книги из ГПНТБ / Ящерицын, П. И. Шлифование с подачей СОЖ через поры круга

И зм енение х а р а к т е р а вибраций с пуском С О Ж через

поры круга о б ъясняется следую щ им :

а) при установившемся режиме работы станка ам­ плитуда колебаний от неуравновешенности ротора элек­ тродвигателя соизмерима по величине с амплитудой ко­ лебаний от неуравновешенности шлифовального круга, поэтому в результате взаимодействия двух колебатель­ ных процессов с различными частотами суммарные ви­ брации носят периодический амплитудно-переменный характер;

Для получения дополнительного подтверждения о том, что с пуском СОЖ через поры круга повышаются вибрации станка, были проведены аналогичные исследо­ вания на станке мод. МУГ27-50 японской фирмы «Митсуи Сеики». Это универсально-шлифовальный пре­ цизионный станок, оснащенный устройством для безна­ порной подачи СОЖ через поры круга, размер круга ПП 300X40X127 характеристики ЭБ25СМ1К5. Вибро­ датчик К-001 был установлен на шлифовальной бабке у переднего подшипника шпинделя, и производилась за­

140

пись колебаний в горизонтальной плоскости в направле­ нии силы Ру. Записи вибраций также производились без

подачи СОЖ через поры круга и с подачей (рис. 54, а и б).

Из виброграммы (рис. 52, а) видно, что частота ко­ лебаний шлифовальной бабки составляет 100 гц, а ам­ плитуда —0,0005 мм. С пуском СОЖ через поры круга на виброграмме появляются наложенные колебания с частотой 25 гц и амплитудой 0,0008 мм. Даже при

□ □ □ □ □ □ □ □ □ □ а

ш т т т т ш т ш т т ш ш т т ш м ш ш т м

Л Л Л Л Л Л Л Л Л Л Л Л Л Л Л Л Л Л Л Л А Л Л Л Л Л Л Л Л Л Л Л Л Л Л Л Л Л Л Л Л Л Л Л Л Л Л Л Л Л /

□ □ □ □ □ □ □ □ □ □ о

□ □ □ □ □ □ □ □ □

V W m v v v v v v v v m v v v v v v v v v v m v v v v v v v v v v v v v v v v v v v v v v v

□□□□□□□□□□а

Рис. 54. Виброграммы колебаний шлифовальной бабки универсально-шлифовального станка мод. МУГ27-50 японской фирмы «Митсуи Сеики»: а — без подачи СОЖ через поры круга; б— при истечении СОЖ через поры круга

141

сравнительно небольшом шлифовальном круге и малом расходе СОЖ через его поры (10—12 л/'мин) обнаруже­ но повышение вибраций. При этом шлифовальный круг

Итак, можно сделать вывод о том, что с пуском СОЖ через поры шлифовального круга происходит увеличе­ ние амплитуды колебаний шлифовальной бабки станка. Это увеличение зависит от количества СОЖ, пропускае­ мой через поры круга в единицу времени.

5. О вытекании СОЖ через торцы круга [102]

Как отмечалось во 2-м параграфе гл. I, вопрос о вы­ текании СОЖ через торцовые поверхности шлифоваль­ ного круга является спорным. Ни один исследователь не дал четкого экспериментального подтверждения своей точки зрения. Утверждения о вытекании и невытеканип СОЖ через торцовые поверхности круга основывались на логических рассуждениях без экспериментальной и практической проверки.

Нами придавалось большое значение этому вопросу, ибо в случае вытекания СОЖ через торцовые поверхно­ сти круга она меньше всего попадает туда, где происхо­ дит максимальный съем металла и выделяется макси­ мальное количество тепла т. е. к кромкам круга.

Для экспериментальной проверки этого явления шли­ фовальный круг ПП 600X63X305 характеристики ЭБ25СМ1К5 класса Б 4-го класса дисбаланса (величи­ на дисбаланса 120 г), в котором имелась свинцовая вставка, компенсирующая часть структурного дисбалан­ са, был поставлен на станок мод. ЗБ161. Затем произво­ дилась запись вибраций без (см. рис. 52, а) и с пѵском СОЖ через поры круга (см. рис. 52,6), После этого торцовые поверхности круга были покрыты нитроэмале­ вой краской, и снова производилась запись вибраций в том же порядке. Расшифровка полученных виброграмм показала, что амплитуда, колебаний шлифовальной баб­

142

ки станка в направлении силы Ру без пропускания СОЖ через поры круга составляла 0,002 мм. С пуском СОЖ через поры неокрашенного круга амплитуда колебаний составила 0,036 мм, а с пуском СОЖ через поры окра­ шенного круга — 0,058 мм (см. рис. 52, в).

Повышение амплитуды колебаний шлифовальной бабки в 1,6 раза объясняется тем, что после покрытия торцовых поверхностей нитроэмалью вся масса СОЖ протекала только через рабочую (периферийную) по­ верхность круга. Именно протекание всей массы СОЖ через максимальный диаметр круга вызвало повышение вибраций. Столь существенная разница в амплитудах колебаний при пропускании СОЖ через поры окрашен­ ного II неокрашенного круга свидетельствует о том, что значительная часть СОЖ вытекает через торцовые по­ верхности круга, не достигая его кромок.

Наличие этого недостатка у метода охлаждения че­ рез поры круга снижает его эффективность, особенно при работе чашечными кругами. Можно сделать вывод, что еще недостаточно подать какое-то количество СОЖ че­ рез поры круга, нужно направить ее именно туда, где она больше всего нужна, т. е. на рабочую поверхность круга, причем равномерно по всей его поверхности. В этом смысле покрытие торцовых поверхностей нитро­

вые (нерабочие) поверхности круга, является необосно­ ванным.

6. Влияние статического дисбаланса шлифовального круга на колебания станка

с подачей СОЖ через поры круга [103]

Нами определялась зависимость увеличения ампли­ туды АЛ колебаний с пуском СОЖ через поры круга от величины его статического дисбаланса Б. Для исследо­ вания данной зависимости было отобрано 100 шлифо­ вальных кругов ПП 350X40X127 класса А и 150 таких

143

же кругов класса Б. Вначале для каждого круга на устройстве и по методике, согласно ГОСТу 3060—55, производилось определение величины статического дис­ баланса, а затем после статической балансировки — за­ пись вибраций на специальном стенде до и после пуска СОЖ через поры круга.

Отметим, что жесткость специального стенда была в 2,5 раза ниже жесткости шлифовальной бабки, напри­ мер станка мод. ЗА130. Исследования проводились на стенде с пониженной жесткостью, для того чтобы более четко выявить исследуемую зависимость.

Вибрации измеряли вибродатчиком ВИЛ-69 и реги­ стрировали на пленке осциллографа Н-102. После рас­ шифровки виброграмм полученные экспериментальные данные были сведены в корреляционную табл. 10, где

Т а б л и ц а 10

Корреляционная таблица зависимости разности амплитуд колебаний стенда до и после пуска СОЖ через поры круга от статического дисбаланса шлифовальных кругов класса А (верхняя строка) и Б (нижняя)

144

частоты распределения по величине статического дис­ баланса Б и увеличению амплитуды колебаний АЛ для кругов класса А приведены в верхних строках, а для кругов класса Б — в нижних. В таблице верхняя строка представляет собой интервалы статического дисбаланса шлифовальных кругов, а левый столбец — интервалы увеличения амплитуды колебаний стенда с пуском СОЖ через поры круга. Амплитуда колебаний стенда измеря­ лась в направлении силы Ру.

На основании полученных данных были вычислены следующие величины для кругов класса А и Б соответ­ ственно:

средние арифметические значения увеличения ампли­

Сравнение теоретических и эмпирических данных да­ но на рис. 55.

