Технология машиностроения. В 4 ч. Ч. 2

Отдельные зерна абразивного материала скрепляются в одно тело при помощи связки. Вид связки абразивного материала существенно влияет на его прочность и режимы работы. Все связки делятся на две группы: неорганические и органические. К неорганическим связкам относятся керамическая, магнезиальная и силикатная. Керамическая связка является самой распространенной из них, так как ее использо­ вание в абразивных материалах рационально для наибольшего числа операций. Она устойчива при высоких температурах, при шлифовании допускает применение различных смазывающих и охлаждающих жид­ костей, скорость шлифовального круга возможна до 60 м/с.

К органическим связкам относятся бакелитовая, глифтапевая и вулканитовая. Круги на бакелитовой связке обладают высокой проч­ ностью и эластичностью, устойчивы к переменным нагрузкам, но пористость их ниже, чем у кругов на керамической связке. Круги на бакелитвой связке работают на скоростях 35-70 м/с и более. На ней изготавливают круги толщиной (высотой) до 0,18 мм.

Водостойкость и упругость кругов на глифталевой связке больше, чем кругов на бакелитовой связке, но прочность и теплостойкость меньше. Эти круги применяются для окончательного шлифования и доводки изделий с шероховатостью поверхности 10-11 классов. Скорость кругов 35-50 м/с.

Круги на вулканитовой связке благодаря их эластичности успеш­ но используются для прорезных и отрезных работ. Они обладают хорошей полирующей способностью и могут работать со щелочны­ ми охлаждающими жидкостями. Скорость кругов на вулканитовой связке 18-80 м/с.

Для связок приняты следующие условные обозначения: керами­ ческая - К, магнезиальная - М, силикатная - С, бакелитовая - Б, глифталевая - ГФ, вулканитовая - В.

Одной из важнейших характеристик шлифовального круга явля­ ется его твердость. Она практически не зависит от твердости абра­ зивного зерна. Чем выше твердость круга, тем большее усилие не­ обходимо приложить, чтобы вырвать зерно из связки.

Показателем твердости абразивного инструмента является глу­ бина лунки на поверхности круга ( при использовании пескоструй­ ного метода измерения твердости по ГОСТ 18118-72) или показа­ ния прибора Роквелла (при использовании метода вдавливания ша­ рика по ГОСТ 19202-73).

100

Первый метод применяют для инструмента на всех видах связок зернистостью 50 и менее и при высоте круга 8 мм и более, второй - для кругов на керамической и бакелитовой связках зернистостью 12 и менее и при высоте круга не более 8 мм. Твердость кругов на вул­ канитовой связке зернистостью 80-10 определяется в соответствии с ГОСТ 21323-75, которым предусматривается высверливание лун­ ки определенной глубины специальным сверлом при постоянном давлении на сверло. По количеству оборотов сверла судят о твердо­ сти круга.

Мягкими кругами выполняют чистовую обработку твердых ма­ териалов (закаленная сталь, твердые сплавы и т. п.). Для обдирочных работ применяют более твердые круги. Кругами средней твердости и твердыми обрабатывают непрочные и более мягкие материалы (незакаленную сталь, чугун и т. д.). Кроме того, при шлифовании тонких изделий применяются более мягкие круги; при профильном (фасонном) шлифовании, при шлифовании деталей небольшого диа­ метра, прерывающихся поверхностей, углов, радиусов, а также при шлифовании с охлаждающей жидкостью используют более твердые круги. Круги с меньшим зерном надо выбирать более мягкие, чем при­ меняемые для таких же условий обработки с более крупным зерном.

На керамической и бакелитовой связках выпускаются инстру­ менты всех твердостей, а на вулканитовой - только СМ1, СМ2, С1, С2, СТ1, СТ2, СТЗ, Т1 и Т2. Шкапа твердости абразивных инстру­ ментов по ГОСТ 18118-72 приведена в табл. 4.11. Цифры 1, 2, 3 справа от буквенных обозначений характеризуют степень твердости абразивного инструмента в порядке ее возрастания.

101

Внутреннее строение абразивного материала характеризуется ко­ личественным соотношением объема абразивных зерен, связки и пор и называется структурой круга. Основой системы структур является объемное содержание абразивного зерна в инструменте. В табл. 4.12 приведены структуры абразивных материалов, область применения различных структур абразивных материалов - в табл. 4.13.

зерна, %

Таблица 4.13

Выбор структуры шлифовальных кругов для наиболее распространенных операций шлифования

Резьбошлифование, зубошлифование, шлицешлифование и

8-12

профильное шлифование мелкозернистыми кругами

П р и м е ч а н и е * Применение высокопористых кругов более эф­ фективно.

102

Шлифовальные круги диаметром 250 мм и более в соответствии с ГОСТ 2424-83Е перед установкой на станке должны пройти кон­ троль неуравновешенности по ГОСТ 3060-75. Неуравновешенность круга увеличивает шероховатость обработанной поверхности и при­ водит к появлению на ней дробления, прижогов, повышенному из­ носу круга, преждевременному выходу из строя шпиндельного и других узлов станка. ГОСТ 3060-75 установлены четыре класса не­ уравновешенности шлифовальных кругов, по которым допустимые неуравновешенности массы определяются в зависимости от массы кругов. Для кругов класса точности АА применяют первый класс неуравновешенности, класса точности А - первый или второй, для кругов точности Б —второй или третий.

Пример условного обозначения шлифовального круга прямого плоского профиля, с наружным диаметром D = 500 мм, высотой Т = 50 мм, внутренним диаметром Н = 305 мм, из электрокорунда белого марки 25А, зернистостью 10-П, степенью твердости С2, но­ мером структуры 7, на керамической связке К, допустимой рабочей скоростью 35 м/с, класса точности круга А, первого класса неурав­ новешенности:

1 500x50x305 25А 10-П С2 7 К 35 м/с А 1 кл. ГОСТ 2424-83Е.

В обозначениях кругов типов 2 и 37 должны быть обязательно указаны Z)* 71* W, для остальных - D* Т*Н.

Пример. Назначить величину шероховатости посадочной шейки вала 030/гб = 03О_о,оп с допуском формы поверхности, равным 100 % от допуска размера, назначить методы обработки, обеспечи­ вающие получение данной шероховатости поверхности, выбрать оборудование и режущий инструмент, назначить режимы резания. Припуск на шлифование Zmin = 0,2 мм. Материал детали - сталь 40Х, 40—45 HRC. Вычертить эскиз детали и схему наладки на про­ ектируемую операцию.

По табл. П4.1 определяем шероховатость поверхности 030/гб с допуском формы, равным 100 % от допуска размера: Rai = 1,6 мкм.

По табл. П4.2 определяем параметр шероховатости для того же диаметра для посадочной шейки вала под подшипник: Ra2= 1,25 мкм.

103

Принимаем наименьшее из двух значений Ra = 1,25 мкм и простав­ ляем это значение на эскизе вала.

Шероховатость торцовой поверхности обычно принимают в два раза большую по сравнению с шероховатостью цилиндрической поверхности. Принимаем Ra = 2,5 мкм. По табл. П 4.3 определяем маршрут обработки. Для закаленной наружной цилиндрической по­ верхности 6-го квалитета точности с шероховатостью Ra = 1,25 мкм маршрут обработки состоит из операций точения, термообработки и шлифования. По табл. 4.6-4.13 выбираем характеристику шлифо­ вального круга. Принимаем круг

1 750x50x305 32А 25 СМ2 8К 50 м/с А 1 кл. ГОСТ 2424-83Е.

Выбираем торцекруглошлифовальный станок ЗТ160, позволяю­ щий производить одновременную обработку цилиндрической по­ верхности и прилегающего к ней торца. Строим схему наладки на финишную операцию - шлифование диаметра 30/гб. Схема наладки приведена на рис. 4.3.

Назначаем режимы резания на операцию, формирующую каче­ ство поверхности,—шлифование. Принимаем скорость шлифоваль­ ного круга VK = 40 м/с, Уя = 40 м/мин (обычно скорость детали

104

в 60-100 раз меньше скорости шлифовального круга). Определяем частоту вращения детали:

ЮООКд

430 мин-'.

% -d

По табл. П 4.2 для диаметра 30h6 при длине обработки L = 40 мм выбираем расчетные величины минутных поперечных подач при предварительном и окончательном шлифовании S',, = 1,9 мм/мин,

= 0,013 мм, d = 30 мм, L = 40 мм, R a = 1,25 мкм — т —0,18 мин.

V

40

Рис. 4.4. Эскиз вала

105

Варианты заданий

106

107

108

0 36кб

J с. 4.5. Вал ТМ 7.04; сталь 40Х, 179-229 НВ, допуск непостоянства диаметра 40кб в продольном и поперечном сечениях 0,008 мм

®60кб

Рис. 4.6. Эскиз вала ТМ 7.03; сталь 40Х, 217-269 НВ, допуск непостоянства диаметра 60к6 в продольном и поперечном сечениях 0,01 мм

109