книги из ГПНТБ / Олендер, Л. А. Технология и оборудование шарикового производства [учеб. пособие]

и неправильного изготовления «заходов» диска. Неправильное изготовление заходов диска может привести к «ожогам».

Изготовление «заходов» в настоящее время производится с помощью ручной зарубки специальным зубилом (сталь У7А, HRC 52—57) и последующей зачисткой напильником или пнев­ матической шлифмашинкой.

Рис. 67. Неправильное (а) и правильное (б) изго­ товление направляющих пластин распределите­ ля [25]:

1 — секции гребенки; 2 — направляющие пластины.

Распределительная коробка. Распределительная коробка состоит из корпуса, собственно распределителя и собиратель­ ной пластины. Направление шариков в дорожки диска осуще­ ствляется при помощи направляющих пластин.распределителя

исекций распределительной гребенки. Последние различаются по типам в зависимости от диапазона диаметров обрабатывае­ мых шариков. Высота направляющих пластин не должна быть меньше двух диаметров шариков. Износ и искривление направ­ ляющих пластин (рис. 67, а) приводит к торможению шариков

ивозникновению на их поверхности «ожогов». Правильно из­

готовленные направляющие пластины показаны на рис. 67, б [25].

Несоответствие профиля секций распределительной гребен­ ки и кривизны поверхности обрабатываемых шариков, а также износ гребенки в процессе обработки (рис. 68, а) я'вляется од­ ной из причин возникновения «ожогов» и образования повы­ шенной гранности на поверхности шариков. Правильно изго­ товленная распределительная гребенка показана на рис. 68, б. Твердость гребенок должна быть меньше твердости обрабаты­

ваемых шариков, так как в противном случае на поверхности последних могут появиться «ожоги» (рекомендуемая твердость гребенок составляет HRC 55). Гребенки из незакаленной стали или чугуна также нельзя применять, так как их направляющая часть быстро изнашивается и не обеспечивает правильного на­ правления шариков в чугунные диски, что в свою очередь так­ же приводит к появлению «ожо­ гов» и повышенной гранности на шариках.

При установке распредели­ тельной коробки на станок осо­ бое внимание следует обратить на то, чтобы число дорожек дис­ ка соответствовало числу секций распределителя. Закрытие край­ них секций распределительной ко­ робки недопустимо, так как это уменьшает производительность станка. Установка распредели­ тельной коробки должна быть точной по отношению к краю ок­ на диска, так как уступ или сдвиг ее в сторону, допущенные по ха­ латности наладчика, приводят к появлению «ожогов» на шариках

впроцессе твердого шлифования, а-также к повышенной гранности.

Собирательная пластина. При выборе собирательной пластины необходимо проверить ее разме­ ры и твердость. Согласно реко­ мендациям ВНИИПП [25], ширина

собирательной пластины выбирается по табл. 24 в зависимо­ сти от диаметра обрабатываемых шариков. В случае приме­ нения более узкой собирательной пластины удар шариков при их падении приходится по ее краю (рис. 69), что может вы­ звать появление на шариках «ожогов». Твердость собиратель­ ных пластин должна быть равной HRC 55—58. Применение незакаленных стальных пластин недопустимо, так как их бы­ стрый износ и приподнятые края лунок также могут явиться причиной возникновения «ожогов». Внешний вид такой пла­ стины после некоторого периода работы показан на рис. 69, б. Рекомендуемой следует считать глубину лунок, не Превышаю­

184 ГЛ. 5. ШЛИФОВАНИЕ ШАРИКОВ

Рис. 69. Узкая (а), незакаленная (б) и правильно использованная в ра­ боте (б) собирательные пластины [25]. На незакаленной пластинке вид­ ны лунки, получившиеся от ударов по краю.

(38,1 мм). Бывшая в употреблении и правильно использован­ ная в работе собирательная пластина показана на рис. 69, в.

