Файл: Ящерицын, П. И. Шлифование с подачей СОЖ через поры круга.pdf

9 мм. Такие операции повторялись до конечного разме­ ра кругов 45 мм.

На рис. 25 приведены результаты эксперимента. Из рисунка (линия 1) следует, что по мере износа шлифо­ вального круга расход СОЖ через его поры увеличива­ ется, хотя при этом окружная скорость круга уменьша­ ется. Это происходит благодаря уменьшению пути филь­ трации.

Для уточнения этого положения и для получения от­ вета на второй вопрос были проведены следующие опы­ ты. Пять новых шлифовальных кругов тех же размеров и той же характеристики были установлены на внутришлифовальный шпиндель и испытаны на расход. Затем круги растачивались до диаметра 46 мм и при том же числе оборотов шпинделя производилось измерение рас-

Рис. 25. Зависимость расхода содового раствора через поры шлифовальных кругов ПП 165X50X32 при посто­ янном числе оборотов шпинделя от пути фильтрации 0,5 (D—d) и линейной скорости вращения круга: 1—по мере износа круга (при уменьшении D и окр); 2 — при увеличении внутреннего диаметра круга и его линейной ско­

рости

82

хода СОЖ через поры. В данном случае окружная ско­ рость наружного диаметра кругов оставалась постоян­ ной, а скорость внутреннего диаметра круга возрастала, при этом путь фильтрации уменьшался. С каждой рас­ точкой кругов на 14 мм путь фильтрации уменьшался на 7 мм, а окружная скорость внутреннего диаметра увеличивалась на 4 м/сек. Такое растачивание кругов производилось до внутреннего диаметра 102 мм.

Из рис. 25 (линия 2) следует, что при постоянной скорости вращения круга с увеличением его внутренне­ го диаметра уменьшается путь фильтрации и как след­ ствие увеличивается расход СОЖ-

Совместный анализ этих графиков показывает, что расход СОЖ через поры круга зависит только от вели­ чины окружной скорости внутреннего диаметра круга и пути фильтрации. Величина окружной скорости перифе­ рии круга не влияет на расход СОЖ. Поэтому увеличе­ ние расхода СОЖ через поры круга по мере его износа происходит только благодаря уменьшению пути филь­ трации. Возрастание расхода СОЖ с увеличением вну­ треннего диаметра круга происходит благодаря повы­ шению его окружной скорости и одновременному умень­ шению пути фильтрации. Окружная скорость периферии круга предопределяет ту кинетическую энергию, с кото­ рой СОЖ выбрасывается из круга. Величина этой энер­ гии определяет скорость омывания изделия СОЖ, а следовательно, и интенсивность отвода тепла от него.

Для практических целей полученные эксперимен­ тальные данные выражены аналитически в виде зависи­ мостей абсолютной и активной пористости, удельной по­ верхности и проницаемости от зернистости, твердости и

по твердости — от ВМ1 до СТЗ, по структуре — от № 1

до 12.

ИIn (Ru/Rbh)

Экспериментальная проверка показала, что погреш­ ность определения расхода СОЖ через поры шлифо­ вальных кругов по формуле (49) находится в пределах 5—10%, а в отдельных случаях достигает 20%. Эта по­ грешность обусловлена наличием в формуле (49) вели­ чины К (проницаемости), которая определяется по эм­ пирической формуле (48). Погрешность определения проницаемости по формуле (48) обусловлена некоторы­ ми отличиями в технологии изготовления шлифовальных кругов на разных абразивных заводах.

Полученные формулы позволяют вычислять значения фильтрационных свойств шлифовальных кругов, вели­ чину расхода СОЖ через их поры и производить ра­ циональный выбор характеристики и размеров кругов для шлифования с охлаждением через их поры.

