Файл: Сагарда А.А. Алмазно-абразивная обработка деталей машин.pdf

зивном хонинговании. На примере алмазных брусков на керамической связке особенно наглядно видна исключитель­ ная важность теплоотвода из зоны резания при хонингова­ нии: общее и удельное тепловыделение на связке К5 мини­ мальные, а температура детали максимальная. Таким обра­ зом, необходимо применять алмазные бруски только на металлической связке высокой теплопроводности, иначе

0,8 -8

0,7 -7

0,6 -6

0,5 -5

0,4 -4

0,3 -3

0,2 -2

O.f -/

О -О

Рис. 41. Зависимость показателей процесса хонингования от времени обработки

эффективность алмазного хонингования будет снижена. В процессе исследований установлено, что наиболее при­

=10 кГІсм2).

Влияние времени хонингования на показатели процесса

определяли при использовании брусков АСВ 100/80 — M l— 100% (цВр = 40 м/мин-, ѵБ.п = 8 м/мин; Р = 5 кг/см2).

Хонингование производили в течение 0,25; 0,50; 1,0; 1,5; 3,0; 5,0 и 8,0 мин (рис. 41).

Общее тепловыделение увеличивается прямопропорцио­ нально времени хонингования. Съем во времени растет при

снижении его интенсивности в единицу времени, так как

.по мере съема гребешков от предыдущей операции увеличи­ вается количество зерен, вступающих в контакт с обрабаты­ ваемым металлом, а, следовательно, уменьшается удельное давление на каждое зерно, глубина их внедрения и возра­ стает удельное тепловыделение. Усилие резания и шерохо­ ватость поверхности снижаются с увеличением времени хо­ нингования. Съем при этом растет значительно медленнее, чем общее и удельное тепловыделение, что отрицательно сказывается на показателях процесса.

ХОНИНГОВАНИЕ ЗАКАЛЕННЫХ ЧУГУНОВ

Проблема алмазного хонингования закаленных чугунов оставалась в течение длительного времени нерешенной, несмотря на усилия многих исследователей. Из закаленных чугунов изготавливают такие массовые изделия, как гиль­ зы тракторных и атомобильных дизельных двигателей, втулки глубинных насосов и др. В процессе абразивного хо­ нингования не обеспечивается требуемая точность и произ­ водительность обработки, невозможно осуществить актив­ ный контроль и многостаночное обслуживание, что особенно важно в условиях массового производства.

В Институте сверхтвердых материалов разработан про­ цесс высокоэффективного чернового хонингования закален­ ных чугунов благодаря созданию новой металлической по­ ристой связки и применению крупнозернистых синтетиче­ ских алмазов новых марок АСК и АСС.

Образцами для исследования служили гильзы трактор­ ного двигателя Д-50 (материал СЧ 21-40, твердость HRC > > 40). Внутренний диаметр гильз ПО мм, длина 245 мм. Исследования проводили на вертикально-хонинговальных станках модели 3A83 и 3M83, использовали бруски АБХ 125 X 12 X 1,5—100%, количество брусков в головке — 6 шт.

Наиболее рационально применять бруски на пористой связке. В этом случае обеспечивается повышение произво­ дительности и улучшение условий резания.

Пористые связки можно получить путем введения в них до спекания газовыделяющего агента, водорастворимых со­ лей и древесных стружек, а также отгонки в вакууме лету­ чих элементов.

98

ВИнституте сверхтвердых материалов создана принци­ пиально новая металлическая пористая связка МП2. Ме­ няя технологические параметры изготовления связки, мож­ но изменять пористость в пределах от 10% до 35%.

Втабл. 14 приведены сравнительные результаты испы­ таний брусков на новой пористой связке и на металличе­ ской связке Ml. (зернистость 315/250, концентрация — 100%). Для сравнения приведены также данные, получен­ ные при обработке чугуна брусками из карбида кремния зеленого. Из приведенных в таблице данных следует, что алмазные бруски на связке Ml превосходят по стойкости абразивные в 17 —40 раз, а на связке МП2 — в 34—140 раз. При использовании брусков на пористой связке с синтети­ ческими алмазами марок АСК и АСС обеспечивается повы­ шение их стойкости по сравнению с брусками на серийной связке Ml с теми же марками алмазов в 3—4 раза, а по срав­ нению с абразивными брусками — в 80—140 раз. Таким образом, эффективность использования алмазных брусков для операции чернового хонингования закаленных чугун­ ных гильз бесспорна. Производительность процесса алмаз­ ного хонингования при использовании брусков зернистос­ тью 315/250 на 30% выше производительности абразивного’ хонингования, причем она возрастает с повышением проч­ ности алмазных зерен. Шероховатость поверхности при об­ работке брусками на связке Ml достигает V4, а на связке-

