Файл: Лебедев, В. Г. Шлифование зубчатых колес абразивными, алмазными и эльборовыми кругами.pdf

Из анализа полученных зависимостей следует, что при шлифовании закаленных зубчатых колес температура по­ верхности может достигать не только критических точек для шлифуемого металла, но и температуры плавления.

Зависимость температуры поверхности при шлифовании закаленных зубчатых колес от различных технологических факторов показана на рис. 1—3.

Вид и глубина прижога поверхности металла при шли­ фовании зависят от нескольких факторов. В зависимости от температуры поверхности могут образовываться прижоги закалки и прижоги отпуска. При нагреве поверхности металла выше линии АС3 происходит мгновенное превра­ щение мартенситной структуры закаленной стали в аус­ тенит, который ввиду огромных скоростей охлаждения (примерно ІО5 — 10’ градісек) [28] не успевает пол­ ностью превратиться в мартенсит и в поверхностном слое в районе прижогов закалки наблюдается аустенитно-мар­

10

тенситная структура вторичной закалки [9]. Существует мнение [5], что при быстром охлаждении можно пол­ ностью исключить превращение аустенита в мартенсит.

Если температура поверхности была ниже линии АС3, то на поверхности образуются прижоги отпуска, имею­

температурах — 400 —500° С [5], третье также смещается в область более высоких температур.

Чем больше время теплового воздействия на металл, тем на большую глубину он нагревается до той темпера­ туры, при которой происходят структурные превращения, и тем, следовательно, больше глубина прижога. Таким об­ разом, на глубину прижога влияют те факторы, которые влияют на время теплового воздействия на металл, т. е. длина дуги контакта круга с изделием I — Y~DÏ Ф —

диаметр круга) и относительная скорость детали.

Теплофизические характеристики шлифуемой стали также оказывают значительное влияние на глубину прижога. Чем выше коэффициент температуропроводности

а = , тем при прочих равных условиях глубина

ную глубину прижога закалки и отпуска в случае, если температура поверхности выше линии АС3, и глубина при­ жога отпуска, если температура поверхности находится в интервале 500° С ■< Та <; АС3. В зависимости от свойств стали и температуры поверхности глубина прижога мо­ жет колебаться от 5 до 200 мк*.

Напряженное состояние поверхностного слоя зависит от [9] напряжений, возникающих в результате силового

* По ГОСТ 9867—61 производная единица длины—1 мклі х

ХІ мк = 1 лікм.

12

воздействия абразивных зерен на шлифуемый металл; теплового расширения или сжатия при быстром нагреве и охлаждении отдельных объемов металла; объемных из­ менений, происходящих при структурных и фазовых пре­ вращениях в поверхностном слое.

При шлифовании закаленной стали влияние силового фактора на формирование остаточных напряжений неве­ лико. Они возникают в основном в результате действия температурного фактора [9]. При высоких температурах поверхности и связанном с этим неравномерным расшире­ нием и сжатием отдельных слоев металла поверхностного слоя появляются растягивающие остаточные напряжения. Фазовые и структурные превращения могут привести к появлению растягивающих напряжений, если вновь об­ разующаяся фаза имеет мартенситно-аустенитную и трооститную структуры, плотность которых (8,15 кг/мм2, 7,83 кгімм2) выше плотности исходной мартенситной струк­ туры (7,76 кг/мм2}, или сжимающие напряжения, если эта фаза имеет преобладающую мартенситную структуру [9]. При совпадении знаков напряжений, вызванных тепловым расширением и сжатием, и напряжений, вызванных струк­ турными и фазовыми превращениями, в поверхностном слое детали образуются весьма значительные напряжения растяжения, достигающие 70—80кПмя1 *. При различных знаках в поверхностном слое могут образовываться напря­ жения растяжения и сжатия небольшой величины. Ис­ следования, проведенные автором, показали, что при шлифовании закаленных зубчатых колес в поверхностном слое, как правило, образуются напряжения растяжения.

взависимости от температуры поверхности пришлифовании

*По ГОСТ 9867—61 единица напряжения — 1 н/л? 1 кПммг=

=9,8 • 10е и/лЛ

18

После шлифования закаленных зубчатых колес абразив­ ными кругами шероховатость поверхности соответствует обычно 7—8-му классу чистоты ГОСТ 2789—59. При уве­ личении зернистости от 16 до 40 шероховатость поверхнос­ ти увеличивается только на 0,5—1 мк (при оценке по шкале Rz), так как радиусы закругления абразивных зерен в данном интервале зернистости отличаются незначительно, а при изменении твердости круга от С2 до М3 шерохо­

ватость поверхности снижается

14

нии числа двойных ходов на станке 5831 или при увеличении числа качаний на станке 5851) шероховатость поверхности возрастает из-за увеличения глубины вдавли­ вания абразивного зерна в шлифуемый металл [20, 22, 28]. Зависимость шероховатости поверхности от характеристик

рые рекомендации, выполнение которых даст возможность избежать появления прижогов и обеспечить получение ка­ чественной поверхности. Например, при обработке кру­

<80 мм/мин; Гд< І0 м/мин; £=0,03 мм. При этом снимае­ мые припуски по проходам распределяются следующим образом: при первом и третьем проходах — по 0,05 мм

15