей содержание ал-
мазов в алмазоносном слое.
Рис. 11. Зависимость удельного расхода алмазов от зернистости кругов:
/ - Т15К6. 2 — T5KI0.
Значение коэффициента а для различных связок приве-
дено в табл. 17.
Взвешивание твердосплавной пластинки и алмазного
круга осуществлялось на аналитических весах с точностью
до 1 мг.
50
Таблица 17
Значение коэффициента для различных связок
Концентрация алмазного круга, %	Связка			
	органическая			металлическая
	наполнители			бронзовая Ml
	карбид бора Б1	железный по- рошок Б2	электрокорунд белый БЗ	
25	0,114	0,052	0,085		
50	0,22	0,11	0,17	0,056
100	0,414	0,254	0,35	0,12
Результаты опытов представлены на рис. 11.
Из приведенных графиков следует, что удельный расход
алмазов с увеличением зернистости уменьшается. Если при
обработке сплава Т15К6 кругом зернистостью АС6 этот
расход был равен q = 2,4 мг/г, то при обработке кругом
зернистостью АС25 он составлял лишь q = 0,3 м,г!г.
При обработке сплава Т5К10 алмазным кругом зернис-
тостью АС6 удельный расход составляет q = 1,92 мг/г,
а для круга АС25— q = 0,7 м,г!г.
Опытами установлено, что при обработке сплава Т15К6
кругами зернистостью от АС6 до АС 12 удельный расход
алмазов больше, чем при обработке сплава Т5К10. Это
объясняется тем, что в сплаве Т15К6 содержится больше
карбидов титана, оказывающих значительное абразивное
воздействие на алмазоносный слой мелкозернистых кругов,
что приводит к преждевременному выпадению алмазных
зерен из связки.
Удельный расход алмазов при обработке твердого сплава
вольфрамо-кобальтовой группы ВК6 даже при повышенной
поперечной подаче Snon = 0,02 мм/дв. ход примерно соот-
ветствует расходу алмазов при обработке сплавов Т15К6
и Т5КЮ с поперечной подачей <$поп = 0,01 мм/дв. ход
(рис. 12).
Дело в том, что входящие в состав сплава группы ВК
карбиды вольфрама имеют меньшую твердость, чем карбиды
титана (микротвердость карбида вольфрама — 1200 кг/мм2,
а микротвердость карбида титана — 2900 кг/мм2). Это поз-
воляет сделать важный практический вывод при заточке
инструментов, оснащенных твердым сплавом группы ВК,
4*
51
Рис. 12. Влияние зернистости круга на удельный расход алмазов при
обработке сплава В Кб с поперечной подачей Snon = 0,02 мм/дв. ход.
Рис. 13. Удельный расход алмазов в зависимости от зернистости при
обработке быстрорежущей стали Р18:
1 — 5П0П = 0,01 MMjde. ход, 2 — Snon = 0,005 мм{дв. ход.
52
можно применять повышенные подачи и тем самым дости-
гать более производительной обработки.
Алмазная обработка быстрорежу-
щего инструмента. Пластинки марки Р18 обра-
батывались кругами АЧК на органической связке, 50% кон-
центрации со скоростью резания V = 15 м/сек, продольной
подаче £Прод = 1 м/мин и поперечной подаче от Snon =
= 0,005 мм/дв. ход до Snon = 0,01 мм/дв. ход. Результаты
исследования приведены на рис. 13.
Рис. 14. Влияние зернистости алмазных кругов на режущую способность
и удельный расход алмазов:
1 — режущая способность. 2 — удельный расход.
Как видно из приведенных графиков, высокий удельный
расход алмазов имеет место при обработке быстрорежущей
стали с поперечной подачей 5ПОп = 0,01 мм/дв. ход, при-
чем большой расход алмазов в исследуемом диапазоне
зернистостей наблюдается при заточке кругами от АС6
до АС16 (кривая /). Следовательно, затачивать быстроре-
жущие инструменты кругами таких зернистостей не целе-
сообразно, так как это приводит к интенсивному износу
алмазного круга.
Доводку быстрорежущих инструментов алмазными кру-
гами можно осуществлять с успехом при поперечной подаче
5Поп=0»005мм/дв. ход и меньше— при этом удельный расход
алмазов, как показывает график (кривая 2), невысокий.
Результаты экспериментов по исследованию влияния
зернистости алмазного круга на его режущую способность
при заточке твердосплавного инструмента представлены
на рис. 14.
53
В настоящее время режущую способность шлифовальных
кругов принято выражать соотношением между объемом
материала, сошлифоваиного в единицу времени, и радиаль-
ной силой, прижимающей изделие к абразивному кругу [18]
_ Qm мма
Ру мин кг ’
где К — коэффициент режущей способности, мм3/мин. кг,
QM — интенсивность съема материала, мм3/мин,
Ру — нормальная сила давления, кг.
Опыты по определению режущей способности проводились
по схеме упругой заточки с постоянной нормальной силой
Р = 1 кг. При этом интенсивность съема материала Q
определялась по формуле
где W — вес сошлифованного за период испытания твердого
сплава, г,
/ — удельный вес испытуемой партии твердосплавной
пластинки определенной марки, г/см3,
т — время работы, мин.
Подставляя значение QM, получим выражение для коэф-
фициента режущей способности
„ N 1000
K~i т Ру
Заточке подвергались твердосплавные пластинки марки
Т15К6 с удельным весом j = 11,35 г/см3. Здесь же для
сопоставления приводится график удельного расхода ал-
мазов при обработке той же марки твердого сплава.
Из графиков следует, что режущая способность алмаз-
ных кругов с увеличением зернистости от АС6 до АС12
повышается; при увеличении зернистости от АС16 до АС25
наблюдается уменьшение режущей способности алмазных
кругов. Более высокая режущая способность кругов зер-
нистостью АСЮ, АСЮ по сравнению с кругами АС20 и АС25
объясняется большим числом рабочих активных зерен на
единицу поверхности и лучшей самозатачиваемостью.
Что же касается удельного расхода, то, как видно из
графика, он наименьший при максимальной зернистости
алмазного круга. Поэтому при выборе зернистости, обеспе-
чивающей требуемую чистоту поверхности инструмента,
следует учитывать как удельный расход алмазов, так и
режущую способность алмазных кругов.
54
Следовательно, оптимальной зернистостью круга при
заточке твердосплавных режущих инструментов является
АС12 -J- АС16. Такая зернистость обеспечивает высокую
режущую способность круга, низкий удельный расход алма-
зов, что позволяет производительно и эффективно обраба-
тывать инструменты.
Маркировка
На корпусе круга маркируются и располагаются в опре-
деленной последовательности форма, размер круга и алма-
зоносного кольца, внутренний диаметр круга, зернистость,
связка, концентрация и количество алмазов в нем, а также
завод-изготовитель и номер круга.
Например, в круге АЧК125Х 10x3x32 АС8Б1—50—24,0
№ 354 маркировка имеет следующие обозначения:
АЧК—алмазный круг чашечный, конический;
125—наружный диаметр круга, мм;
10— ширина алмазоносного кольца, мм;
3 — толщина алмазоносного кольца, мм;
32 — диаметр посадочного отверстия, мм;
С — синтетические алмазы;
А8— зернистость алмазного круга;
Б1 — связка органическая (бакелитовая) с наполнителем из кар-
бида бора,
50 — концентрация алмазов в алмазоносном слое, в процентах;
24—количество алмазного порошка, в каратах;
№ 354 — заводской номер круга.
Глава III
СТАНКИ ДЛЯ АЛМАЗНОЙ
ЗАТОЧКИ и доводки
Станки для алмазной обработки металлорежущих ин-
струментов должны обладать повышенной жесткостью,
виброустойчивостью и точностью вращения алмазного кру-
га. От этого в значительной степени зависит чистота обра-
ботанной поверхности, качество режущих кромок и точ-
ность обрабатываемого инструмента, а также стойкость
и режущая способность алмазных кругов.
Для нормальной эксплуатации алмазных кругов осевое
и радиальное биение шпинделя не должно превышать
0,003 ч- 0,008 мм\ при этом в станках, работающих торцом
круга, осевоебиение не должно превышать 0,003 ч- 0,005 мм,
а радиальное — 0,005 ч- 0,008 мм. В станках, работающих
периферией круга, осевое биение не должно превышать
0,005 ч- 0,008 мм, радиальное — 0,003 ч- 0,005 мм. Эти
допуски могут быть расширены до полутора раз для стан-
ков, на которых обработка илструмента осуществляется
вручную. Биение рабочей поверхности алмазного круга
можно значительно снизить за счет исключения съема круга
с оправки с последующей установкой ее на шпиндель станка
в одно и то же положение, а также путем применения спе-
циальных шайб, позволяющих производить установку
круга по торцу с минимальным биением.
Уменьшение вибраций станка достигается тщательной
балансировкой быстровращающихся деталей и узлов, уста-
новкой электродвигателя на виброустойчивом фундаменте,
изолированном от станка, применением динамической балан-
сировки ротора. Для уменьшения вибрации следует при-
менять плоскоременную передачу от электромотора на
шпиндель станка. Виброустойчивость станка может быть
повышена также за счет применения более жестких приспо-
соблений и оснастки.
56
Универсальные
и специальные станки
Алмазная обработка режущих инструментов может вы-
полняться на станках серийного производства. Для этой
цели могут быть использованы станки, указанные в табл. 18.
Таблица 18
Типы станков	Модели станков
Круглошлифовальные	310П; 310; ЗВ10; 31 ЮМ; ЗА110; 312М; ЗА12; ЗВ12; ЗА130;3153У.
Плоскошлифовальные Внутришлифовальные Профилешлифовальные Универсально-заточные	ЗБ71М; ЗБ71МВ; ЗГ71; ЗБ722. 3225, 3225Б; ЗВ225; ЗА226; ЗА227, ЗА228. ЗП95; 395М. ЗА64М; 3640; ЗБ641; ЗВ641; ЗБ642. ЗВ642; 3B643; Ш227.
Для заточки протяжек » червячных фрез » сверл » торцовых фрез » резцов	360М. ЗА660; ЗА662; 3663; 3663П; 3664. 3650; 3651; 3653; ЗА667; взамен 3667М; 3669. 3624 (полуавтомат); ЗБ632В (для электроалмазной заточки).
Кроме моделей, указанных в табл. 18, для алмазной
заточки и доводки режущих инструментов могут быть ис-
пользованы станки конструкции некоторых передовых ма-
шиностроительных заводов страны и Харькова.
Круглошлифовальные, плоскошлифовальные, внутри-
шлифовальные станки перечисленных моделей имеются на
каждом машиностроительном предприятии. Также широко
используются на машиностроительных заводах универ-
сально-заточные станки, применяемые для обработки как
многолезвийного, так и однолезвийного инструмента.
Значительный интерес представляют модели гаммы
универсально-заточных станков, серийный выпуск которых
начинается в 1964—1965 гг.
Станки модели 3640 предназначены для заточки мелкого
инструмента на часовых и приборостроительных заводах.
Станки модели ЗВ642, выпускающиеся вместо модели
ЗА64М, более универсальны, имеют удобное управление,
улучшенную конструкцию шпиндельной группы, механиз-
мов подачи и перемещений, снабжены системой охлажде-
57
ния. Со станком может быть поставлено более 35 различных
приспособлений для заточки червячных фрез, фрезерных
головок, резцовых головок, сверл, метчиков, протяжек,
приспособления для наружного и внутреннего шлифования.
Станки модели ЗБ642, в отличие от станка модели ЗВ642,
имеют гидрофицированное продольное перемещение стола,
набор приспособлений, обеспечивающих автоматический
цикл работы при заточке червячных фрез, концевых фрез,
фрезерных головок, отрезных фрез и устройство для бес-
ступенчатого регулирования чисел оборотов шлифоваль-
ного шпинделя в пределах 1300 ч- 6500 об/мин.
Станки модели ЗВ641 и ЗБ641 аналогичны станкам мо-
делей ЗВ642; ЗБ642, но предназначаются для обработки
более мелкого инструмента.
Станок модели ЗБ643 гидрофицирован и предназначается
в основном для заводов тяжелого машиностроения.
Выпуск всей гаммы универсально-заточных станков
будет осваиваться Витебским заводом заточных станков.
Станки для заточки червячных фрез существующих
и вновь разработанных конструкций отвечают требованиям,
предъявляемым к станкам для алмазной обработки. Однако,
использование их пока еще ограничено из-за малого при-
менения твердосплавных червячных фрез.
В 1964 году начался выпуск гаммы станков для абразив-
ной и алмазной обработки сверл. Станок модели 3650 пред-
назначается для заточки сверл диаметром 0,1ч-2 мм,
модели 3651—для сверл диаметром 1,5 ч-4 мм, модели
3653 — для сверл диаметром 3*ч- 32 мм.
Станкостроительной промышленностью пока еще не
выпускаются специальные станки для алмазной заточки
твердосплавных фрезерных головок. В настоящее время
алмазная заточка фрезерных головок диаметром до 250 мм
выполняется на универсально-заточных станках.
Большие трудности испытывают заводы при переводе на
алмазную заточку фрезерных головок диаметром свыше
400 ч- 500 мм. Существующие на заводах полуавтоматы
модели 3667 не могут быть использованы для этой цели.
Модернизация их весьма сложна и вряд ли может быть
оправдана в условиях неспециализированного производства.
В связи с этим определенный интерес представляет мо-
дернизация заточного станка типа «Ингерсолл» (рис. 15),
выполненная на Харьковском тракторном заводе им. Ор-
джоникидзе. Этот станок предназначен для алмазной за-
58
точки фрезерных головок диаметром свыше 300 ч- 350 мм.
