>>> Перейти на мобильный размер сайта >>>

Учебное пособие

Шлифовальные работы

       

12.1. Основные схемы взаимодействия абразивного зерна с заготовкой

Взаимодействие абразивных зерен инструмента с поверхностью заготовки в пропессе абразивной обработки определяется тремя основными факторами: внешним силовым воздействием; кинематикой (перемещением, скоростью и ускорением) относительного движения абразивных зерен и заготовки; физико-химическими свойствами материалов заготовки и абразивного зерна.

В зависимости от характера и величины внешних сил Ру (рис. 12.1), приложенных к абразивному зерну на обрабатываемой поверхности заготовки возникают механические деформации, которые могут быть обратимыми и необратимымы. При обратимых (упругих) деформациях частицы материала после снятия внешних сил возвращаются под действием внутренних сил в первоначальное состояние. При необратимых деформациях под действием внешних сил наступает либо пластическая деформация (рис. 12.1, а), либо хрупкое разрушение (рис. 12.1, б).

Рис 12.1. Механизмы взаимодействия абразивной частицы с пластичным (а) и хрупким (б) материалом

При пластической деформации часть металла выдавливается в виде «навалов» 1 (рис. 12.1, а). При хрупком разрушении возникают круговые трещины 2 (рис. 12.1, б). Зона образования трещины носит название юны разрушения, которая по своим размерам значительно превосходит зону контакта 1 абразивного зерна с материалом заготовки.

При перемещении абразивного зерна, имеющего твердость, значительно большую, чем материал заготовки, на поверхности детали образуются механические царапины и риски. Кроме того, в зоне взаимодействия возникают напряжения, которые иногда превосходят предел прочности материала заготовки и вызывают его разрушение. Поэтому говорят, что результат взаимодействия обрабатываемого материала с абразивными зернами определяется совокупностью упругих, пластических и прочностных свойств материалов, объединяемых общим термином — механические свойства.

При абразивной обработке для удаления припуска материала необходимо преодолеть значительное сопротивление и затратить для этого некоторое количество энергии. Эта энергия должна быть накоплена абразивным зерном предварительно или передана ему от источника энергии с помощью среды: движущегося газа, жидкости или твердого тела. При первом способе абразивные зерна разгоняют потоком газа (обычно воздуха) или жидкости (обычно вода), и они запасают кинетическую энергию T, которая зависит от массы m и квадрата скорости v зерен: T = mv2/2. Поэтому, чем выше скорость потока зерен, тем выше эффективность струйно-абра тивной обработки. Большое значение имеет также угол, под которым происходит встреча зерен с поверхностью заготовки. При втором способе эффективность передачи сил на абразивные частицы зависит от свойств твердого или упругого тела и степени закрепленности зерна в этом теле.

Наибольшая эффективность по глубине внедрения отдельных абразивных зерен и по величине съема материала в единицу времени достигается при жестком закреплении зерен в инструментах путем их цементирования с помощью органических, керамических и других связок.

Абразивный инструмент оценивают по его характеристике. Различают статическую и динамическую характеристики, выражаемые в физических величинах. Под физической величиной понимают характеристику объекта или явления, общую в качественном отношении для множества обьектов или явлений, но индивидуальную для каждого из них в количественном отношении. К статической характеристике относят такие физические величины, которые не изменяются в процессе абразивной обработки: шлифовальный материал, его зернистость, связка, наполнитель, структура, твердость, звуковой индекс и др. К динамической характеристике относят такие физические величины, которые зависят от условий абразивной обработки и могут изменяться в некоторых пределах. К динамической характеристике относят режущую способность, стойкость, самозатачиваемость, относительный расход шлифовального материала, неуравновешенность инструмента и др.

Характеристика инструмента является основой при выборе его для конкретных операций абразивной обработки. Выбор характеристики зависит от требуемой производительности процесса, шероховатости и качества обработанной поверхности, точности обработки и стойкости инструмента для заданных условий работы.

 

Top.Mail.Ru
Top.Mail.Ru