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

Образование прижогов недопустимо, так как они снижают меха­ нические свойства поверхностного слоя металла. Прижог в зависи­ мости от причины, его вызвавшей, может быть сплошным, когда значительная часть поверхности металла сплошь окрашена в цве­ та побежалости, и местным, когда перегретым оказываются от­ дельные участки на поверхности.

Появление сплошных прижогов на поверхности детали может быть вызвано следующими причинами:

1. Завышением глубины шлифования, вследствие чего средняя толщина стружки, снимаемой одним зерном шлифовального круга, получается слишком большой; в результате резко увеличивается давление абразивных зерен на обрабатываемую поверхность, уве­ личивается работа трения и происходит усиленный нагрев поверх­ ности.

2.Завышенной твердостью и несоответствием условий работы выбранного шлифовального круга, что также вызывает чрезмерное давление шлифующих зерен на поверхность детали; увеличивается работа трения и происходит усиленный нагрев поверхности.

3.Недостаточной интенсивностью охлаждения и неправильным подбором способа подвода смазочно-охлаждающей жидкости'.

4.Заниженной скоростью движения детали. При этом нагретая царапина, сделанная абразивным зерном, не успевает охладиться до того, как следующее зерно врезается в нее, вызывая дополни­ тельный нагрев поверхности.

5.Несвоевременной, нерациональной или неправильной правкой круга, когда на круге не образовались абразивные зерна с остры­

ми режущими кромками. Резание производится тупым кругом. Местные прижоги могут появиться при вибрации станка (в ре­

зультате плохой балансировки круга), биении круга (из-за неточ­ ной центровки и закрепления круга на фланцах), а также в резуль­ тате неисправностей подшипников шпинделя. Прижоги на поверх­ ности детали обнаруживают по цветам побежалости, а также трав­ лением детали, которое не оказывает влияния на качество поверхно­ сти. Травление производят в растворе азотной кислоты (2—5%) в этиленгликоли или в этиловом спирте, затем деталь промывают, осветляют в растворе соляной кислоты, нейтрализуют в растворе кальцинированной соды и предохраняют от коррозии в растворе нитрида натрия. Так как структура троостита более чувствительна к действию кислот, чем другие структуры, то поверхность без при­ жогов остается светлой, а отпущенная при прижоге темнеет и тем сильнее, чем мягче стала сталь.

При хорошо шлифованной поверхности (малой шероховатости) требуется слабое травление, при грубой шлифовке, когда на по­ верхности остаются большие неровности, необходимо применять более длительное травление в*более крепких растворах.

Прижоги достигают 2 мм глубины, иногда при этом твердость поверхности уменьшается с 62—64 до 45—55 единиц HRC.

Разные структуры стали занимают разные объемы. Поэтому участки с изменившейся структурой растягиваются или сжимаются

173

другими участками и в поверхностном слое возникают внутренние напряжения. Особенно вредны растягивающие напряжения, дости­ гающие очень больших значений (80—100 кгс/ммг), уменьшаю­ щие прочность, надежность и долговечность детали.

Глубина распространения остаточных напряжений внутрь дета­ ли составляет величину до 0,08 мм, а интенсивно напряженный слой достигает глубины примерно 0,01 мм.

Если выбрать рациональные режимы шлифования, то можно до­ биться сжимающих остаточных напряжений, которые увеличивают усталостную прочность и долговечность детали.

Если внутренние напряжения превышают сопротивление мате­ риала на разрыв, то в детали возникают шлифовочные трещины. Причины образования шлифовочных трещин аналогичны причинам образования прижогов, поэтому на практике шлифовочные трещи­ ны сопровождаются возникновением прижогов.

Для уменьшения возможности возникновения прижогов и тре­ щин следует:

1.Подводить обильное количество смазочно-охлаждающей жид­ кости, уменьшающей коэффициент трения между шлифуемой де­ талью и кругом.

2.Уменьшать глубину шлифования и работать без подачи на глубину в конце шлифования.

3.Применять более мягкие круги. Если нельзя работать мягки­ ми кругами, необходимо увеличить скорость движения детали. В ре­ зультате этого уменьшится время нагревания каждого участка и увеличится усилие шлифования, что будет способствовать самоза­ тачиванию круга.

4.Применять круги из электрокорунда хромистого, циркониево­ го, электрокорунда белого, эльбора вместо кругов из электрокорун- ( да нормального.

5.Применять сегментные круги, вместо кольцевых, при торце­ вом шлифовании.

6.Увеличить наклон оси шлифовальной бабки при торцевом шлифовании, чтобы сократить длину контакта круга с деталью.

Для выявления шлифовочных трещин применяют различные ме­ тоды. Детали из магнитных материалов проверяются методами магнитной дефектоскопии.

Для немагнитных материалов применяют люминесцентную де­ фектоскопию.

Для нержавеющих и жаропрочных материалов применяется лю­ минесцентная дефектоскопия с использованием красителя «Судан», отличающегося высокой способностью заполнять малейшие трещи­ ны и поры. В настоящее время применяют также дефектоскопию при помощи вихревых токов.

§ 6. ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ

Качество шлифованной поверхности характеризуется не только физико-механическими свойствами поверхностного слоя, но и мик-

174

ронеровностями, т. е. шероховатостью поверхности, 'штрихами об­ работки и их направлением, формой неровностей.

