книги из ГПНТБ / Маслов, Е. Н. Теория шлифования материалов

На рис. 154 приведены коэффициенты обрабатываемо­ сти сталей 4Х14Н14В2М, Х18Н9Т и ШХ15 шлифова­ нием, установленные для кругов оптимальной характе­ ристики.

Съем металла при шлифовании стали ШХ15 кругом Э12СТВ больше съема металла при шлифовании стали 45 кругом Э25СМ2К8 на 35% съем металла при шлифо­ вании стали 4Х14Н14В2М на 30% меньше, износ круга оптимальной характеристики Э25С1К2 в 10 раз больше.

коэффициенты обрабатываемости позволяют объек­ тивно судить об эффективности процесса шлифования абразивными кругами.

Новый метод исследования шлифовальных кругов заключается в экспериментальном определении основных показателей процесса шлифования при непрерывно изменяющейся поперечной подаче и в последующем определении их оптимальной характеристики по стои­ мости съема единицы объема металла каждым из кру­ гов 190].

На все оценочные показатели процесса шлифования влияют окружная скорость круга и подача (ол, t, s). При различных видах подач эти показатели близки по вели­ чине, поэтому при исследовании можно ограничиться изучением влияния поперечной подачи на параметры процесса шлифования.

Однако, если с увеличением окружной скорости круга все оценочные показатели, как правило, улучшаются, то с ростом поперечной подачи часть их улучшается (про­ изводительность и др.), а часть ухудшается (шерохова­ тость, удельная производительность и др.). Поэтому для выбора оптимальной поперечной подачи необходимо ис­ пользовать дополнительный показатель шлифования, на­ пример себестоимость обработки, комплексно учитываю­ щий влияние каждого оценочного показателя, определяе­ мого экспериментально.

Себестоимость обработки, подсчитываемая по формуле (20), представляет собой обобщенную характеристику тех­ нико-экономической эффективности применения того или иного круга для данной операции шлифования. Как пока­ зали расчеты, с увеличением поперечной подачи себестои­ мость обработки снижается, поэтому круги можно сравни­ вать по оценочным показателям шлифования при макси­ мально допустимой поперечной подаче.

281

Контроль качества алмазных кругов

В процессе создания нового алмазного круга иссле­ дуют его режущие свойства и устанавливают эталон ка­ чества алмазного круга. При контроле качества кругов в заводских условиях устанавливают степень соответствия круга эталону качества прежде всего по производитель­ ности, удельному расходу алмаза и шероховатости обра­ ботанной поверхности. Алмазные круги наиболее часто применяют для шлифования твердосплавных деталей и заточки твердосплавного режущего инструмента, поэтому круги следует контролировать при шлифовании образцов из твердого сплава.

Для контроля качества алмазных кругов могут при­ меняться основной и ускоренный способы.

Основной способ заключается в контроле качества ал­ мазного круга в условиях его эксплуатации. Примером является контроль качества кругов типа АЧК на универ­ сально-заточных станках (ЗБ642 и др.) при заточке одной твердосплавной пластинки стандартного размера на обще­ принятых режимах резания. Рассматриваемый способ обеспечивает наибольшее приближение условий контроля качества к условиям эксплуатации, но он является тру­ доемким, поэтому его следует применять для наиболее глубокого контроля качества опытных алмазных кругов, а также при арбитражном контроле качества.

Ускоренный способ заключается в контроле качества алмазного круга в условиях повышенных нагрузок по сравнению с нагрузками при реальных условиях его экс­ плуатации.

Для ускоренного контроля качества применяют спе­ циальные испытательные установки.

Ускоренный контроль качества кругов типа АЧК можно производить на универсально-заточных станках (ЭБ642 и др.) при одновременном шлифовании двух и бо­ лее пластинок. При ускоренном контроле истинные нормы расхода алмаза, так же как и другие показатели качества круга, могут быть получены только сопоставле­ нием с результатами контроля, полученными основным способом.

Контроль качества кругов основным способом. Перед началом контрольного испытания на круге при рабочих режимах должен быть вскрыт режущий слой алмазных зерен; круг перед этим должен поработать на станке.

