Применение алмазных инструментов для обработки ферритов Шлифование. и доводка. магнитных. материалов

Операции шлифования, резки и доводки ферритовых сердечни­ков являются наиболее важными в технологическом процессе изготовления магнитных головок. Специфика и сложность выполне­

ния указанных операций определяются высокими технологическими требованиями обеспечения качества поверхности. Так, при обработке плоскостей разъемов ферритовых сердечников следует обеспечить шероховатость поверхностей под последующую доводку не хуже параметра /?а = 0,10-=-0,12 мкм, неплоскостность поверхностей по­рядка 0,1—0,03 мкм, отсутствие сколов и трещин, минимальный дефектный (трещиноватый) слой.

При шлифовании рабочей поверхности ферритовых головок необходимо обеспечить шероховатость поверхности в пределах Ra = 0,02-^-0,03 мкм, хорошее вскрытие рабочего зазора, отсут­ствие обработочных раковин и трещин. Доводка поверхностей разъема и рабочих поверхностей головок должна обеспечить параметр Ra = 0,02 мкм и менее и полное отсутствие раковин.

При разрезании сваренных стеклом ферритовых заготовок на брикеты шероховатость поверхности должна быть в пределах Ra = 0,2-=-0,3 мкм в ферритовом сердечнике и в стекле, образующем рабочий зазор, не должно создаваться трещин. Необходимо, чтобы выбранные режимы резания обеспечивали такую динамику обра­ботки (силы, температуры), которая предотвращала бы оплавление стекла и нарушение геометрических параметров рабочего зазора. Выполнить указанные жесткие требования возможно путем правиль­ного выбора метода обработки, назначением оптимального абра­зивного инструмента и режимов резания.

Тонкое алмазное шлифование ферритовых сердечников маг­нитных головок по поверхностям разъема рекомендуется произво­дить на плоскошлифовальном станке модели МШ-259 («Микрон-1 П»). Режимы шлифования: алмазные круги АСМ40/28МО12 100 %

(черновое шлифование), АСМ28/20МО12 100 % (получистовое шли­фование), АСМ14/М012 100% (чистовое шлифование), частота вращения шпинделя 16 000 об/мин, стола — 8 об/мин, вертикаль­ная подача 5—10 мкм, шлифование— попутное, охлаждение — содовый раствор.

Качество поверхности при тонком алмазном шлифовании в значительной степени определяется режимными факторами обработки, характеристикой инструмента и рядом технологических параметров (охлаждающая эмульсия, направление шлифования, качество правки круга и др.).

Уменьшение частоты вращения шпинделя с 16 000 до 8000 об/мин обусловливает рост составляющих сил резания Рг, Ру и Рх. Так, при обработке высокоплотных керамических ферритов ЗООНН, 500НН, 1000НН с частотой вращения стола 8 об/мин и вертикаль­ной подачей 10 мкм указанное уменьшение окружной скорости шпинделя увеличивает силу Рг с 0,87 до 1,7 Н, силу Ру — с 2,4 до 7,2 Н, а силу Рх — с 0,54 до 1,35 Н.

Тонкое шлифование более плотных и несколько более твердых горячепрессованных ферритов того же состава обусловливает рост сил резания на 25—40 %.

Увеличение частоты вращения стола с 2 до 8 об/мин обуслов­ливает уменьшение составляющих сил резания Рг, Ру, Рх. При шлифовании ферритов ЗООНН и 500НН с частотой вращения шпин­деля 16000 об/мин и вертикальной подачей 10 мкм указанное увеличение частоты вращения стола уменьшает составляющие сил резания в следующих соотношениях: Рг — с 2,1 до 0,87 Н, Ру — с 7,2 до 2,4 Н, Рх — с 1,6 до 0,5 Н. Шлифование горячепрессо-

chipmaker. ru

06.07.2012

ванных ферритов сопряжено с ростом составляющих сил резания на 30 %.

Изменение вертикальной подачи в широких пределах (от 1 до 30 мкм) обусловливает значительное увеличение составляющих усилия резания. Так, при шлифовании горячепрессованного фер­рита 500НТ1 алмазным кругом АЧК80Х5—АСМ40/28МО12 100 % при частоте вращения шпинделя 16 000 об/мин и стола — 8 об/мин рост вертикальной подачи с 1 до 10 мкм приводит к увеличению составляющих сил резания в 1,5 раза.

При встречном шлифовании силы резания на 20—30 % выше, чем при попутном шлифовании. Эта зависимость объясняется тем, что при встречном шлифовании время контакта алмазного круга с микроэлементом обрабатываемой поверхности больше, чем при попутном шлифовании.