При заточке фреза / устанавливается на горизонтальный
стол 2. Зубья фрезы затачиваются алмазным кругом 5 по
задним поверхностям. Поворот стола с фрезой на определен-
ный угол для заточки последующего зуба производится
вручную, после чего положение затачиваемой фрезы фик-
Рис. 15. Станок для заточки фрезерных
головок конструкции Харьковского трак-
торного завода им. С. Орджоникидзе.
сируется с помощью
упора. Стол имеет
вертикальное и гори-
зонтальное устано-
вочное перемещение,
которое осуществля-
ется маховиком 3; 4.
Продольная пода-
ча алмазного круга
осуществляется вруч-
ную через систему
рычагов 8 за счет
осевого возвратно-по-
ступательного пере-
мещения шпинделя в
направляющей втул-
ке 6. Шпиндель мо-
жет устанавливаться
в вертикальной плос-
кости под разными
углами с помощью
сектора 7, при этом
обеспечивается заточ-
ка фрезы по торцу,
переходной фаске и
наружному диаметру.
На тех заводах, где нет возможности производить алмаз-
ную заточку фрезерных головок в сборе, следует шире
применять конструкцию фрез с раздельной заточкой ножей
и последующей их установкой в корпус фрезы непосред-
ственно на станке.
При алмазной обработке металлорежущих инструмен-
тов на обычных серийных, универсальных и специальных
станках чаще всего применяются те же приспособления,
оснастка и устройства, что и при абразивной обработке.
Однако они должны быть более жесткими и точными, так
как это способствует правильной установке инструмента,
59
высоко качественному изготовлению его и высокой эффектив-
ности процесса алмазной обработки.
На большинстве машиностроительных предприятий
основной удельный вес применяемого твердосплавного ме-
таллорежущего инструмента приходится на долю резцов.
Заточка и доводка резцов, как правило, выполняется вруч-
ную на простых станках, весьма несложных в изготовлении
и эксплуатации. Ручная заточка не обеспечивает правильной
геометрии инструмента, достаточной остроты и прямоли-
нейности режущих
кромок.
Однако, несмотря
на недостатки ручной
заточки и доводки,
она широко распро-
странена на заводах.
Это объясняется от-
сутствием для этой
цели высокопроизво-
дительных станков.
Из серийных стан-
ков для ручной ал-
мазной обработки рез-
цов определенный ин-
терес представляет
модель ЗБ632В, изго-
Рис. 16. Станок для заточки резцов мо- товление которой на-
дели ЗБ632В.	• чалось в 1964 году
Тираспольским ма-
шиностроительным заводом. Общий вид станка показан
на рис. 16.
Станок предназначен для обработки резцов с высотой
державки до 50 мм. Два круга формы АПВ или АЧК уста-
навливаются на концах шпинделя, который является валом
встроенного электродвигателя типа АВ 32—4/2. Резец
кладется на осциллирующий стол и устанавливается на
заданный угол в плане с помощью транспортира, закреп-
ленного на столе.
Во время работы резец прижимается рукой к транспор-
тиру и подается на круг, а продольная подача осуществ-
ляется за счет покачивания столика. При заточке закреп-
ленного резца поперечная подача осуществляется переме-
щением каретки от ходового винта. Станок оснащен систе-
60
мой охлаждения и имеет комплект приспособлений, с помо-
щью которых выполняется заточка передней грани, шлифо-
вание стружколомательной канавки, закрепление резца
на столе, правка кругов. При работе всухую станок можно
подключить к общецеховой системе вентиляции или к инди-
видуальному пылеотсасывающему агрегату, который может
быть поставлен вместе со станком.
Рис. 17. Подручник для алмазной заточки и доводки резцов.
Весьма перспективными являются станки для электро-
литической алмазной обработки металлорежущих инстру-
ментов. К достоинствам этого метода относятся более высо-
кая производительность и значительно меньший удельный
износ алмазного круга, чем при обычной алмазной обра-
ботке, возможность работать при более высоких режимах
без опасности образования дефектных поверхностей.
61
С 1965 года должно быть организовано серийное произ-
водство станков модели 3623 для электролитической за-
точки резцов высотой до 50 мм.
Станки для ручной алмазной обработки резцов оснаща-
ются простейшими приспособлениями, устройствами и под-
ручниками, позволяющими более точно выдерживать гео-
метрические параметры режущей части инструмента и пря-
молинейность режущих кромок.

На рис. 17 показана конструкция подручника, повора-
чивающегося вокруг горизонтальной оси на необходимый
задний угол. Заданный главный угол в плане обеспечи-
вается правильной установкой кромки резца относительно
рабочей поверхности круга с помощью поворотного уголь-
ника (рис. 18), предварительно установленного на необхо-
димый угол в плане. Резец устанавливается на верхний
столик подручника, легко перемещающийся на подшипни-
ках качения, и прижимается рукой к угольнику при про-
дольном перемещении относительно вращающегося круга.
Существует целый ряд конструкций подручников, прин-
ципиально не отличающихся от приведенного на рис. 17,
Одни из них имеют плоский столик, поворачивающийся
62
только на заданный задний угол. Резец перемещается вруч-
ную по верхней плоскости столика без какого-либо направ-
ления. Другие имеют угольник для установки резца на
заданный угол в плане. При этом угольник с резцом пере-
мещается вручную по
В станке, спроекти-
рованном на Харь-
ковском станкострои-
тельном заводе, под-
ручник качается вок-
руг неподвижной оси
и резец перемещается
относительно рабочей
поверхности алмаз-
ного круга по дуге
большого радиуса.
Все эти разновид-
ности конструкций
подручников приме-
няются на пред-
приятиях Харьков-
ского экономического
района.
Однако, сущест-
венным недостатком
таких подручников
является трудоем-
кость настройки уста-
новочных углов пу-
тем пробных проме-
направляющему пазу подручника.
Рис. 19. Схема головки для беспересчетной
заточки резцов.
ров, что, естественно,
увеличивает вспомогательное время на заточку. Кроме
того, на этих подручниках нельзя производить заточку
и доводку крупногабаритных резцов.
Устранить отмеченные недостатки можно путем примене-
ния универсальных высокопроизводительных приспособле-
ний для заточки и доводки резцов различных типов и раз-
меров, позволяющих производить установку резцов на лю-
бой заданный угол по лимбам без пересчета углов; кроме
этого, можно применять приспособления с пневматическим
или электромагнитным креплением инструмента.
Представляет интерес и головка Б-16 конструкции
Харьковского авиационного института для беспересчетной
63
заточки резцов, принципиальная схема которой показана
на рис. 19.
Настройка головки для заточки всех поверхностей ре-
жущей части основных типов резцов производится по за-
данным углам с помощью лимбов /, 2, 3, 4. Головка Б-16
позволяет производить обработку фасок на передней грани
и стружколомающих
канавок.
При настройке ре-
зец поворачивается
вокруг осей OZ, ОУ,
ОХ. Конструктивно
головка выполняется
так, что оси поворота
имеют общую точку О,
в которую с помощью
шаблонов можно уста-
навливать вершину
резца. Это обеспечи-
вает неизменное по-
ложение вершины
резца относительно
рабочей поверхности
круга во время на-
стройки головки для
обработки различных
поверхностей. Таким
образом, исключается
необходимость уста-
новочных перемеще-
ний стола станка для
отвода или подвода
Рис. 20. Приспособление для заточки
радиуса при вершине резца.
резца к рабочей поверхности круга.
Приспособлениями подобного типа могут быть оснащены
любые станки для заточки резцов как в условиях единич-
ного, так и массового производства.
Для заточки радиуса сопряжения главной и вспомога-
тельной режущих кромок резца с высокой точностью можно
использовать приспособление конструкции Горьковского
автомобильного завода (рис. 20). Это приспособление позво-
ляет производить заточку радиуса при вершине резца на
универсально-заточном станке модели ЗА64М. В процессе
обработки вершина резца совершает перемещение по траек-
64
тории заданного радиуса относительно рабочей поверхности
круга.
Установка вершины резца в необходимое положение
и контроль точности размера радиуса сопряжения в про-
цессе заточки производится с помощью микроскопа, смон-
тированного на одном основании с приспособлением. При-
способление позволяет производить заточку радиусов со-
пряжения с точностью до 0,03 мм.
Станки, изготовленные
и модернизированные на заводах
Харьковского экономического района
Для алмазной заточки и доводки резцов на заводах
Харьковского экономического района широко применяются
станки собственного изготовления. Основные конструктив-
ные особенности этих станков заключаются в компановке
узлов, конструкциях станины, шлифовальной головки
и т. д.
Принципиальное же различие этих станков состоит
в конструкции шлифовальной головки.
Так, например, станок конструкции завода «Электро-
тяжмаш» им. В. И. Ленина (рис. 21) имеет оригинальную
шлифовальную головку и предназначен для ручной алмаз-
ной заточки и доводки резцов с наибольшей высотой дер-
жавки 40 мм. Заточка и доводка резцов производится тор-
цом круга диаметром 150 или 200 мм. Два круга крепятся
с помощью планшайб на двух концах шпинделя. Один круг
предназначен для заточки, а второй для доводки пластинки
резца. Система охлаждения капельная'. Шпиндель имеет
ступенчатое регулирование числа оборотов и получает
вращение от электродвигателя через плоскоременную пере-
дачу. Приемный шкив расположен в среднейчасти шпинделя.
Электродвигатель крепится на поворотной подмоторной
плите, находящейся в нижней части станка.
Шлифовальная головка крепится к толстой плите, уста-
новленной на четырех стойках трубчатой формы. Плита
изготавливается из текстолита и обеспечивает хорошее
гашение вибраций. Шпиндель шлифовальной головки вра-
щается на двух парах высокоточных радиальных подшип-
ников качения. Торцовое и радиальное биение посадочных
мест шпинделя соответствует техническим требованиям,
предъявляемым к станкам для алмазной обработки. С обоих
5 4-599
65
Рис. 21. Станок для ручной алмазной заточки и доводки резцов кон-
струкции завода «Электротяжмаш» им. В. И. Ленина
концов шпинделя на текстолитовой плите крепятся подруч-
ники, которые имеют плоские столики с горизонтальной
осью поворота. При настройке подручника для обработки
задних поверхностей резца столик поворачивается на опре-
деленный угол, отсчет которого производится по лимбу
с делениями в градусах. Затачиваемый резец устанавли-
вается на плоский столик и перемещается вручную вдоль
рабочей поверхности круга. Станки этого типа и аналогич-
ных конструкций изготовлены и работают на заводах «Элек-
тротяжмаш» им. В. И. Ленина, ХТЗ им. Орджоникидзе,
Кременчугском автомобильном и других.
На рис. 22 показан станок для ручной алмазной заточки
и доводки резцов, изготовленный на заводе имени Малы-
шева. Станина станка имеет коробчатую форму и изготав-
ливается в виде сварной конструкции или чугунной отливки.
Шлифовальная головка крепится к верхней плоскости
станины. Шпиндель шлифовальной головки вращается от
электродвигателя переменного тока мощностью 1 квт\
п = 2880 об1мин. Передача вращения осуществляется по-
средством плоского ремня. Необходимая окружная скорость
при изменении диаметра алмазного круга обеспечивается
сменными шкивами на валу электродвигателя.
66
На станке смонтирована установка для подачи смазы-
вающей жидкости в рабочую зону методом распыления.
Заточка и доводка резцов производится торцом алмазного
круга диаметром 125 -=- 150
плоский столик подруч-
ника, настроенный на не-
обходимый задний угол
резца. В процессе заточки
резец вручную перемеща-
ется вдоль рабочей по-
верхности алмазного кру-
га. В случае необходимо-
сти подручник такого типа
легко заменяется подруч-
ником со столиком, легко
перемещающимся на под-
шипниках качения; режу-
щая кромка резца устанав-
ливается параллельно ра-
бочей поверхности круга
с помощью поворотного
угольника, предваритель-
но настроенного на необ-
ходимый угол в плане. Ре-
зец прижимается к уголь-
нику рукой и перемеща-
ется относительно алмаз-
ного круга вручную вместе
со столиком. Для удоб-
ства заточки передней по-
верхности резца к крон-
штейну крепится специаль-
мм. Резец устанавливается на
Рис. 22. Станок для ручной алмаз-
ной заточки и доводки резцов кон-
струкции завода им. Малышева.
ная подставка, обеспечивающая базирование во время обра-
ботки передней поверхности.
Достоинством конструкции этого станка является то, что
в станке используется стандартный шлифовальный шпин-
дель (с наружным диаметром гильзы 80, 100 или 120 мм и
длиной 250-4-300 мм), выпускаемый заводом «Калибр». Ка-
чество этих шлифовальных шпинделей вполне удовлетворяет
требованиям правильной эксплуатации алмазных кругов.
На рис. 23 показана принципиальная схема станка,
у которого шлифовальный шпиндель завода «Калибр» при-
способлен для установки двух алмазных кругов. Один круг
5*
67
крепится на обычной планшайбе, а другой на специальной,
изготовленной за одно целое со шкивом. Станки подобных
конструкций изготовлены и работают на заводах им. Ма-
лышева, станкостроительном и других.
На рис. 24 показан станок конструкции института
ПТИМАШ. Это упрощенный вариант модели ЗБ632В, вы-
пускаемой Тираспольским машиностроительным заводом.
Рис. 24. Станок для ручной
алмазной заточки и доводки
резцбв конструкции института
ПТИМАШ.
На жесткой сварной или ли-
той станине 3 станка установ-
Рис. 23. Схема двухстороннего
станка для алмазной заточки и
доводки резцов со шлифовал ь-
ным шпинделем завода
«Калибр».
