СВЯЗЬ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ. И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ИЗДЕЛИЙ Шлифование. и доводка. магнитных. материалов

2.1. Влияние шлифования на качество поверхности и эксплуатацинные свойства изделий

Как уже отмечалось выше, магнитные материалы относятся к группе труднообрабатываемых. Это относится и к операциям шлифования. Показатели шлифуемости постоянных магнитов зави­сят от химического состава сплаврв, структурных форм при
производстве отливок и различных фазовых состояний при терми­ческой обработке. Данные по сравнительной производительности шлифования термообработанных магнитных сплавов абразивными кругами приведены в табл. 10. Предельные значения производитель­ности процессов шлифования установлены исходя из условия без­дефектной обработки магнитов.

Дальнейшее увеличение производительности сдерживается низкой работоспособностью шлифовального круга и появлением дефектов на обрабатываемых поверхностях магнитов.

Вид шлифования

Марка сплава

Производитель­ность процесса мм3/с

Относительная

шлифуемость

сплава

Круглое наружное

ЮН14ДК24

5,8—6,7

1

ЮНДК35Т5

3,3—5

0,57—0,75

Плоское

ЮН14ДК24

2—2,5

0,34—0,37

ЮНДК35Т5

1-1.7

0,17—0,25

Внутреннее

ЮН14ДК24

0,67—0,83

0,11—0,12

ЮНДК35Т5

0,33—0,5

0,05—0,075

Таблица 10. Сравнительная производительность шлифования термо­обработанных магнитных сплавов с равноосной структурой абразивными кругами |17)

Рис. 7. Интенсивность заса­ливания рабочей поверхно­сти круга при круглом на­ружном шлифовании сплава ЮН14ДК24 с подачей СОЖ поливом (/ = 0,2 мм/мин; т, с — время шлифования)

Шлифование сплава ЮН14ДК24 сопровождается интенсивным засаливанием рабочей поверхности, изнашиванием и затуплением абразивных зерен. Экспериментальные данные (рис. 7) показывают, что рабочая поверхность абразивного круга интенсивно засалива­ется в первые 20—25 с обработки. В начальный период шлифо­вания магнитов превалирует хрупкий износ абразивных зерен шли­фовального круга. Как известно, по роду участия в процессе шлифования абразивные зерна, расположенные на рабочей поверх­ности круга, разделяются на нережущне, давящие и режущие, соотношение которых в шлифовальном круге составляет соответ­ственно 78, 12 и 10% [17]. По истечении 20—25 с шлифования

магнита на вершины и боковые поверхности режущих и давящих абразивных зерен начинает налипать металл. К концу периода стойкости поры круга заполняются отходами шлифования, которые проникают в толщу круга на 0,25—0,3 мм.

Анализ показывает, что часть зерен, участвующих в резании — царапании, имеет явно выраженные площадки износа, образовав­шиеся в результате механического истирания; вершины же большей части режущих и давящих зерен оплавлены, и только часть из них покрыта металлическими пленками (наростами). Это свидетельствует о протекании адгезионных и диффузионных процессов в зоне кон­такта [17].

Если при шлифовании сплава ЮН14ДК24 режущие свойства круга зависят в первую очередь от степени засаленности его поверх­ности, то при обработке сплава ЮНДК35Т5 — от степени износа и затупления абразивных зерен. Из-за высоких контактных темпе­ратур и давлений абразивные зерна при шлифовании сплава ЮНДК35Т быстро округляются и изнашиваются, их вершины интен­сивно покрываются плотно спрессованными металлическими плен­ками, к которым привариваются отдельные стружки; за период стойкости поры круга лишь частично заполняются отходами шли­фования [17]. Интенсивность засаливания рабочей поверхности круга при шлифовании магнитно-твердого сплава ЮНДК35Т5 в среднем на 20—25 % меньше, чем при обработке сплава ЮН14ДК24.

Хрупкое разрушение магнитных сплавов при шлифовании, особенно сплавов, содержащих свыше 20 % кобальта, является следствием охрупченного состояния границ зерен и воздействия на них растягивающих напряжений.

По данным В. А. Хрулькова [19], бездефектная обработка магнитных сплавов возможна при условии, что тангенциальная составляющая усилия резания (Яг, Н) на абразивном зерне будет меньше силы связи между зернами шлифуемого сплава, т. е.

