Образование стружки. На рис. 44 в увеличенном виде приведена схема постепенного срезания стружки произвольным абразивным зерном. Вершина режущего зерна немного закруглена. Так, например, абразивные зерна круга из искусственного корунда зернистости 80 имеют на вершинах закругление радиусом до 0,014 мм, а круга зернистости 40—до 0,012 мм.
В процессе шлифования режущие кромки абразивных зерен притупляются подобно кромкам металлического режущего инструмента.
На рис. 44, а показан момент вступления абразивного зерна в контакт с обрабатываемой поверхностью, когда резания не происходит и режущая кромка зерна скользит по обрабатываемой поверхности, в результате металл под кромкой абразивного зерна сминается (происходит упруго-пластическая деформация металла).
На рис. 44,6 процесс резания еще не начинается, деформированный металл приближается к передней поверхности режущего зерна.
На рис. 44, в показан момент, когда в результате деформации металла и движения режущей кромки абразивного зерна его передняя поверхность сталкивается с образовавшимся выступом металла, сдвигает его и скалывает стружку.
|
Рис. 44. Схема срезания стружки абразивным зерном |
Таким образом, процесс снятия абразивным зерном отдельной стружки складывается из скольжения абразивного зерна по обрабатываемой поверхности, во время которого выделяется большое количество тепла, и сдвига частицы металла с отделением стружки.
Как указывалось, форма стружки, образующейся при шлифовании, имеет сходство со стружкой, полученной при фрезеровании, только она во много раз меньших размеров. Однако ввиду особенностей процесса шлифования часто возникают такие условия стружкообразования, которые приводят к снятию стружки, отличающейся по форме от стружки, характерной для фрезерования.
Абразивный круг не имеет по образующей непрерывной режущей кромки, подобно фрезе. Вследствие этого часто абразивное зерно, прежде чем входит в контакт со слоем металла, подлежащим срезанию, встречается с выступами, оставленными предыдущими рядами зерен. В таких случаях получается стружка, отличающаяся по форме от обычной.
Еще большее влияние на форму получаемой при шлифовании стружки оказывает тепловой фактор. Скольжение абразивного зерна по обрабатываемой поверхности, предшествующее снятию стружки, как уже указывалось, происходит при интенсивном
трении и является причиной выделения значительного количества тепла, которого иногда достаточно, чтобы расплавить снятую стружку. В этом случае она имеет вид застывшей капли металла и совсем не похожа на обычную стружку.
Анализ отходов шлифования показывает, что таких оплавленных стружек образуется много, особенно при работе притупленными кругами.
Стружка, снимаемая при шлифовании и размещаемая в порах шлифовального круга, при выходе из зоны шлифования под действием струи охлаждающей жидкости удаляется с поверхности круга. При сравнительно больших сечениях снимаемой
стружки, превышающих размер пор между зернами круга, она вдавливается в поры круга с такой силой, что действия струи охлаждающей жидкости уже недостаточно, чтобы ее удалить. Такой режим шлифования ведет к быстрому засаливанию круга и браку деталей.
Средняя толщина стружки, снимаемой одним зерном абразивного круга, имеет также большое влияние на стойкость и производительность шлифоваль — Рис. 45. Дмна дуги кон — ного КруГа средняя толщина стружки
зависит от длины дуги контакта шлифовального круга с шлифуемой деталью и от средней толщины слоя, снимаемого при шлифовании.
Длина дуги контакта. Длина дуги контакта между шлифовальным кругом и шлифуемой деталью при наружном круглом шлифовании показана на рис. 45. Уравнение для подсчета длины дуги контакта при наружном круглом шлифовании будет сложным. Однако, если условно принять, что шлифуемая деталь неподвижна, т. е. что окружная скорость шлифуемого валика ид=0 и продольная подача s=0, то уравнение примет следующий вид:
AHap = 2j/~-
где Анар — длина дуги контакта шлифовального круга с шлифуемой деталью; t — глубина шлифования.
С увеличением дуги контакта увеличивается число зерен, участвующих одновременно в процессе резания, и, следовательно, возрастает количество выделяемого тепла. Вместе с тем условия отвода тепла охлаждающей жидкостью ухудшаются, поэтому при увеличении длины дуги контакта требуется увеличивать количество охлаждающей жидкости, поступающей в зону
шлифования. Увеличение дуги контакта затрудняет также удаление мелкой стружки и пыли, образующихся от разрушения абразивных зерен и материала связки, что ускоряет засаливание круга.
Особенностью процесса резания при шлифовании является очень малая величина средней толщины среза. Средняя толщина слоя, снимаемого всеми абразивными зернами, находящимися в пределах дуги контакта, тем больше, чем больше объем ме
талла, срезаемого за один оборот детали, и уменьшается с увеличением окружной скорости шлифовального круга.
На рис. 46 показана схема шлифования валика с поперечной подачей t и продольной подачей s на один оборот детали. За один оборот валика с его поверхности срезается слой металла, сечение которого на рисунке заштриховано.
Если пренебречь скоростью шлифуемой детали, которая приблизительно равна 1 % скорости круга, то среднюю толщину срезаемого слоя можно определить по формуле: