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

Рис. 4. Планшайба с турбинным колесом (1) для подачи СОЖ в полость круга под давлением. Подвод СОЖ в планшайбу через центральное отверстие в турбинном колесе [72]

10

Рис. 5. Планшайба с турбинным колесом (I) для подачи СОЖ в по­ лость круга под давлением. Подвод СОЖ в планшайбу через цент­ ральное осевое отверстие в шпинделе [72]

II

Рис. 6. Планшайба с гребными винтами (1) для подачи СОЖ в по­ лость круга под давлением. Подвод СОЖ в планшайбу через цент­ ральное осевое и несколько симметричных радиальных отверстий в шпинделе [72]

12

посредством которых создается повышенное давление СОЖ во внутренней полости круга. Благодаря этому увеличивается расход СОЖ через поры круга при одно­ временном улучшении равномерности истечения СОЖ через поры как по высоте, так и по периметру круга.

В1956 г. шлифование с подачей эмульсии из центра круга исследовалось в Испании [17]. Были проведены сравнительные исследования шлифования при обычном (тангенциальном), центробежном (через поры круга) и бинарном методах охлаждения, которые показали суще­ ственное снижение потребляемой мощности при бинар­ ном методе охлаждения и возможность производитель­ ного шлифования вязких материалов (алюминиевых и цинковых сплавов).

Вэтом же году были получены патент США [18] на вертикальный полый шпиндель, имеющий сквозное отвер­ стие для подвода СОЖ в полость кольцевого шлифоваль­ ного круга, и патенты США [19] и ФРГ [20] на устрой­ ство для подачи СОЖ в зону резания через поры круга; фирма «Оливьер» создала полуавтомат для заточки сверл мод. 510 [21] с двумя системами подвода СОЖ: через поры круга и комбинированным способом. В это же

время Мартин и Веллер получили патент США на станок для заточки режущего инструмента с подачей охлажда­ ющей жидкости сквозь круг [22], в котором указывается на необходимость покрывать нерабочие поверхности кру­ га водонепроницаемым слоем.

В 1955— 1956 гг. появились первые две работы Г. В. Бокучавы [23, 24], посвященные исследованию способа шлифования с подачей СОЖ через поры круга при внут­ реннем шлифовании и плоском — чашечными кругами. В них отмечается повышение стойкости круга при обра­ ботке стали У7 и Р9 и вязких металлов.

Одновременно С. А. Майоровым было проведено исследование шлифования с охлаждением через поры круга на бесцентрово-шлифовальном станке мод. С-89. Получена зависимость микротвердости детали от способа охлаждения, и рентгеновским просвечиванием одного и того же сечения круга установлено отсутствие увеличе­ ния пор или образования новых при длительном пропу­ скании СОЖ через поры круга (длительность испытания 550 час, скорость вращения круга 45 м/сек и расход эмульсии 9 л/мин) [25].

13

В 1957 г. появились две работы Б. С. Коршунова [26, 27], посвященные исследованию шлифования твердых сплавов с применением двойного охлаждения. Через поры круга подавалось веретенное масло, а извне — 3— 5%-ный раствор нитрита натрия в воде. Б. С. Коршуно­ вым впервые были проведены сравнительные исследова­ ния шлифования с двойным охлаждением кругами на бакелитовой и керамической связке. Установлено повы­ шение чистоты поверхности при плоском и круглом шли­ фовании и высокая эффективность двойного охлаждения при использовании кругов с открытой структурой и более крупным зерном на керамической связке.

Палитдш и Ланг провели исследование сил резания при наружном круглом шлифовании с двусторонним охлаждением двумя жидкостями — маслом через поры круга и эмульсией снаружи [28]. При этом установлено снижение тангенциальной составляющей силы резания на 50%, в результате чего эффективная мощность шлифова­ ния снижается почти вдвое. Снижение сил резания объ­ ясняется смазывающим эффектом масла, подведенного непосредственно в зону резания.

Гаррингтоном [29] отмечено существенное снижение остаточных напряжений шлифованных поверхностей при

шлифовании с подачей технологической жидкости через поры круга.

Сравнение старого способа подвода СОЖ на абразив­ ный круг и новой системы подачи СОЖ через поры круга приведено в работе Сиротани [30]. Показано, что новая система подачи. СОЖ дает возможность увеличить съем металла за один проход с сокращением времени обработ­ ки на 40%, при этом точность шлифования повышается от 1,6 до 0,8 мкм. Очистка СОЖ от шлама осуществлялась фильтром из виниловой губки.