леї?

Pz<o*K-f-BLi,

где а,, — предел прочности при растяжении, принятый равным допустимому напряжению при сдвиге, Па; К — условная удельная сила резания; d3— минимальный диаметр зерна магнитного сплава, м; В — ширина рабочей части шлифовального круга, м; L — длина дуги контакта круга с обрабатываемым магнитом, м; / — число абразивных зерен на 1 м2 поверхности шлифовального круга, шт./м2.

Повысить шлифуемость магнитно-твердых сплавов можно путем их легирования серой, титаном, литием, кремнием, нйобием, цирконием, фосфором и селеном (табл. 11)„ Основными факторами, определяющими требования к обрабатываемым поверхностям маг­нита, являются физико-механические свойства магнитного сплава, размеры и конфигурация обрабатываемых поверхностей магнита, заданная точность размеров, макро — и микрогеометрия поверхностей, качество поверхностного слоя. Эти требования (в совокупности с характеристиками шлифовального круга и станка, а также СОЖ и методом ее применения) обусловливают выбор требуемых для каждого конкретного случая режимов резания.

Для чернового шлифования сырых и термообработанных маг­нитов из сплавов АЛНИКО и ТИКОНАЛЬ основным фактором

для назначения режимов резания является стойкость шлифовального круга, для чистового шлифования — шероховатость поверхности и стой­кость круга. На любом этапе технологического процесса шлифо­вания магнитов главным критери­ем качества обработанных поверх­ностей является отсутствие внеш­них дефектов: сколов, трещин, вы­крашиваний кромок и прижогов.

При тонком шлифовании маг­нитно-мягких сплавов закономер­ности алмазно-абразивной обра­ботки проявляются несколько иначе.

При изучении закономерностей шлифования магнитно-мягких ма­териалов было установлено, что состав обрабатываемого сплава при обработке в идентичных условиях на шероховатость поверхности прак­тически не влияет [1—3]. Это по­ложение подтверждается как при шлифовании сплавов пермаллоевого класса (80НХС, 79НМ), так и

алфенолового состава (16Ю, 16ЮХ, 16ЮИХ).

Наибольшее влияние на шеро­ховатость поверхности при тонком плоском шлифовании магнитно-мяг­ких сплавов оказывают режимы резания (табл. 12). Из таблицы видно, что среднеарифметическое отклонение профиля Ra шлифуемой поверхности изменяется с измене­нием глубины шлифования /, по­перечной подачи 5поп и скорости изделия V„.

Анализ экспериментальных дан­ных показывает, что шлифование с менее жесткими режимами реза­ния обеспечивает получение мини­мальной шероховатости обработан­ной поверхности. Шероховатость поверхности зависит от глубины шлифования t и поперечной пода­чи 5поп«

Полученные выводы подтверж­даются при тонком плоском шли­фовании магнитно-мягких сплавов абразивами 63СМ28Гл, 22АМ28Гл, 63М7Гл и 22АМ7Гл.

Обобщая все эксперименталь­ные данные, необходимо сделать

Глубина шлифования, мм

0,05

79НМ

N ТМЛЮ

О о о о’

СО 00 О — — — СМ СО

о’ о* о* о’

— см см — СО СО СО Tf

0 0′ 0 0

со iD — со со со т»* Tt«

0 о о о’

rf—— СМ

СО ТГ Ю ID

О О’ © О*

и

X

X

о

00

СМ тГ U0 СО

0 0′ 0 0“

со г — о о

•— см со

о’ о’ о»о’

— — см —

со со со rt*

0 0′ 0 0′

CM Tf — см

СО СО — Г Tf

0 О О о

Tf — СО —

со tO

о о* о с

0,02

Марка сплава

7/9НМ

00 Q> 0 — 0 0 0 0

о — см со о’ о’ о’ о*

CD Г-» 00 00

0′ 0′ 0′ 0

NOOOlO

— — см см

о о о о

Ю CD СП СМ СМ см см со

о о о о

79НМ 80НХС

00 00 О —

00——— і

о* о’ о о*

О О СМ СО

— о — —

о’ о’ о’ о*

CD Г — О — — — CM CM

о’ о’ о о’

— СМ чг id

см см см сч^ о* о о о’

ID CD О СМ СМ СМ СМ со

о о о о

о

о

ios мл О О 0.0.

о’ о о* о

0,07

0,08

0,09

0,10

см см со о о о* о

СО lO ст>

о о о’ о*

t — г — ем см — — см см_

о о о’ о

и

X

X

о

00

ююм» о о о о

о’ о* о о*

0,08

0,08

0,09

0,10

—■ см со

о о’ о’ о’

0 0′ 0′ сг

г^. о см см — СМ СМ СМ.

о о’ о о’

0,002

79НМ

0,05

0,06

0,06

0,07

0,07

0,08

0,08

0,09

о — — см о о’ о о

СМ СО — М* CD

0 о’ о о’

м* со о см

——- см см^

о* о о о

и

X

X

о

оо

ю со со г-^ о о оо

о’ о’ о’ о*

Г — 00 00 СП

о О О со

о о о о’

о — — см о* о’ о’ о

СМ СО "Ч* CD

0′ 0 0 о’

м* со о см — — см см

о’ о о" о’

І

н я

CK­

OS*

CM lO о ю

силою

СМ Ю О Ю

СМ Ю О ID

CM ID О id

Сі. е; ^

*—•

О CJ

Я е* S

и 2

к

та

с Е$

я

с О

У оо X

<и та са

см.

id

г^.

О-

Г trf

о*

о’

0

о’

*-*

" та

5

=1 5;

.2

С

= s

Таблица 12. Среднеарифметическое отклонение профиля поверхности R„ (мкм) при различных режимах плоского шлифования магнитно-мягких сплавов. Круг бЗСМНГл на глифталевой связке (окр = 22 м/с, обработка без охлаждения)

следующий вывод: для обеспечения минимальной шероховатости поверхности тонкое плоское шлифование магнитно-мягких сплавов необходимо производить со скоростью изделия v„ = 2 м/мин, глубиной шлифования / = 0,002 мм ъ поперечной подачей snon = = 0,1 +0,2 мм/дв. ход.

При тонком наружном круглом шлифовании магнитно-мягких сплавов (так же, как и при плоском шлифовании) режимы резания существенно влияют на шероховатость поверхности (табл. 13). С уменьшением глубины резания, продольной подачи, скорости изделия и зернистости абразивного инструмента среднеарифмети­ческое отклонение профиля Ra уменьшается.

Обобщая экспериментальные данные, необходимо сделать сле­дующий вывод: для обеспечения минимальной высоты неровностей тонкое наружное круглое шлифование магнитно-мягких сплавов необходимо производить со скоростью изделий 30 м/мин, глубиной шлифования 0,0025 мм, продольной подачей 0,02 мм/об (5 мм/мин) при обильном охлаждении.

При использовании абразивов 63СМ14Гл выполнение приведен­ных рекомендаций обеспечивает получение параметра шероховатости поверхности Ra в пределах 0,05—0,08 мкм.

Исследование точности при тонком абразивном шлифовании магнитно-мягких сплавов выполнялось применительно к магнитным головкам — одному из массовых видов продукции, используемой при производстве аппаратуры магнитной записи. В процессе экспе­риментов установлено, что режим разания при тонком шлифовании существенного влияния на неплоскостность полублоков не оказы­вает. Это объясняется небольшим влиянием усилия резания в ре­жимах тонкого шлифования на рост напряжений, определяющих упругие деформации деталей после съема их со станка. Экспе­риментальные данные для абразивов 63СМ7Гл, 63СМ14Гл и 63СМ28Гл приведены в табл. 14. Из этой таблицы видно, что с уменьшением зернистости инструмента точность обработки воз­растает. Наиболее высокую точность можно получить, применяя абразивы 63СМ14Гл и 63СМ7Гл.

Расслаивание сердечников при шлифовании плоскостей разъе­мов полублоков зависит от режимных факторов обработки, а также от характеристики абразивного инструмента (табл. 15). Анализ таблицы показывает, что независимо от зернистости абразивных инструментов расслаивание возрастает с ужесточением режимов обработки. Расслаивание практически отсутствует при шлифовании с глубиной 0,002 мм, поперечной подачей 0,1 мм/дв. ход и ско­ростью обрабатываемого изделия 2 м/мин.