Микронеровности (неровности небольшой высоты) поверхности зависят от формы режущего инструмента, подачи, зернистости, твердости, структуры, шлифовального круга, скорости резания, виб­ рации круга, детали, станка и других причин.

Различают 14 классов шероховатости поверхности (ГОСТ 2789—73) в зависимости от высоты микронеровностей, обозначаю­ щихся Rz или среднеарифметического отклонения профиля поверх­ ности Ra в микрометрах.

Среднее арифметическое отклонение профиля определяют сле­ дующим образом (рис. 113): складывают все величины измеренных расстояний точек профиля от средней линии профиля и делят на число этих точек

ц _ 4'1 + Уз Ч~ Уз + ■• • 4~УП

ая

Высоту неровностей Rz определяют, как среднее расстояние меж­ ду пятью высшими точками выступов и пятью низшими точками впадин, измеренных от линии, параллельной средней линии

Ra и Rz определяются на участке установленной длины.

По ГОСТ 2789—73 Ra и Rz должны быть не более чем указано в табл. 24 для данного класса шероховатости. Измерение шерохо­ ватости производится на участке определенной длины I = 0,08—

—0,25; 0,8; 2,5; 8 мм.

Классы шероховатости поверхностей от 6 до 14 дополнительно разбиваются на три разряда — а, б, в (табл. 25), чтобы ограничить величину допускаемых 'микронеровностей тремя значениями в пре­

делах одного класса.

Шероховатость поверхности условно обозначают знаком V, с указанием класса шероховатости, например Ѵ8, или класса и раз­ ряда шероховатости — Ѵ6 а.

Шероховатость поверхности измеряется щуповыми приборами (профилометром и профилографом) и оптическими (микроинтер­ ферометром и двойным микроскопом).

175

прибора переводит напряжение в микроны, соответствующие клас­ су шероховатости, что позволяет сразу читать полученный резуль­ тат.

Шероховатость поверхности деталей оценивается также сравне­ нием с шероховатостью поверхности эталонных образцов, рассмат­ риваемых совместно под лупой или микроскопом. Например, по данным измерения Rz = 25 мкм требуется определить класс шеро­ ховатости поверхности. По таблице (ГОСТ 2789—73) устанавлива­ ем, что измеренная величина Rz находится в пределах 40—20 мкм и соответствует шероховатости 4-го класса (V4); если Ra = = 0,45 мкм, то устанавливаем, что это значение соответствует 8-му классу шероховатости (V8) или точнее — 8 б (Ѵ8 б).

Шероховатость поверхностей 7—9-го классов обеспечивается чистовой и отделочной обработкой — шлифованием, прошиванием, развертыванием, алмазным точением и растачиванием.

Шероховатость поверхностей 10—12-го классов получается в ре­ зультате шлифования при большой скорости, хонингования, притир­ ки и суперфиниширования (отделочные виды обработки).

В ГОСТ 2789—73 на шероховатость поверхности, кроме пока­ зателей Ra и Rz приведен дополнительный ряд показателей, более полно характеризующих микронеровности поверхности (например, расстояние между микронеровностями, поверхность контакта, на­ правление штрихов при обработке и др.).

Плоское шлифование при нормальных производственных услови­ ях обеспечивают классы шероховатости поверхности, указанные в табл. 5.

Однако по ряду причин при плоском шлифовании на обработан­ ной поверхности могут появиться следующие дефекты:

1. Грубая шероховатость. Причины: применение крупнозерни­ стого круга, грубая правка круга, чрезмерная глубина шлифования.

2. Хаотическое направление следов обработки. Причины: непра­ вильное или неплотное закрепление алмаза в алмазодержателе, алмазодержателя в приспособлении при правке круга.

176

ности

3. Небольшие спиральные следы или следы, направленные пер­ пендикулярно движению стола. Причина: осевой люфт абразивно­ го круга, работающего периферией.

4.Царапины самой разнообразной формы и направления. При­ чины: загрязнение охлаждающей эмульсии.

5.Следы дробления. Причины: чрезмерный зазор в опорах шпин­ деля, недостаточная жесткость шпинделя, дисбаланс деталей, вра­ щающихся вместе со шпинделем, недостаточная смазка или чрез­ мерное заполнение густой смазкой масляных ванн подшипников, наличие грубой сшивки на приводном ремне, дисбаланс приводных

электродвигателей и гидронасосов, укрепленных на станке, люфт з направляющих шлифовальной бабки, жесткий реверс стола, вызван­ ный неудачной конструкцией гидропанели или плохой ее регулиров­ кой, влияние других близко расположенных машин, особенно рабо­ тающих с ударной нагрузкой, применение слишком твердого и мел­ козернистого круга и неправильный выбор режима шлифования.

Для устранения этих дефектов и получения необходимого каче­ ства шлифованной поверхности необходимо хорошо знать устройст­ во станка, содержать его в исправном состоянии и строго выполнять требования, предъявляемые к обработке.

§ 7. СМАЗЫВАЮЩЕ-ОХЛАЖДАЮЩИЕ ЖИДКОСТИ И МЕТОДЫ ИХ ПОДВОДА

ми абразивного инструмента и обрабатываемой поверхностью; удаляет из зоны резания стружку и абразивную пыль.

Таким образом, применение смазывающе-охлаждающей жидко­ сти позволяет улучшить условия труда, увеличивает срок службы станка, так как абразивная пыль не попадает на направляющие и подшипники, очищает поры круга от пыли и стружки, сохраняя режущую способность круга и уменьшая количество его правок.