В 1958 г. Мёглингом были проведены исследования комбинированного метода охлаждения при шлифовании путем полива эмульсией из сопла с одновременной пода­ чей турбинного масла сквозь шлифовальный круг [31] в количестве 2— 10 г/мин. При этом установлено снижение сил резания на 20%, улучшение чистоты шлифованной

поверхности на 1,2 мкм, снижение износа шлифовального круга.

Грифе получил патент ФРГ [32] на устройство (рис. 7), обеспечивающее подачу СОЖ под давлением через

14

поры шлифовального круга для зубошлифования, а Гар­ рисон — патент США [ 33] на устройство для охлаждения распыленной жидкостью, подаваемой через тело пористо­ го круга, во внутренней полости которого на втулке выполнены лопатки для засасывания СОЖ.

Английская компания «Спенсер» получила патент [34] на устройство для подачи СОЖ к шлифовальному кругу, в кольцевые полости которого закладываются фильтры 1 для очистки СОЖ от шлама (рис. 8).

В 1957—1959 гг. в ЭНИМСе были проведены опыты с подачей СОЖ в двух направлениях [35] при врезном шлифовании. В первой серии опытов через поры круга

Рис. 7, Устройство для подачи СОЖ под давлением при зубошлифовании: 1 — винтовая канавка для обеспечения равномерного омывания внутренней полости круга [32]

15

подавалось веретенное масло № 2 в количестве 1, 4, 8, 12 см3/мин, а снаружи — 8 л/мин содового раствора. Во

фильтром, а веретенное масло пропускалось через слой медицинской ваты. В данной работе проведен сравнитель­ ный анализ полученных экспериментальных данных с

Рис. 8. Планшайба для подачи СОЖ через поры круга с ее предварительной очисткой в закладных фильтрах (1) [34]

данными Палитцша [28], Линднер-Вебера и Зонне [14], показана высокая эффективность бинарного метода охлаждения, особо подчеркивается необходимость тща­ тельной очистки жидкости от шлама. Кроме того, отмече­ но, что «наличие жидкости (воды, эмульсии или масла) в шлифовальном круге практически в процессе шлифова­ ния не влияет на степень сбалансированности круга при соблюдении следующих условий: жидкость должна пода­ ваться только во вращающийся круг; подача жидкости в приемный фланец должна прекращаться ранее остановки

16

круга (несколько минут до остановки круг должен вра­ щаться вхолостую без подвода жидкости)». Указано, что подаваемое через поры круга масло смешивается с пода­ ваемой обычным способом эмульсией. Процент содержа­ ния масла в эмульсии непрерывно возрастает. Чтобы устранить этот недостаток бинарного метода охлаждения, необходимо производить сепарацию смеси.

В книге Г. В. Бокучавы [36] дан анализ конструкций устройств для подачи СОЖ через поры круга и устройств для фильтрации СОЖ!, приведены результаты сравни­ тельных исследований эффективности процесса шлифова­ ния при охлаждении через поры круга и обычным спосо­ бом. Автор приводит материалы по исследованию исход­ ного рельефа рабочего профиля круга, сил резания и механизма износа шлифовального круга при обычном способе охлаждения и через поры круга.

Б. С. Коршуновым [37] приведены результаты иссле­ дований, выполненных на круглошлифовальном и универ­ сально-заточном станках при обработке стали 45, Р18 и твердых сплавов ВК8 и Т5КЮ. Снаружи подавался содо­ вый раствор по 8—10 и 15—20 л/мин, а через поры кру­ га — 3—4 и 8—10 г/мин веретенного масла. При бинарном охлаждении установлено улучшение чистоты шлифованной поверхности, увеличение удельной произво­ дительности и отсутствие прижогов и микротрещин. Автор указывает на необходимость принудительной филь­ трации масла и эмульсии, для чего им использовался пресс-фильтр.

Повышение режима и качества обработки твердых сплавов и стали Р18 при внутреннем охлаждении шлифо­ вального круга отмечается и в работе [38], а в англий­ ском патенте [39] приведено описание подачи СОЖ через центральное отверстие в оправке, далее через поры круга

кего периферии.

В1960 г. были опубликованы данные по опыту использования метода охлаждения через поры шлифо­ вального круга на Коломенском тепловозостроительном заводе им. Куйбышева В. В. [40], а в сообщении [41] описана подача СОЖ через поры абразивного круга сжатым воздухом.

