>>> Перейти на мобильный размер сайта >>>

Учебное пособие

Шлифовальные работы

       

12.6. Износ рабочей поверхности круга при шлифовании и правка круга

При шлифовании металлов происходит износ рабочей поверхности абразивного инструмента, который в зависимости от условий шлифования может проявляться в следующем:

  • зерна, слабо удерживаемые связкой или невыгодно ориентированные на поверхности, вырываются из связки под действием сил резания. Такой отрыв может происходить либо по мостикам связки (рис. 12.10, а), либо за счет объемного разрушения зерен (рис. 12.10, б);

  • режущие грани и вершины наиболее выступающих абразивных зерен частично обламываются (рис. 12.10, в), частично истираются и заглаживаются (рис. 12.10, г) вследствие трения об обрабатываемый металл. На поверхности абразивных зерен появляются плоские площадки износа, которые затрудняют внедрение абразивных зерен в металл;

Рис. 12.10. Различные виды износа образивных инструментов

  • снимаемая стружка совместно с продуктами износа абразивных зерен и связки попадает в поры круга и постепенно их заполняет (рис. 12.10, д); обрабатываемый металл прилипает к абразивным зернам (рис. 12.10, е).

Свойство абразивного инструмента непрерывно восстанавливать способность производить обработку с заданными параметрами называют самозатачиваемостью инструмента. Самозатачиваемость является следствием изнашивания, т. е. процесса постепенного уменьшения размеров рабочего слоя инструмента, при котором происходит постепенное скалывание и выкрашивание абразивных зерен, сопровождающееся соответствующим износом связки. Свойством самозатачивания обладают круги мягкие и среднемягкие по шкале твердости, работающие при интенсивном съеме металла. В остальных случаях обычно говорят о преобладании либо затупления, либо «засаливания» рабочей поверхности круга.

Выкрашивание абразивных зерен, сопровождающееся затуплением и засаливанием рабочей поверхности круга, приводит к искажению первоначальной геометрической формы круга, снижению его режущей способности, возникновению вибраций и появлению характерных шумов, к увеличению шероховатости шлифуемой поверхности и уменьшению точности обработки.

Для восстановления заданной геометрической формы и режущей способности рабочей поверхности абразивного инструмента производится его правка. При правке снимается абразивный материал и связка с рабочей поверхности круга специальными правящими инструментами. Объем работы, выполненный абразивным инструментом в заданный промежуток времени, называют наработкой абразивного инструмента. Свойство абразивного инструмента сохранять работоспособность (т. е. способность осуществлять обработку с заданными параметрами) до наступления предельного состояния (т. е. такого состояния, при котором дальнейшая правка его невозможна) называют долговечностью инструмента.

Машинное время работы абразивного инструмента от момента установки нового инструмента до наступления его предельного состояния называют ресурсом абразивного инструмента. Величина, равная отношению объема (или массы) израсходованного рабочего слоя абразивного инструмента к длительности обработки, называется расходом инструмента по объему (или по массе) в мм3/с (или г/с). Свойство абразивного инструмента оказывать сопротивление его изнашиванию при абразивной обработке называют износостойкостью инструмента. Время между двумя правками, измеряемое в минутах шлифования, называется периодом стойкости абразивного инструмента. Период стойкости зависит от режима шлифования, характеристики абразивного инструмента, условий шлифования и колеблется в широких пределах: от 0.5 до 10 мин при внутреннем шлифовании, от 3 до 80 мин —при круглом наружном шлифовании.

Увеличение поперечной и продольной подач, применение крупнозернистых кругов вместо мелкозернистых, увеличение пористости, уменьшение твердости приводит к повышению износа кругов. Увеличение окружной скорости круга, применение кругов из электрокорунда белого и монокорунда вместо кругов из электрокорунда нормального, керамической и бакелитовой связки вместо вулканитовой приводят к повышению периода стойкости.

Правка абразивных кругов производится алмазным и безалмазным правящими инструментами. При алмазной правке применяют:

  • алмаз с естественными гранями и с определенной их ориентацией, закрепленный пайкой или зачеканкой в оправку — алмаз в оправке (рис. 12.11, а);

Рис. 12.11. Кристальные алмазные инструменты для правки: а — алмаз в оправке, б — игла алмазная для правки резьбошлифовальных кругов, в— карандаш однослойный, г — карандаш типа 01 с алмазами, расположенными цепочкой вдоль оси, д — карандаш типа 04 с неориентированными алмазами, е — карандаш типа 02

  • алмазные карандаши, вставка которых изготовляется из алмазных зерен на металлической связке и запрессовывается в оправку (рис. 12.11, в— е); общая масса алмазов в карандаше составляет от 100 до 200 мг; алмазные зерна во вставке (рис. 12.11, г — е) могут располагаться цепочкой вдоль оси каранадаша (тип 01), слоями (тип 02), на сферической поверхности (тип 03) или произвольно (тип 04);
  • алмазные иглы и резцы, режущая часть которых подвергается искусственной огранке для придания ей определенных геометрических параметров (рис. 12.11, б);
  • алмазно-металлические правящие круги и ролики для непрерывной или периодической правки (рис. 12.12).

