Проблема повышения производительности шлифования магнитных материалов в последние годы успешно решается применением алмазных и эльборовых кругов.
При обработке шлифованием постоянных магнитов окончательные операции наиболее эффективно выполняются алмазными кругами марок АСВ на связке БЗ зернистостью 100/80 и 125/100 концентрации 75/100 %. Применение этих кругов на операциях плоского торцового шлифования магнитов обеспечивает съем припуска до 7,5 мм3/с и получение шероховатости обработанной поверхности в пределах Ra = 0,07-f-0,12 мкм. При плоском шлифовании перифериен круга производительность процесса обработки составляет 12 мм3/с, а шероховатость поверхности обеспечивают в пределах Ra = 0,204-0,50 мкм. На операциях круглого внутреннего шлифования производительность составляет 1 мм3/с при шероховатости обработанной поверхности в пределах /?а = 0,50-=- 1,2 мкм.
Необходимо отметить, что при обработке магнитно-жестких сплавов удельный расход алмазов достаточно высок и доходит на операциях наружного шлифования до 30 мг/г, а на операциях круглого внутреннего шлифования до 15 мг/г.
В целом применение алмазных кругов в производстве повысило производительность труда на 12—15 % и уменьшило шероховатость шлифованных поверхностей.
Хорошие результаты обеспечивают при шлифовании постоянных магнитов эльборовые инструменты. При обработке сплавов АЛНИКО и ТИКОНАЛЬ эльборовые круги рекомендуется применять на окончательных операциях шлифования и при съеме припуска не более 0,3 мм. В этих случаях рекомендуется применять круги на керамических и органических связках. Первые обладают более высокой стойкостью, производительностью и обеспечивают получение шероховатости поверхности в пределах Ra = 0,5-М,0 мкм. Вторые характеризуются более высокими режущими свойствами, способностью к самозатачиванию, не засаливаются и не образуют шлифовальных трещин и ожогов.
Шероховатость поверхностей, обработанных эльборовыми кругами на органических связках, соответствует параметру Ra = = 0,15 мкм. Обычно используют круги со 100 %-ной концентрацией эльбора твердостью СМ1—С2. Зернистость эльборовых кругов составляет 12/10—20/16.
В среднем эльборовые круги на операциях шлифования труднообрабатываемых магнитных сплавов АЛНИКО и ТИКОНАЛЬ обеспечивают (по сравнению с абразивным шлифованием) рост производительности труда не менее чем в 1,5 раза. Стойкость эльборовых кругов между правками в 20—50 раз больше стойкости абразивных ^кругов. Шлифование этими кругами практически исключает возникновение трещин в магнитах. Уменьшение удельных сил резания и вибраций способствует повышению точности обработки.
Шлифование магнитно-мягких сплавов алмазными и эльборовыми кругами имеет свои. специфические особенности.
При исследовании процессов плоского и наружного круглого шлифования магнитно-мягких сплавов алмазными и эльборовыми кругами было установлено, что так же, как и при шлифовании абразивными кругами, параметры шероховатости обработанной поверхности существенно зависят от режимов шлифования. Причем эта зависимость проявляется при обработке как крупнозернистыми, так и мелкозернистыми кругами (табл. 43—46).
При шлифовании сплава 79НМ кругом ЛМ14КБ 100 % установлено, что увеличение глубины резания с 2 до 30 мкм приводит к росту параметра Ra с 0,10 до 0,12 мкм, а увеличение скорости изделия с 3 до 10 м/мин приводит к изменению Ra с 0,10 до 0,19 мкм. Выхаживание несколько улучшает чистоту поверхности.
Минимальное значение шероховатости обеспечивают шлифовальные круги из алмаза и эльбора зернистостью М14 на органических связках. Изучение параметров точности при тонком шлифовании магнитно-мягких сплавов алмазными и эльборовыми кругами (применительно к магнитным головкам) показало, что в тонких режимах шлифования не происходит расслоения сердечников.
Исследование неплоскостности при плоском однопроходном шлифовании кругами различных характеристик показало, что наибольшую точность обеспечивают круги ЛМ14КБ 100 %. Введение четырех выхаживающих проходов при шлифовании кругом ЛМ14КБ 100 % с глубиной резания 10 мкм улучшает точность примерно в три раза.
