книги из ГПНТБ / Роспасиенко В.И. Средства для зачистки проката

зерна с металлом, оказываются гораздо ближе к процессам экс­ трузии металлов нежели к общепринятому понятию резания. Именно этим обстоятельством порождается ряд особенностей, воз­ никающих при работе абразивного круга.

Вопросам теории шлифовании советскими учеными уделяется большое внимание. Наиболее полно освещает вопросы теории аб­ разивного процесса Е. Н. Маслов [17], работа .которого, наряду с публикациями других исследователей, была положена в основу рассматриваемой ниже теории абразивного процесса.

Преимуществами абразивной обработки металла с точки зрения потребностей черной металлургии являются:

1) возможность обработки любых металлов независимо от их вида, твердости, температуры;

Рис. 75. Виды шлифования

2) возможность обработки с большой производительностью больших площадей, что характерно при зачистке листов, слябов, блюмов, слитков и т. п.;

3) возможность широкого регулирования толщины снимаемого слоя металла от весьма малых (0,03—0,05 мм — для листов) до значительных (10— 15 мм — для прокатных заготовок) величин

сплавным переходом к необработанным поверхностям;

4)относительная легкость механизации и автоматизации про­ цессов зачистки и возможность применения абразивной зачистки

вусловиях практически любого производства.

Применяемые в условиях черной металлургии методы зачи­ стки поверхности металла абразивным кругом сводятся к трем основным видам шлифования:

1)плоскому — периферией круга:

спродольной подачей изделий (рис. 75, а);

споперечной подачей изделия (рис. 75, б)\

скомбинацией обеих подач;

спродольным перемещением изделия;

сврезанием круга в глубь изделия,

скомбинацией всех подач;

3)круглому наружному — бесцентровому (рис. 75, г) со

сквозной подачей изделия.

Первый вид шлифования применяется при зачистке плоских поверхностей листов, слябов, блюмов и т. п. Абразивному кругу сообщается вращение и упругий прижим к изделию. Относитель­ ное перемещение круга и изделия может осуществляться как кру­ гом (машины для сплошной и выборочной зачистки листа), так и изделием (станки для зачистки слябов и блюмов типа ХШ7-10

ит. п.). Машины для сплошной зачистки листа работают только

спродольной подачей, а машины выборочной зачистки листа и станки для зачистки слябов и блюмов — с комбинированной по­ дачей.

Второй вид шлифования применяется при зачистке поверх­ ности круглых изделий типа трубной заготовки, штанг, заготовок

поступательное движение, или же их комбинация. Вращательное или поступательное движения изделия применяются при выбороч­ ной зачистке дефектов на его поверхности; комбинированное дви­ жение изделия — при светлении «змейкой» или сплошной зачи­ стке всей поверхности. Длина зачищаемых заготовок при этом методе зачистки ограничена.

Третий вид шлифования применяется при сплошной зачистке поверхности или для получения точных размеров по диаметру круглых изделий. Абразивному кругу сообщается главное вра­ щательное движение; изделие пропускается между абразивным (шлифующим) и ведущим кругами, оно опирается в зоне обработки на наклонный нож. Ось ведущего круга повернута на угол а относительно оси шлифующего круга, за счет чего изделие полу­ чает продольную подачу со скоростью

V = nDKnKsin а — ѵк sin а,

где DKи пк — диаметр и число оборотов ведущего круга. Обычно угол наклона ведущего круга ос = 1-ь4°. Толщина снимаемого с изделия слоя металла равна половине разности диаметра изде­ лия до обработки и расстояния между кругами в зоне обработки. Длина изделия не ограничивается.

Для получения высокой чистоты поверхности при очень тон­ ких слоях снимаемого металла применяется также метод зачи­ стки плоскостей бесконечной абразивной лентой, а для обработки катанки, проволоки и труб — непосредственная подача порошко­ образного абразивного материала на обрабатываемое изделие с помощью вакуумной камеры с циклонным отделением продуктов абразивного процесса.

В дальнейшем рассматриваются только методы абразивной обработки, основанные на использовании абразивного круга, как получившие наибольшее распространение и имеющие большее зна­ чение. Взаимодействие абразивного круга с изделием по своей кинематике сходно с фрезерованием, поскольку в обоих случаях по окружности вращающегося инструмента располагаются режу-

142

3)абразивное зерно не имеет правильной геометрической формы (строгой огранности сторон), вершины его закруглены, располо­ жение его по отношению к образующей поверхности круга про­ извольное; этими причинами обусловливается наличие отрица­ тельных передних углов, которые иногда могут быть переднебоковыми;

4)одновременное расположение разнообразных по размеру и форме абразивных зерен на поверхности круга на различных высотах по отношению к обрабатываемой поверхности и с различ­ ным расстоянием между зернами;

5)высокие скорости резания-царапания, обеспечивающие почти мгновенное удаление объема каждой отдельной стружки; чрезвычайно большое число одновременно участвующих в процессе резания-царапания абразивных зерен и очень малый объем каж­ дой отдельно взятой стружки;

6)особые свойства режущих элементов — абразивных зерен:

7)высокая динамичность процесса и значительное влияние сил трения как внутримолекулярного в деформируемом объеме стружки, так и на границе металл—абразивное зерно, приводя­ щие к высоким мгновенным температурам в зоне.резания-царапа­ ния, а следовательно, и к резкому повышению пластичности ме­ талла и уменьшению его прочности;

8)значительно большие по сравнению с металлическими лез­

вийными инструментами затраты на трение абразивного зерна по обрабатываемому металлу по отношению к общему количеству работы.

Факторы, влияющие на процесс шлифования, и явления, со­ провождающие его, очень сложны, тесно взаимосвязаны и рас­ смотрение их является темой самостоятельных исследований.

ляющееся силой прижатия круга к заготовке или силой врезания, направленное по нормали к об­ разующей круглой или к поверхности плоской заготовки. При работе зачистных машин с упругим звеном (пневмоцилиндр, пневмогидроцилиндр) в кинематической цепи механизма прижима

144

а лри встречном — увеличивается; поэтому значения Рг в про­ цессе шлифования могут за счет этого колебаться на 10—20%.

Из графика следует, что характер зависимости Рг от Ру указывает на наличие предела, к которому значение ^Р приближается

асимптотически. Такой характер зависимости был получен при

условия работы абразивного круга, наиболее полное использо­

вание режущей способности абразивного зерна. Увеличение отно-

р

шения ~ означает ухудшение абразивной способности круга,

PZ

падение эффективности процесса шлифования.

Участок кривой ^Р до Ру ~ 0ч-60 кгс показывает, что в про­

цессе резания при таком давлении на круг преимущественное

влияние на режим шлифования оказывает трение в зоне стружко-

р

образования. Участок кривой от Р = 120 кгс и выше показы-

вает, что на процесс резания преимущественное влияние начинает оказывать выкрашивание зерна из связки круга и контакт связки круга с продуктами разрушения и с обрабатываемой поверх­ ностью металла, так как, несмотря на дальнейшее увеличение

ности параметром процесса шлифования, тогда как Рг — его функ­ цией, которая четко отражает энергетические затраты и физиче­ ские явления процесса шлифования.

степени зависит от угла а, под которым результирующая сила реза­ ния приложена к абразивному зерну. Вследствие этого ряд иссле­ дователей отождествляют отношение тангенциальной силы Рг к радиальной Ру с коэффициентом шлифования, предлагая харак­

вании сил резания по коэффициенту шлифования можно судить не только о конечных результатах процесса, но и о его развитии во времени.

Коэффициент шлифования связан простой геометрической за­ висимостью с геометрией зерна и коэффициентом трения — пара­ метрами, отражающими влияние температурно-скоростного фак­ тора, вида обрабатываемого материала, состояния рабочей по­ верхности круга, поэтому этот коэффициент может служить для

МАШИНЫ ДЛЯ АБРАЗИВНОЙ ЗАЧИСТКИ

1. АБРАЗИВНЫЕ РУЧНЫЕ МАШИНКИ ДЛЯ ЗАЧИСТКИ МЕТАЛЛА

Несмотря на успехи, достигнутые в области механизации от­ делочных операций при зачистке металла, полностью избавиться от ручной зачистки в настоящее время еще не представляется воз­ можным. Поэтому наряду с описанием современных наиболее со­ вершенных конструкций зачистных машин рассматриваются кон­ струкции и ручных машинок. Эти машинки все еще широко ис­ пользуются на адьюстаже блюмингов и слябингов многих метал­ лургических заводов для выборочной зачистки заготовок, направ­ ляемых для последующего передела, и в отделениях зачистки средне- и толстолистовых, а также сортовых станов при производ­ стве ответственных профилей.

Машинки для ручной абразивной зачистки можно разбить на две основные группы: подвесные, установленные стационарно на поворотной консоли или балке, и напольные, обладающие манев­ ренностью на некоторой площади цеха, ограниченной длиной питающего кабеля. Машинки первой группы используются для зачистки блюмов, слябов и сортового металла, а второй группы — в основном для зачистки слябов, горячекатаных средних и тол­ стых листов.

Поскольку каждый металлургический завод сам проектирует и изготовляет такие машины, то количество их конструкций велико. Однако основные компоновочные решения многих из них являются одинаковыми, поэтому рассмотрим некоторые наиболее характерные конструкции.

Подвесные ручные машинки. На Кузнецком металлургическом комбинате применяют подвесные машинки (рис. 80, а) абразивной зачистки проката на стеллаже 8. Машинка подвешена на поворот­ ной штанге 4, перемещающейся на катках 3 по продольной балке 2, которая закреплена на консолях 1. Каркас 6 выполнен трубча­ тым в виде коромысла, поворачивающегося на оси 9. На одном конце коромысла закреплен узел 10 шпинделя, на втором — дви­ гатель 5 привода круга и противовес 7. Абразивный круг 12 за­ щищен кожухом 11■ Идентичные по конструкции машинки ис­ пользуются и на других заводах.

На Златоустовском металлургическом заводе используется усовершенствованная конструкция подвесной машинки (рис. 80, б). Каркас 6 выполнен тоже в виде коромысла, на одном конце кото­ рого размещен узел 10 шпинделя с абразивным кругом 12 и шки-

\