лена шлифовальная головка 1, представляющая собой
электродвигатель, у которого обычный вал ротора заменен
на специальный шпиндель, имеющий на обоих концах кони-
ческие посадочные места для крепления планшайбы с ал-
мазным кругом. Шпиндель вращается в двух парах ра-
диально-упорных подшипников высокой точности. Осевой
люфт шпинделя выбирается с помощью тарельчатых пру-
жин, установленных с предварительным натягом. На кон-
цах шпинделя установлены два алмазных круга 2 формы
АЧК диаметром 150 ч- 200 мм. Один круг предназначен для
заточки, а второй для доводки пластинки резца.
Шпиндель электродвигателя имеет две ступени оборотов,
переключение которых осуществляется посредством ру-
68
коятки 10. Пуск и остановка станка производится через
кнопочную станцию 9. Затачиваемый резец устанавливается
на столик подручника 4, который предварительно поворачи-
вается на необходимый задний угол, и это положение фик-
сируется с помощью рукоятки 5. В случае необходимости
Рис. 25. Станок для ручной алмазной заточки и
доводки резцов конструкции Харьковского турбо-
генераторного завода им. С. М. Кирова.
подручник может сниматься и на его место устанавливается
другое приспособление. Положение режущей кромки отно-
сительно рабочей поверхности круга в процессе заточки
определяется угольником, установленным на заданный
угол в плане. Угольник перемещается вручную вместе с рез-
цом по направляющему пазу. При заточке рабочая поверх-
69
ность круга смачивается подпружиненным войлочным там-
поном от масленок 6. Станки аналогичной конструкции ши-
роко применяются на многих заводах Харьковского эконо-
мического района. По решению Харьковского совнархоза
большая партия таких станков изготовлена в централизо-
ванном порядке.
На рис. 25 показан станок конструкции Харьковского
турбинного завода им. С. М. Кирова. На литой станине
устанавливается алмазная шлифовальная головка, серийно
выпускаемая Витебским заводом заточных станков. При-
вод шлифовальной головки осуществляется от электродви-
гателя, размещенного внутри станины. Вращение на шпин-
дель передается с помощью плоского ремня, что значительно
снижает вибрации в сравнении с клиновым ремнем. На
шпиндель головки устанавливается два алмазных круга
диаметром 150 ч- 200 мм. На одном круге выполняется
заточка, а на другом доводка пластинки резца. Как и в пре-
дыдущих конструкциях, резец устанавливается на столик
поворотного подручника.
Такое направление в оснащении производства станками
для алмазной заточки и доводки резцов принято на многих
предприятиях страны: киевском заводе «Большевик», Горь-
ковском автозаводе и др.
На заводах Харьковского экономического района про-
водится большая работа по модернизации действующего
заточного оборудования с целью использования его для
алмазной обработки металлорежущих инструментов.
Например, на Первом инструментальном заводе модер-
низированы универсально-заточные станки модели ЗА64М.
Это позволило автоматизировать продольную и поперечную
подачи стола.
На заводах «Серп и молот», «Электротяжмаш» име-
ни В. И. Ленина и других модернизированы доводочные
станки модели 3818, на которых производят алмазную
заточку и доводку резцов. На всех станках — собственного
изготовления и модернизированных — успешно выполняется
алмазная заточка и доводка твердосплавных резцов различ-
ных типов и размеров по задней и передней граням и по ра-
диусу при вершине резца. При наличии специальных при-
способлений на этих станках можно выполнять обработку
стружколомательных канавок. Такие станки достаточно
производительны.Сменная выработка заточника составляет
до 1000 резцов и более.
Глава IV
ИЗМЕНЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ
И ГЕОМЕТРИИ РЕЖУЩЕЙ ЧАСТИ
ИНСТРУМЕНТА
С появлением твердых сплавов в конструкцию и геомет-
рию режущей части инструмента были внесены изменения,
учитывающие их физико-механические свойства и особен-
ности заточки и доводки.
Угол заточки
стержня d+4
Угол заточки
пластинки
Угол вреза
пластинки
Рис. 26. Схема заточки и доводки твердосплавных резцов.
Угол
доводки d
Угол заточки
пластинкисС*2°
Угол заточки
стержня
Угол заточки
и доводки
Основным принципом, положенным в основу выбора
геометрии твердосплавного инструмента, был принят прин-
цип двойных углов по передней поверхности и тройных
углов по главной задней поверхности (рис. 26). Для этого
угол врезания твердосплавной пластинки применялся на
71
4—6° больше угла 7, а передний затачивался и доводился
на небольшом участке передней поверхности, ширина кото-
рого выбиралась в зависимости от физико-механических
свойств обрабатываемого материала и величины подачи.
Рекомендуемый задний угол затачивался и доводился на
узкой фаске шириною 1—2 мм от режущей кромки, осталь-
ная часть пластинки затачивалась под углом а +(2—3°)
и угол заточки державки принимался равным а +(5—6°).
В конструкциях резцов, фрез, разверток и других твердо-
сплавных инструментов предусматривалась возможность
абразивной обработки только пластин твердого сплава (не
затрагивая при этом стальной державки или корпуса ин-
струмента). При выполнении этих условий сокращается
время заточки и доводки инструмента, достигается значи-
тельная экономия твердых сплавов, шлифовальных кругов
и доводочных материалов.
В конструкцию инструмента, подлежащего алмазной
обработке, должны быть внесены изменения, позволяющие
надежно выполнять раздельную обработку твердосплавной
пластинки и стальной державки. Всесоюзный научно-иссле-
довательский инструментальный институт разработал проект
ГОСТа на геометрические параметры режущих частей
инструментов при заточке их алмазными кругами. Опре-
деленная работа по корректировке чертежей инструмента
в связи с их алмазной заточкой была проведена и на пере-
довых заводах Харькова.
На ХТЗ им. Орджоникидзе, «Электротяжмаше» име-
ни В. И. Ленина, ХЭМЗе, заводе «Серп и молот» и других
внедрение алмазной заточки и доводки сопровождалось
дальнейшим совершенствованием конструкции и геометрии
инструмента, что позволило значительно повысить стой-
кость его и уменьшить расход алмазных кругов.
Ниже излагаются основные изменения геометрических
параметров инструмента, в связи с заточкой и доводкой
их алмазными кругами.
Резцы
В конструкции и геометрии режущей части резцов не-
обходимо предусмотреть свободный доступ алмазного круга
«к затачиваемым поверхностям твердосплавной пластинки.
В проекте ГОСТа, разработанном Всесоюзным научно-
исследовательским инструментальным институтом, реко-
мендуется следующее конструктивное оформление режу-
72
щей части токарного проходного резца (рис. 27). Для того,
чтобы избежать касания алмазного круга с державкой,
при заточке по передней и задней поверхностям, принят
принцип двойных углов по передней и тройных углов — по
задней поверхностям. Плоскость твердосплавной пластинки
по передней поверхности имеет превышение над державкой,
в которой дополнительно фрезеруется паз под углом 153
и уступ, обеспечивающие свободный выход алмазному кру-
гу. Размеры уступа «а» и % С (рис. 27) выбираются в за-
висимости от размера резца и толщины твердосплавной
пластинки. Твердосплавная пластинка выступает над телом
73
державки за счет увеличения углов в плане на державке,
которые выполняются на 3° больше углов и
Аналогичные конструктивные изменения предусматри-
вает проект ГОСТа и для других типов резцов.
На харьковских заводах при внедрении алмазной заточ-
ки и доводки была проведена большая работа по пересмотру
и корректировке рабочих чертежей резцов и разработке
новых нормалей. Однако, следует отметить, что в этих
нормалях не были полностью учтены указанные выше ре-
комендации. Так, например, на некоторых заводах не пре-
дусмотрено превышение пластинки над верхней плоскостью
державки, твердосплавная пластинка не выступает из дер-
жавки; углы в плане у пластинки и державки одинаковы.
Одновременно с проектированием чертежей и нормалей
резцов на большинстве заводов Харьковского экономичес-
кого района лабораториями резания и конструкторскими
бюро отделов главного технолога предприятий были раз-
работаны руководящие материалы по алмазной заточке
и доводке, произведена классификация резцов по группам
заточки.
Так, например, на турбинном заводе все применяемые
резцы классифицированы по пяти группам заточки. Кон-
струкция, оптимальные и геометрические параметры режу-
щей части и область применения резцов каждой группы
приводятся в табл. 19.
Аналогичная классификация резцов на группы заточки
разработана на заводе «Электротяжмаш» им. В. И. Ленина,
ХЭМЗе, ХТЗ им. С. Орджоникидзе и др.
Многолезвийные инструменты
В конструкции и геометрии режущей части многолез-
вийных инструментов в связи с их алмазной заточкой и до-
водкой должна быть предусмотрена возможность раздель-
ной обработки корпуса и твердосплавных пластинок.
Конструктивное решение этой задачи для зенкеров,
разверток и фрез, рекомендуемое Всесоюзным научно-иссле-
довательским инструментальным институтом, представлено
на рис. 28, 29, 30. С целью предотвращения соприкоснове-
ния алмазного круга с корпусом зенкера (рис. 28) при его
заточке предусматривается занижение спинки зуба кор-
пуса по отношению к спинке зуба твердосплавной плас-
тинки. С этой же целью задние углы на корпусе выполнены:
74
Классификация резцов на группы заточки
Таблица 19
| Группа заточки |	Форма заточки		Марка твердого сплава	Геометрические пара- метры режущей части				
				1		а	«1	X
Проходные, подрезные, под-
резные-упорные
Для грубой обработки сталь-
ного литья или поковок в ус-
ловиях тяжелой нагрузки и
прерывистого резания
Т5КЮ
ВК8
10° —5° 8° 8° 0°

Продолж. табл. 19
Проходные
Для всех случаев грубой без-
ударной обработки стали при
необходимости обеспечить
стружкозавивание
Геометрические пара-
метры режущей
Марка твердого сплава	части				
	I	Ii	в	а,	к
Т5КЮ Т14К8	10°	-10°	7°	7°	15°
Группа заточки
Форма заточки
III
Продолж. табл. 19
Марка
твердого
сплава
Геометрические пара-
метры режущей
части
Проходные, подрезные. Под-
резные — упорные и расточные
Для обработки углеродистых
конструкционных, легирован-
ных и жаропрочных сталей
при необходимости обеспечить
стружкозавивание
Т15К6
Т14К8
ВК6
ВК4
15° —5° 8° 8° 0°
co
Продолж. табл. 19
Проходные, подрезные, под-
резные-упорные.
Для обработки углеродистых
конструкционных и жаропроч-
ных сталей при необходимости
обеспечить стружкозавивание
в условиях жесткой системы
Марка твердого сплава	Геометрические пара- метры режущей части				
	7		11		X
Т5К10 Т15К6 Т14К8 ВК8 ВК6 ВК4	10°	—5°	1 6°	6°	—

Продолж. табл. 19
		Марка твердого сплава	Геометрические пара- метры режущей части				
			I	it	в		л
	Чистовые, галтельные и фа- сонные	Т15К6 Т30К4 Т5КЮ Т14К8 ВК8	5°	—	8°	—	—
R-R
Рис. 28. Конструкция и геометрия режущей части зенкера.
Рис. 29. Конструкция и геометрия режущей части развертки.
на 7° на цилиндрической части и на 4° — на режущей боль-
ше заданного угла а. Передняя поверхность твердосплав-
ных пластинок на расстояние 0,5—1 мм от корпуса зани-
жается на 0,05—0,1 мм, что обеспечивает свободный выход
алмазного круга при доводке зубьев зенкера.
В конструкции развертки (рис. 29) возможность касания
алмазного круга к корпусу при заточке полностью исклю-
Рис. 30. Конструкция и геометрия режущей части фрезы.
чена, благодаря предусмотренной тройной заточке и до-
водке зубьев по задней поверхности. Для доводки зубьев
развертки по передней поверхности на твердосплавных плас-
тинках, так же как и у зенкера, предусматривается зани-
жение пластинки от корпуса на 0,05—0,1 мм.
В связи с применением алмазной заточки более высокие
требования предъявляются к конструкции и качеству из-
готовления твердосплавных фрез. Конструкция твердо-
сплавной сборной фрезы должна обеспечить возможность
6
4-599
81
точной установки ножей в корпусе, так как их биение не
должно превышать 0,01—0,03 мм. Для того чтобы достиг-
нуть этого, следует более точно изготовлять корпуса и
вставные зубья фрез.С целью устранения касания алмаз-
ного круга к державке ножа при заточке и доводке пре-
дусматривается тройная заточка по главной задней поверх-
ности ножа (рис. 30). Доводка по задней поверхности про-
изводится только по фаске шириной 1,5—2 мм. Передняя
поверхность твердосплавной пластинки на расстояние
2—3 мм от державки так же, как и у токарных резцов,
занижается на 0,05 -ь 0,1 мм, что способствует улучшению
качества доводки фрез.
В заключение следует сказать, что при проектировании
других видов многолезвийных инструментов следует строго
соблюдать изложенные выше принципы конструктивного
оформления режущей части инструмента.
Правильная конструктивная подготовка режущего ин-
струмента к его алмазной заточке и доводке резко повы-
шает качество заточки, увеличивает производительность
и снижает расход алмазных кругов.
Глава V
РАЦИОНАЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ
АЛМАЗНОЙ ЗАТОЧКИ И ДОВОДКИ
Качество заточки и доводки металлорежущих инстру-
ментов,— высокая чистота режущих поверхностей, острота
кромок, качество поверхностного слоя заточенного инстру-
мента,— зависит от правильного выбора алмазного круга,
режима обработки, состояния оборудования. Большое зна-
чение для качества и производительности заточки имеют
также применение охлаждения и периодические правка
и чистка круга.
Все эти факторы, вместе взятые, оказывают влияние
на физические явления, происходящие в процессе заточки,
которые в конечном итоге и определяют качество заточки.