В настоящее время алмазная правка разрешается только для ограниченного числа операций при определенных требованиях к точности размера, формы, к расположению поверхности и шероховатости шлифуемых поверхностей деталей. Например, при наружном шлифовании алмазы можно применять при изготовлении деталей с предельными отклонениями по 6-му квалитету в сочетании с шероховатостью поверхности детали (Ra ≤ 0,63 мкм).

Для безалмазной правки применяют следующие виды инструментов: диски твердосплавные монолитные и из зерен на металлической связке, диски и звездочки металлические, абразивные круги и бруски из карбида кремния. Обычно эти инструменты укрепляют в специальных державках, наибольшее применение из которых получили ДО40, ДО75 и АТР-18МУ для твердосплавных дисков.

При работе на заточных станках правка обычно производится алмазно-металлическими карандашами или бруском из карбида кремния зернистостью 125—50, твердостью Т1— ВТ1. Брусок следует надежно закреплять в тиски или в крайнем случае удерживать в руках, соблюдая правила безопасности труда. Правка обдирочных кругов обычно производится звездочками и шарошками в специальных державках, которые при правке должны иметь опору на станине или столе станка. Круги на бакелитовых связках обычно в правке не нуждаются. Если же в этом возникает необходимость, то правку можно осуществлять на заточном станке абразивными брусками из электрокорунда белого 22А — 25А зернистостью 8—10, твердостью СМ2.

Восстановление режуших свойств алмазных кругов производится путем очистки рабочей поверхности от стружки, частиц твердого сплава и продуктов износа и вскрытия новых вершин алмазных зерен, ранее не принимавших участия в резании.

Правка обтачиванием применяется для шлифовальных кругов, предназначенных для обработки заготовок высокой точности (обычно 6-го квалитета) при малой шероховатости поверхности (Ra ≤ 0,63 мкм). Станки в этом случае снабжают механизмами автоматической правки или механизмами для правки по определенному профилю. Используют одиночные кристаллы алмазов — зерна ограненные или природные без огранки в оправках и резцовых державках, или группы зерен, закрепленные в связке — карандаши, гребенки и т. п. (см. рис. 12.11, а—в).

Алмазные зерна природной формы в оправке используют для профильной правки, для правки кругов высокой твердости (СТ1 и выше), при одновременной правке рабочих поверхностей нескольких кругов, установленных на общей оправке при шлифовании разобщенных участков на заготовке, при высоких требованиях к точности (6-й квалитет) и шероховатости поверхности (Ra ≤ 0,63 мкм). Ограненные одиночные зерна алмазов в резцах или гребенках используются при правке одиночных и многониточных резьбошлифовальных кругов, при шлице- и зубошлифовании, профильном шлифовании, при одновременном шлифовании торцовой и цилиндрической поверхности (шейка с галтелью), на станках с угловым перемещением шлифовальной бабки.

Алмазные ролики для правки абразивных кругов (см. рис. 12.12) изготовляют по ГОСТ 16014—78, они состоят из алмазоносного слоя 1 (алмазы в твердосплавной связке) и корпуса 2, изготовленного из стали марки 35 или 45. Для изготовления алмазоносного слоя ролика используют алмазы в виде целых кристаллов с незначительным искажением от правильной формы. Алмазы располагаются на поверхности ролика равномерно. Гарантийный срок работы ролика при правке шлифовального круга твердостью С2 не меньше 20 000 правок при следующем режиме: продольная подача 0,005 м/с, поперечная подача 0,02 мм/дв. ход, частота вращения ролика 2800 об/мин.

Рис. 12.12. Ролик аямашыи для правки абразивных кpyгов: 1 — алмазоносный слой, 2 — корпус

Наиболее широкое применение при правке обтачиванием получили алмазные карандаши (см. рис. 12.11, г—е), в которых используются зерна различной крупности, закрепленные в алмазоносных вставках, расположенных в оправках разного исполнения: цилиндри-ческих (А), с коническим конусом (В) или ступенчатых (С). В ГОСТ 607—80 определены группы алмазов с массой (0,03—0,05; 0,05—0,10; О,10—0,20; 0,20—0,50; 0,31—0,50 кар) или зернистость порошка. Выбор типа карандаша зависит от вида шлифования, диаметра и высоты шлифовального круга. Для правки абразивных кругов прямого профиля карандаши применяют на операциях, при выполнении которых шероховатость детали Ra менее 1,25 мкм при врезной подаче и менее 0,63 мкм при продольной подаче.

При правке обкатыванием используют металлические, твердосплавные или абразивные диски, устанавливаемые на осях в специальных державках (рис, 12.13). При правке они вводятся в соприкосновение со шлифовальным кругом и получают от сил трения вращение с очень большой частотой. При продольном перемещении вдоль образующей круг а происходит дробление абразивных зерен и образование определенного рельефа на рабочей поверхности. Этот метод правки обычно используют при черновом шлифовании и на некоторых других операциях с небольшими требованиями к качеству поверхности и точности деталей.

Рис. 12.13. Установка различных правящих инструментов в державке ДО-4С)

При правке шлифованием используют абразивные круги высокой твердости и алмазные ролики, которые получают принудительное вращение от привода передней бабки станка (рис. 12.14), а иногда от индивидуального провода.

Рис. 12.14. Схема установки инструмента при правке методом шлифования: 1 — центр передней бабки, 2 — шлифовальный правящий круг, 3 — оправка-скалка, 4 — центр задней бабки

 

Top.Mail.Ru
Top.Mail.Ru