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

При лабораторных исследованиях необходимо опре­ делять все указанные выше показатели эффективности процесса шлифования: основные, силовые, энергетические

идополнительные. При заводском контроле качества кру­ гов достаточно определить (проверить) только основные показатели эффективности процесса: производительность съема металла, износ круга, удельную производительность, период стойкости круга и шероховатость шлифованной поверхности. Для практики необходимо знать условные единицы, характеризующие обрабатываемость металлов шлифованием.

Условные единицы для оценки каких-либо сложных процессов приняты во многих областях науки и техники

ииспользование ими всегда приводит к положительным практическим результатам. Например, твердость мате­ риала является результатом взаимодействия межмолеку­ лярных сил, действующих в твердом теле, и определяется величиной поверхностной энергии, а твердость, измеряе­ мая различными техническими методами, имеет лишь некоторые относительные значения. Однако в производ­ ственных условиях и в практике эксперимента весьма широко и успешно применяют методы измерения твердости по Бринелю и Роквеллу для оценки свойств различных ма­ териалов.

Указанные единицы могут быть применены и при оценке обрабатываемости материалов шлифованием. Такие еди­ ницы, которые можно назвать коэффициентами обрабаты­ ваемости, установлены экспериментальным путем [90, 95 ] для круга оптимальной характеристики при шлифовании

были испытаны 35 кругов десяти различных характеристик на керамической связке и 45 кругов девяти различных характеристик на бакелитовой связке. Характеристики кругов были подобраны таким образом, чтобы для испыта­

и 12, на бакелитовой связке — 1, 3 и 5.

Работа выполнялась в два этапа. На первом этапе были установлены оптимальные параметры характеристики круга. При этом круги испытывались при режиме разания: икр = 33 м/с; ѵл = 26 м/мин, продольная подача snp =*

278

тике. В качестве охлаждающей жидкости использовали содовый раствор с добавкой нитрита натрия. На втором этапе были установлены оптимальные режимы шлифова­ ния нормализованной стали 45. Круги оптимальной харак­ теристики испытывались в условиях различных сочета­ ний скоростей круга 35, 27 и 20 м/с, скоростей детали 38, 28,5 и 19 м/мин, продольных подач 1,0; 0,75 и 0,5 м/мин и поперечных подач 0,002; 0,004; 0,006 и 0,008 мм/ход.

Испытывали цилиндрические образцы диаметром 50— 60 мм и длиной 300 мм. Все опыты повторяли не менее трех раз. При испытаниях, по записям^регистрирующих приборов, определяли все указанные выше показатели процесса шлифования.

В результате опытов, выполненных на первом этапе, установлено, что для шлифования нормализованной стали 45 оптимальная характеристика круга Э25СМ2К8. Для круга названной характеристики устанавливали оптималь­ ные режимы шлифования. Однако в диапазоне принятых режимов шлифования влияние структуры круга оказа­ лось несущественным. Поэтому можно считать, что пред­ полагаемые условные единицы относятся к структурам 6—8 (6-я структура применяется наиболее часто). В ре­ зультате опытов, выполненных на втором этапе, установ­ лено, что лучшие показатели процесса получения при шли­ фовании с наибольшей скоростью круга 35 м/с.

При скорости шлифования 35 м/мин, скорости детали 18—20 м/мин, продольной подачи 0,5 м/мин, поперечной подаче 0,01 мм/ход основные показатели процесса шлифова­ ния следующие: съем металла 750 мм3/мин; износ круга 15 мм3/мин; удельная производительность 50; период стойкости круга 15—20 мин; шероховатость поверхности

Ra — 0,3 мкм.

Другие показатели, характеризующие процесс шлифо­ вания нормализованной стали 45 при указанных условиях, следующие: радиальная составляющая силы резания, отнесенная к единице высоты круга, 1,0 Н/мм; условное напряжение резания 64-103 Н/мм3; эффективная мощность резания, отнесенная к единице высоты круга, 0,25 кВт/мм, удельный расход энергии по снятому металлу 80 Дж/мм3; коэффициент режущей способности круга 0,4 мм3/Н-мин: коэффициент трения при шлифовании 0,54 и др.