Комплексные исследования указанных физических явле-
ний проведены еще совершенно недостаточно. Сейчас ими
заняты многие организации. Определенная исследователь-
ская работа в этом направлении проводится и кафедрой
резания металлов и металлорежущих инструментов Харь-
ковского политехнического института им. В. И. Ленина.
В данной главе рассматриваются вопросы, связанные
с рациональными условиями алмазной заточки и доводки.
Режимы
При выборе оптимальных режимов резания определяю-
щими факторами являются характеристика круга, вид об-
работки, чистота обрабатываемой поверхности, материал
режущего инструмента, удельный расход алмазов и про-
изводительность обработки.
В табл. 20 приводятся рекомендуемые режимы алмаз-
ной заточки и доводки твердосплавного и минералокерами-
ческого инструмента.
Выбор скоростей резания. Скорость
резания при алмазной заточке и доводке зависит в основ-
ном от связки алмазного круга и вида обработки.
6*	83
£	Таблица 20
Рекомендуемые режимы резания и основные параметры алмазных кругов для заточки и доводки инструментов
Технологиче- ские операции	Параметры кругов			Режим				
			концентра- ция. %	скорость круга V, м[сек	продольная подача 5прод’ м[мин	поперечная подача *$поп' мм/дв. ход	ширина обработки фасок, JKJU	чистота поверхности
Заточка	Металличе- ская	АС25—АС8	100 150	18—25	0,5—1,5	0,03-0,01	—	V7 —V9
	Органиче- ская	АС25—АС8	50—100	25-30	0,75—1,2	0,02—0,01	—	V7-V9
Доводка	Органиче- ская	АС6-АСМ40	50	30-4-35	0,2-0,75	0,01—0,005	1,5-2	V 9—V 11
Заточка стружко- ломающих канавок	Металли- ческая	АС16—АС12	100	18-4-25	0,5—1	0,02	—	V7 — V8
Скорость резания У "/сек
Рис. 31. Влияние скорости резания
на режущую способность алмазных
кругов.
Следует по возможности работать с максимально допус-
тимой скоростью резания, что способствует улучшению
чистоты обработанной поверхности, увеличению произво-
дительности обработки, уменьшению удельного расхода
алмазов.
Вопрос о влиянии скорости резания на режущую спо-
собность алмазных кругов изучен пока еще недостаточно.
В связи с этим кафедрой
резания металлов и ме-
таллорежущих инстру-
ментов Харьковского по-
литехнического инсти-
тута им. В. И. Ленина
были проведены иссле-
дования по данному во-
просу.
При исследовании
обработка твердосплав-
ных пластинок произво-
дилась по схеме упру-
гой заточки на универ-
сально-заточном станке
ЗА64М.
Заточка пластинок
осуществлялась алмаз-
ными кругами на орга-
нической связке Б1,50 %
концентрации, с зернис-
тостью АС12, АС16, которые при оптимальных режимах
резания имеют наибольшую режущую способность.
Скорость вращения круга изменялась от V = 13,5 mJ сек
до V = 46 м/сек.
Результаты исследований представлены на рис. 31.
Из приведенных графиков следует, что режущая спо-
собность алмазных кругов с увеличением скорости резания
возрастает. Это объясняется тем, что в единицу времени
в съеме материала с затачиваемой поверхности принимает
участие большее количество работающих алмазных зе-
рен. У алмазных кругов зернистостью АС16, имеющих
несколько меньшую режущую способность, чем круги зер-
нистостью АС12, с увеличением скорости вращения круга
имеет место более интенсивное повышение режущих
свойств.
85
Большое значение при заточке и доводке инструментов
имеет правильный выбор поперечной и продольной подачи.
Выбор подачи. Поперечную подачу выбирают
в зависимости от зернистости и связки алмазного круга,
требуемой чистоты обрабатываемой поверхности и условий
работы. Большие поперечные подачи, приведенные в табл .20,
следует применять для более крупной зернистости кругов,
при заточке с охлаждением, а также при работе кругами
на металлической связке.
Продольная подача выбирается в зависимости от усло-
вий заточки и доводки и может иметь большие значения
при работе с охлаждением. С уменьшением продольной
подачи снижается удельный расход алмазов и улучшается
чистота обработанной поверхности. Продольную подачу
следует уменьшать по мере перехода от черновых к чисто-
вым проходам.
При ручной алмазной заточке и доводке и переточках
резцов на станках, то есть когда алмазная обработка осу-
ществляется по схеме упругой заточки, качество поверх-
ности и состояние режущих кромок зависит от квалифика-
ции и умения заточника заточить и довести резец так, чтобы
он прижимался к алмазному кругу с небольшим постоянным
усилием, регулируемым самим рабочим. При значительном
увеличении давления инструмента на алмазный круг в
зоне заточки образуется большое количество тепла и тем-
пература поверхности резко повышается, что приводит
к образованию термотрещин на поверхности.
Опытами, проведенными в лаборатории резания Харь-
ковского политехнического института им. В. И. Ленина,
установлено, что для кругов зернистостью АС8 50% кон-
центрации на бакелитовой связке при алмазной обработке
резцов вручную на жестком подручнике удельное давле-
ние не должно превышать Р = 2 кг/см?. Соблюдение этого
условия позволяет получить высококачественную повер-
хность с исходными физико-механическими свойствами
твердых сплавов.
Для кругов на металлической связке усилие прижима
инструмента к кругу можно принимать больше, чем для
кругов на органической связке.
В производственных условиях проверку величины
удельного давления при алмазной обработке резцов вруч-
ную можно производить с помощью специальной тариро-
ванной оправки.
86
Смазочно-охлаждающие
жидкости
Применение смазочно-охлаждающих жидкостей способ-
ствует повышению стойкости алмазного круга, устраняет
налипание частичек затачиваемого материала на поверх-
ность алмазоносного кольца, уменьшает засаливаемость
круга и тем самым повышает его режущую способность.
Смазочно-охлаждающие жидкости также улучшают чис-
тоту обрабатываемой поверхности. Это объясняется умень-
шением коэффициента трения между алмазным кругом и об-
рабатываемым изделием благодаря образованию промежу-
точной масляной пленки, способствующей уменьшению ве-
личины рисок на поверхности инструмента.
Смазочно-охлаждающие жидкости снижают также тем-
пературу в зоне резания, особенно при обработке инстру-
ментов алмазными кругами на металлической связке, когда
процесс заточки сопровождается значительным теплообра-
зованием.
Все это указывает на то, что при заточке и доводке ин-
струментов алмазными кругами на различных связках сле-
дует применять соответствующие смазочно-охлаждающие
жидкости.
Алмазные круги на органической связке, обладая высо-
кой самозатачиваемостью, могут работать и без охлажде-
ния. Однако применение охлаждения увеличивает срок
службы этих кругов на 30—40% по сравнению с работой
без охлаждения.
Для предотвращения от коррозии оборудования в ка-
честве смазочно-охлаждающей жидкости для кругов на
органической связке следует применять чистую воду с до-
бавкой 3—5% растворимого легкого масла. Из масел наи-
более пригодных для этой цели следует выбирать такие,
которые имеют низкую вязкость и достаточно малое кис-
лотное число. Это — масло индустриальное 12 (веретен-
ное 2) по ГОСТу 1707—51, вязкость которого 10 -н 14 сст
(сантистокс) и кислотное число не более 0,14 мг КОН на 1 г
масла, а также трансформаторное по ГОСТу 982—56, имею-
щее вязкость равную 9,6 сст и кислотное число 0,05.
С точки зрения сцепляемости масла с металлом и непре-
рывности пленки, предохраняющей оборудование от кор-
розии, лучшим все же следует считать масло индустриаль-
ное 12 (веретенное 2).
Таким образом, в качестве смазочно-охлаждающей жид-
кости для алмазных кругов на органической связке реко-
мендуется: вода — 95-4-97%, масло индустриальное 12
(веретенное 2) —3—5%. Способ подачи жидкости — поли-
вом с расходом 2—3 л/мин.
Применение водного раствора три натрийфосфата —0,60%,
вазелинового масла — 0,05%, буры — 0,35%, кальциниро-
ванной соды — 0,25%, нитрита натрия — 0,10%, рекомен-
дуемого в некоторых источниках [1J для охлаждения кругов
на органической связке, приводит к повышенному удель-
ному расходу алмазов. Так, например, при обработке
сплава ВК8 с этим охлаждением удельный расход алмазов
почти в 1,5 раза превышал расход при сухой заточке.
Это объясняется тем, что пульвербакелит представляет
смесь новолачной смолы с уротропином, а новолачная смола
по своим свойствам является абсолютно стойкой к кислот-
ным растворам; к щелочным же она проявляет меньшую
стойкость. Растворы три натрийфосфата, кальцинирован-
ной соды и нитрита натрия в воде являются щелочными.
Хотя их количество и незначительно, однако при темпера-
турах, которые возникают в зоне заточки, действие выше-
названных реагентов сильно возрастает, при этом увели-
чивается интенсивность разъедания связки. Вот почему
при охлаждении водными растворами следует избегать
применения растворов щелочного характера.
Если при заточке нельзя обеспечить охлаждение в виде
струйного полива, то можно использовать пасту, состоя-
щую из двух частей вазелинового масла и одной части
парафина. Пасту следует периодически наносить на рабо-
чую поверхность круга.
При работе круга всухую следует периодически, два-
три раза в смену, протирать поверхность алмазоносного
кольца тампоном из войлока, фетра или другого материала,
пропитанного маслом.
Алмазными кругами на металлической связке произво-
дить заточку без охлаждения нельзя ввиду того, что они
сильно засаливаются. Для этих кругов также с успехом
можно применять воду (95-4-97%) с добавкой 3-4-5%
индустриального 12 (веретенного 2) масла.
Кроме того, для кругов на металлической связке можно
применять жидкость ТНТСБО, рекомендуемую Горьков-
ским автозаводом. Эта жидкость представляет собой водный
раствор следующего состава: триэтаноламин — 0,40%, нит-
88
рат натрия — 0,40%, три натрийфосфат — 0,30%, кальци-
нированная сода — 0,30 %, бура — 0,50 %, смачиватель ОП-7
или ОП-Ю — 0,10%. Подачу этой жидкости следует произ-
водить поливом с расходом 2—3 л/мин.
При охлаждении струйным поливом для кругов на ме-
таллической связке Московским автозаводом им. Лихачева
рекомендуется следующий состав: триэтаноламин —1,8%,
глицерин — 0,60%, нитрит натрия — 0,60%, вода — 97%.
Если нельзя осуществить струйный полив, рекомен-
дуется применять капельное охлаждение керосином либо
смесью, состоящей из 2/3 частей керосина и V3 части машинно-
го масла. Смесь из капельницы по тонкой металлической
трубке поступает к войлочному тампону, который с незна-
чительным усилием прижимается к поверхности алмазо-
носного кольца. Охлаждение керосином не снижает интен-
сивность заточки [19], однако его применение ухудшает
условия работы заточников.
На машиностроительных заводах Харькова при заточке
инструментов кругами на металлической связке приме-
няется в основном капельное охлаждение смесью керосина
(две части) и масла (одна часть), а при заточке и доводке
кругами на органической связке охлаждение осуществля-
ется пастой из парафина (одна часть) и вазелинового масла
(две части).
К сожалению, охлаждение поливом при заточке и до-
водке на предприятиях Харьковского экономического рай-
она не применяется. Это объясняется тем, что заточное
оборудование не приспособлено для применения смазочно-
охлаждающих жидкостей.
Передовые же заводы страны — завод им. Лихачева,
Горьковский автозавод и др.— при работе кругами на
металлических связках с успехом применяют охлаждение
струйным поливом. С этой целью к универсально-заточ-
ным станкам ЗА64М приспособлены специальные неболь-
шие корыта, которые устанавливаются на столе станка.
Этот опыт заслуживает распространения.
Температура поверхности
затачиваемого инструмента
Источником теплообразования при заточке режущего
инструмента являются пластические и упругие деформа-
ции, а также работа трения абразивных зерен. Дело в том,
89
что каждое абразивное зерно в процессе заточки создает
единичный импульс тепла, сумма таких тепловых импуль-
сов определяет приток тепла в затачиваемое изделие. Ско-
рость нагрева поверхностных объемов выше скорости от-
вода тепла, поэтому часть его аккумулируется, распростра-
няясь на все большие объемы материала инструмента, тем
самым оказывая большое влияние на качество поверхност-
ного слоя.
В производственных условиях, при алмазной заточке
и доводке резцов вручную, на температуру поверхностного
слоя значительное влияние оказывает время контакта
инструмента с алмазным кругом и удельное давление
на круг.
С целью выяснения влияния этих факторов, кафедрой
резания металлов и металлорежущих инструментов ХПИ
было проведено исследование по определению темпера-
туры поверхностных слоев в зависимости от удельного дав-
ления и времени контакта инструмента с алмазным кругом.
Температура поверхностных слоев изучалась при заточ-
ке минералокерамики ЦМ-332 и твердого сплава марок
ВК6 и Т5К10. Шлифование пластинок производилось на
универсально-заточном станке модели ЗА64М по схеме упру-
гой заточки.
Пластинки затачивались кругом из синтетических алма-
зов типа АЧК 125 X 10 X 3, 50% концентрации, зернис-
тостью АС8 на органической связке Б1, со скоростью вра-
щения круга V — 27 м/сек. Измерение температуры осу-
ществлялось искусственной хромель-алюмелевой термопа-
рой, которая помещалась между- двумя затачиваемыми
пластинками формы 1309.
Нормальное усилие прижима пластинки к кругу изме-
нялось в пределах от 0,5 • 10-2 до 2 • 10“2 кг/мм?, время
контакта принималось от 5 до 40 сек.
