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

влиянием режимов шлифования на длину рисок (царапин) от отдельных зерен.

В производственных условиях проводились опыты по шлифованию деталей со скоростью вращения детали 50— 70 м/мин и продольной подачей 2—3 мм/об. При этом была

т. е. практически такая же, как при лабораторных иссле­ дованиях.

При повышении скорости резания с 15 до 25 м/сек шеро­ ховатость снижается на один разряд, при дальнейшем по­ вышении скорости чистота остается неизменной.

При увеличении Ру съем металла пропорционально по­ вышается, но при Ру более 12 кГ рост съема замедляется. Это происходит вследствие эластичности связки БР, в ко­ торую при высокой нагрузке начинают интенсивно погру­ жаться алмазные зерна. Так, при повышении величины Ру с 6 до 12 кГ съем увеличивается на 70%, а при дальнейшем повышении Ру до 16 кГ — всего на 10—15%.

Зависимость величины снимаемого слоя металла (про­ изводительность шлифования) от величины Ру для кругов

На производительность шлифования существенное влия­ ние оказывает величина исходной шероховатости поверх­ ности. При первом проходе круг соприкасается с вершинами микронеровностей. При этом удельное давление дости­ гает высоких значений и снимается повышенный слой ме­ талла. При последующих проходах величина шероховато­ сти детали меньше, поэтому реальная площадь контакта круга с обрабатываемой поверхностью повышается, а удель­ ное нормальное давление и величина снимаемого слоя ме­ талла понижаются. О влиянии режимов шлифования на съем металла можно судить по графикам, представленным

увеличением количества вступлений зерен в контакт с об­

Рис. 20. Зависимость ве­ личины снимаемого слоя металла Д (по диаметру) от величины Ру (а), про­ дольной подачи и ско­ рости вращения детали (б), скорости резания (а).

Использовали круги зернистостью ACM 40/28 и ACM 14/10 (соответственно кривые І я 2, рис. 20, в).

Зависимость величины съема металла от скорости реза­ ния может быть представлена в виде формулы

Зависимость величины снимаемого слоя металла от ско­ рости вращения детали и продольной подачи для кругов зер­ нистостью ACM 40/28 имеет вид

52

Коэффициент С для кругов 100%-ной концентрации ра­ вен 98,63, для кругов 50%-ной концентрации — 54,33.

При оценке эффективности применения алмазного шли­ фования существенное значение имеет удельный расход ал­ мазов. Для доводочного шлифования удельный расход алмазов целесообразно выражать расходом алмазов, отнесен­ ным к обрабатываемой площади (обычно исходная чисто­ та поверхности соответствует 7—8-му классу).

Опытным путем установлено, что удельный расход ал­ мазов для шлифования конструкционных закаленных ста­ лей составляет 0,4—0,8 карата на 1 ж2 обрабатываемой по­ верхности. Изменение режимов шлифования при Ру = = const существенного влияния на удельный расход алма­ зов не оказывает.

В настоящее время алмазное доводочное шлифование широко применяется в промышленности при обработке вал­ ков холодной прокатки черных и цветных металлов; вал­ ков каландров и вальцев химического машиностроения; шпинделей, колонн и осей металлорежущих станков; порш­ ней и штоков гидро- и пневмоаппаратуры; валов краскоте­ рок; сушильных цилиндров и валков бумагоделательных машин и т. д.

Этот способ применяют при обработке деталей диаметром 10—1500 жж и длиной 50—9000 мм из различных материа­ лов (закаленных и незакаленных сталей, твердых сплавов, серых и отбеленных чугунов и др.). Алмазным шлифовани­ ем можно обрабатывать и вязкие нержавеющие стали.

В зависимости от назначения обрабатываемых деталей их размеры, а также требования к точности и шероховатости их поверхностей колеблятся в широких пределах. Так, на­ пример, рабочая поверхность валков может иметь цилинд­ рическую или бочкообразную форму.

Точность изготовления и шероховатость поверхностей валков зависят от требуемого качества продукции прокат­ ных станов. Многие виды холодного проката должны иметь зеркальную или приближающуюся к ней поверхность, а это возможно при шероховатости поверхности прокатных валков V H —V 13, а допустимые отклонения должны быть в пределах 1—2-го класса точности.

Согласно ранее применявшейся технологии валки диа­ метром 38 мм из стали 9Х (HRC 60—69) предварительно шлифовали кругами из электрокорунда на керамической связке зернистостью 40, твердостью СМІ. Окончательно

53

валки шлифовали абразивными кругами зернистостью М28 на бакелитовой связке с графитовым наполнителем, после чего шероховатость поверхности соответствовала 9—10-му классу.

Алмазное доводочное шлифование производили на круг­ лошлифовальном станке с помощью приспособления, кото­ рое, устанавливается рядом со шлифовальной бабкой, что позволило выполнять на этом станке предварительное шлифование абразивными кругами и доводочное — круга­ ми из синтетических алмазов.

Алмазное шлифование выполняли кругами зернистостью ACM 40/28 за один проход с охлаждением 2%-ным содовым раствором. Шероховатость обработанной поверхности соответ­ ствовала 11—12-му классу чистоты. Время доводочного шли­ фования одного валка составляло 3 мин. Алмазные круги при шлифовании не засаливались, не нуждались в правке. При их использовании обеспечивалось получение стабиль­ ной шероховатости обработанной поверхности до полного износа кругов. Одним кругом, содержащим 25 каратов ал­ маза, обрабатывали свыше 2000 валков.

