Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Вульф А.М. Резание металлов

.pdf
Скачиваний:
65
Добавлен:
27.10.2023
Размер:
26.06 Mб
Скачать

таллической

связкой

(брон-

 

 

Таблица 58

зовой)

обеспечивали

боль-

Стоимо ть сня

1

 

ШИЙ срок службы сравни-

обрабатыТеадгоЧи'ерима '(в коп.)

тельно

с органической.

 

 

 

 

 

Отмечается также

значи­

О б р а б а т ы ­

А л м а з ­

 

тельное

увеличение

съема

в а е м ый

К Н Б

м а т е р и а л

ЭБ16

ный

металла

и повышение

стой­

( с т а л ь )

 

к р у г

 

 

 

 

кости круга

при

отрезке и

 

 

 

 

шлифовании

с нагревом

об­

Р18

11,0

12,4

2,5

рабатываемой

детали

до

Р9К5

12,0

13,2

2,7

температуры

800— 1100°С.

Р985

17,2

18,9

3,8

Однако в этом случае необ­

 

 

 

 

ходимы

повышенные

нормы

 

 

 

 

безопасности

работы.

Также

 

 

 

 

значительно повышается режущая способность алмазных

кругов

на металлической

связке

(до трех раз), подвергавшихся

правке

электроискровым

методом,

сравнительно

с правкой

методом

шлифования

[155].

 

 

 

 

 

 

Очень интересно утверждение, что при обработке

чугуна ал­

мазным шлифовальным кругом коэффициент шлифования состав­ ляет 1800—2000 (с учетом объема только изношенного абразива, а не всего круга), что почти на два порядка выше, чем при обра­ ботке стали. При использовании отдельного кристалла алмаза коэффициент шлифования 2 -г- 2,5 -106 , т. е. в 1000 раз больше, чем у шлифовального круга. Применение СОЖ с маслом усили­ вает износ абразивного инструмента сравнительно с охлаждением водой и даже с работой без охлаждения [155 ].Это, вероятно, связано

со

значительным возрастанием радиальной

силы Ру

при смазке.

 

При алмазном шлифовании легированных сталей 38ХА,

12Х2Н4А, цементированных

и закаленных

до HRC

60 кругами

с

бакелитовой связкой БЗ,

оптимальным

составом

СОЖ явля­

ются: 70% эмульсии 5-процентной водной +20% масло индустри­ альное 20 + 1 0 % олеиновой кислоты. Хороши круги со связ­ кой М5-2 [155].

Силы резания при шлифовании эльборовыми кругами в два-три раза ниже, чем при алмазном шлифовании. Примерно в таком же порядке эльборовые круги превосходят алмазные в отношении

производительности и точности.

 

Но новым нормам ФРГ при круглом

и плоском шлифовании

допускается

ик

60 м/с, при заточке vK

«g 120 м/с, при разре­

зании vK ^

100 м/с. При высоких значениях vK имеет место дина­

мическое повышение твердости круга, уменьшение расхода абразива, силы резания, улучшение чистоты поверхности.

Выхаживание в конце цикла внутреннего шлифования повы­ шает чистоту поверхности на один класс, микротвердость обра­ ботанной поверхности на ~20% , создаются остаточные напряжения сжатия до 0,7 кгс/мм2 , повышается геометрическая точность — уменьшаются овальность (20—25%) М конусность.