279

Если полученные показатели принять за условные единицы, то отношения всех показателей при шлифовании любой стали к соответствующим показателям процесса

Рис. 154. Показатели эффективности процесса шлифования сталей, установленные,для кругов оптимальной характеристики:

шлифования стали 45 могут характеризовать обрабатывае­ мость сталей шлифованием, т. е. такое отношение и яв­ ляется коэффициентом обрабатываемости.

280

На рис. 154 приведены коэффициенты обрабатываемо­ сти сталей 4Х14Н14В2М, Х18Н9Т и ШХ15 шлифова­ нием, установленные для кругов оптимальной характе­ ристики.

Съем металла при шлифовании стали ШХ15 кругом Э12СТВ больше съема металла при шлифовании стали 45 кругом Э25СМ2К8 на 35% съем металла при шлифо­ вании стали 4Х14Н14В2М на 30% меньше, износ круга оптимальной характеристики Э25С1К2 в 10 раз больше.

коэффициенты обрабатываемости позволяют объек­ тивно судить об эффективности процесса шлифования абразивными кругами.

Новый метод исследования шлифовальных кругов заключается в экспериментальном определении основных показателей процесса шлифования при непрерывно изменяющейся поперечной подаче и в последующем определении их оптимальной характеристики по стои­ мости съема единицы объема металла каждым из кру­ гов 190].

На все оценочные показатели процесса шлифования влияют окружная скорость круга и подача (ол, t, s). При различных видах подач эти показатели близки по вели­ чине, поэтому при исследовании можно ограничиться изучением влияния поперечной подачи на параметры процесса шлифования.

Однако, если с увеличением окружной скорости круга все оценочные показатели, как правило, улучшаются, то с ростом поперечной подачи часть их улучшается (про­ изводительность и др.), а часть ухудшается (шерохова­ тость, удельная производительность и др.). Поэтому для выбора оптимальной поперечной подачи необходимо ис­ пользовать дополнительный показатель шлифования, на­ пример себестоимость обработки, комплексно учитываю­ щий влияние каждого оценочного показателя, определяе­ мого экспериментально.

Себестоимость обработки, подсчитываемая по формуле (20), представляет собой обобщенную характеристику тех­ нико-экономической эффективности применения того или иного круга для данной операции шлифования. Как пока­ зали расчеты, с увеличением поперечной подачи себестои­ мость обработки снижается, поэтому круги можно сравни­ вать по оценочным показателям шлифования при макси­ мально допустимой поперечной подаче.

281

Контроль качества алмазных кругов

В процессе создания нового алмазного круга иссле­ дуют его режущие свойства и устанавливают эталон ка­ чества алмазного круга. При контроле качества кругов в заводских условиях устанавливают степень соответствия круга эталону качества прежде всего по производитель­ ности, удельному расходу алмаза и шероховатости обра­ ботанной поверхности. Алмазные круги наиболее часто применяют для шлифования твердосплавных деталей и заточки твердосплавного режущего инструмента, поэтому круги следует контролировать при шлифовании образцов из твердого сплава.

Для контроля качества алмазных кругов могут при­ меняться основной и ускоренный способы.

Основной способ заключается в контроле качества ал­ мазного круга в условиях его эксплуатации. Примером является контроль качества кругов типа АЧК на универ­ сально-заточных станках (ЗБ642 и др.) при заточке одной твердосплавной пластинки стандартного размера на обще­ принятых режимах резания. Рассматриваемый способ обеспечивает наибольшее приближение условий контроля качества к условиям эксплуатации, но он является тру­ доемким, поэтому его следует применять для наиболее глубокого контроля качества опытных алмазных кругов, а также при арбитражном контроле качества.

Ускоренный способ заключается в контроле качества алмазного круга в условиях повышенных нагрузок по сравнению с нагрузками при реальных условиях его экс­ плуатации.

Для ускоренного контроля качества применяют спе­ циальные испытательные установки.

Ускоренный контроль качества кругов типа АЧК можно производить на универсально-заточных станках (ЭБ642 и др.) при одновременном шлифовании двух и бо­ лее пластинок. При ускоренном контроле истинные нормы расхода алмаза, так же как и другие показатели качества круга, могут быть получены только сопоставле­ нием с результатами контроля, полученными основным способом.

Контроль качества кругов основным способом. Перед началом контрольного испытания на круге при рабочих режимах должен быть вскрыт режущий слой алмазных зерен; круг перед этим должен поработать на станке.

282