Таблица 51. Влияние связки алмазного круга на силы резания, удель­ный расход и коэффициент шлифования алмаза при шлифовании горяче­прессованных ферритов 5000НТ1 и 1000НТ1. Станок — МШ-259, частота вращения шпинделя — 16 000 об/мин, частота вращения стола — 8 об/мин, вертикальная подача — 10 мкм, шлифование — попутное, СОЖ — 3 %-ный содовый раствор, форма круга — АЧК 80X5

Характеристика алмазного круга

Составляющие усилий резания, Н

Удельный

расход

алмаза,

мг/см3

Коэффи­

циент

шлифо­

вания

Р*

Ру

Ps

АСМ40/28 М012 100 %

1,05

3,02

0,65

3,42

630

АСМ40/28 М08 100 %

1,15

3,00

0,80

3,51

625

АСМ40/28 СК 100 %

2,75

7,42

1,95

6,51

340

АСМ40/28 БІ 100 %

2,85

7,21

1,78

7,34

310

АСМ40/28 ФП 100 %

3,10

7,83

2,27

8,19

276

Применение для шлифования ферритов алмазных кругов на керамической связке приводит к росту составляющих сил резания примерно на 250—300 %. По-видимому, меньшая прочность связки обусловливает интенсивное выкрашивание алмазных зерен. Это вызывает увеличение сил резания, приходящихся на единичное зерно, и, как следствие, приводит к общему росту сил резания. Косвенным подтверждением указанного является повышенный удельный расход алмаза и более низкие коэффициенты шли­фования алмаза при обработке кругами на керамических связ­ках (табл. 51). Поэтому обработку ферритовых сердечников по плоскости разъема необходимо производить кругами на связках типа М012.

Применение мелкозернистых кругов (М28/14, АЛ. 14/10, М7/5) пропорционально уменьшает силы резания — примерно на 70—1000 %. Однако шлифование мелкозернистыми кругами сопряжено с повы­шением удельного расхода алмазов с 3,52 мг/см3 (для зернистости М40/28) до 6,93 мг/см3 (для зернистости М7/М5) и соответ­ствующим снижением коэффициента шлифования с 620 до 390. Повышение концентрации алмаза обусловливает снижение состав­ляющих усилия резания, уменьшение удельного расхода алмазов и некоторое возрастание коэффициентов работоспособности. Оити-

мум для указанных показателей наблюдается при концентрации алмазов 100 %.

Качество поверхностного слоя при шлифовании в значительной степени определяется силовыми факторами обработки. Поэтому все факторы, уменьшающие силы резания, способствуют улучшению чистоты обработки и уменьшению глубины трещиноватого слоя ферритовых сердечников.

Увеличение частоты вращения шпинделя с 8000 до 16 000 об/мин, частоты вращения стола до 8 об/мин, уменьшение вертикальной подачи до 1 мкм, снижение зернистости кругов с 40 до 5 мкм улучшают шероховатость поверхности от параметра /?я = 0,1 до Ra = 0,02 мкм и обеспечивают минимальную глубину слоя около 5 мкм.

Связь между глубиной слоя (с трещинами) F, зернистостью шлифовального круга Д частотой вращения шпинделя п, стола N и вертикальной подачей / описывается уравнением

F = 4000Д 626 /° ‘566/(п°,732 № ,50°).

Тонкое круглое шлифование рабочей поверхности магнитных головок рекомендуется производить на прецизионных круглошли­фовальных станках, например модели СУ-125.

Режимы резания: алмазные круги АСМИБр 100 % (черновое шлифование); АСМ7Бр 100% (получистовое шлифование); АСМЗБр 100 % (чистовое шлифование, скорость круга — 30—35 м/с, продольная подача — 0,02—0,4 м/мин, скорость изделия — 0,02 м/мин, глубина шлифования — 2,5—3 мкм, охлаждение — обильное содовым раствором).

Выполнение перечисленных рекомендаций обеспечивает получе­ние шероховатости поверхности в пределах параметра Ra = 0,025 мкм и глубины трещиноватого слоя в пределах 2 мкм. Увеличение скорости круга сопровождается уменьшением шероховатости и глу­бины трещиноватого слоя. Одновременно уменьшается объемный коэффициент шлифования алмаза и увеличивается удельный рас­ход алмазов.

При шлифовании ферритов 500НН кругом АСМ14Бр 100 % при скорости изделия 0,02 м/мин, продольной подаче 0,04 м/мин и глубине шлифования 2,5 мкм увеличение скорости круга с 21 до 50 м/с обусловливает уменьшение шероховатости поверхности (по показателю Ra) с 0,08 до 0,025 мкм и глубины трещиноватого слоя с 10 до 3 мкм. Удельный расход алмазов при этом увеличи­вается с 3,54 до 7,59 мг/см1, а объемный коэффициент шлифования уменьшается с 647 до 226. Аналогичные соотношения характерны для ферритов других составов (300НН, 1000НН, 500НТ1, 1000НТ1).

Исходя из требований рационального сочетания расхода алма­зов и параметров качества поверхности оптимальной является скорость круга 30—35 м/с.

Шероховатость поверхности и глубина трещиноватого слоя уве­личиваются, а коэффициент работоспособности уменьшается с ростом глубины резания (табл. 52).

Ухудшение качества поверхности объясняется увеличением фактического сечения среза и соответствующим возрастанием сил резания. Этим же фактором можно объяснить увеличение удель­ного расхода алмазов.