Результаты опытов представлены в виде графиков на
рис. 32. Если при абразивной заточке температура
поверхности достигает Т-800—1000°, то при алмазной, как
это видно из приведенных графиков, она составляет 300—
400° Обычно более низкие температуры поверхностных
слоев объясняют значительно меньшими усилиями, возни-
кающими при заточке, и высокой режущей способностью
алмазных кругов. Однако такое объяснение является не
полным и не отражает физической сущности процесса реза-
ния при заточке инструмента алмазными кругами.
90
Рис. 32. Зависимость температуры поверхности от времени контакта инструмента с алмазным кругом:
а — при заточке минералокерамики ЦМ-332, б—при заточке твердого сплава ВКб.в—при заточке твердого сплава Т5КЮ.
Температура поверхности при заточке зависит от числа
зерен на 1 мм2 поверхности круга [20]. Чем больше число
одновременно работающих зерен и чем меньше расстояние
между ними, тем больше число единичных тепловых им-
пульсов, возникающих в зоне заточки, и лучше условия их
наложения (суммирования.)
В круге алмазные зерна занимают определенную часть ‘
алмазсодержащего слоя в зависимости от концентрации
круга. Так, у кругов с 100% концентрацией алмазы зани-
мают 25% объема алмазсодержащего слоя, у кругов
с 50 — 12,5% объема и т. д. Остальную часть заполняют
связка и наполнители — карбид бора, металлический по-
рошок и др. У обычных абразивных кругов, как известно,
зерна занимают до 70% объема. Следовательно, при одина-
ковой зернистости, на 1 мм2 поверхности алмазного круга,
по сравнению с абразивным, приходится значительно
меньше зерен, и поэтому количество алмазных зерен,
одновременно участвующих в работе, меньше, а расстояние
между ними соответственно больше.
Отсюда следует, что в процессе заточки возникает мень-
шее количество единичных тепловых импульсов, условия
их суммирования значительно хуже, поэтому температура
поверхностных слоев должна быть ниже. Кроме того, при
заточке обычными абразивными кругами острые грани
зерен карбида кремния довольно быстро притупляются,
увеличивается площадка контакта каждого абразивного
зерна.с затачиваемой поверхностью, следовательно, воз-
растает суммарная работа трения всех зерен, что приводит
к общему увеличению теплообразования и повышению тем-
пературы поверхностных слоев инструмента.
При заточке алмазными кругами подобные явления не
происходят. Зерна алмаза, имеющего высокую твердость
и большой модуль упругости, притупляются незначительно,
а их площадка контакта с затачиваемой поверхностью
почти не увеличивается, следовательно, работа трения
почти не возрастает и резкого повышения температуры
в зоне резания не происходит. Более низкие температуры
в зоне контакта затачиваемого инструмента с алмазным
кругом объясняются также высокой теплопроводностью
алмаза.
Характер изменения температуры поверхности при ал-
мазной заточке в зависимости от времени контакта носит
иной характер, чем при абразивной заточке.
92
При заточке инструмента кругами из карбида кремния
с постоянным нормальным давлением рост температуры
затачиваемой поверхности происходит лишь в первые 5—
10 сек работы, а затем наблюдается понижение темпера-
туры [21]. Это объясняется тем, что зерна карбида кремния
довольно быстро тупятся, и, поскольку давление остается
постоянным, притупившиеся зерна как бы проскальзывают
по затачиваемой поверхности, что приводит к некоторому
понижению температуры; причем, чем больше значение нор-
мального усилия, тем интенсивнее снижение температуры,
так как абразивные зерна быстрее и больше притупляются.
При алмазной заточке инструмента в первые 5—10 сек
работы наблюдается довольно интенсивный рост темпера-
туры поверхности. Затем интенсивность повышения тем-
пературы несколько уменьшается, хотя она и продолжает
расти. Это объясняется тем, что алмазные зерна в отличие
от зерен карбида кремния обладают способностью продол-
жительное время сохранять высокие режущие свойства
и процесс резания происходит на протяжении всего периода
контакта инструмента с кругом. Поэтому при алмазной
заточке с постоянным давлением температура поверхности
в отличие от абразивной заточки не понижается.
Из сравнения графиков можно определить, что темпе-
ратура поверхностных слоев при упругой заточке минера-
локерамических (ЦМ-332) и твердосплавных (ВК6 и Т5КЮ)
резцов не одинакова.
Образование большого количества тепла при заточке
сплава ВК6 по сравнению с минералокерамикой объясня-
ется тем, что при алмазной заточке минералокерамических
пластинок отсутствуют пластические деформации минера-
локерамики ввиду высокой твердости и хрупкости самого
материала.
Наличие в твердом сплаве ВК6 сравнительно вязкого
кобальта способствует значительным пластическим дефор-
мациям и вызывает интенсивный рост температуры. В про-
цессе заточки алмазный круг частично засаливается, на
поверхности алмазсодержащего кольца появляются бле-
стящие налипы частичек кобальта, режущая способность
круга соответственно понижается и интенсивность роста
температуры поверхности уменьшается.
Температура поверхностных слоев при заточке инстру-
ментов с твердосплавными пластинками Т5КЮ выше, чем
при заточке с пластинками ВК6 и ЦМ-332. Это объясняется
93
тем, что твердый сплав Т5К10, содержащий в своем составе
карбиды титана (микротвердость TiC — 2900 кг/лш2, а
WC — 1200—1700 кг/лш2) труднее обрабатывается, чем
сплав ВК6, а входящий в состав сплава Т5КЮ, кобальт
(10%) способствует значительным пластическим деформа-
циям. Кроме того, более высокая температура затачиваемой
поверхности сплава Т5КЮ является следствием его мень-
шей, по сравнению со сплавом ВК6, теплопроводности,
что приводит к концентра-
ции большого количества
тепла в поверхностном
слое.
Влияние нормального
давления на температуру
поверхности при алмазной
заточке с постоянным пе-
риодом контакта (т=5 сек,)
круга с изделием представ-
лено на рис. 33. Из гра-
фиков следует, что усилие
прижима инструмента к
алмазному кругу оказы-
Рис. 33. Зависимость температуры вает большее влияние на
поверхности от удельного давления, температуру поверхност-
ных слоев, чем время кон-
такта, так как с повышением удельного давления алмаз-
ные зерна глубже внедряются в обрабатываемый материал
и, следовательно, увеличивают работу трения, пласти-
ческих и упругих деформаций. •
Процесс алмазной заточки при увеличении удельного
давления отличается от обычной абразивной.
Твердосплавные материалы обладают высоким модулем
упругости (33000—54000 кг/мм2), который характеризует
жесткость материала. Но чем выше модуль упругости, тем
в меньшей степени материал способен деформироваться.
В этой связи соотношение жесткости абразивов и обраба-
тываемого материала приобретает существенное значение.
Карбид кремния зеленый характеризуется меньшей устой-
чивостью и жесткостью, чем твердый сплав (модуль упру-
гости КЗ равен — 36500 кг/мм2}. Поэтому в процессе за-
точки с увеличением давления зерна карбида кремния
частично деформируются и уже не режут, а как бы исти-
рают обрабатываемый материал. Это способствует интен-
94
сивному выделению тепла в зоне заточки, что приводит
к образованию «нездорового» измененного слоя на поверх-
ности твердого сплава, к возникновению сколов и выкра-
шиваний режущих кромок инструментов.
Алмазные зерна, имеющие высокую твердость, жест-
кость и наиболее острые кромки, обладают большой шли-
фующей способностью и наименьшей затупляемостью. Наи-
больший из всех абразивных материалов модуль упругости
алмаза (90 000 кг/лш2) значительно превышает модуль упру-
гости твердых сплавов. Отсюда следует, что алмазные зер-
на, практически не деформируясь сами, обрабатывают
весьма хрупкие твердосплавные материалы с наименьшими
деформациями поверхностных слоев, производят «чистый»
срез и создают минимальные растягивающие напряжения.
Это имеет особое значение при заточке титановольфрамовых
твердых сплавов, так как содержащиеся в их составе кар-
биды титана TiC и карбиды вольфрама WC имеют различ-
ные коэффициенты линейного расширения; поэтому двух-
карбидные твердые сплавы более восприимчивы к образо-
ванию трещин и микротрещин, чем однокарбидные —
группы ВК.
Таким образом, при заточке алмазными шлифовальными
кругами на органической связке по упругой схеме удель-
ное давление должно быть в пределах Р = 2 • 10-2 кг/мм*.
Соблюдение этого условия при заточке и доводке обес-
печивает невысокую температуру в зоне резания и позво-
ляет получить поверхность высокого качества с исходными
физико-механическими свойствами твердого сплава.
Чистота поверхности
Чистота поверхности и качество режущих кромок при
алмазной заточке и доводке зависят от материала инстру-
мента, характеристики круга, режимов резания, положе-
ния пластинки относительно рабочей поверхности круга
и ряда других факторов. Исследования, проведенные
кафедрой резания металлов и металлорежущих инструмен-
тов Харьковского политехнического института им. В. И. Ле-
нина позволили установить характер влияния этих пара-
метров на чистоту поверхностей и качество режущих кро-
мок инструментов. Для опытов использовались следующие
инструментальные материалы — Т5КЮ, Т15К6. ВКЗМ,
ВК4, ВК6М, ВК8, ЦМ-332, Р9, Р18.
95
Заточка выполнялась алмазными кругами из синтети-
ческих алмазов на органической связке Б1 50 и 100% кон-
центрации, зернистостью от АС4 до АС25.
Исследования проводились на универсально-заточном
станке модели ЗА64М и плоско-шлифовальном станке вы-
сокой точности фирмы «Elbe Werke» при следующих па-
раметрах резания: окружной скорости круга VKP = 13-?-
-4- 27,5 м/сек\ продольной подаче £прОд= 0,5-н 10,0 м/мин\
поперечной подаче Snon = 0,0025 -?- 0,02 мм/дв. ход без
охлаждения и со смазкой.
Чистота поверхности измерялась на профилографе
ИЗП-17 и на профилографе-профилометре блочной кон-
струкции ВЭИ-Калибр. Определение зазубренности режу-
щей кромки производилось на этих же приборах с помощью
специальной острозаточенной лопаточки, устанавливае-
мой взамен алмазной иглы. Для измерения радиуса округ-
ления режущей кромки применялся один из следующих
способов: фотографирование на двойном микроскопе
МИС-11 светового сечения угла при вершине режущей
кромки; фотографирование в проходящем свете отпечатка
режущей кромки на свинцовой пластинке; непосредствен-
ная запись на профилографе-профилометре ВЭИ-Калибр
траектории радиуса округления в сечении, перпендику-
лярном режущей кромке.
Из результатов исследований представленных в виде
графиков на рис. 34 -?- 38 видно, что чистота поверхности,
получаемая при обработке алмазным кругом одной и той же
зернистости, практически не зависит от марки инструмен-
тального материала. Эта закономерность сохраняется при
изменении в широком диапазоне режимов резания и харак-
теристики алмазных кругов. В диапазоне зернистостей
кругов от АС4 до АС25 для одной и той же зернистости
круга шероховатость поверхности различных инструмен-
тальных материалов не выходит за пределы одного разряда
класса чистоты.
С изменением зернистости алмазного круга от АС4 до
АС6 чистота поверхности ухудшается от V 106 класса
до V 9в, а с увеличением зернистости алмазного круга
от АС8доАС25 соответственно — от класса \7 9б до \73в.
Исследованиями было установлено, что концентрация
алмазоносного слоя круга не оказывает существенного
влияния на шероховатость поверхности. Применение сма-
зочно-охлаждающих жидкостей улучшает чистоту поверх-
96
ности в среднем на один класс. Поперечная подача незначи-
тельно влияет на шероховатость поверхности. Например,
при обработке пластинки ВК6 кругом АС8Б1 50% кон-
центрации без охлаждения, при окружной скорости круга
VKp = 19,6 м/сек, продольной подаче 5ПрОд=2,5 м/мин и
изменении поперечной подачи от 0,005 до 0,02 мм/де. ход
высота микронеровностей поверхности была равна Ra =
= 0,25 ч- 0,26 мк.
СД6
Лласс чистоты
СМ
Рис. 34. Шероховатость поверхности при заточке различных инстру-
ментальных материалов алмазными кругами различной зернистости.
Условия обработки: VKp = 27,5 м/сек, <^прод = °»5 *4 мин, 5ПОП = О-®1 мм/дв. ход,
работа без охлаждения, алмазные круги на бакелитовой связке Б1, 50-процент-
ной концентрации.
В большей мере на чистоту поверхности влияет продоль-
ная подача. При обработке минералокерамической плас-
тинки марки ЦМ-332, кругом АС8 Б1 50% концентрации
без охлаждения, при VKp = 19,6 м/сек и 5ПОп = 0,01 мм/дв.
ход изменение продольной подачи от 2,5 до 10,0 м/мин
привело к изменению микронеровностей поверхности от
Ra = 0,21 до 0,31 мк.
Изменение окружной скорости круга от 13 до 27,5 м/мин
при обработке быстрорежущей стали Р18 кругом АСЮ
Б1 50% концентрации, без охлаждения при5Прод= 1,0м/мин,
5ПОп = 0,01 мм/дв. ход, незначительно сказывается на
чистоте поверхности. Высота микронеровностей поверх-
7 4-599
97
ности в этом случае соответственно изменяется от Ra =
= 0,12 до 0,1 мк,.
Опыты показали, что положение затачиваемой пластин-
ки относительно рабочей части круга оказывает небольшое
влияние на чистоту поверхности (рис. 35) и зазубренность
режущей кромки (рис. 36).
