Файл: Вульф А.М. Резание металлов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 208

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Шлифовальные круги, ленты, бруски и пр. можно представить как многолезвийный инструмент с огромным числом режущих элементов — абразивных зерен различной формы, геометрии и размеров, объединенных цементирующими связками в компакт­ ную массу. Режущие кромки абразивных зерен инструмента отстоят от его образующей неравномерно и потому работают в разных условиях нагрузки и температуры.

При большом количестве зерен на рабочей поверхности инстру­ мента (1000—5000) можно полагать, что одновременно работают десятки зерен-резцов и более в зависимости от зернистости круга, площади контакта его с обрабатываемым изделием и режима резания. Размер срезаемой стружки, а следовательно, стойкость инструмента и качество обработанной поверхности будут опре­ деляться различными параметрами, и в частности зернистостью инструмента, т. е. количеством и размерами его зерен, а также физико-механическими свойствами как самих режущих зерен, так и цементирующей их связки.

Зернистость абразивных инструментов

До недавнего времени в СССР зернистость обозначалась но­ мером, соответствующим числу отверстий (меш.), приходящихся на один погонный дюйм сита, на котором задерживается основная фракция (часть) просеиваемого зерна. Основная фракция проходит через сито с более крупными отверстиями предыдущего номера. Эта система сохранилась за рубежрм и в настоящее время.

По ГОСТ 3647—59 принято обозначение номеров зернистости по величине отверстия сита (в сотых долях миллиметра), на котором задерживается зерно основной фракции. В табл. 54 даны старые и новые обозначения номеров зернистости.

Размеры зерен характеризуются их длиной /, высотой h и шириной Ь. Многообразие форм абразивных зерен сводят к сле­ дующим разновидностям:

1)изометричные зерна — наилучшие по прочности и абразив­ ным способностям;

2)пластинчатые — менее прочные;

3)мечевидные — удлиненной формы, как и пластинчатые; считаются иногда дефектными по форме и строению, если быстро разрушаются.

Форма зерен количественно оценивается коэффициентом г, рав­ ным отношению радиусов окружности, условно вписанной в кон­ тур проекции зерна и описанной вокруг него.

Абразивные зерна характеризуются также состоянием поверх­ ности (гладкая, шероховатая), кромок и выступов (острые, за­ кругленные, зазубренные и т. п.). С увеличением размера зерна возрастает радиус закругления его режущих кромок р (напри­ мер, для зернистости № 16 р 13 мкм, а для № 40 р = 28 мкм). Отмечается сравнительно большая округлость эльборовых зерен;

14*

419


Таблица 54

Обозначения размеров шлифзерна и шлифпорошков

 

 

 

 

1

 

 

 

Обозначение по

ГОСТ 3647—59 (в 0,01 мм)

Зернистость в дюймовой системе (меш.)

Пределы линей­ ных размеров зерен основной фракции в мкм

 

Обозначение по ГОСТ 3647—59 (в 0,01 мм)

Зернистость в дюймовой системе (меш.)

Пределы линей­ ных размеров зерен основной фракции в мкм

 

 

 

Шлифзерно

 

 

200

10

2500—2000

 

50

36

630—500

160

12

2000—1600

 

40

46

500—400

125

16

1600—1250

 

32

54

400—315

100

20

1250—1000

Л 25 j

60

315—250

 

80

24

1000—800

Л

20 \ эльбор

70

250—200

 

63

30

800—630

Л

16 '

80

200—160

 

 

 

Шлифпорошки

 

 

 

12

100

160—125

 

Л 5

230

63—50

Л

10

120

125—100

 

Л 4

280

50—40

Л

8

150

100—80

 

3

320

40—28

Л 6

180

80—63

 

 

 

 

 

 

 

Микропорошки

 

 

В мкм

 

 

 

 

 

 

М40

40—28

 

м ю

10—7

М28

28—20

 

M7

7—5

М20

20—14

 

М5

5,3—5

М14

14—10

 

• —

П р и м е ч а н и е . Ц и ф р ы с б у к в о й Л в ы р а ж а ю т з е р н и с т о с т ь э л ь б о р о в о г о

а б р а з и в н о г о и н с т р у м е н т а . П о м и м о у к а з а н н ы х в т а б л и ц е

в ы п у с к а ю т с я т а к ж е

о с о б о т о н к и е м и к р о п о р о ш к и от ЛМ З д о ЛМ 1 и д а л е е Л М 0 5 ,

Л М 0 3 и ЛМ01 .

при разрушении их в процессе резания острота увеличивается. У подавляющего большинства зерен углы при вершинах зерен — тупые (>90°) и, следовательно, при шлифовании должны быть относительно большие радиальные силы, нормальные к обрабо­

танной поверхности.

 

 

В СССР абразивные

инструменты изготовляли в

основном

с электрокорундовыми

зернами (65%), значительно

меньше

с белым электрокорундом (20%) и еще меньше с карбидом крем­ ния (—13%). В дальнейшем ожидается значительное увеличение

420



Таблица 55

Зернистость абразивных инструментов из синтетических алмазов и кубического нитрида бора ,

На и м е н о в а н и е

гр у п п

АСВ на

м е т а л л и ­

ч е с к о й с в я з к е

при

в ы с о к и х

у д е л ь н ы х н а г р у з ­ к а х и АСМ .

