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

иточность шлифованных поверхностей) и на физикомеханические свойства поверхностного слоя.

Изучению тепловых явлений, происходящих при аб­ разивной обработке металлов, уделяют большое внима­ ние отечественные ученые. Работы Е. Н. Маслова [119]

иБ. И. Костецкого [108—ПО] положили начало изуче­ нию влияния поверхностной температуры на деформа­ цию металла при шлифовании. Метод косвенного опре­ деления температуры по характеру и интенсивности фа­ зовых и структурных изменений в подповерхностном слое [107, 120—122] дает качественную оценку дейст­ вия температуры на поверхность.

А. В. Подзей, Н. Н. Новиков и В. Е. Логинов [115] дали решение для определения температурного поля в толстых и тонких пластинах типа пера лопаток газовых турбин по схеме мгновенного полосового источника на поверхности полубесконечного тела при охлаждении и

без него.

A. И. Исаев и С. С. Силин [123] рассчитали одно­

ного тела, но без влияния охлаждения.

М. И. Шатунов и В. Ф. Совким [124—127] предлага­ ют метод расчета температуры на основе условий со­ пряжения температуры на контактной поверхности и рассматривают деталь и шлифовальный круг как систе­ му тел, термически связанных через площадь контакта.

B. И. Пилинский и ІО. А. Новоселов [128] исследо­ вали температурное поле при многопроходном торцовом шлифовании по схеме полубесконечного стержня, торец которого нагревается последовательными мгновенными источниками тепла при каждом проходе шлифовального круга. И. И. Рыкалин, А. В. Подзей, И. И. Новиков и В. Е. Логинов [129] предлагают рассчитывать темпера­ турное поле при шлифовании по схеме нормального по­ лосового источника, перемещающегося по поверхности массивного тела. Такой расчет дает возможность анали­ тически оценить температуру поверхностных слоев шли­ фуемого изделия.

Экспериментальное исследование температуры при шлифовании связано с достаточно большими техниче­ скими трудностями, которые возникают в связи с высо­ кими скоростями нагрева и охлаждения. Поэтому боль­

150

шое внимание необходимо уделять подбору измеритель­ ной аппаратуры и методики измерения. В практике исследований наибольшее распространение получили методы искусственной и полуискусственной термопары. Более точным является последний.

П. Е. Дьяченко [121] и Е. Н. Маслов [119] исследо­ вали температуру шлифования с помощью искусствен­ ной термопары. Даже при напряженных режимах шли­ фования эта температура не превышала 350—480 °С, что соответствует температуре поверхности обрабатывае­ мой детали. Исследованиями К. В. Савицкого [130] и B. И. Сагалова [131], основанными на применении по­ луискусственной термопары, установлена температура при шлифовании 700—800 °С и получена ее зависимость от скорости, удельного давления и площади контакта при обработке твердого сплава.

Прямое измерение температуры шлифования термо­ парами различных конструкций проводилось III. М. Дубинским [132] и А. А. Маталиным [133]. Для повыше­ ния точности измерения усредненной температуры А. В. Якимовым [134] был применен специальный шли­ фовальный круг с перекрещивающимися витками нихромовой проволоки диаметром 0,2 мм, смонтированными в специальных канавках на периферии круга. Это позво­ лило растянуть во времени температурный сигнал на осциллограмме и повысить точность измерения. Здесь отмечается, что при определенных режимах величина измеренной температуры достигала 1200°С.

В работе Д. Е. Анельчика [135] приведен вывод урав­ нения разгона термопары сталь-хромель, которое позво­ ляет учесть инерционность термопар при измерении тем­

туры.

Рассмотренные конструкции термопар и методы из­ мерения температуры или сложны в изготовлении и эксплуатации, или же допускают большие погрешности в измерении температуры. Поэтому нами использовался наиболее надежный метод измерения контактной тем­ пературы — метод полуискусственной термопары. Чтобы

151

исключить или учесть отмечаемое С. Г. Редько [118] влияние инерционности термопары на точность измере­ ния температуры, нами было принято решение опреде­ лить и дать количественную оценку влияния диаметра термоэлектрода на точность измерения контактной тем­ пературы.

1. Исследование влияния диаметра термоэлектрода на точность измерения контактной температуры при шлифовании [138]

Устройство для измерения контактной температуры (рис. 56) содержит образцы 1 из термообработанной стали 45 (HRC = 40—45), между которыми помещались никелевые термоэлектроды 2, изолированные относи­ тельно стальных образцов пленками 3 из слюды толщи­ ной 0,01 мм.

Стальные образцы имели сечение 20X40 мм и за­ креплялись попарно в приспособлении 5. Между образ­ цами в специально прошлифованных канавках разме­ щались термоэлектроды. Приспособление 5 закрепля­ лось на столе 6 универсально-шлифовального станка мод. 3A130. Горячий спай образовывался в процессе шлифования в момент среза проволочного термоэлек­ трода. Возникающий при этом термоток медными про­ водниками 4 подавался на гальванометры типа Н-135-0,9 осциллографа Н-102 и регистрировался на пленку при скорости ее движения 250 мм/сек.

В исследованиях фактор скорости вращения детали исключался (ид= 0 ), т. е. образцы 1 имели только про­ дольное перемещение 5пр относительно поданного на заданную глубину t шлифовального круга. Благодаря такой схеме шлифования достигаются определенные преимущества, а именно обеспечивается:

1)постоянная длина контакта шлифовального круга

иобразцов при различной величине поперечной подачи на проход t\

2)постоянная толщина снимаемого слоя металла за один проход на всей дуге контакта и вне зависимости от глубины шлифования;

3)прямая передача термотока от образцов к гальва­ нометрам осциллографа без токосъемников, благодаря

152

чему исключаются погрешности токосъемников в изме­ рительной схеме.

Первые два фактора обеспечивают более четкое вы­ деление влияния продольной 5 пр и поперечной подач t па контактную температуру, так как при обычном круг­ лом наружном шлифовании с изменением поперечной подачи длина контакта и действительная глубина шли­ фования по длине контакта изменяются довольно слож­ но и зависят от диаметра изделия. Это вызывает допол­ нительный фактор изменчивости длины контакта и не­ постоянства действительной глубины шлифования по длине контакта с изменением поперечной подачи и ди­ аметра изделия.

собление для крепления образцов; 6 — стол станка мод. ЗА130

153

Таблица 11

Зависимость величины измгргнной температуры от диаметра термоэлектрода

Шлифование осуществлялось кругом ПП 350Х40Х ХІ27 характеристики Э540СМ1К6, который правился

без подачи на глубину).

Все эксперименты проведены при постоянных режи­ мах шлифования: щ,-Р = 35 ж/сек, 5 = 5 м/мин, t — = 0,02 мм (поперечная подача автоматическая на каж­ дый двойной ход).

С целью изучения инерционности полуискусственной термопары, а также для определения зависимости вели­ чины измеренной температуры от диаметра проволочно­ го электрода между образцами помещались никелевые проволочки различных диаметров по пять сразу (рис. 56) и по одной-две проволочки последовательно разных диаметров, расположенных в середине образца. В каж­ дом опыте проводилось по 30 двойных ходов.

В табл. 11 приведены средние значения измеренных температур (столбец 3) при указанных в столбце 2 ди­

По методу наименьших квадратов была получена зависимость величины измеренной контактной темпера­

154

близкое к 1380 °С. Исходя из этого, в столбце 7 вычис­ лен процент погрешности, которая возникает при изме­ рении контактной температуры термоэлектродом того или другого диаметра.

Необходимо отметить, что величина рассеивания а значений измеренных температур существенно сокраща­ ется с уменьшением диаметра термоэлектрода и повы­ шается точность измерений. Сокращение о можно объ­ яснить уменьшением вероятности частичного среза абра­ зивным зерном термоэлектрода, при котором не происходит полный прогрев горячего спая.

Характерной особенностью осциллограмм контактной температуры, полученных при измерении толстыми тер­ моэлектродами (0,5—0,1 мм), является их многовершинность. Это указывает на то, что толстые термоэлектро­ ды, как правило, срезаются несколькими абразивными зернами и со смещением во времени (рис. 57, а). Вер­

155