Наибольшее влияние на точность рабочей поверхности магнит­ных головок при тонком шлифовании оказывает точность пред­варительной сборки магнитных головок. Для получения макси­мальной точности формы рабочей поверхности сборка магнитных головок (вклейка сердечников в полублоки, вклейка экранов и т. д.) должна выполняться с точностью 0,03—0,05 мм. Для получения точности формы рабочей поверхности магнитных головок в пределах 0,5 мкм и менее тонкое наружное круглое шлифование магнитных головок необходимо производить со следующими режимами шлифо­вания: скорость круга 35 м/с, продольная подача 5—70 мм/мин, скорость изделия 30—50 м/мин, глубина шлифования 0,0025— 0,01 мм, обильное охлаждение.

Таблица 16. Силы резания при плоском однопроходном шлифовании альфенолового сплава 16ЮИХ абразивными кругами (окр=13 м/с, уп = 0,05 м/с, СОЖ — 3 %-ный раствор содовой эмульсии)

Глубина шлифо — вания Л мм

Характеристика круга

63С25СМ2К

63СМ14СМ2Гл

63СМ14СМ2К16*

Рг

р,

Ру/Р’

Рг

Ру

Ру/Рг

Рг

Ру

Ру/Рг

Н/см

Н/см

Н/см

0,005

35

65

1,86

15

25

1,66

25

20

0,80

0,01

65

120

1,84

25

40

1,60

35

40

1,15

0,02

100

185

1,85

50

80

1,60

70

80

1.15

0,03

130

240

1,85

70

120

1,70

90

95

1,05

0,05

195

370

1,90

125

235

1,88

145

160

1,10

* Экспериментальный

высокопористый круг.

Силы резания при шлифовании металлов являются источником возникновения высоких температур в зоне резания и остаточных пластических деформаций в поверхностных слоях изделия и зависят от прочностных характеристик обрабатываемого материала, шли­фовального круга и режимов шлифования.

Значения удельных (отнесенных к 1 см ширины круга) тан­генциальной и нормальной составляющих усилия резания приве­дены в табл. 16, 17.

Анализ показывает, что с увеличением глубины шлифования нормальная и тангенциальная составляющие усилия резания зако-

Таблица 17. Силы резания при плоском однопроходном шлифовании пермаллоевого сплава 79НМ абразивными кругами (окр = 20 -5- 22 м/с, и* = 0,05 м/с, СОЖ — 3 %-ный раствор содовой эмульсии)

Глубина шлифо — вания t мм

Характеристика круга

63С25СМ2К

63СМ14СМ2Гл

63СМ14СМ2К16 *

Рг

Ру

Ру/Р.

Рг

Ру

Ру/Рг

Рг

Ру

Ру/Р’

Н/см

Н/см

Н/см

0,005

30

60

2,0

10

15

1.5

15

12

0,80

0,01

50

90

1.8

20

30

1.5

35

40

1,10

0,02

80

150

1,88

30

50

1,65

60

50

0,84

0,03

ПО

250

2,24

40

60

1.5

75

65

0,87

0,05

180

320

1,78

70

100

1.5

105

120

1,10

* Экспериментальный

высокопористый круг.

номерно возрастают. Это объясняется как ростом нагрузки, при­ходящейся на одно режущее абразивное зерно, так и увеличением числа зерен контакта шлифовального круга с изделием.

При абразивном шлифовании применение мелкозернистых кру­гов на глифталевой связке снижает величину тангенциальной и нор­мальной составляющих усилия резания. Это объясняется большой упругостью глифталевой связки по сравнению с керамической.

Из экспериментальных данных (табл. 18) следует, что при абразивном шлифовании нагрузка, приходящаяся на одно абразив­ное зерно, растет весьма интенсивно до глубины примерно 0,012 мм. В случае дальнейшего увеличения глубины шлифования расчет­ная нагрузка изменяется незначительно, поэтому дальнейшее уве­личение сил резания связано в основном только с увеличением числа «режущих» абразивных зерен в зоне контакта шлифовального круга с изделием.

