|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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.
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 |
|
2П |
ским |
профилем |
40° |
|
|
|
|
|
|
|
С |
односторонним |
кониче |
|
ЗП |
ским |
профилем |
45° |
|
|
|
|
|
|
|
С |
односторонним |
кониче |
|
4П |
ским |
профилем |
30° |
и |
менее |
|
|
|
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
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; |
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 |
-а |
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 |
|
|
|
|
|
|
(в |
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
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
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.
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 |
*а |
|
/ 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- |