Файл: Вульф А.М. Резание металлов.pdf

Эффективность смазочно-охлаждающей среды различна для корундовых и карборундовых кругов и зависит от режима шлифо­ вания. Так, при шлифовании титановых сплавов оптимальная скорость круга с зернами SiC равна vK = 20—30 м/с, а для ко­ рундовых кругов несколько ниже. Опыт показал, что шлифова­ ние титановых сплавов карборундовыми кругами (SiC) в несколько раз производительнее, чем электрокорундовыми (А12 03 ). Это объ­ ясняют физическими свойствами абразива: произведение коэффи­ циентов теплопроводности, удельного веса и теплоемкости (кус) у карбида кремния SiC в три раза больше, чем у окиси алюминия.

Изменением степени локализованного нагрева можно объяс­ нить, что на величину и знак напряжений влияют смазочно-охла- ждающие средства. В ряде случаев при охлаждении маслом соз­ давались поверхностные напряжения сжатия, а водными раство­ рами — напряжения растяжения.

ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ИЗНОС АБРАЗИВНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ

Если считать, что износ шлифовального круга определяется нагрузкой на зерно круга, и, следовательно, характеризуется ве­ личиной aZmax по уравнениям (280—282), то можно прийти к за­ ключению, что износ круга должен возрастать с увеличением скорости изделия, глубины шлифования, подачи, а также с умень­ шением скорости круга, зернистости т (числа зерен на единице длины круга), диаметров круга и обрабатываемой детали.

Эти положения оправдываются в практике эксплуатации абразивного инструмента, но необходимо иметь в виду еще ряд параметров шлифования, определяющих стойкость абразивного инструмента.

Износ шлифовального круга может происходить различным образом в зависимости от обрабатываемого материала, рода аб­

не влияют существенно на обрабатываемость ее шлифованием. Легирование стали добавками хрома, марганца, никеля незначи­ тельно ухудшает обрабатываемость, в то же время добавки воль­ фрама, кремния, титана и других элементов, значительно повы­ шающих жаропрочность, резко затрудняют обработку шлифова­ нием. Например, при шлифовании углеродистой стали [37] аб­ разивная способность шлифовального круга в 20—40 раз выше, чем при обработке жаропрочных сталей.

Стойкость шлифовального круга определяется в основном взаимодействием (химической реактивностью) обрабатываемого металла с абразивом в условиях высокой температуры. Напри­ мер, исследования [9] показали, что при температуре 1200°С титан и его сплавы реагируют с электрокорундом в шесть раз активнее, чем С карбидом кремния. Зерна карбида кремния имеют

454

максимальный износ при шлифовании чистого железа и минималь­ ный при шлифовании чугуна. Сухое шлифование вызывает склон­ ность их к химическим реакциям с обрабатываемым материалом.

Картина износа абразивного инструмента еще более услож­ няется в зависимости от физико-механических свойств его различ­ ных связок. Например, отмечается, что при шлифовании углеро­ дистых и малолегированных сталей удельная производительность шлифовальных кругов на керамической связке значительно выше в сравнении с бакелитовыми кругами. Объясняют это тем, что при обжиге электрокорундового керамического круга на поверх­

В бакелитовом шлифовальном круге устойчивость абразивного зерна определяется лишь механической прочностью бакелита, облегающего зерно, которое выкрашивается при уменьшении по­ верхности контакта до половины поверхности зерна. Вероятно, этим можно объяснить то обстоятельство, что бакелитовые круги давали меньше прижогов, так как при частом выкрашивании круги работали свежими зернами с острыми кромками.

Наблюдаются четыре разновидности процесса износа абразив­ ного инструмента.

1. Нормальный износ возникает при регулярном выкрашивании зерен по мере их затупления. В этом случае рабочая поверхность круга непрерывно обновляется, наблюдается так называемое са­ мозатачивание. Но это происходит неравномерно, и время от времени возникает потребность в правке круга. Измерения по­ казали, что при нормальном шлифовании в отходе находится 30—40% зерен исходной фракции, а остальное составляют из­ мельченные зерна размером 25—50% от их первоначальной ве­ личины [9].

2. Форсированный износ с осыпанием абразивных зерен на­ блюдается у мягких кругов, когда обрабатываются твердые ме­ таллы. Он имеет место также при обдирке литых заготовок сег­ ментными абразивными кругами с ударной нагрузкой.

3.Износ с налипанием стружки получается при черновом шлифовании вязких металлов, когда сильно деформированная стружка заполняет пространства между зернами и отчасти поры. Трение комков стружки с химически однородным металлом вы­ зывает схватывание металлов (когезию), в результате чего про­ исходит вырывание комка стружек вместе с зернами и даже бло­ ками зерен. Подобное «самозатачивание» значительно ухудшает геометрию рабочей поверхности, сокращает число режущих кромок, выходящих на рабочую поверхность, и тогда необхо­ дима большая правка.

4.Износ с постепенным затуплением режущих зерен происходит при отделочном шлифовании. Как и при резании металлическим инструментом, износ режущих кромок в зависимости от условий

455

При ленточном шлифовании производительность возрастает

сувеличением натяжения абразивной ленты (до известного предела)

иее скорости Vn, а также и других параметров. Например, при шлифовании стали 18ХНВА производительность ленты в минуту

97.ВЫБОР ШЛИФОВАЛЬНОГО КРУГА

Правильный выбор абразивного инструмента — основа успеш­ ного процесса шлифования. Для обработки стали наиболее при­ годны корундовые круги с достаточно вязкими зернами; для шли­ фования чугуна и твердых металлов рекомендуются карборундо­ вые круги, обладающие более твердым зерном.

Высокопористые круги обычно менее прочны сравнительно с плотными, но в меньшей степени засаливаются и, следовательно, особенно пригодны для шлифования мягких и вязких металлов. Структура круга значительно влияет на производительность и ка­ чество обработки. I

Круги с относительно большим содержанием абразивных зе­ рен более производительны и дают чистую поверхность; последнее относится и к мелкозернистым кругам.

Подобные круги применяются для отделочного шлифования и притом с мягкой связкой, чтобы притупившиеся зерна своевре­

дуется мягкий круг при обработке полых изделий, когда особенно вероятна деформация из-за перегрева.

Таким образом, справедливо правило; твердые материалы сле­ дует обрабатывать мягким кругом, так как при шлифовании их абразивные зерна быстрее тупятся и, следовательно, необходима сравнительно мягкая связка, чтобы зерна были своевременно

457

удалены. При шлифовании весьма вязких и мягких металлов, например красной меди, алюминия, латуни и др., способствующих быстрому засаливанию, также необходимы мягкие круги.

При шлифовании предметов с острыми углами (например, многопазовых валов) круг выкрашивается быстрее. Это проис­ ходит также при недостаточно жесткой системе в результате ви­ браций. Поэтому в подобных случаях приходится работать кру­ гами повышенной твердости. На рис. 268 наглядно представлены ориентировочные данные по выбору абразивных инструментов из А 1 2 0 3 и SiC. Сплошными линиями отмечены зоны более выгодного

а также основные закономерности процесса шлифования и физикомеханические свойства обрабатываемого материала и абразивного инструмента в их взаимной связи.

В настоящее время все промышленно развитые страны произ­ водят синтетические алмазы для шлифовальных кругов и доводоч­ ных инструментов и паст. Шлифовальные круги большей частью выпускают на органической и металлической связке и реже на керамической.

Для чистового и доводочного шлифования наиболее пригодны синтетические алмазы на органической связке, что лучше обеспе­ чивает самозатачивание в процессе работы инструмента. Алмазы

458