Работа [42] посвящена исследованию эффективности подачи охлаждающей жидкости через поры круга, в кото­ рой отмечается снижение потребляемой мпщнодхы-иа-Щ—

35% и отсутствие нарушения уравновешенности круга с пуском СОЖ через его поры от 0 до 12 см3.

В 1961 г. В. А. Хрульковым было описано применение подачи масла через поры круга с одновременным поли­ вом эмульсии извне при шлифовании постоянных магни­ тов [43], отмечена необходимость тщательной фильтра­ ции жидкости, для чего использовался фильтр из чугунной стружки высотой 50 мм. В этом же году В. В. Каллиопин и Ф. Ю. Сакулевич получили авторское сви­ детельство [44] на устройство для охлаждения жидко­ стной воздушной смесью, подаваемой сквозь поры шли­ фовального круга с помощью пневматического ци­ линдра.

Вработе [45] сообщается о новом типе шлифоваль­ ных кругов марки «Стелла», снабженных расположенны­ ми в шахматном порядке радиальными каналами, через которые СОЖ поступает непосредственно в зону обработ­ ки; подобные же круги описаны в работе [46].

Тарасов [47] отмечает высокую эффективность и пер­ спективность рассматриваемого метода подачи СОЖ, Мойллер получил патент ФРГ [48] на устройство для подачи СОЖ через поры круга, обеспечивающее равно­ мерное охлаждение всей поверхности круга.

В1962 г. Палитцш снова сообщает [49] о своих иссле­ дованиях бинарного метода охлаждения, указывает на необходимость увеличения числа отверстий в планшайбе от 60 до 216 для подвода масла к внутренней поверхно­ сти круга, дает технико-экономический анализ эффектив­ ности исследуемого метода, проводит сопоставление технических показателей по улучшению процесса шли­

фования при подаче одновременно двух жидкостей по данным ряда исследователей.

Бобер в рекомендациях по заточке сверл [50] указы­ вает на эффективность метода подачи СОЖ через поры круга.

В работах [51, 52] приводятся теоретические и экспе­ риментальные исследования для выяснения и сравнения физической сущности процессов при шлифовании с обыч­ ным охлаждением и подачей СОЖ через поры круга. Исследованию подвергались стойкость шлифовального круга, качество и изменения, происходящие в наружном слое шлифованной поверхности. Установлено, что при обычном способе подачи СОЖ ее роль сводится только к

18

охлаждению обрабатываемой детали и такое охлаждение способствует ее вторичному закаливанию. При шлифова­ нии с подачей СОЖ через поры круга в зоне резания создаются вокруг каждого зерна области усиленного отвода тепла, уменьшающие износ абразива и коэффи­ циент трения. Вследствие этого случаи снижения твердо­ сти обрабатываемых деталей прекратились. Износ абра­ зивных кругов уменьшился в 1,5—3 раза, а их срок служ­ бы увеличился в 3—4 раза, кроме того, снижена высота шероховатости.

Опыт применения охлаждения через поры круга на станках фирмы «Матгисон» при силовом шлифовании описан в работе [53], подчеркивается эффективность этого метода при обработке тонких изделий. Аналогич­ ные выводы сделаны и в работе [54], отмечается эффек­ тивность этого метода при профильном шлифовании.

Преимущество метода охлаждения через поры шли­ фовального круга, его положительное влияние на качество обработанной поверхности отмечено в работах японских исследователей [55, 56].

В 1962 г. Кемман получил американский патент [57] на шлифовальный круг с планшайбой, обеспечивающей равномерную подачу СОЖ сквозь поры круга и самопитание жидкостью (рис. 9), что достигается посредством торцовой полости 1 и каналов 2.

Во французском патенте описан пористый круг для охлаждения через его поры, внутри которого имеется замкнутая кольцевая полость, пересекающаяся с цен­ тральным отверстием. В зоне кольцевой полости в шпин­ деле имеется ряд радиальных отверстий. Нерабочие по­ верхности круга покрыты лаком [58] (рис. 10).

В1963 г. была опубликована работа С. А. Иванова

[59]об исследовании шлифования жаропрочных сплавов при охлаждении через поры круга и смешанном охлаж­ дении, в которой отмечается положительный эффект ис­ следуемых методов охлаждения на остаточные напряже­ ния шлифованных поверхностей, улучшение их чистоты

иповышение стойкости круга.

Вработе [60] указывается на перспективность мето­ да охлаждения через поры круга, отмечается ряд весьма существенных его преимуществ. Вместе с тем в этой ра­ боте наиболее четко сформулированы недостатки этого метода:

19