|
Таблица 43. Влияние скорости круга t>KP при круглом шлифовании сплава 79НМ на шероховатость поверхности (у„ = 23 м/мин, snp=0,l5 м/мин, t = 2 мкм, без выхаживания, СОЖ — 3 %-ный раствор соды)
|
|
Таблица 44. Влияние глубины резания на шероховатость поверхности при круглом шлифовании сплава 79НМ (укр = 20 м/с, i>„ = 23 м/мин, snp = 0,15 м/мин, без выхаживания, СОЖ — 3 %-ный раствор соды)
|
|
Таблица 45. Влияние скороди движения стола при круглом шлифовании кругами различных харктеристик на шероховатость поверхности образцов из сплава 79НМ (укр = 20 м/с, ои = 23 м/мин, / = 2 мкм, без выхаживания, СОЖ — 3 %-ный раствор соды)
|
При шлифовании сплава 79НМ алмазом и эльбором (табл. 47) нагрузка на одно зерно меньше, чем у кругов 63СМ14СМ2Гл, причем при шлифовании эльбором нагрузка Руз примерно в 1,5 раза меньше, чем у алмазного круга. Несколько более высокая температура при шлифовании кругами АСМ14Бр и ЛМ14КБ (табл. 48) по сравнению с 63СМ14СМ2Гл может быть объяснена тем, что
|
Таблица 48. Величина’ контактной температуры (°С) при плоском шлифовании сплава 79НМ кругами различных характеристик (иир = 20 м/с, 1>пр = 3 м/мин, СОЖ — 3 %-ный раствор соды)
|
пень наклепа поверхностного слоя с изменением глубины шлифования изменяются незначительно, а при больших скоростях изделия (10 м/мин) с ростом глубины резания появляется тенденция к уменьшению степени наклепа и микротвердости поверхностного слоя. Указанное уменьшение может быть объяснено. повышением температур в зоне шлифования, обусловливающих активное протекание отдыха.
Сравнение влияния характеристик круга на степень наклепа поверхностного слоя показало, что минимальную микротвердость и степень наклепа обеспечивают круги АСММБр 100 % и ЛМ14КБ 100 %.
Уровень электрических потерь в поверхностном слое материала после шлифования эльбором на 8—10 % меньше по сравнению с образцами, шлифованными алмазом, и примерно в 1,5 раза меньше, чем у крупнозернистых кругов (табл. 50). Глубина наклепа в несколько раз меньше для мелкозернистых кругов.
Степень наклепа так же, как и электрические потери, снижается при шлифовании эльбором. Все это может быть объяснено уменьшением силового воздействия на обрабатываемую поверхность.
Увеличение размера зерен эльбора приводит к росту степени наклепа и увеличению потерь в поверхностном слое материала после шлифования.
Замена связки Бр на Б1, т. е. более жесткую, в алмазном круге зернистости М14 резко увеличивает степень наклепа и уровень электрических потерь. Увеличение параметров наклепа происходит
|
Таблица 49. Влияние глубины шлифования и поперечной подачи при тонком плоском однопроходном шлифовании сплава 80НХС кругом <ПМ14Бр 100 % на микротвердость поверхностного слоя (окр = 21 м/с, Vqou = 3 м/мин, без выхаживания, СОЖ — 3 %-ный раствор соды)
|
из-за значительного роста силового действия круга на обрабатываемую поверхность.
Исследование остаточных напряжений при тонком шлифовании магнитно-мягких сплавов алмазными и эльборовыми кругами показало, что глубина залегания максимальных значений растягивающих напряжений (рис. 18) не превышает 5—8 мкм.
При шлифовании эльборовым крупнозернистым кругом типа Л200/160Б1 100 % действие теплового фактора уменьшается (например, по сравнению с кругом 63С25СМ2К) и глубина залегания напряжений растяжения снижается с 35—40 до ~20 мкм.
ОН/мм2
Рис. 18. Распределение остаточных напряжений по глубине поверхностного слоя после шлифования алмазными и эльборовыми кругами: / — круг Л200/160Б1 100 %;
1 — круг АС050/40Б1 100 %;
2 — круги АСМ14Бр 100%,
ЛМ14КБ 100 %
При уменьшении зернистости алмазных и эльборовых кругов на связке Б1 до 40—50 в поверхностном слое образуются значительные сжимающие напряжения, глубина залегания которых достигает 40—45 мкм, т. е. силовой фактор становится превалирующим.
При дальнейшем уменьшении размера зерна круга (до М14/10) значение Руз снижается, при этом работа пластической деформации единичного зерна уменьшается и снижается величина остаточных напряжений сжатия.
Применение эластичных связок способствует выравниванию значений толщины среза аг и также приводит к уменьшению величины максимальных остаточных напряжений сжатия (примерно на 25—35 %) и глубины их залегания по сравнению с их значениями, полученными при шлифовании тех же материалов кругами типа АС050/40Б1.
Таким образом, минимальная величина и глубина залегания остаточных напряжений сжатия при шлифовании могут быть обеспечены при применении алмазных и эльборовых кругов на эластичных связках типов АСМ14Бр 100 % и ЛМ14КБ 100 %. Эти круги следует использовать для практических целей при изготовлении изделий из магнитно-мягких сплавов.