Рис. 55. Теоретические (сплошные) и эмпирические (штриховые) ли­

146

Проверка нуль-гипотезы показала наличие устойчи­ вой взаимосвязи между увеличением амплитуды колеба­ ний шлифовальной бабки станка и величиной статиче­ ского дисбаланса круга, а несущественное различие между корреляционными отношениями и коэффициента­ ми корреляции свидетельствует, что исследуемая зави­ симость является линейной как для кругов класса А, так и для кругов класса Б.

Несущественное различие коэффициентов вариации как по амплитуде колебаний, так и по статическому дис­ балансу для шлифовальных кругов обоих классов сви­ детельствует об идентичной изменчивости исследуемых величин, общности и взаимосвязи характера их распре­ деления. Следовательно, зная, каков статический дис­ баланс шлифовального круга, невозможно однозначно предсказать, каково будет увеличение амплитуды коле­ баний с пуском СОЖ через поры круга. Однако для партии кругов определенного класса дисбаланса можно с достаточной уверенностью предсказать увеличение амплитуды колебаний шлифовальной бабки с пуском СОЖ через поры круга.

Из рис. 55 и уравнений регрессии видно, что увели­ чение амплитуды колебаний стенда существенно зави­ сит (зависимость корреляционная и линейная) от вели­ чины статического дисбаланса шлифовальных кругов (класса дисбаланса) и от класса шлифовальных кругов. Для кругов класса Б увеличение амплитуды колебаний примерно в 2—2,5 раза больше, чем для кругов класса А при одном и том же их статическом дисбалансе. Это говорит о гораздо более равномерном распределении пор в теле шлифовальных кругов класса А по сравне­ нию с кругами класса Б.

Так как приведенные экспериментальные данные получены на стенде, жесткость которого в 2,5 раза мень­ ше жесткости шлифовальной бабки, например станка мод. ЗА130, то можно считать возможным использова­ ние при шлифовании с охлаждением через поры круга шлифовальных кругов класса А 1, 2 и 3-го классов дис­ баланса и кругов класса Б 1-го класса дисбаланса. При этом увеличение амплитуды колебаний шлифовальной бабки будет несущественным (не более 1 мкм) и не вы­ зовет отрицательного влияния на точность и качество шлифованных поверхностей.

Г Л А В А IV

СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КОНТАКТНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ПРИ ШЛИФОВАНИИ

СОХЛАЖДЕНИЕМ ЧЕРЕЗ ПОРЫ КРУГА

ИОБЫЧНЫМ СПОСОБОМ

Тепловые явления при шлифовании оказывают боль­ шое влияние на интенсивность износа абразивных зерен шлифовального круга [104, 105], а температурные де­ формации шлифуемых деталей служат причиной воз­ никновения систематических и случайных погрешностей размера деталей [106].

Рентгеноскопические исследования Л. В. Альтшуллера и М. П. Сперанской [107] впервые показали наличие фазовых изменений после шлифования в тонком наруж­ ном слое закаленных сталей, а исследованиями Б. И. Костецкого [108—ПО] подтверждены отмеченные явления и установлены некоторые количественные соотношения. Л. А. Гликманом и В. А. Степановым [111] установлена возможность появления растягивающих напряжений в поверхностном слое. А. В. Лодзей [112], Н. Н. Новиков и В. Е. Логинов [113—115] в своих исследованиях уста­ новили, что глубина распространения остаточных на­ пряжений пропорциональна интенсивности тепловыде­ ления при шлифовании и зависит от режимов и условий шлифования.

С. Г. Редько [116—118] выполнено исследование те­ пловых дефектов шлифованных поверхностей, к кото­ рым относятся коробление, шлифовочные трещины, ожо­ ги; дан метод определения контактной температуры де­ тали посредством суммирования тепловых импульсов отдельных зерен.

Следовательно, тепловые явления при шлифовании воздействуют на основные показатели процесса шлифо­ вания (износ круга, его засаливаемость, шероховатость

149