Файл: Маслов, Е. Н. Теория шлифования материалов.pdf

р, — коэффициент, учитывающий заполнение круга связ­ кой и наполнителем:

Например, для зернистости 100/80, когда а = 0,1 при 100%-ной концентрации (р = 4), согласно выражению (5), имеем п ^ 117 зерен/мм3.

При качественном изготовлении кругов, когда зерна равномерно распределены по всему режущему слою, среднее расстояние между зернами

При прочих равных условиях (размере зерна, связке) среднее расстояние между зернами в круге обратно про­ порционально корню кубическому из его концентрации:

При определении среднего расстояния между шлифую­ щими зернами абразивных кругов исходим из количества зерен в 1 г зерна и типовых соотношений между объемом зерен, пор и связки в зависимости от зернистости и струк­ туры круга. Выделим из круга единицу его объема, рав­ ную 1 см3, считая, что для данного круга среднее рас­ стояние между зернами является величиной постоянной:

/2 = 1 0 мм; z = - у ;

количество зерен в 1 см3 круга

откуда

(8)

18

где N — номер структуры шлифовального круга. Подставляя значение g в выражение (8), получим

Элементы режима резания

Толщина и форма среза. Под срезом понимается толщина слоя, снимаемая одним шлифующим зерном (аг) —расстоя­ ние между поверхностями резания (царапания), образован­ ными двумя последовательными положениями вершины зерна, измеренное по нормали к поверхности резания^

При наружном кругловом шлифовании с продольной подачей, когда поверхностью резания является поверх­ ность, образованная семейством винтовых гипоцикличе-

ских кривых, толщиной среза будет отрезок С ^ , изме-

19

репный по нормали в соответствующей точке кривой

(рис. 9).

Если траекторию резания (царапания) зерном принять за окружность, то поверхностью резания будет цилиндри­ ческая поверхность, нормалью к каждой точке которой будет радиус, и в направлении этого радиуса следует измерять толщину среза ССХ.

В связи с тем что окружная скорость круга во много раз больше продольной подачи, CjC2 практически не

Рис. 9. Направление измерения толщины слоя, снимаемого одним зерном при шли­ фовании

отличается от ССj. Из сказанного нельзя, однако, сделать вывод о том, что нродольная подача не влияет на толщину среза, так как круг не имеет сплошной режущей кромки по образующей. Величина аг, характеризующая нагрузку на шлифующее зерно, влияет на процесс шлифования. От толщины слоя, снимаемого одним шлифующим зерном, зависят: затупление зерен (стойкость круга), сила резания, развиваемая одним зерном, шероховатость шлифованной поверхности, мгновенная температура в зоне работы зерна и др. Чем больше величина аг, тем глубже проникают шли­ фующие зерна в обрабатываемый материал, тем больше износ зерен и связки. Влияние толщины слоя, снимаемого одним зерном, на процесс шлифования исключительно велико, причем при изменении аг изменяется режим работы круга и условия шлифования.

Беспорядочное расположение шлифующих зерен на рабочей поверхности круга обеспечивает различную конфи­ гурацию и размеры срезов, снимаемых отдельными зер­ нами. Для данного круга форма и размеры срезов зависят

20

от режима резания, например от отношения окружных скоростей ѵА/ѵкр.

При шлифовании наиболее типичными являются три формы снимаемых слоев — стружек: ленточные, запятообразные и сегментообразные (рис. 10). Наиболее часто встречается ленточная стружка, толщина которой на участках 1, 2, 3, 4 постепенно возрастает (рис. 10, а). Реже встречается запятообразная стружка, которая при черновой обработке деталей из вязких сталей может до­

(рис. 11). В реальном процессе шлифования основная мас­ са снимаемых слоев будет иметь самую различную проме­

жуточную форму.

Рассмотрим случай, когда шлифующие зерна будут снимать слои первого типа (рис. 12, а). Снимаемые слои будут первого типа при условии, если соблюдается сле­

21

Величина 2^>АВ обычно больше /ф; окружная скорость круга всегда значительно больше окружной скорости детали и типовым соотношением скоростей является сле-

Рис. 11. Схема перехода формы снимаемого слоя от запятообразного к сегментообразному при постоянной окружной скорости круга и воз­ растающей скорости детали:

а — наименьшая скорость детали рДІ; б — од2 > о ; в — одд > ид2; г-» наибольшая скорость детали од4

дующее: ѵя я« (0,12-^0,16) Уд- в связи с этим неравен­ ство (10), как правило, будет соблюдаться, но это не озна­ чает, что наиболее часто встречающимся будут минималь­ ные по толщине снимаемые слои первого типа.

Рис. 12. Схема снятия зернами шлифовального круга слоев:

а — запятообразных; б — сегментообразных (s^ ф sZ2 Ф sZ3 ф • '• • ф szm)

В результате беспорядочного и разновысотного распо­ ложения шлифующих зерен на рабочей поверхности круга основная масса зерен не будет снимать слои в определенной

22

геометрической последовательности. Многие из зерен будут попадать на выступающие участки микропрофиля шлифуемой поверхности, что обеспечивает снятие слоев

Рис. 13. Схемы наружного круглого шлифования детали с различной величиной продольной подачи

«

второго типа — сегментообразных. В этом случае макси­ мальная толщина снимаемого слоя будет равна наиболь­ шей фактической глубине резания одним шлифующим зерном (рис. 12, б).

23

В процессе микрорезания снимаемый слой всегда пре­ терпевает усадку, поэтому форма реальной стружки суще­ ственно отличается от теоретической формы среза.

О процессе снятия стружек при шлифовании. При на­ ружном круглом шлифовании с продольной подачей основ­ ное микроцарапание поверхностного слоя детали произ­ водят зерна, расположенные на участке высоты круга,

круга. Округление увеличивает основную зону контакта круга с деталью, в рёзультате чего припуск распределяется на большее количество шлифующих зерен и производи­ тельность обработки повышается.

Шлифовальный круг не имеет сплошной режущей кромки по образующей, поэтому после одного оборота детали на ее поверхности останутся шероховатости, сни­ маемые при новых встречах круга с определенным участ­ ком детали. Эти шероховатости можно уменьшить по высоте увеличением количества встреч круга с определен­ ным участком детали, что достигается: 1) дополнитель­ ными проходами без поперечной подачи — выхажива­ нием; 2) уменьшением продольной подачи.

При дополнительных проходах без поперечной подачи шероховатость поверхности детали и интенсивность искр, исходящих из зоны шлифования, резко уменьшаются.

Наличие искр при выхаживании часто объясняют только отжатием детали. Но искрообразование при выха­ живании зависит также и от отсутствия у шлифовального круга сплошной режущей кромки по образующей. При уменьшении продольной подачи нагрузка на зерна и шеро­ ховатость поверхности также снижаются.

ство встреч круга с этим участком детали

( П )

Фактическая ширина шлифования равна произведению продольной подачи за один оборот на количество встреч круга с участком детали длиной s':

24