15. Исследование структуры шлифовальных кругов

фирм «Нортон» и «Карборундум»

Исследования проводились на шлифовальных кругах размерами ПП 150-125-110-100-80-70X63-50-40-28-25-16- 8X65-20, зернистостью от 180 (6) до 30 (50), твердо­ стью от I (М2) до О (СТ1) фирмы «Нортон». Здесь и дальше по тексту в скобках указываются аналоги оте­ чественного обозначения зернистости и твердости шли­

84

фовальных кругов, принятые по переводным таблицам ВІІИИАШ. Шлифовальные круги были изготовлены из абразива АА (электрокорунд нормальный), 38А (белый электрокорунд) и 32 (специальный электрокорунд) структуры от № 4 до 9.

Исследования структуры также проводились на шли­ фовальных кругах фирмы «Карборундум» с размерами

ПП 150-125-110-100-80X40-32-28-25-20-8X65-32-20, зер­ нистостью от 180 (6) до 30 (50), твердостью от I (М2) до О (СТ1) и структурой от № 4 до 8.

В процессе исследования определялись: кажущаяся плотность р, г\см3\ активная пористость методом пропитки т а, %; абсолютная пористость статистическими методами Корнфилда и А. А. Глаголева т, %; удельная поверхность статистическими методами Корнфилда, С. А. Салтыкова и методом случайных секущих С. А. Салтыкова в комбина­ ции с точечным методом А. А. Глаголева Syfl, мм2/мм3\ наиболее вероятная площадь пор как произведение наибо­ лее вероятных длины и ширины пор S„, мм2; количество пор в единице объема круга методом укрупненных пока­ зателей С. А. Салтыкова N.

Определение абсолютной пористости, удельной по­ верхности, наиболее вероятной площади пор и количе­ ства пор в единице объема круга производилось по ми­ крофотографиям указанных выше шлифовальных кругов.

На рис. 26 приведены микрофотографии шли­ фовальных кругов фирмы «Нортон» следующих характеристик: 38A5407VBE (Э9А32СТ1К7) и AA10007VBE (Э9А12СТ1К7).

Полученные зависимости структурных характери­ стик шлифовальных кругов от их зернистости приведены на рис. 27.

Из рисунка видно, что для ряда зависимостей струк­ турных характеристик от зернистости шлифовальные круги с зернистостью 80 (16) являются своего рода экстремальными. У кругов с меньшей зернистостью на­ блюдается более резкое изменение их структурных свойств, а крупнозернистые круги характеризуются го­ раздо более плавным изменением этих свойств. Струк­ турные свойства шлифовальных кругов с зернистостью 80 (16) являются точкой перегиба исследуемых зависи­ мостей. При этом кажущаяся плотность мелкозернистых

85

шлифовальных кругов с увеличением их зернистости до 80 (16) возрастает, а у крупнозернистых шлифовальных кругов с зернистостью от 80 (16) до 30 (50) постепенно уменьшается. Наиболее вероятная площадь пор возра­ стает как у мелкозернистых, так и у крупнозернистых кругов с увеличением их зернистости, но у мелкозерни­ стых это возрастание интенсивнее, чем у круннозерни-

Рис. 26. Микрофотографии структуры шлифовальных кругов фирмы «Нортон»: а—38A5407VBE (Э9А32СТ1К7);

б — AA10007VBE (Э9А12СТ1К7) (увеличение 70)

86

стых. Изменение степени возрастания размеров пор про­ исходит в экстремальной точке, на которую приходятся размеры пор кругов с зернистостью 80 (16). Обратное явление наблюдается у зависимости удельной поверхно­ сти и количества пор в единице объема круга от зерни­ стости шлифовальных кругов. Как удельная поверх­ ность, так и количество пор в единице объема круга весьма существенно уменьшаются с увеличением зерни

Рис. 27. Зависимость абсолютной т и активной т а по­ ристости, удельной поверхности 5 УД, наиболее вероятной площади Sn и количества N пор и кажущейся плотности р шлифовальных кругов фирмы «Нортон» от их зернистости Z: 1 — удельная поверхность, определяемая методом случайных секущих С. А. Салтыкова в комбина­ ции с точечным методом А. А. Глаголева; 2 — удельная поверхность, определяемая по методу Корнфилда, Парка

и Чокли

стости от 180 (6) до 80 (16), а затем происходит их плав­ ное уменьшение при дальнейшем увеличении зернисто­ сти от 80 (16) до 30 (50). Зависимость активной пори­ стости от зернистости шлифовальных кругов фирмы «Нортон» по своему характеру является обратной по от­ ношению к зависимости кажущейся плотности от зер­ нистости кругов. Активная пористость у мелкозернистых кругов с увеличением их зернистости до 80 (16) интен­ сивно уменьшается, а у крупнозернистых при дальней­ шем увеличении их зернистости от 80 (16) до 30 (50) постепенно увеличивается.