282

Алмазные круги, изготовленные заводом из мате­ риалов (алмазного зерна, связки и др.) требуемого каче­ ства и по установленной технологии, должны соответ­ ствовать принятым нормалям. Уравновешивание кругов должно производиться в динамическом режиме, например на балансировочных станках типа ДВ-10.

Допустимая неуравновешенность круга зависит от материала его корпуса, формы, размера и качества изго­ товления; например для кругов АЧК125 со стальным кор­

1584—65 («Станки универсально-заточные. Нормы точно­ сти). Биение рабочих поверхностей кругов на станке долж­ но быть не выше 20 мкм: для кругов АЧК — торцовое, для кругов АПП — радиальное. Станки должны иметь систему охлаждения с подачей охлаждающей жидкости: 2 л/мин — для заточных станков (ЗБ642 и др.) и 4 л/мин — для плос­ кошлифовальных станков (3711 и др.).

Контроль качества кругов типа АЧК производится при заточке пластинок формы 0139А (ГОСТ 2209—69) из твердого сплава Т15К6 {HRВ 88—90) по сечению 18X6 мм на универсально-заточном станке. Пла­ стинки закрепляют в быстродействующем приспособле­ нии с электромагнитным или пневматическим зажимом (рис. 155). Качество кругов типа АПП контролируют при шлифовании образцов 75x60x40 мм из твердого сплава ВК15 на плоскошлифовальном станке. Режимы шлифова­ ния должны обеспечивать оптимальные условия обра­

283

ботки (табл. 15). Круги на металлической и керамической связках контролируют при работе с охлаждением (1%- ным раствором соды в воде), а круги на органической связке — при работе без охлаждения.

При изготовлении нового (опытного) круга исследуют его режущую способность с целью установления всех его основных показателей качества (линейный износ, производительность, удельный износ, качество обрабо­ танной поверхности, силы резания, температуру резания и др.) при оптимальных условиях эксплуатации.

Основным критерием, оценивающим качество (эффек­ тивность) алмазного круга, является удельный (весовой) расход алмаза при работе данным кругом. Удельный рас­

где Ga — масса алмаза, содержащегося в изношенном алмазоносном слое в мг; GM— масса сошлифованного металла в г; Ѵкр — объем изношенной части алмазонос­ ного слоя в мм3; 0,878 — коэффициент, показывающий весовое содержание алмаза в мг в I мм3 алмазоносного слоя при 100%-ной концентрации; а — коэффициент, учи­ тывающий концентрацию алмаза в алмазоносном слое:

Для кругов АЧК. удельный расход алмаза

ha 200k q ~ h Ga ’

где ha — износ круга по толщине алмазоносного слоя за время одного исследования в мкм; h — толщина алмазо­ носного слоя в мкм; k — масса алмаза в круге в кар.; GM— масса материала, сошлифованного за время одного исследования, в г.

Например, для алмазного круга АЧК125X 10ХЗХ2, когда h = 300 мкм и k — 48 кар (при 100%-ной концен­ трации)

q = з,2

и м

284

Режимы шлифования, обеспечивающие оптимальные условия обработки

Производительность процесса обработки определяется массой материала, сошлифовашюго в единицу времени:

где GM— масса материала, «шлифованного за время одного исследования, в г; т — машинное время исследо­ вания в мин.

Качество шлифованной поверхности контролируют путем осмотра поверхности образца для выявления возмож­ ных трещин или прижогов поверхностного слоя, а также измерения шероховатости поверхности. Качество круга контролируют путем его осмотра.

При контроле выполняют следующие операции.

1.на стенке устанавливают требуемый режим резания.

2.образец из твердого сплава шлифуют в течение вре­ мени одного исследования, определяемого минимальной величиной съема твердого сплава и обеспечивающего воз­ можность получения точных данных по удельному расходу алмаза.

Масса материала, снимаемая за время одного иссле­ дования [91 ]:

где D — наружный диаметр алмазного круга в мм; В — высота алмазоносной части круга в мм; k x — коэффициент, учитывающий концентрацию алмаза в круге:

k3 = 0,5 для твердого сплава и стали. Например, при ис­ пытании круга АПП D = 100 мм и В = 5 мм, 100%-ной концентрации на органической связке во время шлифова­ ния твердого сплава за время одного исследования необ­ ходимо снять 50 г твердого сплава.

