Файл: Терган, В. С. Плоское шлифование учеб. пособие.pdf

На рис. НО, б процесс резания еще не начинается, деформиро­ ванный металл приближается к передней поверхности режущего

зерна.

На рис. 110, в показан момент, когда в результате деформации металла и движения режущей кромки абразивного зерна его пе­ редняя поверхность сталкивается с образовавшимся выступом ме­ талла, сдвигает его, и скалывает стружку. Стружка успевает на­ греться до оплавления и уносится в виде застывшей капельки ме­ талла.

4.Абразивные зерна, находящиеся на режущей части круга, рас­ положены на различном расстоянии от поверхности круга, поэтому

вобрабатываемую поверхность зерна внедряются на различную, очень малую глубину и вызывают лишь упругую деформацию. При этом происходит большое трение и, следовательно, тепловыделение.

Некоторые зерна вообще не участвуют в процессе резания, так как попадают в срезанные предыдущими зернами участки поверх­ ности (канавки) металла. Только 6—8% абразивных зерен, распо­ ложенных на режущей части круга, участвуют в съеме металла.

В процессе шлифования под влиянием увеличивающейся на­ грузки на затупившиеся зерна последние могут выкрашиваться или раскалываться. При этом обнажаются новые острые кромки зерен. Таким образом, в отличие от резца круги могут самозатачиваться.

5.Снятие стружки зерном происходит за очень незначительное время (0,0001—0,00005 сек), т. е. практически мгновенно, но бла­ годаря большому количеству зерен процесс стружкообразования протекает для всего круга непрерывно.

6.Высокая твердость и термостойкость абразивных зерен, а так­ же увеличение пластичности обрабатываемого материала из-за местного нагрева в зоне контакта круга с деталью дают возмож­ ность обрабатывать очень твердые материалы (стальные закален­ ные детали, твердые сплавы, высокотвердые чугуны и др.).

7.Высокая температура в зоне контакта абразивного зерна и де­ тали приводит к интенсивному нагреву поверхности, образовавшей­ ся риски. После выхода зерна из зоны контакта начинается охлаж­ дение, но поверхность не успевает полностью охладиться до тех пор, пока в работу вступает новое зерно. Можно считать, что новое зерно начинает резание при температуре примерно 600° С.

Таким образом, в процессе шлифования резание осуществляет­ ся при высокой температуре детали, тогда как резание резцами или фрезами — при значительно более низкой. Это обстоятельство при­ водит к необходимости учитывать при шлифовании физико-механи­ ческие свойства стали и чугунов при температуре 600° С, а не в хо­ лодном состоянии.

При высоких температурах материал имеет меньшую твердость и прочность и потому обрабатываемость его более легкая чем хо­ лодного материала.

Ряд легирующих элементов способствует сохранению высоких механических свойств в нагретом состоянии, т. е. делает сталь бо­ лее жаропрочной. Наиболее эффективными элементами, повышаю­

164

щими жаропрочность, являются вольфрам, молибден, кремний, ти­ тан. Поэтому стали, легированные этими элементами, шлифуются труднее углеродистых конструкционных сталей.

Легирование конструкционных сталей добавками хрома, марган­ ца. никеля ухудшает обрабатываемость стали шлифованием незна­ чительно, а добавки вольфрама, кремния, титана и других элемен­ тов, значительно повышающих жаропрочность, резко ухудшают об­ рабатываемость стали шлифованием.

Стружка, снимаемая при шлифовании и размещаемая в порах шлифовального круга, при выходе из зоны шлифования под дейст­ вием центробежных сил и струи охлаждающей жидкости удаляется с поверхности круга. При сравнительно больших сечениях снимае­ мой стружки, превышающих размер пор между зернами круга, она вдавливается в поры круга с такой силой, что действия силы и струи охлаждающей жидкости уже недостаточны, чтобы ее удалить. Та­ кой режим шлифования ведет к быстрому засаливанию круга и бра­ ку деталей.

Средняя толщина стружки, снимаемой одним зерном абразив­ ного круга, имеет также большое влияние на стойкость и произво­ дительность шлифовального круга.

Параметры шлифования. Рассмотрим основные параметры, ха­

ных зерен круга, измеряемая в м/сек. Эта скорость представляет путь, выраженный в м, который проходит любая точка круга, на­ ходящаяся на наибольшем диаметре круга DKза I сек.

Так как скорость обрабатываемой детали по сравнению со ско­ ростью абразивного круга очень мала, то ее величиной пренебрега­

сзакрепленной на нем деталью относительно шлифовальной бабки

вм/мин. Ее часто называют скоростью изделия. Главным движени­ ем подачи называется перемещение детали на станках с прямо­ угольным столом. Оно осуществляется при возвратно поступатель­ ном движении стола (рис. 111, а и б), а на станках с круглым сто­

лом— при вращении стола (рис. 111, в и г).

При вращении круглого стола окружная скорость изделия за­ висит от расстояния, на котором расположена обрабатываемая по­ верхность от оси вращения стола, т. е. от радиуса. На большем ра­ диусе скорость большая, а на мёньшем — мёныпая. Поэтому на та­ ких станках принимают среднее значение цДср —скорость изделия, отнесенную к среднему диаметру dnp шлифования:

165

на столе, мм; Ов — внутренний (наименьший) диаметр расположения дета­

лей на столе, мм; Вя — ширина обрабатываемой детали, мм;

к— количество рядов деталей.