Валки испытывали при прокатке холоднокатанной лен­ ты толщиной до 0,03 мм на двенадцативалковом стане. При обработке валков кругами из синтетических алмазов шеро­ ховатость поверхности прокатанной ленты снизилась на 1— 2 класса по сравнению с шероховатостью, получаемой в ре­ зультате использования применявшегося прежде метода, стойкость валков увеличилась на 20%, мощность, рас­ ходуемая на прокатку, уменьшилась на 10—15%.

В настоящее время при изготовлении конструкций ма­ лого веса часто используют алюминиевые листы. В ряде случаев к чистоте поверхности таких листов предъявляются высокие требования, для выполнения которых рабочая по­ верхность валка прогладочного стана площадью 8—10 мг должна иметь шероховатость 12—у 13. Для этого пе­ ред алмазной доводкой валки шлифуют кругами К36 на вулканитовой связке до получения шероховатости поверх­ ности у 9 —уіО . Применение кругов на вулканитовой связке наиболее целесообразно потому, что после них на по­ верхности валка значительно меньше отдельных глубоких рисок, чем при использовании кругов на других связках.

Алмазное доводочное шлифование выполняют вначале кругами зернистостью ACM 40/28 100%-ной концентрации до полного удаления рисок, оставшихся после предвари­

.64

тельной обработки, затем — кругами зернистостью ACM 14/10. В результате такой обработки получают шерохова­ тость обрабатываемой поверхности V13 без отдельных глу­ боких рисок. При использовании других методов получить поверхность валков такого качества при окончательной об­ работке не удавалось. Производственные испытания вал­ ков, шлифованных кругами из синтетических алмазов, по­ казали, что алюминиевые листы, изготовленные с помощью таких валков, имеют зеркальную поверхность.

На предприятиях химического машиностроения при про­ изводстве каландровых установок для прокатки пленок из термопластов (полихлорвинила, полиэтилентерефталата) возникали большие затруднения при окончательной обра­ ботке валков диаметром от 200 до 1000 мм и длиной до 4000 мм. Рабочая поверхность валков в процессе прокатки отпечатывается на пленке. Чем меньше шероховатость вал­ ков, тем более гладкой будет пленка. Кроме того, с повы­ шением чистоты поверхности валков уменьшаются силы ад­ гезии, что позволяет значительно повысить скорость про­ катки.

Валки для вышеназванных установок изготавливают из сталей, закаленных до твердости HRC 40—45, отбеленного чугуна СЧ 15-32 твердостью HRC 55—60, нержавеющей стали Х15Н9Ю твердостью HRC 38—40. Некоторые сталь­ ные валы хромируют.

В настоящее время окончательная обработка валков вы­ полняется алмазными чашечными кругами на шлифоваль­ ных и токарных станках. Для шлифования валков крупных размеров на вальцешлифовальном станке модели 3415Е установлено приспособление, с помощью которого можно производить обработку без снятия абразивного круга. При­ способление представляет собой отдельный суппорт, на ко­ тором установлена шлифовальная бабка. Суппорт имеет ручной привод и привод ускоренного подвода и отвода бабки.

При алмазном шлифовании кругами ACM 40/28 обеспе­ чивается получение стабильной шероховатости поверхнос­ ти V H —V12. Если необходимо получить более высо­ кий класс чистоты поверхности и зеркальный блеск, вал­ ки полируют войлочными кругами с алмазной пастой АС 5/3 РО.

Сравнительные показатели экономической эффективнос­ ти обработки двух типов валков приведены в табл. 10..

55

Таблица ІО

Технико-экономические показатели окончательной обработки валков различными способами

Из таблицы видно, что в результате внедрения алмаз­ ного доводочного шлифования затраты на окончательную обработку валков снизились в 4— 14 раз, а трудоемкость — в 4— 19 раз.

Как указывалось выше, алмазное доводочное шлифование применяется для обработки различных деталей станков. К ним относятся и колонны радиально-сверлильного стан­ ка, на которых монтируются основные узлы. От качества обработки рабочей поверхности колонны зависят точность, жесткость и долговечность станка.

Колонны диаметром 300—500 мм и длиной 1400— 1900 мм из стали 45 (HRC 45—50) и чугуна СЧ 21-40 пусто­ телые. На обрабатываемой поверхности имеется паз разме­ ром 1010 X 24 мм (чугунные колонны) или 950 х 16 мм (стальные).

По ранее принятой на заводе технологии при шлифова­ нии абразивными кругами обеспечивалось получение шеро­ ховатости поверхности для чугунных и V ? Для сталь­ ных колонн. После шлифования колонны полировали на токарном станке абразивными шкурками. Несмотря на вы­ сокую трудоемкость операции (для чугунных колонн 11 нормо-ч, для стальных 22 нормо-ч) качество обработанной поверхности не соответствовало предъявляемым требовани­

стоты поверхности для чугунных колонн и 8-й для сталь­ ных.

В настоящее время для обработки колонн используется шлифование чашечными алмазными кругами.

66