При доводке твердосплавного инструмента мелкозер-,
нистыми абразивными кругами КЗ на бакелитовой связке
Высота микронеровностей
Рис. 35. Влияние положения затачиваемой пластинки относительно
рабочей поверхности круга на шероховатость поверхности:
Условия обработки: VKp = 27,5 м/сек, 5прод = 0,5 м/мин, 5ПОП=0,01 мм/дв. ход.,
работа без охлаждения, алмазный круг на связке Б1, 50-процентной концентра-
ции, зернистость АС6.
можно получить также высокую чистоту поверхности. Од-
нако при этом на режущих кромках образуются зазубрины,
сколы и завалы. Кроме того, поверхностный слой твердо-
сплавной пластинки будет иметь прижоги, микротрещины
и остаточные напряжения.
На рис. 37 приведены диаграммы, иллюстрирующие
качество заточки инструмента, оснащенного твердосплав-
ными пластинками Т15К6, алмазным и обычным абразив-
ным кругом КЗ. Для сравнения качества заточки брались
круги одинаковой зернистости и однотипной связки, ско-
рости резания — оптимальные для соответствующих харак-
98
теристик кругов и марки твердого сплава, продольная и
поперечная подача были одинаковыми. Обработка произво-
дилась без применения смазочно-охлаждающей жидкости.
Как видно из диаграммы, чистота передней и задней по-
верхностей твердосплавной пластинки при обработке кру-
гом КЗ получается немного лучше, а высота микронеров-
ностей на режущей кромке в 3—4 раза больше, чем при
Положение пластинки относительно рабочей поверхности круга
Рис. 36. Влияние положения затачиваемой пластинки относительно
рабочей поверхности круга на высоту микронеровностей режущей
кромки.
Условия обработки: УКр = 27,5 лЦсек, ^прод = 0,5 м{мин, 5ПОП = 0,01 мм/дв. ход,
работа без охлаждения, алмазный круг на связке Б1, 50-процентной концентра-
ции, зернистость АС6, угол заострения (3 = 100°.
Увеличение концентрации алмазного круга благоприят-
но сказывается на уменьшении высоты микронеровностей
режущей кромки, особенно при малых углах заострения р.
Это подтверждается графиками, приведенными на рис. 38.
Микронеровности режущих кромок сплавов ВКЗ; ВК4;
Т15К6 при обработке кругом АС10Б1 50% концентрации
соответствуют V За -4- V96 классам чистоты поверхности
при изменении угла р соответственно от 70 до 90°, а при
работе кругом 100% концентрации соответствуют V 9а н-
-4- V 96 классам чистоты.
7*
99
заточке твердосплавной пластинки Т15К6 (/—передняя поверхность, 2—задняя поверхность,
3— режущая кромка).
I — алмазным кругом: зернистостью АС5, связка бакелитовая Б1, 50-процеитная концентрация. Условия обработки:
УКр = 27.5 MfceK, $прОд =0.5 м!мин, 5П0П — 0,01 мм!дв. ход, угол заострения ₽ — 80°, работа без охлаждения.
II — кругом зеленого карбида кремния: зернистостью 5, связка бакелитовая, твердость — СМ2. Условия обра-
ботки: Укр = 15 м!сек, 5прод — 0,5 м!мин, Snon = 0,01 мм1дв. ход, угол заострения ₽ «=• 80е, работа без охлаждения.

Рис. 38. Высота микро-
неровностей режущих кро-
мок при обработке твер-
досплавных пластинок
алмазными кругами раз-
личной концентрации в
зависимости от угла за-
острения (1 — Т15К6, 2—
ВКЗ, 3— ВК4).
I
I'-25
г
Класс иистоты
5
а —круг 50-процентной концентрации, б —круг 100-процентиой концентрации. Условия обработки: УКр -= 27,5 м/сек,
•$прод в О.5 м!мин, S поп — 0,01 мм/дв. ход., связка круга бакелитовая Б1, зернистость АСЮ, работа без охлаждения.
Для большинства твердосплавных инструментов в от-
личие от быстрорежущих, угол заострения 0 находится
в пределах 90°
Однако большое количество твердосплавных инстру-
ментов для обработки пластмасс и других неметаллических
материалов изготавливается с углами заострения 0 поряд-
ка 70° При обработке таких материалов чистота поверх-
ности в значительной степени определяется высотой микро-
неровностей режущих кромок инструмента.
Поэтому при заточке и доводке твердосплавных инстру-
ментов для чистовой обработки пластмасс и других неметал-
лических материалов необходимо применять алмазные
круги высокой концентрации, обеспечивающие минималь-
ную высоту микронеровностей режущих кромок.
Ухудшение качества режущих кромок с уменьшением
угла заострения 0 и увеличением зернистости круга имеет
место как при обработке твердого сплава и минералокера-
мики, так и при доводке быстрорежущей стали. Например,
при обработке алмазными кругами зернистостью АС5,
АС6 пластинок из быстрорежущей стали Р9, Р18, с углом
заострения 0 = 70°, высота микронеровностей режущей
кромки ниже чистоты задней и передней поверхности на
один класс, а при обработке кругами зернистостью АС16 -4-
-4- АС25 — на два класса.
Но уже при угле заострения 0 = 90° разница между
зазубренностью кромки и высотой микронеровностей пе-
редней и задней поверхностей снижается и не превышает
одного класса чистоты для разных зернистостей круга.
При алмазной обработке инструментов острота режу-
щей кромки улучшается в сравнении с обычной абразив-
ной обработкой и радиус округления режущей кромки
находится в пределах от 4 до 12 мк при различных усло-
виях заточки.
Как видно из результатов исследований, при заточке
и доводке алмазными кругами сравнительно легко дости-
гается минимальная высота микронеровностей поверхностей
и режущих кромок инструментов независимо от марки
инструментального материала.
Чистка и правка алмазных кругов
В процессе заточки и доводки металлорежущих инстру-
ментов режущая способность алмазных кругов постепенно
102
снижается, вследствие износа и засаливания алмазонос-
ного слоя.
Для восстановления режущей способности алмазного
круга необходимо периодически производить его чистку
и правку.
Чистку алмазных кругов на органической связке сле-
дует производить пемзой или мелкой наждачной бумагой
при рабочей скорости круга.
За 30 секунд чистки пемзой рабочая поверхность круга
полностью очищается от налипших частичек обрабатывае-
мого материала. Чистка алмазного круга производится
с продольной подачей 5ПРоД = 2—3 м/мин\ при этом износ
круга составляет 15—18 мг алмазоносного слоя, что соответ-
ствует расходу 3,3—3,9 мг алмаза.
Высокая режущая способность кругов после чистки
значительно снижает удельный расход алмазов при даль-
нейшей обработке инструментов.
Проведенными опытами установлено, что удельный
расход алмазов при заточке и доводке твердосплавного
инструмента (с учетом чистки круга) в 2—3 раза меньше,
если чистка круга производится после обработки 200—
250 резцов.
Правку алмазных кругов на органической связке про-
изводят только в случае неравномерного износа алмазонос-
ного слоя и с обязательным охлаждением. При правильной
эксплуатации кругов, в большинстве случаев правка не
требуется. Правка кругов на органической связке произво-
дится на рабочей скорости круга абразивными брусками
из зеленого карбида кремния K3M40MIK.
Алмазные круги на металлической связке засалива-
ются сильнее, чем круги на органической связке. Это свя-
зано с тем, что они в меньшей степени обладают способ-
ностью самозатачиваться. Если при засаливании алмазных
кругов на органической связке их режущие свойства лишь
снижаются, то при засаливании кругов на металлической
связке резание прекращается.
Чистка алмазных кругов на металлической связке про-
изводится на чугунной плите порошком зеленого карбида
кремния зернистостью 10—6. При сильном засаливании эти
круги можно очищать и химическим путем. В этом случае
круг помещают в разбавленную (50 мл HNO3 на 50 мл
воды) азотную кислоту и выдерживают в ней до снятия
окислов меди, имеющих зеленоватый цвет; затем произво-
ЮЗ
дят нейтрализацию поверхности алмазоносного кольца
раствором соды и нитрита натрия в воде (50 г Na2CO3 и
100 г Na2NO2 на 1 л воды).
Чистка круга при засаливании может осуществляться
также куском белого электрокорунда ЭБ12С1 на рабочей
скорости алмазного круга, при этом весь процесс очищения
происходит в течение одной минуты [161.
Правка кругов на металлической связке производится
абразивными брусками зеленого карбида кремния. Зернис-
тость правящего бруска должна соответствовать зернисто-
сти алмазного круга (табл. 21). Для правки этих кругов
можно применять также и метод шлифования абразивным
кругом из зеленого карбида кремния зернистостью 25—40,
твердостью С2 — СТ1. В этом случае правящий абразивный
круг должен вращаться со скоростью 0,5—1 м/сек, а алмаз-
ный — с рабочей скоростью.
Таблица 21
Выбор зернистости правящего бруска
Зернистость алмазного Характеристика правящего
круга	бруска
АС25
АС20
АС16
АС12-АС6
АС5
К325С1К —К340С1К
К320С1К — К325С1К
К316С1К— К320С1К
К312СМ1К — К36СМ1К
К34М1К - К35М1К
Круги должны вращаться в противоположных направ-
лениях. Правку следует производить при обильном охла-
ждении.
Глава VI
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
ЗАТОЧКИ И ДОВОДКИ РЕЖУЩЕГО
ИНСТРУМЕНТА
Технологический процесс заточки и доводки инструмен-
тов определяется многими факторами: материалом, кон-
струкцией и геометрическими параметрами режущей части
инструмента, точностью размеров и чистотой рабочих по-
верхностей, величиной снимаемого припуска, наличием
парка заточного оборудования, приспособлений и оснастки,
применяемыми абразивными материалами, формой органи-
зации заточки и т. д.
Несмотря на многообразие технологических процессов
заточки и доводки, совершенно неоправданным является
тот факт, что на различных заводах обработка одинаковых
инструментов производится абразивными материалами раз-
личных характеристик; зачастую режимы резания не со-
ответствуют оптимальным.
В настоящее время, с внедрением на заводах алмазной
заточки и доводки, во многих случаях производится сов-
местная заточка твердосплавной пластинки и стальной
державки инструмента кругами зеленого карбида кремния
под последующую доводку алмазными кругами. Это имеет
место в том случае, когда применяется нерациональная кон-
струкция режущего инструмента, не позволяющая избежать
совместной обработки стальной державки и твердосплавной
пластинки. Особенно часто это встречается на заводах,
где отсутствует централизованная заточка.
Для улучшения качества заточки следует применять
раздельную обработку стальной державки и твердосплав-
ной пластинки.
До внедрения в металлообрабатывающей промышленнос-
ти алмазных кругов обработка твердосплавных инструмен-
тов производилась различными шлифующими материалами
105
с укрепленными и неукрепленными зернами абразива. При
этом стальная державка инструмента обрабатывалась элек-
трокорундовыми кругами, твердосплавная пластинка —
кругами карбида кремния. Для устранения с рабочих по-
верхностей инструмента дефектных слоев, возникших на
предшествующих операциях, и получения требуемой чис-
тоты поверхности твердосплавная пластинка доводилась
на чугунном диске, шаржированном пастой карбида бора
или мелкозернистыми кругами зеленого карбида кремния
на бакелитовой связке. Более прогрессивной считалась
доводка пастой карбида бора, так как при этом исключа-
лась возможность появления микротрещин, вследствие
низкой температуры резания, а также не происходило вы-
крашивание режущих кромок. Однако производительность
такой доводки очень низкая, особенно при обработке мно-
голезвийного инструмента. Поэтому доводка пастой карбида
бора применялась в основном только для резцов.
Доводку однолезвийного и многолезвийного твердо-
сплавного инструмента мелкозернистыми кругами зеленого
карбида кремния на бакелитовой связке можно произво-
дить без специальных приспособлений и при этом произво-
дительность повышается в 2—2,5 раза по сравнению с до-
водкой пастой карбида бора. Но вследствие недостаточно
высоких режущих свойств эти круги быстро засаливаются,
доводимая поверхность перегревается, возникающее тепло-
вое напряжение приводит к образованию трещин, большие
усилия резания, возникающие вследствие затупления абра-
зивных зерен круга, приводят к выкрашиванию режущих
кромок и образованию завалов на доводимом инструменте.
Все эти недостатки исключаются при применении для
заточки и доводки алмазно-абразивных кругов.
Варианты
технологических процессов
На передовых машиностроительных предприятиях стра-
ны, в том числе и Харьковского экономического района,
алмазная обработка твердосплавного и минералокерами-
ческого инструмента производится в основном по двум ва-
риантам технологических процессов.
Вариант 1. а) Обработка стальной державки элек-
трокору ндовым кругом.
б)	Предварительная заточка твердосплавной пластинки
кругом карбида кремния.
106
Таблица 22
Режимы и абразивные круги для машинной и ручной заточки твердосплавного инструмента
Обрабатываемый материал			ВКб. ВК8	|ВКЗ. ВК4, Т5К10, Т14К8, Т15Кб|	ВК2, Т30К4											
Материал абразива			Карбид кремния зеленый											
Зернистость			25—40											
Связка			керамич.		бакелит.		керамич.		бакелит.		керамич.		бакелит.	
Метод заточки			машин.	ручн.	машин.	ручн.	машин.	ручн.	машин.	ручн.	машин.	ручн.	машин.	ручн.