461

Таблица 59

Шлифовальные круги плоские

У с л о в ­ н о е

Ф о р м ы к р у г о в Э с к и з ы с е ч е н и й о б о з н а ­ чение ф о р м ы

Плоская

прямого

 

профи-

 

ПП

 

 

 

 

 

 

 

Диск

 

 

 

 

 

д

Плоская

с выточкой

 

ПВ

Плоская

с

конической

 

пвк

зыточкой

 

 

 

 

 

Плоская

с

двусторонней

 

пвдк

конической

выточкой

 

 

 

 

 

Плоская

с

двусторонней

Z7y

пвд

выточкой

 

 

 

 

 

Плоская

рифленая

TJTTDTJF

UUUUU

ПР

Плоская

нарогценная

 

пн

С

двусторонним

кониче­

 

ским

профилем

40°

 

 

 

 

 

 

 

С

односторонним

кониче­

 

ЗП

ским

профилем

45°

 

 

 

 

 

 

 

С

односторонним

кониче­

 

ским

профилем

30°

и

менее

 

 

 

462

Продолжение табл. 59

Ф о р м ы к р у г о в

Э с к и з ы сечений

Кольцо

Чашка цилиндрическая

V-T— 1

Чашка коническая

п и

Тарелки

>

Т-У

I I V / '

Что касается размеров абразивного инструмента, уже указы­ валось, что выгоднее применять круги большого диаметра и широ­ кие как более экономичные и производительные. Требуются лишь достаточные размеры, жесткость и мощность оборудования.

В табл. 59 показаны круги различных форм и их условные обозначения.

98» ВЫБОР РЕЖИМА РЕЗАНИЯ ПРИ ШЛИФОВАНИИ

ИРАСЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ВРЕМЕНИ

Чтобы получить высокую производительность и качество об­ работанной поверхности, помимо правильного выбора шлифоваль­ ного круга необходим и целесообразный режим резания с учетом различных факторов (материала, припуска на обработку, метода шлифования, мощности и жесткости станка и др.). Следовательно,

необходимо:

 

 

1) назначить марку абразива, структуру,

зернистость, связку

и твердость абразивного инструмента;

 

2)

определить

скорость шлифовального

круга ик ;

3)

назначить поперечную подачу t за один проход (при нормаль­

ном

шлифовании

t = 0,005—0,09 мм), число рабочих проходов

 

h

 

 

 

i =

—j-

и число дополнительных зачистных проходов, продольную

подачу

за один оборот изделия s = (0,3 -т-

0,6)В;

463

4) выбрать

окружную

скорость вращения

изделия Уи . При

черновом

шлифовании

ии =

20

ч- 60 м/мин, при чистовом — ии =

— 2-ч-10

м/мин.

Для

расчета

режимов резания

при шлифовании

определенных деталей в конкретных условиях рекомендуются справочники [105].

При выборе шлифовального круга целесообразно использо­ вать результаты экспериментальных исследований удельной про­ изводительности шлифования различных металлов:

где WM — объем снятого металла при шлифовании в мм3 ; Wa6p объем израсходованного абразива в мм3 .

В табл. 60 приводятся опытные значения q. Обращает на себя внимание резкое уменьшение, по известной причине, производи­ тельности шлифовального круга и относительно более высокая

мощность при шлифовании

нержавеющей

стали ЭИ169.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица

60

 

Мощность NK,

необходимая

для вращения

круга (в

кВт)

 

 

 

 

и удельная производительность

q при

шлифовании

 

 

 

 

 

 

 

Х а р а к т е р и с т и к а ш л и ф о в а л ь н о г о к р у г а

 

 

 

 

М а р к а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

о б р а б а т ы в а е м о г о

Э36М1К

 

K36CM1K

 

Э36С1Б

 

К36С1Б

 

м а т е р и а л а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

я

Л ' к

 

Я

Л к

 

я

^ к

 

я

 

" к

 

 

Сталь:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У8А

 

22,40

4,4

6,49

4,7

 

5,00

2,6

 

6,93

 

4,1

 

 

9ХВГ

 

18,80

3,9

2,93

6,2

6,36

3,8

 

3,26

 

4,2

 

 

Р18

 

15,30

5,6

 

1,74

7,2

 

5,98

4,3

 

1,97

 

5,5

 

 

45

 

13,60

4,6

3,41

6,8

 

4,80

3,9

 

5,42

 

4,9

 

 

Р9

 

9,14

7,2

 