Втаблицах режимов резания обычно принимают ^пР = 0,7Он.

3. Г л у б и н а рез а - н ия t — величина припу­ ска в миллиметрах, сни­ маемая кругом за один проход. Фактическая глу­ бина резания несколько меньше, чем величина пе­ ремещения круга вместе с бабкой перпендикуляр­ но обрабатываемой по­ верхности, st за счет от­ жатая круга и детали под действием усилий резания и износа круга при обра­ ботке.

4. П о п е р е ч н а я по­

но закрепленной детали в миллиметрах за один ход прямолинейно движуще­ гося стола или шлифо­ вальной бабки (см. рис. 111, а) или за один обо­ рот вращающегося стола в направлении, перпенди­ кулярном главному дви­

ше ширины круга, при шлифовании периферией круга, или диамет­ ра круга, при шлифовании торцем круга. При ширине круга боль­ шей, чем ширина детали, поперечную подачу не производят (см.

рис. 111, б, г).

166

На процесс резания при шлифовании влияют такие величины, как толщина и длина стружки.

При обработке детали шлифовальный круг подается на деталь, и зерна его врезаются на глубину резания, при этом каждое зерно снимает слой металла а (толщину стружки). Эту величину можно определить по формуле:

при шлифовании периферией круга

ѴкZ

где ид— скорость движения детали, м/мин; ѵк — окружная скорость круга, м/сек-,

Z — число зерен, приходящееся на единицу длины круга, шт.; і — глубина резания, мм\

DK— диаметр круга, мм\ k — коэффициент.

Толщина стружки влияет на ход процесса шлифования. От нее зависят нагрузка на зерно, шероховатость шлифуемой поверхнос­ ти, стойкость круга. Для повышения стойкости круга и повышения класса шероховатости поверхности рекомендуется уменьшать тол­ щину стружки.

Толщину стружки можно уменьшить, снизив скорость движе­ ния детали и повысив скорость круга. В меньшей степени толщи­ на стружки зависит от глубины шлифования и диаметра круга.

Износ круга уменьшается при снижении скорости детали или повышении скорости вращения круга. Если круг засаливается, то следует увеличить толщину стружки, уменьшив скорость круга ѵ-л или увеличив скорость детали ѵя.

Д л и н а с т р у ж к и — часть длины дуги, которую проходит абразивное зерно за время контакта с обрабатываемой поверхно­ стью.

Чем больше диаметр круга, тем больше дуга контакта и тем больше выделяется тепла. Условия отвода тепла одинаковы как при малой, так и при большой дуге контакта. Поэтому при боль­ шой длине стружки удаление ее затрудняется, стружка прилипа­ ет к кругу и засоряет его.

При больших скоростях круга длина стружки уменьшается. Более короткую стружку можно получить за счет снижения глуби­ ны шлифования, но при этом понижается производительность.

§ 3. РЕЖИМЫ ШЛИФОВАНИЯ

Скорость шлифования, или скорость вращения круга, имеет большое значение для процесса шлифования, так как производи­ тельность шлифования возрастает почти пропорционально ско-

Ш

рости круга. Чем больше скорость его вращения, тем меньше тол­ щина и сечение стружки. Поэтому для уменьшения износа круга, уменьшения нагрузки на круг при обработке нежестких деталей, а также для повышения класса шероховатости обрабатываемой по­ верхности нужно увеличить скорость Еращения круга. Но увеличе­ ние скорости ограничивается прочностью круга и жесткостью стан­ ка. Выбирать скорости нужно по наибольшим допустимым значе­ ниям, указанным в ГОСТ 4785—64, в зависимости от формы круга, связки, обрабатываемого материала, вида шлифования, конструк­ ции станка. Определение наивыгоднейшей с к о р о с т и д е т а л и производят по формуле:

для шлифования периферией круга

Тт . с . в*пр

где С — коэффициент;

Т— экономическая стойкость круга (время в минутах меж­ ду двумя правками), при которой стоимость операции получается наименьшей, зависит от материала круга, требующейся точности обработки, размеров круга, ме­ тода шлифования;

t — глубина шлифования, мм\

S — поперечная подача, в мм на ход стола при прямоли­ нейно движущемся столе или в мм на оборот стола при вращающемся столе;

ßnp — приведенная (сплошная) ширина шлифования, мм\ m, X, у, г — показатели степени, приводимые в справочниках, за­

висят от материала детали, размеров детали и др. При шлифовании стали периферией круга на проход экономиче­

ская стойкость обычно равна Т — 25 мин, торцом круга — Г = = 40 мин. Значения Т указаны для наименьшей скорости шлифо­ вания.

Впр— это фактическая ширина слоя металла, снимаемого кру­ гом;

для станков с прямоугольным столом

для деталей кольцевой формы

(D2 — d 2) q 0,785 (D2 — d 2) q

ßnp = -

4L

для станков с вращающимся столом

Впр

F • q

я • d.пр

168