Заточка режущих инструментов является ответственной операцией как при изготовлении режущих инструментов, так и при восстановлении их режущих свойств после затупления при обработке заготовок. От заточки режущих инструментов зависят производительность труда и стоимость обработки деталей, период стойкости и износ инструментов.
Заточка резцов из быстрорежущей стали производится кругами типа ПП наружным диаметром 175-400 мм или кругами типа ЧЦ и ЧК диаметром 175-300 мм из белого и нормального электрокорунда на керамической и бакелитовой связках. Круги на керамической связке обеспечивают высокую производительность труда при заточке и хороший профиль режущей кромки, но несколько хрупки. Круги на бакелитовой связке более эластичны.
Перед заточкой круги должны быть тщательно отбалансированы и выправлены. Заточку рекомендуется производить в две операции: предварительная — кругом зернистостью 40 и окончательная — кругом зернистостями 25-16.
Заточка металлорежущих инструментов из быстрорежущих сталей Р6М5, Р6М5К5, Р9К5, Р9М4К8, Р10К5Ф5 кругами из электрокорунда имеет существенные недостатки (низкая производительность труда при заточке, шероховатость обработанной поверхности не отвечает требованиям стандарта, наличие структурных изменений поверхностного слоя). Поэтому в настоящее время для заточки металлорежущих инструментов из быстрорежущих сталей, легированных ванадием, молибденом и кобальтом, применяются круги из эльбора. Эти круги обладают высокой режущей способностью, большой стойкостью и остротой абразивных зерен, стабильным и равномерным износом, что позволяет уменьшить выделение тепла в зоне заточки и исключить структурные изменения поверхностных слоев металла затачиваемых инструментов.
Высокое качество поверхности, острота режущих кромок, отсутствие прижогов, точность геометрических параметров обеспечивают повышение стойкости инструментов из быстрорежущих сталей после заточки их кругами из эльбора в 1,5-2 раза. Повышение стойкости металлорежущего инструмента в результате заточки его кругами из эльбора не только окупает некоторое повышение стоимости такой заточки по сравнению с заточкой кругами из белого электрокорунда, но и дает значительный экономический эффект.
Для заточки инструментов применяют круги чашечные (11А2, 12V2), тарельчатые (12А2, 12R4, 12V5, 12V9) и плоские (1Д1, 1V1, 6А2) зернистостями 50/40-160/125 на керамической и органической связках.
Заточка твердосплавных резцов, обладающих большой твердостью, но малым сопротивлением разрыву и низкой теплопроводностью, должна производиться особенно тщательно, правильно подобранными по характеристике кругами. Критериями правильного выбора твердости таких кругов являются их самозатачиваемость и частота правки. Твердость круга следует подбирать в зависимости от состава твердого сплава. Чем больше в твердом сплаве содержится карбидов титана и вольфрама и меньше кобальта, тем мягче должен быть круг.
Однокарбидные твердые сплавы затачивают кругами степеней твердости М3-СМ2, для заточки двухкарбидных и трехкарбидных сплавов рекомендуются более мягкие круги (степеней твердости М2-М3). Сплавы ВК2, ВК3 и ВК4 затачивают кругами степеней твердости М3-СМ1, сплавы ВК6 и ВК8 — кругами степеней твердости СМ1-СМ2, для заточки титанокобальтовых сплавов рекомендуются круги степеней твердости М2-М3. Заточка твердосплавных резцов производится обычно кругами из зеленого карбида кремния типа ПП наружным диаметром 150-500 мм, высотой 20-50 мм, а также кругами типов ЧК и ЧЦ наружным диаметром 175 и более в две операции: кругами степеней твердости СМ1-СМ2 и СМ1-СМ3. Рабочая скорость круга 10-18 м/с, скорость поперечной подачи 0,01-0,05 мм/дв. ход, продольной — 3-5 м/мин. Заточка более хрупких сплавов производится при нижних пределах рабочей скорости и поперечной подачи. Рекомендуется вести заточку резцов при обильном охлаждении смазочно-охлаждающей жидкостью.
