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

ГЛАВА V

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ШЛИФОВАНИЯ С ОХЛАЖДЕНИЕМ ЧЕРЕЗ ПОРЫ КРУГА

I. Влияние способа подачи СОЖ на качество поверхности изделия и производительность шлифования

черновых и чистовых режимах шлифования на проход

вое) и пять двойных ходов выхаживания при чистовом шлифовании, а при черновом — без выхаживания. Шли­

Х305 мм.

Проводилось испытание двух шлифовальных кругов указанной характеристики с подачей СОЖ через их по­ ры. Один круг был класса Б 4-го класса дисбаланса, а второй — класса А 2-го класса дисбаланса.

При охлаждении через поры круга для очистки СОЖ от шлама применялась центрифуга, показанная на рис. 40, которая обеспечивала очистку до 0,005— 0,01 вес.%. Для сравнения проводились опыты при не­ очищенной СОЖ с содержанием шлама 0,1—0,15%. Исследования проводились при подаче содового раство­

190

В процессе исследований определялись сравнитель­ ная удельная производительность и чистота шлифован­ ной поверхности. При чистовом шлифовании дополни­ тельно измерялись конусность шлифованных образцов

ивеличина вибраций шлифовальной бабки станка.

гВ качестве критерия стойкости шлифовального кру­ га были выбраны следующие параметры: ухудшение чи­

стоты шлифованной поверхности по сравнению с уста­ новившейся чистотой, полученной после приработки

Рис. 65. Изменение шероховатости и конусности шлифованных дета­ лей за период стойкости шлифовального круга; 1 — при обычном охлаждении содовым раствором, содержащим 0,1—0,15% механиче­ ских примесей; 2 — при охлаждении через поры круга класса Б 4-го класса дисбаланса; 3 — при обычном охлаждении содовым рас­ твором, содержащим 0,005—0,01% механических примесей; 4 — при

охлаждении через поры круга класса А 2-го класса дисбаланса

круга; увеличение конусности шлифованных деталей; возникновение вибраций и нестабильного искрения при шлифовании.

Полученные экспериментальные данные приведены на рис. 65 в виде зависимости изменения шероховатости за период стойкости шлифовального круга при различ­ ных способах охлаждения и чистовом шлифовании.

Из рис. 65 видно, что при обычном способе охлажде­ ния в результате очистки СОЖ от шлама шероховатость уменьшилась на два разряда, а период стойкости шли­ фовального круга увеличился в 1,6 раза. При этом сокра-

191

щается полное поле рассеивания значений шероховато­ сти в 2,5 раза, а разброс значений шероховатости по длине образца примерно в 2 раза меньше, чем при охлаждении неотфильтрованной СОЖ. При подаче не­ очищенной СОЖ в зону контакта шлифовального круга

сдеталью попадают осколки абразивных зерен, связки

ичастицы металла (стружки), которые наносят риски на шлифованной поверхности. Из-за попадания отходов шлифования в зону контакта ухудшается шероховатость детали и интенсифицируются износ шлифовального кру­ га и его засаливаемость.

При охлаждении через поры круга класса Б 4-го класса дисбаланса шероховатость шлифованных дета­ лей не изменилась по сравнению с обычным охлаждени­ ем неочищенной жидкостью, а период стойкости умень­ шился в 2,3 раза. При этом амплитуда колебаний шли­ фовальной бабки в направлении силы Ру при среднем расходе СОЖ через поры круга 20 л/мин увеличилась до 16—18 мкм. При обычном охлаждении она составля­ ла 2—2,5 мкм.

При подаче СОЖ через поры круга класса А 2-го класса дисбаланса шероховатость уменьшилась на один класс (с 8а—в на 9а—б), а период стойкости шлифо­ вального круга увеличился в 2 раза по сравнению с обычным охлаждением неочищенной СОЖ. При этом амплитуда колебаний шлифовальной бабки с тем же расходом СОЖ через поры круга составляла 2—3 мкм. Конусность шлифованных деталей при обычном охла­ ждении неочищенной СОЖ составила в среднем 15 мкм, а очищенной СОЖ — 8 мкм. При охлаждении через по­

дительности (г) шлифовального круга при черновом шлифовании.

Удельные стойкость круга А н производительность процесса шлифования q определялись из следующих за­ висимостей:

192

круга, т. е. отношение всего изношенного круга при дан­ ном способе охлаждения (Vа, мм3) ко времени его рабо­ ты (/м аш ); Кдм — удельный объем «шлифованного ме­ талла, т. е. отношение всего сошлифованного металла за период стойкости круга (Ѵм, мм3) ко времени его рабо­ ты (4 іаш ) I —С іаш — общая продолжительность машин­ ной работы круга, мин:

где Н\ — ширина рабочей поверхности круга, мм\ — диаметр круга после правки алмазом, мм\ d\ — диаметр

круга после окончания данного опыта перед очередной правкой алмазом, мм;

# 2 — высота заготовки, мм; D%— диаметр заготовки пе­ ред шлифованием, мм; d2— диаметр заготовки после шлифования, мм.

Из приведенных на рис. 66 диаграмм видно, что очистка СОЖ от шлама обеспечивает уменьшение удель­ ного износа круга в 3 раза по сравнению с обычным охлаждением неочищенной жидкостью. Шлифование с охлаждением через поры круга класса Б 4-го класса дисбаланса приводит к увеличению удельного износа круга примерно на 10%, а съем металла при этом умень­ шается на 27% по сравнению с обычным охлаждением неочищенной СОЖ. В результате удельная производи­ тельность снижается примерно на 30%.

В то же время при шлифовании с охлаждением через поры круга класса А 2-го класса дисбаланса по сравне­ нию с обычным охлаждением неочищенной СОЖ обеспе­ чивается уменьшение удельного износа круга примерно в 3 раза с одновременным увеличением съема металла на

194

30%. Это приводит к увеличению удельной производи­ тельности шлифовального круга в 5 раз.

Таким образом, видим, насколько важно подбирать шлифовальные круги по классу дисбаланса в соответ­ ствии с рекомендациями, изложенными в гл. III. При шлифовании с охлаждением через поры крута, у которо­ го статический дисбаланс достигает значительной вели­ чины, происходит повышение уровня вибраций. Это при­ водит к повышенному и преждевременному износу шли­ фовального круга. Уменьшение конусности деталей при шлифовании с охлаждением через поры круга свидетель­ ствует о существенном снижении сил резания, особенно

СИЛЫ Ру.

Сравнение результатов исследований процесса шли­ фования с комбинированным охлаждением и охлажде­ нием только через поры круга показывает, что благодаря наличию жиклеров точность шлифования одна и та же. При этом через восемь жиклеров с отверстием диамет­ ром 2 мм обеспечивался расход СОЖ 15 л/мин.

Таким образом, при шлифовании на проход с охлаж­ дением через поры круга обеспечивается уменьшение шероховатости на два-три разряда, увеличение удельной производительности шлифовального круга до 5 раз и уменьшение конусности шлифованных деталей с 15 до 2 мкм. Тщательная очистка СОЖ от механических примесей уменьшает шероховатость на 1—2 разряда, по­ вышает удельную производительность шлифовального круга в 3 раза и уменьшает конусность шлифованных деталей почти в 2 раза.

2. Основные показатели процесса шлифования при обычном способе охлаждения

и через поры круга

Было исследовано влияние режимов резания на эф­ фективную мощность ІѴзф, удельный съем металла Удм, удельный износ круга Уда, удельную производительность q и шероховатость обработанной поверхности при срав­ ниваемых способах подачи охлаждающей жидкости в зону шлифования. При выполнении экспериментов изме­ рялись также овальность и конусность А шлифованных деталей, определялись коэффициент интенсивности съема металла Кс и удельная работа Луд.

На основании опубликованных исследований функ­ циональная зависимость перечисленных выше показате­ лей процесса шлифования от режимов резания имеет вид

Y = b0+ bxX t -|- b2X v + b3Xs .

Для каждой из зависимостей коэффициенты b0, 6Ь b2, Ь3 имеют свои значения, определение которых и было целью эксперимента.

Исследования проводились на универсально-шлифо­ вальном станке мод. ЗА 130 при круглом наружном шли­ фовании на проход. В каждом опыте использовалось 40

ПП 350X40X127 характеристики Э525СМ1К7. Правка круга осуществлялась алмазно-металлическим каранда­ шом при следующих режимах: ^=0,005 мм/проход, і= 5 (плюс два прохода зачистных без подачи на глубину), 5 1 м/мин. Скорость вращения круга при всех экспери­ ментах постоянная — 35 м/сек.

Потребляемая мощность измерялась прибором К-50, износ круга - специальным индикаторным устройством, позволяющим осуществлять не только измерение износа, но и характер износа круга в пяти точках по его ширине. Замеры образцов производились рычажной скобой с ценой деления 0,002 мм, шероховатость шлифованных деталей измерялась на микроскопе А1ПС-11, а детали

9-го класса чистоты повторно проверялись на микроско­ пе МИИ-4.

196

Очистка СОЖ от шлама осуществлялась центрифу­ гой (см. рис. 40), и очищенная СОЖ применялась при обоих способах охлаждения. Подвод СОЖ в полость круга производился посредством специальной планшай­ бы (см. рис. 43). Жидкость от центрифуги через ниппель 1 поступает в полость 2 и дальше по 24 каналам 3 прямо­ угольного сечения в полость круга 7 и радиальные кана­ лы 4.

Под действием центробежной силы поданная во внут­ реннюю полость круга жидкость выбрасывается через поры на периферию в зону контакта с изделием. Помимо этого, избыточная жидкость поступает в радиальные ка­ налы 6 и выбрасывается через жиклеры 5 на изделие. Скорость истечения жидкости из жиклеров равна при­ мерно 20 м/сек. На планшайбе было установлено по че­ тыре жиклера с каждой стороны круга. Диаметр живого сечения жиклеров 2 мм. Дополнительное истечение жид­ кости через жиклеры интенсифицирует теплоотвод от детали. Установившаяся температура детали не повы­ шалась, что способствовало повышению точности шлифо­ вания. Установка жиклеров исключила необходимость дополнительного обычного подвода жидкости через сопло. При истечении жидкости через поры крута и жик­ леры обеспечивался избыточный напор в полости круга 0,4—0,5 кгс/см2. Торцовые поверхности круга красились нитроэмалью.

Режимы резания: t, ѵяа, S — независимые переменные (ошибками в которых пренебрегаем), а величины Ngф, Рдм, Уда, Я, Я* Дуд — зависимые переменные, имеющие только случайные ошибки, подчиняющиеся нормально­ му распределению, и их значения не коррелированье Логарифмические преобразования независимых пере­ менных в статистические коды приведены в следующих уравнениях:

197

по всем показателям процесса шлифования при обыч­

сравнению с обычным способом охлаждения в каждом опыте характеризуется данными, приведенными в табл. 22. Анализ таблицы показывает, что эффективная мощность, средняя конусность, удельный износ круга, удельная работа снизились в указанное число раз, а удельный съем металла, коэффициент интенсивности съема металла и удельная производительность повыси­ лись; члстота шлифованных поверхностей улучшилась. В графе 10 табл. 22 указаны опыты, которые при обыч­ ном способе охлаждения сопровождались прижогами шлифованной поверхности каждого образца, при охлаж-

198

199