На рис. 70 изображена правильная совместная взаимосвя­ занная наладка чугунного диска, распределительной коробки и собирательной пластины к станку модели МШ-ЗЗМ, которая должна производиться при шлифовании и доводке шариков.

Шлифовальный круг. Известно, что шлифовальные круги как по своим свойствам, так по форме и строению не похожи ни на какой другой вид режущих инструментов. В зависимости от характера выполняемых работ они различаются между собой геометрической формой, размерами и характеристиками, к ко­ торым относятся: вид материала и величина абразивного зер-

Рис. 70. Правильная совместная наладка чугунного диска, распределительной коробки и собирательной пластины к станку модели МШ-ЗЗМ.

щих свойств его изготовляют не из цельного куска абразивного материала, а из большого количества зерен. Зерном дробле­ ного абразивного материала называется его осколок, у которо­ го размеры в поперечном сечении не превышают 5 мм, а отно­ шение наибольшего размера к наименьшему составляет не бо­

лее 3:1 .

Для изготовления шлифовальных кругов на отечественных абразивных заводах в качестве зерна используются следующие материалы: электрокорунд нормальный (Э), электрокорунд белый (ЭБ), монокорунд (М), карбид кремния зеленый (КЗ),

карбид кремния черный (КЧ), электрокорунд хромистый (ЭХ)

иэлектрокорунд титанистый (ЭТ) [26]. Эти исходные материа­ лы получаются в электродуговых руднотермических печах с по­ следующим добавлением в ходе процесса соответствующих компонентов типа двуокиси титана, хромовой руды марки ДХ-1

ит. п. О качестве абразивного материала судят по следующим основным физико-механическим свойствам: твердости, прочно­ сти, стойкости против диффузионного износа, абразивной спо­ собности и износостойкости.

Размерная характеристика дробленого зерна, согласно ГОСТу 3647—59, определяется понятием «зернистость». В свою очередь зернистость шлифовального круга определяется зерни­ стостью абразивного материала, из которого сделан этот круг. В зависимости от размерных характеристик зерен по ГОСТу 3647—59 установлены следующие группы и номера зернисто­ сти: шлифзерно— 10, 12, 14, 16, 20, 24, 30, 36, 46, 54, 60, 70, 80, 90; шлифпорошки—100, 120, 150, 180, 220, 240, 280, 320; микро­ порошки— М40, М28, М20, М14, М10, М7, М5,- М3. Каждый но­ мер зернистости шлифзерна состоит из пяти фракций: предель­ ной, крупной, основной, комплексной и мелкой. Любая фрак­ ция зерна имеет свою определенную размерную характеристи­ ку, и содержание ее в зерне строго регламентируется с целью

обеспечения требуемых свойств.

Связка служит для скрепления большого количества от­ дельных абразивных зерен в одно цельное тело. Абразивная промышленность СССР выпускает шлифовальные круги в ос­ новном на трех типах связок: керамической (неорганическая связка), бакелитовой и вулканитовой (органическая связка).

Керамическая (К) связка представляет собой смесь каоли­ на, огнеупорной глины, талька и некоторых других компонен­ тов. Бакелитовая (Б) связка изготавливается из искусствен­ ной фенолформальдегидной смолы. Вулканитовая (В) связка состоит из каучука и серы.

Соотношение или взаимное расположение в шлифовальном круге объемов шлифзерна, связки и воздушных пор определя­ ет его структуру. Основой различных структур является содер­ жание абразивного зерна в шлифовальном круге. Для обозна­ чения структур установлены следующие группы и номера: плот­ ные—0, 1, 2, 3; среднеплотные—4, 5, 6; открытые—7, 8, 9, 10, 11, 12, 13.

Под твердостью шлифовального круга понимается проч­ ность удержания связкой абразивных зерен от вырыванияих с его поверхности под действием внешних сил. Согласно ГОСТу 3751—47, шлифкруги на керамической связке делятся по твердости на следующие группы: весьма мягкие—ВМ1,

ВМ2; мягкие—Ml, М2, М3; среднемягкие—СМ1, СМ2; сред­ ние С1, С2; среднетвердые—СТ1, СТ2, СТЗ; твердые—Т1, Т2; весьма твердые—ВТ1, ВТ2; чрезвычайно твердые— ЧТ1, ЧТ2 и до ЧТ5 и более для шарикошлифовальных кругов.

Твердость шлифовального круга—наиболее важный пара­ метр его характеристики, выступающей основным при выборе абразивного инструмента для какой-либо конкретной опера­ ции. С увеличением содержания связки в шлифовальном круге

повышается его твердость, а следовательно, и механическая прочность.

Твердость шлифкругов на керамической и бакелитовой связке определяется путем изменения глубины лунки, образую­ щейся от вдавливания в тело шлифкруга стального шарика на приборе-твердомере типа Роквелла. Твердость может изме­ ряться также на пескоструйном приборе, для оценки показа­ ний которого разработана специальная шкала [26]. Показания пескоструйных приборов сами по себе не определяют физиче­ ской твердости шлифовальных кругов. Они служат только мас­ штабом для косвенной оценки сравнительной твердости абра­ зивного инструмента при определенных условиях его изготов­ ления и применения. Физическая величина твердости в соответ­ ствии с современными кристаллографическими представлени­ ями о состоянии твердых тел характеризуется внутренними силами взаимодействия между структурными элементами твердых тел и расстоянием между ними.

Для некоторых типов шлифовальных кругов (например, для шарикошлифования) используется такая характеристика, как объемный вес (масса), определяемый как частное от деления веса (массы) круга на его объем с точностью до 0,01 г/см3.

Для мягкого и твердого шлифования шариков применяются специальные шарикошлифовальные круги с наружным диа­ метром 600, 800 и 900 мм на керамической связке, которые ино­ гда называются «керосинкой» из-за того, что ранее в процессе операций шарикошлифования в качестве смазочно-охлаждаю­ щего раствора использовался керосин.

Производство кругов для шлифования шариков в Совет­ ском Союзе впервые было организовано в 1936 г. на Ленин­ градском абразивном заводе «Ильич». Это производство в то время базировалось на применении естественного корунда ме­ сторождения Семиз-Бугу. Поскольку со временем запасы есте­ ственного корунда в указанном месторождении начали исто­ щаться, возникла острая необходимость в искусственном ма­ териале. В настоящее время существует ряд искусственных абразивных материалов, используемых при изготовлении шарикошлифовальных кругов. Технологический процесс изготовле­

ния шарикошлифовальных кругов состоит из следующих опе­ раций (на примере Челябинского абразивного завода).

1.Приготовление массы из компонентов: шлама белого электрокорунда, карбида кремния, полевого шпата, бентонита, маршалита и глины. Процесс производится в шаровых мельни­ цах емкостью 3,86 м3 при 26 об/мин в течение 1,5 ч. Независи­ мости от требуемого объемного веса готовых шлифкругов мас­ са приготовляется по одному из пяти разработанных рецептов.

2.Увлажнение приготовленной массы. Масса в мешочной таре весом по 21 кг подается на увлажнение; на 147 кг сухой массы 11 —12,5 л воды. Оно осуществляется в лопастных ме­ шалках в течение 7—8 мин с автоматическим переключением лопастей мешалки через 1—1,5 мин. Вода в мешалки залива­ ется дозатором или лейкой. Увлажненная масса протирается

на специальном грохоте с сеткой № 3, 2.

3. Формовка шарикошлифовальных кругов на гидравличе­ ском прессе усилием 2000 т с использованием специальной пресс-формы. Заформованные шлифкруги остаются на под­ кладных плитах и с помощью подъемно-транспортного меха­ низма устанавливаются на специальные этажерки, образуя ярус определенной высоты.

4. Сушка. Заформованные шлифкруги сушатся в камерных паровых сушилках при температуре 80—100° С в течение 50— 96 ч или в электросушилке в течение 25—30 ч.

5. Термическая обработка шарикошлифовальных кругов. Она состоит в том, чтобы расплавить или довести до состояния размягчения связку, находящуюся в изделиях, а затем путем охлаждения скрепить абразивные зерна в определенную фор­ му, соответствующую заранее заданным свойствам и размерам. Термообработка осуществляется в специальной туннельной пе­ чи длиной 80 м, шириной 2,6—4,7 м, высотой 3,0—3,8 м, через которую с помощью механического толкателя непрерывно проталкиваются вагонетки с определенной многоярусной за­ грузкой шарикошлифовальных кругов. Туннель разделяется по длине на три зоны: подогрева (36 м), обжига (8 м) и охлажде­ ния (36 м), в каждой из которых соответственно располагается 16,6; 3,7 и 16,6 штук вагонеток. Разработанные заводом рецеп­ ты (№ 1—5) и существующая технология обеспечивают выход соответствующих объемных весов готовых шлифкругов (2,5— 3,0) при максимальной температуре обжига, равной 1230° + + 5° С, выдержке их в зоне обжига в течение 6—7 ч и в слу­ чае 10-вагонеточного режима толкания в сутки [27].

6. Сдача термообработанных шарикошлифовальных кругов после обжига на токарный участок. При этом производимый контроль должен установить их соответствие действующим

межоперационным техническим условиям-, которые приводятся

втабл. 25.

7.Механическая обработка. Технологический процесс меха­ нической обработки шарикошлифовальных кругов заключает­ ся в получении необходимой геометрической формы, точных размеров и гладкой поверхности. Механическая обработка со­ стоит из следующих операций:

Таблица 25

Установленные параметры шлифкругов после обжига

а) обработка плоскостей кругов на плоскошлифовальных станках или станках типа «М»;

б) обработка периферии кругов на станках типа «Д», «М», «АМНИ» и «КТ», причем выбор типа станка и инструмента оп­ ределяется размерами кругов и их зернистостью;

в) обработка отверстий, которая производится тремя спо­ собами: расточкой на станках типа «М» и «Д» конусом или кругом, расточкой на сверлильных станках металлическим и карборундовым зерном, калибровкой с помощью специальной калибровочной пасты.

8.Обдувка шлифкругов после всех механических операций

вспециальной камере сжатым воздухом для того, чтобы их по­

верхность была чистой.

9. Окончательный контроль шлифкругов, определение объ­ емного веса, маркировка соответствующих параметров и сдача готовой продукции на склад отдела сбыта завода.

Маркировка шарикошлифовальных кругов, согласно ГОСТу 5.446—70, предусматривает четкое нанесение:

а) государственного Знака качества по ГОСТу 1,9—67, ес­ ли он присвоен данному изделию;

указанной в табл. 26. Этим же стандартом рекомендуется оп­ ределенная расстановка шлифкругов по объемному весу (мас­ се) в зависимости от диаметра обрабатываемого шарика. Од­ нако опыт показывает, что подшипниковые заводы не придер­ живаются этих рекомендаций ввиду колебаний качества ша­ рикошлифовальных кругов и имеют на каждом предприятии свою собственную спецификацию. Приведем для примера спе­ цификацию расстановки шарикошлифовальных кругов на опе­ рациях мягкого и твердого шлифования шариков, которая при­ меняется в настоящее время на Минском подшипниковом за­ воде (табл. 27). Следует отметить, что почти на всех подшип­ никовых заводах существует тенденция постепенного повыше­ ния объемных весов (масс) шарикошлифовальных кругов, ис­ пользуемых для обработки одного и того же диаметра шари­ ков. Поэтому время от времени происходит изменение ранее применявшейся спецификации на их расстановку.

От правильной эксплуатации шарикошлифовальных кругов зависит их стойкость, а также качество обрабатываемых шари­ ков и производительность процесса. В связи с этим необходи­ мо тщательно наблюдать за поверхностью шлифовального кру­