3. Определяют линейный износ, объем и массу изно­ шенного алмаза, а также массу сошлифованного твердого

285

5. Наблюдают косвенные показатели работы круга (отклонения от обычного звука, имеющегося при алмаз­ ном шлифовании и др.).

Линейный износ алмазных слоев определяют для кру­ гов типа: АЧК, АПВ, АПВД и АТ на оптическом верти­

Массу сошлифованного материала можно определять взвешиванием пластин (образца) до и после опыта на ве­ сах Т-1 (с точностью ±10 мг). Зная Ga и Gui определим удельный расход алмаза по формуле (138). Шероховатость шлифованной поверхности измеряют профилометром мод. 240 (завод «Калибр»). В случае засаливания круга или пояйления дефектов на твердосплавной пластинке (тре­ щин, прожогов и др.) контроль качества прекращается, и круг бракуют.

Контроль качества алмазных кругов ускоренным спо­ собом производят на установках типа НИА-С55. Шли­

287

фование осуществляют при вращении алмазного круга 1 и головки 2 с закрепленными на ней твердосплавными пластинами (рис. 158). Подача пластинок на круг произ­ водится с постоянной силой прижима. На установках испы­ тывают алмазные круги, работающие торцом: АЧК диа­ метром 75—200 мм; АПВ и АПВД диаметром 100—250 мм; AT, А1Т и А2Т диаметром 75—125 мм. При этом допус-

Рис. 157. Стенд для контроля износа и геометрических параметров алмазных кругов типа АПП:

/ и 5 — центры для установки оправки круга; 2 — индикатор для проверки радиального биения круга; 3 и 4 — индикаторы для проверки торцового бие­

ния

каются: окружная скорость алмазного круга 30—35 м/с;

9,8 до 58,8 Н. Бабку головки можно устанавливать под углом до 20° при контроле тарельчатых кругов.

При вращении головки в контакте с контролируемым алмазным кругом одновременно должны находиться пол­ торы-две пластинки. Рассматриваемые установки должны обеспечить требуемую точность вращения шпинделя и иметь систему охлаждения. В головке закрепляют десять

288

Рис. 158. Кинематическая схема установки для ускоренного контроля алмазных кругов:

1 — алмазный круг; 2 — шлифуемые твердо плавные пластинки; 3 — головка; 4 — электродвигатель привода круга; 5 — электродвигатель привода головки; 6 — двухступенчатый червячный редуктор; 7 — коробка скоростей; 8 — ре­ менная передача; 9 ***• груз; 10 — устройство поворота бабки головки

Рис. 159. Схема] затачивания пластинок твердого сплава ал­ мазным кругом (а) и алмазная головка (б)

10 Е . Н . Маслов

пластинок твердого сплава Т15К6 формы 2427, которые шлифуют по сечению 10x4 мм. При шлифовании указаных пластинок кругами на бакелитовой связке режим ре­ зания принимают по табл. 16.

Режим шлифования пластинок из твердого сплава кругами на бакелитовой связке при времени

шлифования 16 мин

АС400/315;

АС160/125; АС125/100; 20—25 29,5

АС50/40

Критерий оценки качества кругов ускоренным спосо­ бом — удельный расход, который можно определить, исходя из величины линейного износа. Удельный расход алмаза в данном случае

(И1)

иМ

где Ga — масса изношенной части алмазного круга (раз­ ность массы круга до и после опыта) в мг; GM— масса сошлифованной части твердого сплава (разность масс пластинок твердого сплава до и после опыта) в г; ß — коэффициент, учитывающий плотность связки и концен­ трацию алмазного зерна в круге (табл. 17).

Контроль качества алмазных кругов ускоренным спо­ собом начинают с осмотра и уравновешивания круга. На установке НИА-С55 устанавливают требуемый режим шлифования десяти пластин, которые обрабатывают в течение 16 мин (см. табл. 16). Алмазный круг, а также пластинки твердого сплава (вместе с головкой) взвеши­ вают до и после опыта с точностью до 10 мг. После шлифо­ вания, перед взвешиванием, круг промывают бензином и сушат; головку вместе с пластинками протирают бен­ зином'. Удельный расход алмаза определяют по формуле

290