МП 2 — Ѵ5, т. е. на 1 —2 класса ниже по сравнению- с шероховатостью, получаемой при абразивном хонингова­ нии. Более чистая поверхность при хонинговании бруска­ ми на связке МП2 получается вследствие более прочного удержания алмазов и образования площадок затупления на зернах. В результате снижения чистоты поверхности на 1 — 2 класса на операции чернового алмазного хонингования стойкость брусков и производительность на последующей операции получистового хонингования увеличиваются при­ мерно в 2 раза.

Так как было установлено, что прочность алмазов оказы­ вает существенное влияние на показатели процесса хонин­ гования, были проведены специальные испытания брусков зернистостью 315/250 на связке МП2 с алмазами разной проч­ ности в пределах, предусмотренных техническими условия­ ми на каждую марку. Испытывали алмазы марки АСВ (прочность 1200, 1500 и 1700 г), AQK (прочность 2000, 2400 и 3000 г) и АСС (прочность 4500 и 6Ö00 г).

100

На рис. 42, а представлены графики зависимости про­ изводительности и машинного времени, на рис. 42, б — коли­ чества обработанных деталей и удельного расхода алмазовот прочности алмазов. С изменением прочности алмазов от 1200 г до 6000 г производительность процесса возрастает с 13000 мм31мин до 16500 мм3/мин, т. е. в 1,3 раза. Машинное время соответственно снижается и достигает 22 сек при съе­ ме припуска 0,15 мм на диаметр и 12 сек при съеме припус-

Рис. 42. Зависимость показателей процесса хонингования от прочности алмазов:

ка 0,10 мм. Наиболее существенное влияние прочность алмазов оказывает на стойкость брусков. При изменении прочности в указанных пределах (в 5 раз) количество обра­ ботанных деталей увеличивается с 1000 шт. до 7000 шт. (в 7 раз). Изменение прочности практически не оказывает влияния на шероховатость поверхности, которая сохраня­ ется в пределах 5-го класса. Некоторое снижение шеро­ ховатости поверхности при повышении прочности объясня­ ется увеличением площадок затупления в результате боль­ шей стойкости брусков. Бруски из алмазов марки АСВ на пористой связке для данного процесса не рекомендуются.

До настоящего времени для алмазного хонингования ре­ комендовались бруски с зернистостью алмазов до 200/160. Повышение зернистости при хонинговании приводит к по­ вышению производительности, снижению удельного расхо­ да алмазов, усилий резания и температур процесса, общего и удельного тепловыделения. Таким образом, повышение зернистости является наиболее рациональным путем

101

интенсификации и повышения эффективности процесса. Уве­ личение зернистости может быть ограничено только допу­ скаемой величиной шероховатости поверхности, которая должна быть получена на данной операции. Зернистость брусков в процессе исследования выбиралась равной 200/160; 250/200; 315/250; 400/315; 500/400. Результаты ис­ следований приведены на рис. 43. На рис. 43, а показаны

стости алмазов:

/ •— производительность; 2 — машинное время; 3 — количество обработан­ ных деталей; 4 — удельный расход.

зависимости машинного времени t и производительности Q от зернистости, а на рис. 43, б — зависимости удельного расхода алмазов qa и количества обработанных деталей N от зернистости.

Как видно из рис. 43, при повышении зернистости от 200/160 до 500/400 происходит увеличение производитель­ ности в 1,6 раза и снижение удельного расхода в 10 раз. Шероховатость поверхности при этом увеличивается с Rz = = 13,1 мкм (V5) до Rz = 20,5 нкм (V4).

ПЕРСПЕКТИВЫ АЛМ АЗНО ГО ХОНИНГОВАНИЯ

В Институте сверхтвердых материалов разработана тех­ нология изготовления алмазных эластичных брусков на каучукосодержащих связках Р1, Р4, Р9, Р14Е и др. Такие алмазные бруски состоят из связки, эластичного безалмазного подслоя и лавсановой или металлической основы. Эластичные бруски применяют для отделочного хонингова-

102

Таблица 15

Шероховатость поверхности при отделочном алмазном хонинговании брусками на эластичной связке

ЮЗ