Таблица 18. Расчетная нагрузка на одно режущее зерно круга при абразивном шлифовании магнитно-мягких сплавов |окр=13 м/с (для альфенола), окр = 20-г22 м/с (для пермаллоя), ом = 3 м/мин, СОЖ— 3 %-ный раствор содовой эмульсии|

Глубина

Марка шлифовального

круга

шлифования

63С25СМ2К

63СМ14СМ2Гл

63СМ14СМ2К16

/, мм

Ргз, Н

Ру 3. Н

Рг з. Н

Ру„ Н

н

Рн

Альфенол 16ЮИХ

0,005

3,2

6,0

0,03

0,05

0,09

0,08

0,01

4.0

7,5

0,03

0,06

0,13

0,09

0,02

4.2

7,7

0,05

0,08

0,22

0,19

0,03

4,3

8,0

0,06

0,1

0,20

0,20

0,05

4.8

9,3

0,08

0,15

0,24

0,31

Пермаллой 79НМ

0,005

2,7

5.4

0,02

0,03

0,06

0,05

0,01

3.1

5,6

0,03

0,04

0,09

0,07

0,02

3,3

6,3

0,03

0,05

0,12

0,13

0,03

3,7

8,3

0,03

0,05

0,14

0,15

0,05

4.5

8.0

0,04

0,06

0,16

0,17

При эластичных связках нагрузка на одно зерно в меньшей степени зависит от глубины резания. При шлифовании мелко­зернистыми кругами значения Ргз и Ру3 примерно в 100 раз меньше, чем при шлифовании крупнозернистыми кругами. Таким значи­тельным уменьшением нормальной составляющей усилия резания зерном и объясняется обычно снижение степени упрочнения поверх­ностного слоя при применении мелкозернистых кругов.

Для обеспечения минимального уровня наклепанной зоны имеют большое значение соотношения процессов упрочнения и разупроч­нения (отдыха). Степень отдыха после упрочнения в результате действия силового поля зависит от температуры нагрева и продол­жительности теплового воздействия.

Таким образом, повышение температуры в зоне шлифования назначением соответствующих режимов обработки способствует уменьшению наклепа.

Для установления оптимального режима шлифования, обеспе­чивающего максимальное сохранение исходных магнитных свойств сплава, были проведены исследования величины мгновенной кон­тактной температуры, усредненной по ширине круга, от режимов резания при плоском шлифовании.

Анализ табл. 19 показывает, что шлифование сплава 16ЮИХ мелкозернистыми абразивными кругами (63СМ14СМ2Гл) при ско­рости вращения шлифовального круга 13 м/с и глубинах шли­фования 0,003—0,005 мм обусловливает возникновение в зоне обработки контактных температур меньше допустимых (200 °С). При обработке пермаллоевых сплавов типа 79НМ шлифование мелкозернистыми абразивными кругами обусловливает возникнове-

Таблица 19. Контактные температуры (°С) при абразивном шлифо­вании магнитно-мягких сплавов | икр =13 м/с (для альфенола), икр = = 20-^22 м/с (для пермаллоя), о„ = 3 м/мин, СОЖ — 3 %-ный раствор содовой эмульсии]

Глубина шлифования t, мм

Марка шлифовального круга

63СМ14СМ2ГЛ

63СМ14СМ2К16

63С25СМ2К

Альфенол 16ЮИХ

0,005

100

150

210

0,01

140

200

230

0,02

180

250

390

0,03

200

400

500

0,05

250

500

680

Пермаллой

79НМ

0,005

70

130

520

0,01

100

180

600

0,02

140

210

800

0,03

160

365

950

0,05

250

480

ние минимальных температур. Существенными параметрами качества поверхности при тонком абразивном шлифовании магнитно-мягких сплавов являются глубина и степень наклепа.

Как показали исследования [2, 3], наибольшее влияние на параметры наклепа оказывают параметры абразивных инструментов. Режимы тонкого шлифования практически не влияют на величину наклепа. Это может быть объяснено повышенным тепловыделением с ужесточением режимов резания и активным отдыхом, стабили­зирующим наклеп.

Важными параметрами качества поверхности являются остаточ­ные напряжения. При шлифовании мелкозернистыми кругами наблю­дается снижение температур до 100—200 °С и превалирующее значе­ние имеет силовое воздействие шлифовального круга. В результате в поверхностном слое металла должны формироваться остаточные напряжения сжатия (рис. 8, а, б). Проведенные исследования остаточных напряжений подтвердили вышеизложенное. Глубина залегания максимальных растягивающих напряжений не превы­шает 5—8 мкм.