АСП д л я к р у г о в на м е т а л л и ч е ­ с к о й и к е р а м и ­ ч е с к о й с в я з к а х

АСО д л я

Р а з м е р ы

к р у г о в на

о с н о в н о й

о р г а н и ч е ­

ф р а к ц и и

с к о й с в я з к е

в мкм

Шлифзерно

Шлифпорошок

Микро­

порошки

Субмикропорошки

АСВ 50

 

 

630—500

 

40

АСП 40

 

500—400

 

32

39

 

400—315

 

25

25

АСО 25

315—250

 

20

20

20

250—200

*

16

16

16

200—160

АСВ 12

АСП 12

АСО 12

160—125

 

10

10

10

125—100

 

8

8

8

100—80

 

6

6

6

80—63

 

5

5

5

63—50

 

4

4

4

50—40

АСМ 40

 

 

40—28

 

28

 

 

25—20

 

20

 

 

20—14

 

14

 

 

14—10

 

10

10—7

 

7

7 - 5

 

 

 

 

5

 

5—3

 

3

 

3—2

 

2

 

 

2—1

 

1

 

 

 

АСМ ( ° ' 7

 

 

 

и

0,5

 

ACH

J 0 3

 

 

 

П р и м е ч а н и я : 1. АСМ — о б л а д а ю т н о р м а л ь н о й , а А С Н — п о в ы ш е н н о й

а б р а з и в н о й с п о с о б н о с т ь ю . А С Н р е к о м е н д у ю т с я д л я

и з г о т о в л е н и я и н с т р у м е н т о в ,

п а с т и с у с п е н з и й пр и о б р а б о т к е п р и р о д н ы х и с и н т е т и ч е с к и х а л м а з о в и д р у г и х

т р у д н о о б р а б а т ы в а е м ы х м а т е р и а л о в .

2. С у б м и к р о п о р о ш к и п р и м е н я ю т с я д л я о б р а б о т к и п о в е р х н о с т е й

с ш е р о х о ­

в а т о с т ь ю д о V l 4 - r o к л а с с а . Стоимость Одного к а р а т а ш л и ф п о р о ш к о в и м

и к р о п о р о ш ­

ков

— 1 р. —1 р. 50 к., с т о и м о с т ь

с у б м и к р о п о р о ш к о в АС М 0,7 мкм — 2 р . , АС М

0,3 мкм — 5 р . , АСМ 0,1 мкм — 10 р.

 

 

 

Н а д о з а м е т и т ь , что з е р н о м 0,1

мкм у д а в а л о с ь

п о л у ч а т ь

п о в е р х н о с т и с в ы с о т о й

 

 

о

 

 

 

 

 

н е р о в н о с т е й

в А,

т. е. е д и н и ц а х

и з м е р е н и я атомов (0,001

мкм) . Пр и д о в о д к е р е з ­

цов

с п а с т о й

0,1

мкм у д а в а л о с ь

 

д о в е с т и р а д и у с

з а к р у г л е н и я р е ж у щ е й к р о м к и р

д о

0,01 мкм, что

о б е с п е ч и в а л о

пр и т о ч е н и и на

т о к а р н о м

с т а н к е ш а р о х о в а т о с т ь

о б р а б о т а н н о й п о в е р х н о с т и д о 0,1

— 1,0 мкм .

 

 

421


производства абразивных инструментов с синтетическими алмаз­ ными зернами (СА) и кубическим нитридом бора (КНБ) . В табл 55 показаны зернистость алмазных абразивных и эльборовых инстру­ ментов.

Связки абразивных инструментов

В качестве цементирующих веществ при изготовлении абра­ зивных инструментов применяют следующие основные группы

связок:

 

 

1)

неорганическая — керамическая,

силикатовая,

магне­

зиальная;

 

 

2)

органическая—бакелитовая, глифталевая, вулканитовая;

3)

металлическая.

 

 

К е р а м и ч е с к а я с в я з к а (К)

(огнеупорная

глина, по­

левой шпат, кварц) — самая распространенная, так как обладает рядом достоинств: прочна, огнеупорна водостойка, отличается жесткостью и химической стойкостью. В соответствии с производ­ ственными требованиями можно создать связки, различные по

эластичности и

хрупкости.

Например,

для обдирочных

работ

с переменными

нагрузками

требуются

более прочные

круги,

для

чистовых — более хрупкие; при

скоростном

шлифовании

(5г50 м/с) прочность круга должна быть удвоена

(на разрыв до

140

кгс/мм2 ).

 

 

 

 

 

Однокомпонентная мелкозернистая керамическая связка СД повышает однородность абразивных инструментов из карбида кремния, повышая чистоту обработанной поверхности. Изготовле­ ние брусков методом литья вместо прессования также способ­ ствует получению инструмента равномерной твердости и струк­ туры, что обеспечивает 12—13-й класс чистоты обработанных ими поверхностей. Литые абразивные инструменты меньше нагре­ вают обрабатываемые детали.

Для чистовой обработки изготовляют абразивные инструменты со стеклянной связкой и мелким зерном М14—М28, обеспечива­ ющие 11—12-й класс чистоты. Для разнообразных целей при­

меняют также термокорундовые круги, отличающиеся

высокой

красностойкостью

(более

1200° С),

износостойкостью

и

химиче­

ской

инертностью,

огнеупорностью

(1900° С).

 

 

 

М а г н е з и а л ь н а я

с в я з к а представляет

собой смесь

каустического

магнезита

и раствора

хлористого

магния,

образу­

ющих

массу,

способную

твердеть

на воздухе

(магнезиальный

цемент). Изделия с подобной связкой имеют пониженную проч­ ность, повышенную склонность к износу, гигроскопичность, слабую формоустойчивость; их достоинство: при шлифовании незначительно нагревают обрабатываемые детали. Применяются при заточке простейшего инструмента с небольшими скоростями

(до

20 м/с).

 

С и л и к а т о в а я

с в я з к а (С) имеет в основе раствори­

мое

стекло (силикат натрия), которое смешивается с наполните-

422