87

Таким образом, мелкозернистые круги характеризу­

ным, постепенным изменением своих структурных свойств.

Полученные зависимости структурных свойств шли­ фовальных кругов фирмы «Нортон» позволяют предпо­ ложить, что технология производства мелкозернистых кругов существенно отличается от технологии производ­ ства крупнозернистых. Очевидно, технология приготов­ ления абразивной массы, формования, прессования и обжига мелкозернистых кругов направлена на создание у них хотя и небольших по размеру, но зато в большом количестве активных пор. Благодаря этому мелкозерни­ стые круги характеризуются повышенной пористостью, более развитой удельной поверхностью и меньшей кажу­ щейся плотностью. Некоторое весьма незначительное уменьшение кажущейся плотности крупнозернистых шлифовальных кругов с возрастанием их зернистости связано с небольшим увеличением отношения количе­ ства связки к количеству абразива в данных кругах. Это изменение отношения количества связки и абразива на­ правлено на достижение равной прочности крупнозерни­ стых кругов с мелкозернистыми.

На рис. 28 приведены зависимости структурных свойств шлифовальных кругов фирмы «Нортон» от их твердости, полученные в результате аналогично прове­ денных исследований. На рис. 29 показаны микрофото­ графии структуры шлифовальных кругов характеристик

AA80I4VBE (Э9А16М2К4) иАА8004ѴВЕ (Э9А16СТ1К4).

Из рис. 28 следует, что абсолютная и активная по­ ристость, удельная поверхность порового пространства, наиболее вероятная площадь пор и количество пор в единице объема круга постепенно и достаточно плавно уменьшаются с повышением твердости шлифовальных кругов. При этом их кажущаяся плотность увеличива­ ется. Такой характер изменения структурных свойств шлифовальных кругов фирмы «Нортон» с повышением их твердости объясняется увеличением количества связ­ ки, которое необходимо для достижения заданной твер­ дости.

Проведенные исследования показали, что зависи­ мость большинства структурных свойств шлифовальных

88

кругов фирмы «Нортон» от номера их структуры по своему характеру является обратной по отношению к зависимости этих свойств от твердости кругов. В част­ ности, абсолютная и активная пористость и наиболее ве­ роятная площадь пор возрастают с увеличением номера структуры. Вместе с тем количество пор, кажущаяся плотность и удельная поверхность уменьшаются. При этом характерные размеры пор шлифовальных кругов

Рис. 28. Зависимость абсолютной т и активной т а по­ ристости, удельной поверхности 5 УД, наиболее вероятной площади S и и количества N пор и кажущейся плотно­ сти р шлифовальных кругов фирмы «Нортон» от их твер­ дости Т: 1 — удельная поверхность, определяемая мето­

структуры № 4 в 6—10 раз меньше, чем кругов струк­ туры № 10; размер пор последних составляет 1—2 мм.

Аналогичные исследования были проведены для шли­ фовальных кругов фирмы «Карборундум». На рис. 30 показаны зависимости структурных характеристик шли­ фовальных кругов фирмы «Карборундум» от их зерни­ стости, а на рис. 31 — микрофотографии структуры шлифовальных кругов характеристик AA120L4VF8 (Э9А10СМ2К4) и AA46L4VF8 (Э9А40СМ2К4).

Из рис. 30 видно, что с увеличением зернистости шлифовальных кругов фирмы «Карборундум» их кажу­ щаяся плотность, количество пор в единице объема кру­ га и удельная поверхность порового пространства по-

89