В процессе шлифования кругами 63С6СМ2Гл действие тепло­вого фактора уменьшается и глубина залегания напряжений растяжения снижается с 35—40 до 20 мкм. При уменьшении зернистости абразивных кругов до 14 мкм в поверхностном слое образуются сжимающие напряжения, глубина залегания которых достигает примерно 10 мкм, т. е. силовой фактор становится пре­валирующим.

При шлифовании кругом 63СМ14СМ2Гл значение нагрузки на зерно Руз снижается, при этом работа пластической дефор­мации единичного зерна уменьшается и снижаются остаточные напряжения сжатия. Применение эластичных глифталевых связок круга способствует выравниванию значений толщины среза аг и также приводит к уменьшению величины максимальных оста­точных напряжений сжатия (на 25—35 %) и глубины их залега­ния (в 2—4 раза) по сравнению с их значениями, полученными

Рис. 8. Распределение остаточных напряжений по глубине поверхностного слоя: / — круг 63С25СМ2К5; 2 — круг 63С6СМ2Гл; 3 — круг

63СМ14СМ2Гл;———— — сплав 80НХС; ————————— — техническое

железо; *** — расчетные значения

при шлифовании тех же материалов кругами на керамических связках. Таким образом, минимальная величина и глубина зале­гания остаточных напряжений сжатия при абразивном шлифовании могут быть обеспечены применением мелкозернистых шлифовальных кругов на эластичных связках типа 63СМ14СМ2Гл.

В массовом производстве магнитных головок для бытовых маг­нитофонов широкое применение находит высокопроизводительное шлифование магнитно-мягких сплавов высокопористыми шлифо­вальными кругами. Высокопористые круги отличаются от других абразивных инструментов тем, что у них отсутствует сплошная режущая кромка на периферии шлифовального круга.

Исследование шлифования магнитно-мягких сплавов высоко­пористыми кругами показало, что шероховатость поверхности суще­ственно зависит от режимов обработки (табл. 20).

С ростом глубины шлифования шероховатость возрастает. Ухуд­шение параметра шероховатости может быть объяснено увеличением сечения среза аг. Повышение скорости изделия при плоском шли­фовании с 3 до 18 м/мин приводит к изменению шероховатости поверхности на параметр Ra = 0,13 мкм. Применение мелкозернистых высокопористых кругов повышает шероховатость поверхности до параметра /?д = 0,13 мкм.

Анализируя приведенные данные, нетрудно заметить, что при­менение жестких режимов шлифования кругами типа 24А10СМ2К16 (икр = 21 4-35 м/с, иПоп = 3-М0 м/мин, /=104-20 мкм) обусловли­вает возникновение шероховатости на обработанной поверхности порядка /?а = 0,134-0,15 мкм. Такая шероховатость приемлема для бытовых магнитных головок, а жесткие режимы шлифования обу­словливают повышение производительности обработки.

Анализ экспериментов (табл. 21, 22) показывает, что с увели­чением скорости движения стола станка наблюдается рост состав­ляющих усилий резания и нагрузки на одно зерно: для круга 43А10СМ2К16 при увеличении скорости стола с 3 до 10 м/мин нагрузки Руъ и Ргз возрастают примерно в 1,5 раза. С ростом скорости стола станка наблюдается снижение температуры шлифования.

Таблица 21. Влияние глубины резания на составляющие усилий резания н мгновенные контактные температуры при плоском шлифовании сплава 79НМ абразивными кругами 24A10CM2KI6 (овр = 20 м/с, о„ = 3 м/мин, СОЖ)

Глубина шлифования /, мкм

Составляющие усилий резания, Н/см

Нагрузка на зерно, Н

Темпе­ратура Т, °С

Рг

Ру

Рг,

Ру>

5

36

60

2,06

3,40

550

10

60

90

2,40

3,60

650

20

74

ПО

2,12

3,20

690

Таблица 22. Влияние скорости движения стола на составляющие усилий резания и мгновенные контактные температуры при плоском шлифовании сплава 79НМ (1^ = 80 м/с, /=10 мкм, СОЖ) кругом 43А10СМ2К16

Скорость стола о,,, м/мин

Составляющие усилий резания, Н/см

Нагрузка на зерно, Н

Темпе­ратура Г, °С

Рг

Ру

Рг з

Ру>

3

60

90

2,40

3,6

650

10

92

140

3,70

5.6

515

18

78

130

3,10

5.2

Шлифование высокопористыми кругами сопряжено с возникно­вением сил и температур, значительно превосходящих по величине силы и температуры при тонком шлифовании мелкозернистыми абразивами.

Эксперименты (табл. 23) показали, что степень наклепа по­верхностного слоя возрастает с ростом глубины шлифования,

Таблица 23. Влияние режимов плоского шлифования пермаллоя 79НМ шлифовальным кругом 24А10СМ1К16 на наклеп поверхностного слоя

1

Скорость изделия t/„, м/мин

Параметры рентгеноструктурного анализа

Глубина шлифования /, мкм

Микро­твердость Яд, МПа

Ширина линии рентгенограммы, мм

Напря­жения 11 рода

Вт

Язи

— Ю~4

а

Скорость круга 22 м/с

5

L 3

2340

20,6

52,1

17.9

10

3

2530

20,4

52,7

18,8

20

3

2630

19,5

54,1

21,2

30

3

2570

21,6

48,2

11,0

5

10

2580

24,7

53,5

10,1

5

18

2470

Скорость кр

27,5

уга 36 м/с

53,8

12,3

5

3

2520

24,2

47

14,1

10

3

2500

26,7

50,9

14,6

20

3

2600

24,0

46,8

15,2

30

3

2650

24,6

46,9

15,7

5

10

2520

23,5

49,7

15,0

5

18

2520

21,7

53,3

16,4

Примечание. Шлифование — без выхаживания. Поперечная подача стола 5Поп = 0,3 мм/ход.

2 Зак. 299

33

а также с увеличением скорости изделия i>„, что объясняется более мощным силовым воздействием круга на обрабатываемую поверхность. Степень наклепа и микротвердость поверхностного слоя на малых глубинах шлифования практически стабилизируются в диапазоне 2450—2600 МПа при исходной микротвердости 1450—1550 МПа.

При больших глубинах шлифования (/> 0,03 мм) наблюдается уменьшение параметров Бзп и Ла/а, что может быть объяснено отдыхом материала в процессе шлифования, снижающим частично напряжения II рода и степень наклепа поверхностного слоя.

Сравнение показывает, что шлифование кругами 24А10СМ2К16 сопряжено с возниковением сил Ргз и Руз, в 10—12 раз превосхо­дящих по величине силы при шлифовании кругами 63СМ14СМГл.

Вместе с тем более высокая температура шлифования спо­собствует снижению упрочнения поверхностного слоя.

Как показали исследования [3], механическая обработка магнитно-мягких сплавов шлифованием, сопровождающаяся разви­тием значительных усилий и выделением в зоне резания большого количества теплоты, снижает магнитные свойства деталей.

Магнитные характеристики магнитно-мягких материалов в зна­чительной степени определяются напряженным состоянием металла поверхностного слоя. Поэтому величина и глубина залегания напря­жений в поверхностном слое деталей после финишной обработки должны быть минимально возможными (рис. 8).

Значительное влияние наклепа, остаточных напряжений и тем­пературы нагрева на магнитные характеристики металла предопре­деляет зависимость эксплуатационных характеристик готовых изделий от методов и режимов механической обработки.

Наклеп магнитно-мягких сплавов является результатом взаимо­действия процессов упрочнения и разупрочнения. Параметрами наклепа можно управлять выбором оптимальных режимов шлифо­вания. При шлифовании с тонкими доводочными режимами реза­ния можно получить поверхностный слой с минимальными упроч­нением, глубиной залегания, величинами остаточных напряжений. Эти же режимы шлифования способствуют получению максимально точной поверхности с шероховатостью в пределах параметра Ra = 0,054-0,02 мкм по ГОСТ 2789—73* (СТ СЭВ 638—77).

Полученные экспериментальные данные по температурам, удельным силам, а также приведенным силам, действующим на одно зерно, свидетельствуют о преимуществах обработки мелко­зернистыми абразивными инструментами.

Применение для шлифования с высокопроизводительными жесткими режимами высокопористых кругов 24А10СМ2К16 поз­воляет стабилизировать глубину и степень наклепа, что способ­ствует получению высокого уровня выходных рабочих параметров изделий, а ужесточение режимов шлифования значительно повышает производительность труда.

СВЯЗЬ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ. И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ИЗДЕЛИЙ
0 votes, 0.00 avg. rating (0% score)

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *