ВЫБОР ХАРАКТЕРИСТИК АБРАЗИВНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ

3.1. Выбор абразивного материала, вида связки и зернистости

При обработке постоянных магнитов назначение шлифоваль­ного круга и оптимизация его характеристик определяются отсут­ствием трещин, СКОЛОВ и прижогов.

На основании многочисленных экспериментальных исследований сравнительной эффективности абразивных инструментов при шлифо­вании магнитных сплавов для практических целей следует исполь­зовать данные, приведенные в табл. 38.

Следует отметить, что круги из электрокорунда и монокорунда не всегда обеспечивают требуемый уровень производительности обработки и качества поверхности. Это объясняется сравнительно низкой твердостью кругов, которая примерно равна твердости обрабатываемого материала. При нагреве электрокорунда от 20 до 1000 °С, что соответствует температурам в зоне шлифования, его микротвердость снижается до 3,5 раз.

Таблица 38. Характеристики абразивных кругов для шлифования магнитных сплавов АЛНИКО и ТИКОНАЛЬ Вид шлифования Абразив­ ный материал Зерни­ стость Твердость Связка Круглое наружное цент- ровое с продольной пода- чей: предварительное 1 4А— 16А 40—25 СМ 1 К окончательное 24 А—25А 25—16 СМ 1 К Круглое наружное цент- ровое врезное: предварительное 24 А—25А 40—25 СМ I К окончательное 24А—25А 25—16 СМ 1 Б Бесцентровое: предварительное 14 А— 16А 40-25 СМ 1 К окончательное 24А—25А 25—16 СМ 1 К Плоское на станках с прямоугольным столом: предварительное 14 А— 16А 40—25 СМІ—СМ2 К окончательное 24А-25А 25—16 Плоское на станках с круглым столом: предварительное І4А-16А 40—25 CM I —СМ2 К окончательное 24А-25А 25-16 СМ 1—СМ2 К Внутреннее: предварительное 24 А—25 А 25—10 СМІ-СТ2 К окончательное 24А-25А 25—10 СМ 1 —СТ2 К Разрезка 24А-25А 25—12 СТ2 В

Для обеспечения требуемого качества поверхности и произво­дительности необходимо, чтобы твердость абразивных зерен была не менее чем в два раза выше твердости шлифуемого материала.

Круги на керамических связках обеспечивают большую про­изводительность и в 10—12 раз меньший расход инструментов, чем круги на бакелитовой связке. Ценной особенностью инстру­ментов на бакелитовой связке является их способность к само­затачиванию. В связи с этим круги на бакелитовой связке реко­мендуется применять при шлифовании особо хрупких магнитных сплавов и магнитов с высоким значением коэрцитивной силы.

При обработке деталей на плоскошлифовальных станках с круглым столом рекомендуется использовать сегментные электро — корундовые круги на бакелитовой связке.

Производительность процесса шлифования магнитно-твердых сплавов существенно не изменяется в диапазоне зернистости шли­фовального круга от 25 до 40 мкм. Однако изнашивание инстру­ментов зависит от зернистости, о чем свидетельствуют следующие данные:

75—80 % припуска) рекомендуется выполнять абразивными кру­гами зернистостью 40—25. Чистовое шлифование термообработан­ных деталей обычно выполняют инструментами 16—25-й зернистости.

Производительность процесса абразивной отработки увеличи­вается в 1,5—3 раза с повышением твердости шлифовального круга от М3 до С1. Однако во избежание образования трещин, вырывов и сколов повышать твердость круга выше СТ2 не следует.

Круглое шлифование постоянных магнитов рекомендуется про­изводить абразивами твердостью СМ2—С1, а плоское — твердостью М3—СМ1. Для профильного шлифования необходимо применять более твердые круги.

Работоспособность абразивных кругов и интенсивность их изнашивания существенно зависят от вида шлифования. Так, если при плоском шлифовании магнитов износ абразивного круга про­порционален съему сплава, то при круглом шлифовании он зна­чительно выше. Например, изнашивание кругов на керамической связке при скорости съема сплава 8,3 мм3/с при круглом шлифо­вании в среднем в 10—20 раз выше, чем при плоском. Изнашива­ние бакелитовых кругов при круглом и плоском шлифовании при­мерно одинаково. При равных скоростях съема сплава бакели­товые круги изнашиваются при круглом шлифовании в 30 раз больше, чем при плоском шлифовании.

При обработке магнитно-мягких сплавов характеристики шли­фовальных кругов непосредственно влияют на шероховатость поверхности и параметры наклепа, определяющие уровень магнитных свойств обработанной поверхности.

При исследовании процесса тонкого шлифования магнитно­мягких сплавов было установлено, что при одинаковых режимах шлифования и зернистости абразивных кругов шлифовальные

Таблица 39. Влияние материала шлифовального круга на шерохо­ватость обработанной поверхности при плоском шлифовании магнитно­мягких сплавов 80НХС, 79НМ, І6ЮХ. Станок FF-350 фирмы сАбаверк» (Abawerk, ФРГ) (укр = 22 м/с, snp = 2 м/мин, snotI = 0,l мм/дв. ход, / = 0,002 мм, обработка без охлаждения) Тип шлифовального круга Среднеарифметическое отклонение профиля Ra (мкм) для образцов из сплава 80НХС 79НМ 16ЮХ 63С5Гл 0,23 0,22 0,21 24 А5Гл 0,27 0,28 0,28 63СМ28Гл 0,109 0,128 0,130 24 АМ28Г л 0,141 0,163 0,168 43АМ28Гл 0,172 0,168 0,168 63СМ7Гл 0,027 0,026 0,038 24АМ7Гл 0,058 0,060 0,060

круги на основе карбида кремния зеленого улучшают шероховатость поверхностей.

Экспериментальные данные о влиянии зернистости и материала зерна абразивных кругов на шероховатость поверхности при тон­ком плоском шлифовании магнитно-мягких сплавов 80НХС, 79НМ и 16Ю приведены в табл. 39. Анализ показывает, что зернистость абразива оказывает значительное влияние на параметр Ra.

Повышение шероховатости с ростом зернистости абразива может быть объяснено увеличением сечения среза а,, что соответ­ствует общим положениям теории шлифования.

В табл. 40 приведены экспериментальные данные о влиянии материала связки абразивного круга на шероховатость обработанный поверхности образцов из сплавов 80НХС, 79НМ и 16Ю. Из таблицы следует, что независимо от вида материала зерна абра­зива, а также независимо от зернистости шлифовального круга применение органических связок типа глифталевых способствует уменьшению шероховатости обработанной поверхности.

Таблица 40. Влияние материала связки на шероховатость обработан­ной поверхности при плоском шлифовании магнитно-мягких сплавов 80НХС, 79НМ, 16ЮХ. Станок модели FF-350 фирмы сАбаверк* (Abawerk, ФРГ), (окр = 22 м/с, snp = 2 м/мин, s, IOn = 0,l мм/дв. ход, / = 0,002 мм, обработка без охлаждения) Марка шлифоваль­ ного круга Связка Среднеарифметическое отклонение профиля Ra (мкм) для образцов из сплава 80НХС 79НМ І6ЮХ 63С5Гл Глифталевая 0,23 0,22 0,21 63С5К Керамическая 0,32 0,37 0,40 63СМ28Гл Глифталевая 0,109 0,128 0,130 63СМ28К Керамическая 0,150 0.154 0.140 63СМ14Гл Глифталевая 0,058 0,058 0,059 63СМ14К Керамическая 0,063 0,063 0.071 24А5Гл Глифталевая 0,27 0,28 0,28 24А5К Керамическая 0,49 0,50 0,50

При исследовании точности обработки магнитно-мягких сплавов применительно к магнитным головкам было установлено, что неплоскостность полублоков практически не зависит от материала зерна и вида связки шлифовального круга (табл. 41).

Как уже было отмечено выше, наклеп при шлифовании маг­нитно-мягких сплавов существенно зависит от характеристик инструмента. Некоторые экспериментальные данные исследования наклепа приведены в табл. 42.

Таблица 42. Зависимость параметров наклепа от материала связки при тонком шлифовании деталей из сплава 80НХС

Шлифовальный круг	Зерни­ стость, мкм	Связка	Параметры наклепа
Взм, мм	М, о- а	Нд, МПа
24А6К	55—60	Керамическая	54,5	23,47	3500
24А5Гл	50—55	Глифталевая	50,9	20,5	3430
63С5К	50—55	Керамическая	50,1	19,39	3430
63С5Гл	50—55	Глифталевая	46,8	17,94	3380
63СМ28К	28	Керамическая	47,2	16,71	2570
63СМ28Гл	28	Глифталевая	45,5	15,63	2120
63СМ14К	14	Керамическая	44,6	14,28	2190
63СМ14ГЛ	14	Глифталевая	42,5	13,3	2170

Анализируя экспериментальные данные, можно сделать следую­щие выводы.

1. Обработка шлифовальными кругами на глифталевой связке обеспечивает меньший наклеп, чем при обработке кругами на керамической связке: ширина линии £3ц, величина напряжений

II рода ^ и микротвердость Яд больше при использовании кера­мической связки.

Уменьшение наклепа при шлифовании кругами на глифталевой связке может быть объяснено меньшей жесткостью и большей эластичностью глифталевой связки, ослабляющих воздействие зерен на обрабатываемый материал.

2. При шлифовании магнитно-мягких сплавов наклеп мини­мален при использовании кругов на основе карбида кремния зеленого. Наиболее отчетливо этот вывод проявляется при шлифо­вании крупнозернистыми абразивами.

Обобщая экспериментальные данные для крупнозернистых и мелкозернистых абразивных инструментов, необходимо сделать общий вывод об уменьшении наклепа при шлифовании кругами карбида кремния зеленого [3]. Уменьшение наклепа можно объяс­нить большей хрупкостью зерен карбида кремния, способных при шлифовании воспринимать и передавать деформируемым микро­объемам металла меньшие нагрузки, чем зерна электрокорунда белого и монокорунда.

3. Наклеп уменьшается со снижением зернистости абразивного круга (рис. 16).

Независимо от вида абразивного инструмента с уменьшением зернистости (в пределах 100—7 мкм) параметры наклепа умень­шаются. Минимальный наклеп обеспечивается при шлифовании кру­гами 63СМ14Гл—63СМ7Гл. Повышение степени наклепа с укруп­
нением зерна можно объяснить более мощным воздействием круп­ного зерна на микрообъем металла, в связи с чем возрастает степень пластической деформации.

4. Глубина наклепанной зоны существенно зависит от размера зерна: уменьшается от 25 (при размере зерна 50—55 мкм) до 5—10 мкм (при размере зерна 7—14 мкм).

На рис. 17 показано изменение магнитных свойств по глубине наклепанной зоны. .Изменение магнитных свойств в наклепанной зоне происходит по параболическому закону.

Обобщая приведенные данные, для заводской практики можно рекомендовать следующее. Тонкое абразивное шлифование магнитно­мягких сплавов производить кругами карбида кремния зеленого на эластичных глифталевых связках. Зернистость кругов (с учетом оптимизации параметров качества поверхности) необходимо уста­навливать в пределах Ml4—М28.