1,94

8,7

3,82

3,9

 

2,31

 

4,8

 

 

18ХНМА

 

7,30

5,2

2,86

7,5

 

5,20

3,8

 

3,48

 

4,9

 

 

ЭИ169

 

1,69

8,1

 

1,33

7,1

 

1,72

5,6

 

1,19

 

4,6

 

 

Ч у г у н

 

16,50

4,1

12,00

3,4

12,50

3,8

 

19,80

 

2,8

 

 

Для расчета основного технологического времени

tQ

пользу­

ются обычной

формулой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'о =

7Г7*з,

 

 

 

 

 

 

 

(285)

где

i — — ;

/ — длина шлифуемого

участка

детали

вдоль

оси

в мм; h — припуск на шлифование в мм; t — глубина

 

шлифования

в мм; s — продольная подача на один оборот детали в мм/об

[s

=

= (0,3ч-0,6)5 ] ; k3—коэффициент

 

зачистных

ходов,

зависящий

от

жесткости системы СПИД (k3

=

1,5

ч- 2,5); п и

число

оборо­

тов

обрабатываемой

детали

в минуту.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г Л А В А X V I I I

ЧИСТОВОЕ И ТОНКОЕ РЕЗАНИЕ

99. ЗНАЧЕНИЕ ЧИСТОТЫ ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ И ЕЕ ОЦЕНКА

Требования, предъявляемые к отделочной обработке, иные, чем к обдирке: в основном необходима точность формы и размеров изделия, а также высокое качество обработанных поверхностей в соответствии с эксплуатационными требованиями. Эти требования связаны с разнообразными геометрическими и физическими пара­ метрами, показанными на схеме 2.

Схема 2

Параметры качества поверхности, влияющие на эксплуатационные свойства деталей машин и приборов

Геометрические параметры

Физические параметры

 

 

о

га

 

ч

 

«

 

 

 

 

В

m

 

со

 

ь

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

о

К

X

 

 

со и

о

 

 

о

 

 

а. о

о

 

а. д

ч

г.

ж

 

 

с

«

я

с

к а.

О.

F-.

я и ft

 

А

°

ч

ш

а

 

 

 

 

 

О •&

о

в

то

х

5*8

U

 

са

 

 

 

Эксплуатационные свойства деталей машин и приборы

 

 

 

 

 

 

 

 

CU

 

 

 

к

 

о

 

 

со CJ

НИ

К

о

 

я

 

и *

о *

си

 

СЕ

Л

S

о. °

ч

X

н

 

t*

t-

 

О о

ft ш

to

eg

о

 

О О

 

я

са

о

 

CJ

о

 

О °

 

 

Я в*

 

и

Я

рот

аты

 

 

Ч Ж

а.

2 о

 

 

 

 

о

н

о

га

х

« CD

С

со

 

£

°-

ь

о

X

 

 

О

си

аГ

3 3

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

О

§

 

 

 

16 A . M .

В у л ь ф

 

 

 

О

с

 

 

465

В процессе резания невозможно получить идеально точную и ровную (чистую) поверхность, всегда имеются в большей или меньшей степени геометрические отклонения. К ним относятся следующие.

1. Отклонение поверхности от заданной правильной геомет­ рической формы — выпуклости, вогнутости, плоскостности, ко­ нусности, бочкообразное™ цилиндрической поверхности, волнис­

тости с большим

или

меньшим

шагом.

Все это

выражает

так

 

 

 

Н=1,5+15нкм

 

называемую

 

макрогеомет­

 

 

 

 

рию.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Регулярный

 

профиль

 

 

 

Н=1,5±7тм

 

обработанной

поверхности

 

 

 

 

в

направлении

 

подачи

 

 

 

 

 

инструмента,

отражающий

 

 

 

 

 

геометрию

инструмента в

 

 

 

 

 

плоскости плана

и покры­

 

 

 

 

 

тый

мельчайшими

высту­

 

 

 

H=0J5XJ.25MKM

пами

и

 

углублениями,

 

 

 

обычно нерегулярного

ха­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рактера,

что

принято

на­

 

 

 

 

 

зывать

микрогеометрией

 

 

 

 

 

обработанной

поверхнос­

 

 

 

Н=0,1ЩЗмкм

ти. На рис. 269 это пока­

 

 

 

зано

схематично.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Микронеровности

рас­

7

 

 

 

 

сматриваются

в

двух

на­

 

 

 

Н=0,015+0,03

мкм

правлениях:

продольном

 

 

 

 

 

направлении

главного

 

 

 

 

 

рабочего движения) и попе­

 

 

 

 

 

речном,

как

это

изобра­

Рис. 269. Рельеф обработанной поверхности:

жено

на рис. 270.

 

 

 

Срок

службы

 

обрабо­

/ — и з д е л и е ; 2 — ш л и ф о в а л ь н ы й к р у г ; 3 — а б р а ­

 

 

танных деталей в

большой

з и в н ы е

б р у с к и ; 4

п р и б о р

 

 

 

 

 

 

степени

зависит

от

гео­

метрического,

а

также

физического

состояния

 

их поверхнос­

тей. Совершенно

очевидно, что

работающая

на

износ

деталь

будет быстро терять размеры и форму, если поверхность ее имеет глубокие и острые выступы и впадины при недостаточной микро­ твердости. Более того, она может даже преждевременно разру­ шиться при наличии трещин и больших остаточных напряжений растяжения. Опыт показывает значительное снижение цикличес­ кой прочности, если на поверхности деталей имеются риски и ца­ рапины. Износ контактирующихся поверхностей зависит также и от относительного расположения рисок и направления движения этих поверхностей.

Известно, что высококачественные поверхности обладают зна­ чительно большей стойкостью против коррозии по сравнению с грубообработанными. Доведенные резцы имеют во много раз

466

большую стойкость по сравнению с грубозаточенными; тщатель­ ная отделка цилиндров двигателей повышает срок их службы в несколько раз. Подобные соображения можно привести в отно­ шении способностей обработанных поверхностей с той или иной интенсивностью отражать или поглощать тепло и свет, взаимо­ действовать с различными средами при их движении, а также

Рис. 270. Шероховатость обработанной поверхности в про­ дольном и поперечном направлениях

в отношении контактной жесткости, статической и динамической непроницаемости, сопротивления перемещению, прочности прес­ совых соединений и т. д.

Все сказанное о положительном значении высококачественной поверхности отнюдь не означает, что необходимо добиваться точной и тонкой отделки во всех случаях, так как стоимость обра­ ботки резко возрастает с увеличением точности и чистоты. Напри­ мер, стоимость обработки удваивалась при уменьшении шерохо­ ватости поверхности, обработанной на токарно-револьверном

16*

467

станке, с 10 до 4 мкм и удесятерялась при дальнейшем снижении до 0,6 мкм.

Иногда излишне гладкая (зеркальная) поверхность может оказаться даже вредной. Так, замечено, что при уменьшении зазоров между поршнем и цилиндром гладко полированные стенки последнего способствуют быстрому заеданию поршня, так как смазка удерживается слабо на чересчур гладких стенках. Следо­ вательно, в каждом конкретном случае в зависимости от эксплуа­

тационных условий и рода службы

детали должны

иметь свои

оптимальные

значения

параметров

обработанной

поверхности

и в соответствии

с ними

методы

их получения и измерения.

 

100.

ИЗМЕРЕНИЕ

ШЕРОХОВАТОСТИ

 

 

ОБРАБОТАННОЙ

ПОВЕРХНОСТИ

 

Имеются

в основном

два метода

оценки чистоты

обработан­

ной поверхности. Один из них основан на чисто субъективном

суждении о поверхности — визуальном обзоре поверхности

или

слепка ее в натуральном

или увеличенном масштабе. Это

делается

с помощью микроскопа

и других аппаратов, построенных

на

опти­

ческом, акустическом, электромагнитном и других принципах. Другой метод — более объективный — заключается в измерении неровностей на обработанной поверхности специальными прибо­ рами.

В первом случае испытуемые поверхности сравниваются с об­ разцами, принятыми за эталон, и, следовательно, результаты наблюдения не дают абсолютной меры качества обработки. Во втором случае дается более конкретная характеристика поверх­ ности, выраженная количественно. Например, степень чистоты

(шероховатости)

измеряется высотой

гребешков; при этом из-за

их неравномерности

принимали

(ГОСТ 2789—51) за меру чистоты

# с р

— среднее

арифметическое

высот

от

гребня

до дна впадин

на

длине 1—3

мм

 

 

 

 

 

 

 

И

- Н1+Н2+

•••+Ип

_

1

 

 

 

С Р ~

п

~

п

'

либо среднеквадратическое отклонение микронеровностей

..i + hi + hi+ ••• + К

где ht — высота отдельных точек

неровностей

от средней линии;

п — число измеренных высот.

 

 

Практически для определения

величины # с р

пользуются про-

филограммами (рис. 271), снятыми с поверхности с помощью профилографов или специальными приборами — профилометрами, автоматически отсчитывающими величину Нср.

468

Рис. 271. Виды шероховатостей

Рис. 272. Средняя высота гребешков

Относительная площадь опорной поверхности, %

Р и с 273. Измерение опорной поверхности профиля

Обработанную поверхность предлагали характиризовать сред­ ней высотой гребешков /гс р , которую определяли делением площади профильной кривой на длину рассматриваемого участка кривой.

 

Рис. 274. Определение шероховатости по Ra

и по R z

 

 

Для

оценки износоупорности

поверхности

важно

знать, на­

сколько

заполнено пространство

между

плоскостями,

проходя­

щими через наивысшую и наинизшую точки профильной

кривой.

Очевидно, износоупорность будет

расти

с увеличением

степени

 

 

заполнения

поверхностного

 

Таблица 61

слоя.

Понятие

об

этом в

Шероховатость поверхностей

известной

степени дает коэф-

 

С р е д н е е

 

 

 

а р и ф м е ­

В ы с о т а

 

К л а с с

т и ч е с к о е

 

о т к л о н е ­

н е р о в н о ­

Б а з о в а я

чистоты

ние

стей

д л и н а

п о в е р х ­

п р о ф и л я

/ в мм

ности

 

 

 

 

в мкм не

б о л е е

 

1

80,0

320,0

 

2

40,0

160,0

8,0

3

20,0

.80,0

 

4

10,0

40,0

 

5

5,0

20,0

2,50

6

2,50

10,0

 

7

1,25

6,3

0,80

8

0,63

3,2

 

9

0,32

1,6

 

10

0,16

0,8

 

11

0,08

0,4

0,25

12

0,04

0,2

 

13

0,02

0,10

 

14

0,01

0,05

0,08

фициент заполнения k =

.

" с р

 

Наглядное представление

о

нем дано на рис. 272, где

изображены две

поверхности

с

одинаковыми

значениями

Я с р

, но

различными значе­

ниями hcp.

Практически

.чем

больше

площадь

опорной

поверхности

соприкасающих­

ся

деталей,

тем медленнее

происходит

износ,

так

как

в

этом случае

уменьшается

удельное

давление.

 

 

 

Поэтому для оценки

изно­

состойкости

рекомендовалось

характеризовать

 

качество

поверхности высотой

поясов,

содержащих

определенный

процент

опорной

поверхнос­

ти.

Например,

прямая

AF

на

определенном

расстоянии

от

поверхности

пересекает

профильную

кривую

в

точ­

ках А, В,

С,

D,

Е,

F.

Если

сумму отрезков секущей

пря-

470

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