Периферией круга	Твердость круга	не более	СМ2	С1	С1	С2	СМ1	СМ2	СМ2	С1	М3	СМ1	СМ1	СМ2
	Скорость круга, м[сек		18	22	22	26	15	18	18	22	16	12	12	15
Торцом круга	Твердость круга		СМ1	СМ2	СМ2	С1	М3	СМ1	СМ1	СМ2	М2	М3	М3	СМ1
	Скорость круга, м[сек		15	18	18	22	12	15	15	18	8	10	10	12
Черновая обработка	Продольная пода- ча, м/мин		до 10—12	—	ДО 10—12	—	до 10—12	—	до 10-12	—	до 10-12	—	до 10—12	—
	Подача на глуби- ну, мм/дв. ход		0,12 0,15	—	0,12 0,15	—	0,10 0,12	—	0,10 0,12	—	0,08 0,10	—	0,08 0,10	—
Чистовая обработка	Продольная по- дача, м[мин		3—5	—	3-5	—	3—5	—	3-5	—	—	—	—	—
	Подача на глуби- ну, мм1дв. ход		0,02 0,04	—	0,02 0,04	—	0,02 0,04	—	0,02 0,04	—	—	—	—	—
В качестве охлаждающей жидкости следует применять 3—5% эмульсию или 1% водный раствор триэтано-
ламина для кругов на керамической связке, при расходе жидкости 5—8 л/мин.
в)	Заточка твердосплавной пластинки алмазными кру-
гами на металлической, керамической, бакелитовой или
специальных видах связки.
г)	Доводка фаски на твердосплавной пластинке мелко-
зернистым алмазным кругом на бакелитовой связке.
Вариант 2. а) Обработка стальной державки элек-
трокору ндовым кругом.
б) Заточка твердосплавной пластинки алмазным кругом
на металлической, керамической, бакелитовой или специаль-
ных видах связки.
в) Доводка фаски на твердосплавной пластинке мелко-
зернистым алмазным кругом на бакелитовой связке.
Для обоих вариантов при заточке инструментов, чистота
поверхности которых не выше V 8—V 9 класса, алмазная
обработка может ограничиваться чистовой заточкой без
последующей доводки фаски.
Первый вариант обычно применяется при снятии зна-
чительного припуска (1 мм и более) на вновь изготовлен-
ном или сильно затупленном инструменте, имеющем боль-
шие сколы режущей кромки.
Следует иметь в виду, что и в этом случае предваритель-
ная заточка должна выполняться кругами карбида кремния
определенной характеристики, на оптимальных режимах
резания в соответствии с материалом инструмента и методом
заточки (машинная или ручная). Иначе нельзя устранить
грубые дефекты, возникшие при неправильной предвари-
тельной заточке. Рекомендации Всесоюзного научно-иссле-
довательского инструментального института по выбору
оптимальной характеристики кругов карбида кремния и
режимов заточки приведены в табл. 22. Стальная державка
затачивается кругами из электрокорунда, зернистостью
40—50 и твердостью С1—С2, на керамической связке при
окружной скорости круга VKP = 25 -ч- 30 м!се&.
Второй вариант алмазной обработки является более
правильным и применяется при нормальном затуплении
твердосплавного инструмента, когда износ по задней или
передней поверхности не превышает норм БТН.
Обработка
твердосплавного инструмента
На машиностроительных предприятиях Харьковского
экономического района широкое распространение получила
108
как машинная, так и ручная алмазная обработка твердо-
сплавного инструмента. Машинная обработка, как правило,
применяется при заточке многолезвийного инструмента на
универсально-заточных или специализированных станках.
Ручная обработка в основном применяется при заточке
резцов с подручником на простых заточных станках. Вруч-
ную обычно затачиваются твердосплавные резцы, допус-
кающие значительные отклонения от заданных геометри-
ческих параметров. При машинной заточке съем твердого
сплава по глубине шлифования ограничивается величиной
поперечной подачи, а при ручной — усилием, с которым
заточник прижимает инструмент к кругу.
Алмазной обработке должна предшествовать предвари-
тельная подготовка инструмента: с твердосплавной плас-
тинки удаляются следы припоя; если в конструкции режу-
щей части не предусмотрена раздельная обработка твердо-
сплавной пластинки и стальной державки, то вначале про-
изводится обработка стальной державки с увеличенными
ЗаДНИМИ углами (Хдерж == ®пласт. оконч. + (4-4-5°).
Если происходит предварительная обработка твердо-
сплавной пластинки кругами карбида кремния, то она за-
тачивается с несколько увеличенными углами:
апредв. эат. — апласт. оконч. + (2-4-3 ),
“Тпредв. зат. — 7пласт. оконч. + (2-4—3 ).
Это позволяет обрабатывать не всю пластинку, а лишь
фаску шириной 2—2,5 мм, что снижает расход алмазов.
Предварительная подготовка инструмента к алмазной об-
работке должна выполняться как при заточке нового ин-
струмента, так и при его переточках.
Для исключения сколов режущей кромки заточка и
доводка алмазными кругами производится при вращении
круга в направлении «на пластинку», от режущей кромки
к державке инструмента (рис. 39).
При заточке и доводке передних поверхностей многолез-
вийного инструмента ширина алмазного кольца не должна
превышать ширину обрабатываемой поверхности зуба, так
как в противном случае неизбежно образование уступов
на рабочей поверхности круга, что приводит к завалам ре-
жущей кромки (рис. 40).
Несмотря на большое разнообразие по конструктивным
и технологическим признакам, все металлорежущие инстру-
менты имеют общие элементы рабочей части, отличающиеся
109
между собой формой, размерами, геометрическими пара-
метрами, количеством режущих кромок. Поэтому схемы
и порядок построения технологических процессов заточки
для различных инструментов должны иметь преемствен-
ность и однотипность. Для большинства металлорежущих
инструментов заточка сначала производится по передней,
а затем по задним поверхностям. В некоторых случаях
заточка может выполняться по одной из поверхностей.
Такая схема определяется конструкцией инструмента
и условиями его эксплуатации. Например, фасонные резцы
Рис. 39. Положение затачиваемой	Рис. 40. Сравнительная шири-
пластинки относительно рабочей	на алмазоносного слоя круга
поверхности алмазного круга. по отношению к обрабатывае-
мой поверхности инструмента.
(призматические и дисковые), протяжки, фрезы с затыло-
ванными зубьями при износе поверхностей инструмента
и затуплении режущих кромок затачиваются только по пе-
редней поверхности. Притупившиеся винтовые сверла,
фрезы с остроконечными зубьями, зенкеры с винтовыми ка-
навками, сверла для глубокого сверления, развертки за-
тачиваются по задним поверхностям: резцы общего назна-
чения — по передней и задней поверхностям.
Вновь изготовленные инструменты затачиваются по
всем поверхностям рабочей части для придания им необхо-
димой формы, размеров и геометрических параметров.
В табл. 23, 24, 25 на основании обобщения литературных
данных и опыта передовых заводов приводится методика
построения технологии, выбора характеристики абразивных
материалов и оптимальных режимов резания при алмазной
обработке типовых твердосплавных инструментов, наиболее
распространенных на предприятиях Харьковского эконо-
мического района.
110
Рис. 41. Доводка плоской протяжки по передней поверхности
алмазным кругом.
Обработка быстрорежущего
инструмента
На многих предприятиях Харьковского экономического
района успешно применяется алмазная обработка быстро-
режущих инструментов: протяжек, долбяков, разверток,
резцов и т. д.
На заводах им. Малышева, тракторном им. Орджони-
кидзе, «Электротяжмаш» им. В. И. Ленина освоена алмаз-
ная доводка круглых, шпоночных и плоских протяжек.
Доводка передней грани плоской протяжки выполняется
на станке модели 360М (рис. 41).
Обработка производится тарельчатым кругом формы
А1Т диаметром 125 мм и шириной алмазоносного кольца
3—5 мм при скорости круга 15—18 м/сек.
По данным завода «Электротяжмаш» им. В. И. Ленина,
применение алмазной доводки протяжек увеличило их стой-
кость в 1,5—2 раза, чистота обработанной поверхности
деталей улучшилась на один класс.
На заводах им. Малышева и тракторном им. Орджони-
кидзе освоена доводка модульных долбяков. Доводится
in
Последовательность операций при алмазной обработке твердосплавных резцов
Таблица 23
I № опера- 1 1 ции	|	Содержание операции		Характеристика кругов	Режимы 'обработки	
1	Заточить главную и вспомогатель- ную задние поверхности по стальной державке. Удалить с твердосплавной пластинки следы припоя	Универсаль- но-заточной, специальный, собственного изготовления	Абразивный круг Э, 50-40, С1-С2, К	VKp =25-30 м/сек опр0д = 2 м/мин «поп = 0.1-0.15 мм/дв. ход	Операция выполня- ется по мере необхо- димости
2	Заточить главную и вспомогатель- ную задние поверхности твердосплав- ной пластинки	То же	Абразивный круг КЗ, в со- ответствии с	В соответст- вии с табл. 22	Операция выполня- ется в случае съема большого припуска на
Заточить главную и вспомогатель-
ную задние поверхности твердосплав
ной пластинки
3 Заточить переднюю поверхность
твердосплавной пластинки
Заточить переднюю поверхность
твердосплавной пластинки
4
5
6
7
Шлифовать стружколомательную
канавку или уступ
Довести на передней поверхности
твердосплавной пластинки фаску
Довести на главной и вспомогатель-
ной задних поверхностях твердосплав-
ной пластинки фаску
Заточить (довести) вершину резца
по радиусу
табл. 22		твердосплавной плас- тинке
Алмазный круг в соответ- ствии с табл 13; 16 Абразивный круг КЗ в со- ответствии с табл. 22	В соответ- ствии с табл. 20 В соответст- вии с табл. 22	При чистоте поверх- ности не выше V 8— V 9 класса плас- тинка затачивается под углом a, cq без выполнения последу- ющей операции 6 Операция выполня- ется в случае съема большого припуска на твердосплавной плас- тинке
Алмазный круг в соответ- ствии с табл. 13, 16 То же	В соответ- ствии с табл. 20 То же	При чистоте поверх- ности не выше V 8— V 9 класса плас- тинка затачивается под углом 7 без вы- полнения последую- щей операции 5
Таблица 24
Последовательность операций при алмазной обработке твердосплавных торцовых фрез
№ опера- | ции	*		Характеристика кругов	Режимы обработки	
1	Шлифовать твердосплавные ножи на цилиндрической части по диамет- ру и переходной кромке	Круглошли- фовальный	Абразивный круг КЗ в со- ответствии с табл. 22	В соответст- вии с табл. 22 V = изд = 10 м/мин	Операция выполня- ется при съеме боль- шого припуска на твердосплавной плас- тинке
2	Шлифовать твердосплавные ножи по торцу	Карусельно- шлифовальный	То же	То же	То же
3	Заточить стальную державку ножа по задним поверхностям на цилинд- рической, торцовой части и переход-	Универсаль- но-заточный, специальный	Абразивный круг Э, 50-40, С1-С2, К	V = 25— кр u 30 м/сек,	Операция выполня- ется по мере необхо- димости
4	ной кромке Шлифовать твердосплавные ножи	Круглошли-	Алмазный	^ПрОД— 2 М/мин 5поп=0Д- 0,15 мм/дв. ход В соответст-	Операция выполня-
	на цилиндрической части по диамет- ру и переходной кромке	фовальный	круг в COOT ветствии с таб- лицами 13, 16	вии с табл. 20 ^изд = 8 — 10 м/мин	ется в случае остав- ления вдоль режущих кромок технологиче- ских фасок шириной до 0,03 мм при окон- чательной заточке и доводке задних по- верхностей твердо- сплавной пластинки
5	Шлифовать твердосплавные ножи по торцу	Карусельно- шлифовальный	Алмазный круг в соответ- ствии с табл. 13, 16	То же	То же
6	Заточить главную, вспомогатель- ную и переходную задние поверхнос- ти твердосплавной пластинки	Универсаль- но-заточный, специальный	Алмазный круг в соответ- ствии с табл. 13, 16	В соответст- вии с табл. 20	
7	Довести фаски по главной, вспомо- гательной и переходной задним по- верхностям твердосплавной пластинки	То же	То же	То же	Операция выполня- ется, если чертежом предусматривается фаска с чистотой по- верхности выше V 9 класса
_* Примечание. Алмазная обработка передней поверхности твердосплавной пластинки выполняется до уста-
новки ножей в корпус фрезы.
Последовательность операций при алмазной > бработке твердосплавных разверток
Таблица 25
[ № one- I 1 рации |			Характеристика кругов	Режимы обработки	
1	Удалить с твердосплавной пластинки следы припоя. Выдержать профиль канавки	Универсаль- но-заточный	Э, 50-40, С1- С2, К	Нф = 25- 30 м!сек подача ручная	Операция выполня- ется по мере необхо ди мости
2	Шлифовать твердосплавные зубья развертки предварительно по цилинд- ру, обратному и заборному конусам	Круглошли- фовальный	Абразивный круг КЗ, в со- ответствии с табл. 22	В соответст- вии с табл. 22 V = изд = \§м/мин	Операция выполни ется при съеме боль- шого припуска на твердосплавных плас- тинках у вновь изго
3 Заточить задние поверхности зубьев Универсаль-
но стальному корпусу развертки на но-заточный
цилиндре, заборном и обратном ко-
нусах
4	Заточить переднюю поверхность твердосплавной пластинки зуба	То же
5	Шлифовать твердосплавные зубья развертки по цилиндру, обратному и заборному конусам	Круглошли- фовальный
6	Заточить задние поверхности твер- досплавной пластинки зуба на ци- линдре и заборном конусе	Универсаль- но-заточной
товленного инструмен-
та или при перешли-
фовке изношенной раз-
вертки на меньший
размер
Абразивный
круг Э, 50-40,
С1-С2, К
^кР=25-
30 м/сек,
^прод=2 м/мин,
3„о„ = 0,1-
— 0,15л<л</дв.
ход
Операция выполня-
ется по мере необхо-
димости
Алмазный
круг в соответ-
ствии с табл.
13, 16
В соответст-
вии с табл. 20
Операция выполня-
ется при заточке вновь
изготовленного инст-
румента или при пе-
реШлифовке изношен-
ной развертки на мень-
ший размер
То же	То же	То же
Алмазный В соответст-
круг в соответ- вии с табл. 20
ствии с табл.
13, 16
Продолж. табл. 25
I № one- I | рации 1			Характеристика кругов		
7	Довести развертку по калибрую- щим ленточкам, выдержав оконча- тельный диаметр	Круглошли- фовальный	Алмазный круг в соответ- ствии с табл. 13, 16	В соответст- вии с табл. 20 ^изд = 5 — 8 м/мин	Операция выполня- ется при заточке вновь изготовленного инст- румента или при пе- решлифовке изношен- ной развертки на меньший размер для обработки отверстий 1—2 классов точности
8	Довести переднюю поверхность твердосплавной пластинки зуба по фаске	' Универсаль- но-заточный	То же	В соответст- вии с табл. 20	То же
9	Довести заднюю поверхность твер- досплавной пластинки зуба на забор- ном конусе по фаске				
Примечание. Находящаяся в эксплуатации развертка при нормальном затуплении затачивается только
по задним поверхностям.
передняя поверхность долбяка алмазным кругом формы
АПП на специальных или универсально-заточных станках
(рис. 42) при скорости 15—18 м.1 сек,.
На многих заводах широко применяется алмазная об-
работка быстрорежущих разверток. Применение шлифова-
ния и доводки алмазными кругами цилиндрической части
развертки на круглошлифовальном станке обеспечивает
высокую чистоту поверхности и точность обработки до
1 класса включительно. Это полностью исключает доводку
калибрующих ленточек развертки чугунным притиром
вручную.
Рис. 42. Доводка долбяка по передней поверхности
алмазным кругом.
Доводка передней и задней поверхностей заборного ко-
нуса развертки выполняется алмазным кругом на универ-
сально-заточном станке модели ЗА64М.
На Харьковском подшипниковом заводе широко при-
меняется доводка фасонных резцов, которая выполняется
на станке модели ЗА64М. (рис. 43). При этом резец, уста-
новленный в центрах на оправке, вручную, с небольшим
усилием прижимается к рабочей поверхности круга. Круг
вращается с окружной скоростью 15—18 м/сек. Для удоб-
ства работы он перевернут. Стойкость фасонных резцов,
доведенных только по передней грани, увеличивается на
30—35%. Чистота поверхности колец шарикоподшипников
при точении доведенным резцом улучшается на один-два
класса.
119
Исследования, выполненные кафедрой резания метал-
лов и металлорежущих инструментов Харьковского поли-
технического института им. В. И. Ленина, показали, что
при фасонном точении стали ШХ-15 интенсивность износа
резцов из стали Р18, доведенных алмазным кругом, на-
много меньше, чем при работе резцом без алмазной доводки.
Так, например, после 16 минут работы радиус округления
заточенного обычным способом фасонного резца состав-
ляет 0,12 мм, а доведенного алмазным кругом — лишь
0,04 мм.
Ркс. 43. Доводка дискового фасонного резца по передней
поверхности алмазным кругом
Следует иметь в виду, что повышение стойкости инстру-
мента достигается только при условии строгого соблюде-
ния оптимальных условий предварительной абразивной
заточки и последующей алмазной доводки. В процессе за-
точки и доводки быстрорежущего инструмента могут про-
исходить значительныефазовые и структурные превращения
в поверхностном слое, которые приводят к существенному
изменению исходных физико-механических свойств. При
•обычной заточке кругами из электрокорунда на поверхности
инструмента, как правило, образуется слой аустенито-
мартенсита глубиной до 0,03—0,05 мм с содержанием
аустенита до 60%, который находится в состоянии сильного
наклепа [24]. Этот слой более твердый, хрупок и менее
120
прочен, чем исходный материал и по утверждению ряда
исследователей [22, 23] является дефектным. Инструмен-
ты, имеющие после заточки слой вторичной закалки, изна-
шиваются более интенсивно. При доводке их алмазными
кругами при оптимальных режимах резания дефектный слой
удаляется и рабочие поверхности инструмента имеют изно-
состойкую исходную мартенситную структуру. При доводке
инструментов из быстрорежущей стали Р18 алмазными кру-
гами с окружной скоростью 13—19 м/сек, поперечной по-
дачей 0,002—0,005 мм/де. ход и продольной подачей 0,5—
2 м/мин каких-либо существенных изменений в состоянии
поверхностного слоя не обнаружено. Микротвердость, ко-
личество остаточного аустенита, микрошлиф не отличается
от исходных. Поверхностный слой при этом имеет мартен-
ситную структуру. Обработка при более высоких режимах
резания приводит к появлению на поверхности инструмента
отпущенного слоя. Инструмент с отпущенным мягким слоем
на рабочих поверхностях обладает резко пониженными
износостойкостью и формоустойчивостью режущих кромок.
Этим объясняются неудачи, имевшие место на тех харь-
ковских заводах, которые механически переносили режимы
и методы алмазной обработки твердосплавного инструмента
на быстрорежущий.
Заводы, успешно внедрившие алмазную обработку быс-
трорежущих инструментов, производят доводку при окруж-
ной скорости порядка 15—18 м/сек. поперечной подаче не
более 0,005 мм./де. ход, продольной подаче 0,5—1,5 м/мин.
При таких режимах доводки удельный расход алмазов не
выше, чем при обработке твердого сплава. Доводка выпол-
няется кругами на органической связке Б1 50 и 100% кон-
центрации. Опыт турбинного завода им. С. М. Кирова
показывает, что применение алмазных кругов 150 и 200%
концентрации обеспечивает более высокое качество обра-
ботки быстрорежущих инструментов.
В качестве охлаждения используется полупроцентный
водный раствор кальцинированной соды при расходе жид-
кости 3—5 л/мин. Припуск, снимаемый при доводке алмаз-
ным кругом, составляет примерно 0,05 мм. Уменьшение
площади контакта алмазоносного кольца и обрабатываемой
поверхности благоприятно сказывается на качестве поверх-
ностного слоя инструмента. Для доводки быстрорежущего
инструмента применяются алмазные круги зернистостью
АС6—АС8 и мельче.
121
Как показали исследования, увеличение зернистости
круга приводит к росту температуры в зоне резания.
Например, при обработке стали Р18 с окружной ско-
ростью круга Кр = 13ч- 19 м,/м,ин \ Snon = 0,01 мм/дв. ход;
5ПРод=1»0 м/мин изменение зернистости круга от АС5
до АС16 приводит к возрастанию температуры более чем
на 200° С.
Таким образом, из приведенных примеров применения
алмазной обработки быстрорежущих инструментов на за-
водах Харьковского экономического района видно, что
даже при существующих характеристиках алмазных кругов
можно с успехом использовать их для доводки быстроре-
жущих инструментов. При этом может быть получен зна-
чительный экономический эффект за счет повышения стой-
кости быстрорежущего инструмента, снижения его расхода,
увеличения производительности труда станочников и улуч-
шения качества обработки деталей»
ЛИТЕРАТУРА
1.	Я. Б. М и н д л и н. Алмазная обработка твердосплавного режу-
щего инструмента. Сб. «Алмазный инструмент и процессы алмаз-
ной обработки», М., ЦБТИ, 1961.
2.	А. Ф. Несмелое, Н. А. Авдонина. Алмазные инструменты
в машиностроении. М., Машгиз, 1959.
3.	И. И. Шафрановский. Алмазы. М., Изд-во «Наука», 1964.
4.	В. Н. Б а к у л ь. Синтетические алмазы и сверхтвердые мате-
риалы и их применение в народном хозяйстве, Институт техниче-
ской информации, Киев, 1963.
5.	Л. К. Петросян. Итоги сравнительных испытаний алмазных
кругов из естественных и искусственных алмазов. Сб. 1 «Алмазный
инструмент и процессы алмазной обработки», М., МДНТП
им. Ф. Э. Дзержинского, 1964.
6.	Ю. В. Алфеев. Алмазный инструмент для шлифования, Сб. 1
«Новые исследования, процессы и инструменты для абразивной
и алмазной обработки», М., МДНТП им. Ф. Э. Дзержинского,
1963.
7.	Правка абразивных кругов алмазными роликами. Журн. «Tooling
and Product», 1961, № 4.
8.	Реферат 9Б662, Реферативный журнал «Машиностроение», 1962.
9.	М. С. Н а е р м а н. Хонингование с большим съемом вместо шли-
фования. Сб. 1 «Новые исследования, процессы и инструменты
для абразивной и алмазной обработки», М., МДНТП им. Ф. Э. Дзер-
жинского, 1963.
10.	М. С. Н а е р м а н. Алмазное хонингование чугуна и стали. Сб. 1
«Алмазный инструмент и процессы алмазной обработки», М., МДНТП
им. Ф. Э. Дзержинского, 1964.
11.	Р. Ф. Кохан. Доводка и полирование алмазными пастами.
Сб. 2 «Алмазный инструмент и процессы алмазной обработки»,
М., МДНТП им. Ф. Э. Дзержинского, 1964.
12.	В. А. Федотов. Применение алмазного инструмента при обра-
ботке неметаллических материалов. Сб. 1 «Алмазный инструмент
и процессы алмазной обработки», М., МДНТП им. Ф. Э. Дзер-
жинского, 1964.
13.	Экспресс-информация. «Технология механической обработки и
сборки», 1962, № 24.
14.	НИИАлмаз.Сб. «Алмазные инструменты» под редакцией Л. К. Пе-
тросяна, М., Машгиз, 1962.
123
15.	С. А. Попов., Н. П. М а л е в с к и й. Режущие свойства и из-
носостойкость чашечных алмазных кругов. Сб. 2. «Алмазный ин-
струмент и процессы алмазной обработки», М., МДНТП
им. Ф. Э. Дзержинского, 1964.
16.	Н. С. Дегтяренко, Н.П. Введенская. Заточка ал-
мазными кругами на бакелитовой и металлической связках. Журн.
«Станки и инструмент», 1963, № 1.
17.	С. А. П о п о в. О выборе оптимальной концентрации алмазных
кругов. Сб. 2 «Алмазный инструмент и процессы алмазной обра-
ботки», М., МДНТП им. Ф. Э. Дзержинского, 1964.
18.	Г. Б. Лурье. Режущая способность шлифовальных кругов,
Сб. 1 «Новые исследования, процессы и инструменты для абразив-
ной и алмазной обработки», М., МДНТП им. Ф. Э. Дзержинского,
1963.
19.	Н. П. Л е б е д и н с к и й, Н. В. Надеждина, Ю. Г Во-
ронин. Алмазная заточка и доводка твердосплавного режущего
инструмента на Горьковском автозаводе, «Станки и инструмент»,
1963, № 12.
20.	С. Г. Р е д ь к о. Процессы теплообразования при шлифовании
металлов, Саратов, Изд-во университета, 1962.
21.	Ш. М. Дубинский. Исследование температуры поверхности
при заточке. Известия высших учебных заведений. «Машинострое-
ние», 1960, № 6.
22.	Б. И. К о с т е ц к и й. Стойкость режущих инструментов, Маш-
гиз, 1949.
23.	Ю. А. Гелле р. Инструментальные стали, Металлургиздат,
1961.
24.	В. А. Ланда. Структура вторично закаленного слоя, возника-
ющего при шлифовании. «Металловедение и термическая обработка
металлов», Машгиз, 1959, № 12.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Предисловие	3
Глава 1. Физико-механические свойства и области применения
технических алмазов	5
Основные свойства алмазов	5
Области применения технических алмазов	9
Алмазная заточка и доводка режущего	инструмента	10
Алмазное шлифование	11
Правка шлифовальных кругов	18
Алмазное хонингование	22
Доводка и полирование алмазными пастами .	26
Применение алмазного инструмента для обработки неме-
таллических материалов	28
Алмазное точение	30
Глава II Алмазные круги и их выбор	35
Конструкция, форма и размеры	35
Связка	43
Концентрация	44
Зернистость	48
Маркировка	55
Глава III. Станки для алмазной заточки и доводки	56
Универсальные и специальные станки	. .	57
Станки, изготовленные и модернизированные на заводах
Харьковского экономического района	65
Глава IV Изменение конструкции и геометрии режущей части
инструмента	71
Резцы.	72
Многолезвийные инструменты	74
Глава V Рациональные условия алмазной заточки и доводки 83
Режимы	83
Смазочно-охлаждающие жидкости	87
Температура поверхности затачиваемого инструмента	89
Чистота поверхности	95
Чистка и правка алмазных кругов	102
125
ГлаваVI. Технологические процессы заточки и доводки режу*
щего инструмента	105
Варианты технологических процессов .	106
Обработка твердосплавного инструмента	108
Обработка быстрорежущего инструмента	111
Литература	123
Семко Михаил Федорович
Камер Владимир Александрович
Раб Александр Фомич
Узунян Матвей Данилович
АЛМАЗНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ
В МАШИНОСТРОЕНИИ
Редактор Г. А. Владимиров
Обложка художника С. А. Письменного
Технический редактор М. И. Лиманова
Корректор И. В. Лапенко
Сдано в набор 22/XII 1964 г. Подписано к печати
27/11 1965 г. Бум. лист. 2. Печ. лист. 4.
Усл.-печ. лист. 6,56. Уч.-изд. лист. 6,24. Изд. № 175.
Тираж 5000. БЦ 49332. Зак. № 4-599i Цена 34 коп.
Издательство «ПРАПОР»,
Харьков, ул. Дзержинского, 3.
Книжная фабрика им. Фрунзе Государственного
комитета Совета Министров УССР по печати,
Харьков, Донец-Захаржевская, 6/8.