При заточке твердосплавных инструментов применение жестких режимов приводит к образованию повышенных напряжений и трещин, а иногда и к выкрашиванию режущих кромок; при этом повышается износ круга. При ручной заточке обычно снижается точность геометрии и ухудшается качество поверхности. Поэтому следует стремиться к заточке на специальных станках или пользоваться соответствующими приспособлениями.
Образование канавок на резце для схода стружки осуществляется кругами типа T диаметром 100-125 мм.
При заточке твердосплавных инструментов находят широкое применение круги из синтетических алмазов на органической и металлической связках. Алмазные круги на органической связке обладают более высокими режущими свойствами, они снимают больше материала в единицу времени, но вследствие интенсивной самозатачиваемости имеют повышенный удельный расход алмазов на каждый грамм удаляемого при заточке сплава, по сравнению с кругами на металлической связке. Металлическая связка прочнее удерживает абразивные зерна и позволяет производить заточку с большими скоростями поперечных подач. Стойкость кругов на металлической связке в восемь-десять раз выше, чем на органической. Круги на металлической связке следует применять на операциях предварительной заточки, окончательную заточку рекомендуется производить кругами на органической связке.
Для окончательной заточки твердосплавных инструментов находят широкое применение круги зернистостями 160/125-100/80 плоские (1А1), с выточками (6А2, А1ПВ, 9АЗ), чашечные (12А2), тарельчатые (12А2, 12R4, 12R9, 12V9), профильные (1F1X).
Доводка резцов из быстрорежущих сталей производится кругами на органической связке из зеленого карбида кремния зернистостью 6 или пастой из окиси хрома, а резцов с пластинами из твердых сплавов — алмазными кругами или пастами из карбида бора. Паста изготовляется из 70-85% карбида бора зернистостью 5 и 15-30% парафина. Доводка пастой из карбида бора осуществляется на чугунном диске при рабочей скорости 1-2 м/с, скорости продольной подачи 0,8-1 м/мин и удельном давлении 0,06-0,08 МПа.
Заточка передней грани зубьев разверток производится кругами типа 1T из белого электрокорунда зернистостью 25, степени твердости СМ2, на керамической связке, а заточка задней грани зубьев по калибрующей части — кругом типа ЧК из белого электрокорунда зернистостями 40-25, степеней твердости СМ1-СМ2. Переднюю грань зубьев разверток доводят кругами типа 1T, а заднюю грань зубьев заборного конуса — кругами типа ЧК из зеленого карбида кремния зернистостью 6, степеней твердости С1-С2, на бакелитовой связке.
Для заточки протяжек применяют круги типов ЧК и 1T, причем для предварительной заточки применяют круги из белого электрокорунда зернистостями 25-16, степени твердости СМ2, на керамической связке, а для окончательной — круги из зеленого карбида кремния зернистостью 6, степеней твердости С1-С2, на бакелитовой связке. Круги типа ЧК диаметром до 150 мм с наружным углом наклона стенки 70о используются также для заточки фрез, разверток, дисковых резцов и т. д. Круги зернистостью 5 и мельче этой формы применяются для доводки дисковых резцов, зенкеров, протяжек, цилиндрических фрез. Круги типа 1T применяются также для заточки и доводки фрез (кроме модульных), разверток и другого режущего инструмента, а круги типа 2Т — для заточки модульных фрез.
Круги типа 4П, преимущественно диаметром до 200 мм, широко применяются при всевозможных заточных операциях. Сверла затачивают чаще всего кругами типа ПВ диаметром 150-300 мм.
Круги типа ЧЦ диаметром до 150 мм с толщиной стенки до 13 мм используются для заточки фрез, разверток, зенкеров, протяжек и т. д. Круги типа ЧЦ с толщиной стенок 15 мм и более применяются для заточки всевозможных резцов и для плоского шлифования торцов дисковых фрез; эти же круги применяются для заточки машинных ножей для разрезки бумаги, табака и т. п. Заточка режущих поверхностей в стружечных отверстиях и шлифование заборного конуса с двух сторон круглых плашек осуществляются на универсально-заточных станках при помощи соответствующих приспособлений. Диаметры кругов, применяемых для этой цели, весьма малы, а потому круги работают при малых рабочих скоростях (до 10 м/с). Применяются круги из белого электрокорунда или монокорунда зернистостью 16, степени твердости СТ1.
Заточка передней и задней поверхностей зубьев фрез производится на универсально-заточных станках со специальными приспособлениями кругами из белого электрокорунда зернистостями 40-25, степени твердости СМ1, на керамической связке.
Зубья зенкеров затачивают по задней заборной поверхности чашечными кругами из белого электрокорунда зернистостями 40-25, степеней твердости СМ1-СМ2, на керамической связке, а шлифуют кругами прямого профиля.
В целях повышения качества и стойкости режущего инструмента его обработку ведут алмазными кругами на бакелитовой и металлической связках. Алмазные круги зернистостью 16 следует применять при значительном припуске на обработку, зернистостями 12-6 — для механической заточки, зернистостями 5-4 — для чистовой заточки, зернистостями М40-М20 — для окончательной заточки, зернистостями М14 и мельче для отделки поверхности. В настоящее время для обработки многолезвийного режущего инструмента чаще применяют круги из эльбора зернистостями 63/50-100/80.
Для заточки деревообрабатывающего инструмента (поперечных ручных и рамных, циркульных и других пил, а также пил для разрезки металла) широко применяются плоские круги конического профиля типа 3П, получившие название пилоточек. Эти круги изготовляются наружным диаметром 250-300, высотой 6-13 мм. Наилучшие результаты при заточке пил достигаются кругами зернистостью 40, степеней твердости С2-СТ1, на бакелитовой связке. В отдельных случаях используются круги зернистостью 50.
Применение кругов из эльбора для заточки стального инструмента и алмазных кругов для заточки твердосплавного инструмента в оптимальных условиях вместо шлифовальных кругов из электрокорунда и карбида кремния не только повышает его качество, но также обеспечивает получение значительного экономического эффекта.
Задача повышения производительности труда процесса заточки металлорежущего инструмента кругами из эльбора привела к разработке принципиально нового метода выполнения этой операции — к глубинной заточке. Это технологической процесс, выполняемый при глубине реза — 0,3-0,5 мм и скорости продольной подачи 0,3-1,0 м/мин. Для выполнения этой операции используются круги из эльбора марки ЛКВ зернистостями 100/80-125/100 на керамической связке К27, степеней твердости СТ1-СТ2. Типоразмеры инструмента 12А2-20о 150x17x50, 8X3X3 и 12А2-15о 150x32x32x5x3.
Разработанный инструмент был рекомендован для глубинной заточки червячных фрез с прямыми канавками модулем 2-8 мм на специальных станках моделей В3218ФЗ и 3Б662ГВ. Припуск на обработку составлял 0,6-1,0 мм и определялся износом зубьев фрезы по задней грани.
Учитывая значительную величину припуска операцию заточки рекомендовано выполнять за два перехода: предварительный и окончательный. В зависимости от требуемого класса точности червячных фрез разработаны следующие технологические циклы заточки:
При выполнении заточки по приведенным циклам обеспечивается минимум затрат на выполнение данной операции при обеспечении всех технических требований к затачиваемой фрезе и ее максимального периода стойкости при эксплуатации. Если величина припуска менее 0,5 мм, то заточка выполняется за один переход на режимах окончательного перехода, если величина припуска на заточку более 1,0 мм, то предварительный переход выполняется дважды.
Операция глубинной заточки производится при обильном охлаждении (100-120 л/мин). В качестве СОЖ рекомендуются масла с поверхностно-активными добавками.