3 Зак. 299

Следует обратить внимание на то, что с ростом глубины шлифования от 2,5 до 10 мкм значительно (почти в три раза) увеличиваются составляющие сил резания. Это накладывает суще­ственный отпечаток на специфику обработки рабочих поверхностей магнитных головок. (Чтобы обеспечить шлифование головок до глубины рабочих зазоров 100—120 мкм и предотвратить скалывание «носика» зазора, необходимо шлифование рабочей поверхности ферритовых головок осуществлять с глубиной резания 2,5—5 мкм.)

Таблица 52. Зависимость шероховатости поверхности, глубины тре­щиноватого слоя, составляющих усилия резания, удельного расхода и коэффициента шлифования алмазов от глубины шлифования при тонком наружном круглом шлифовании горячепрессованных ферритов различных составов. Станок модели СУ-125, круг —ACM 14 Бр 100% (окр = 35 м/с, 1>н = 0,02 м/мин, snp = 0,04 м/мин, охлаждение — обильное содовым ра­створом)

Марка

феррита

Глубина резания /, мкм

Качество

поверхности

Составляющие

усилия

резания

Удель­

ный

расход

алмаза,

мг/см’

Коэффи­

циент

шлифо­

вания

Пара­метр шерохо­ватости Ra, мкм

Глубина трещи­новато­го слоя, мкм

Рг, Н

Ру. Н

Р<. н

500НТ1

2,5

0,028

5

0,63

0,94

0,31

5,63

493

5

0,065

7

1,07

1,60

0,53

9,71

375

10

0,050

10

1,44

2,16

•0,72

12,69

241

1000НТ1

2,5

0,025

7

0,65

0,98

0,38

5,86

475

5

0,054

10

1,13

1,72

0,56

10,15

365

10

0,082

12

1,66

2,49

0,83

14,19

253

20

0,115

20

2,12

3,18

1,05

18,51

138

Продольная подача существенно влияет на параметры каче­ства: с увеличением подачи от значений 0,02 м/мин до 1,0 м/мин шероховатость поверхности изменяется с Ra = 0,027 мкм до Ra = 0,20 мкм, а глубина трещиноватого слоя увеличивается с 5 до 25 мкм. Эти зависимости характерны для ферритов 500НН, 500НТ1 и 1000НТ1.

Одновременно резко возрастают составляющие сил резания (примерно в шесть-семь раз). Учитывая изложенное и во избежание растрескивания носиков в области рабочего зазора, рабочую поверхность ферритовых головок необходимо шлифовать с мини­мальными продольными подачами порядка 0,04 м/мин.

Скорость изделия оказывает существенное влияние на качество поверхности при круглом шлифовании ферритовых головок. Увеличение скорости изделия с 0,02 до 1 м/мин приводит к росту высоты шероховатостей в 10 раз от /?а =0,02 мкм до Ru = 0,2 мкм. При этом глубина трещиноватого слоя увеличивается с 5—7 до 23—25 мкм (т. е. в четыре-пять раз), силы резания — в шесть-семь раз, удельный расход алмазов — в пять раз, а коэффициент работоспособности уменьшается в 4,5 раза.

Наилучшие результаты с точки зрения качества поверхности головок обеспечивает шлифование алмазными кругами из эластич­ных связок Бр. Несколько худшие результаты получаются при связ­ках Б1 и СК (керамическая связка).

Составляющую усилия резания Ру (Н), вызывающую разруше­ние носика рабочего зазора, можно рассчитывать по заданным режимам резания по формуле

Ру = 497/° *49 v? t 23 v^° ’9l s°np98 KNKuK3,

где KN, /См, /Сз — поправочные коэффициенты, учитывающие коли­чество граммов сошлифованного феррита, состав и марку феррита и зернистость круга.

Формула справедлива при / = 0,0025-^-0,010 мм, и„ = 0,02~ — т-0,5 м/мин и работе с охлаждением (3 %-ный содовый раствор). Значения коэффициентов /С^, /С«, К3 приведены в табл. 53.

Таблица 53. Значения коэффициентов KN, /См и /С3 для определения усилий при тонком алмазном шлифовании ферритов

Съем

мета. пла, г

«н

Марка

феррита

/См

Зерни­

стость

круга

Ку

0,5

0,87

300НН

0,95

28

1,17

1,0

1,00

500НН

0,98 ‘

14

1,00

1.5

1,15

1000НН

1,0

7

0,83

2

1,25

500НТ1

1.3

5

0,75

3

1,35

1000НТ1

1,35

4

1,45

5

1,65

6

1,98

При алмазной резке ферритовых сердечников магнитных голо­вок режимы резания и характеристика отрезного алмазного круга существенно влияют на качество обработанной поверхности.

Для точной алмазной резки ферритовых заготовок на сердечники может быть рекомендован прецизионный станок модели 12500 с резанием периферией алмазного круга, а также станок «Алмаз-4Т» с резанием внутренней режущей кромкой алмазного круга.

Анализ показывает, что уменьшение скорости круга со 125 до 50 м/с обусловливает рост составляющих сил резания на 150—200 %. Это приводит к ухудшению шероховатости обработанной поверх­ности с Ra = 0,2 мкм до Ra= 1,5 мкм, а глубина трещиноватого слоя увеличивается с 30—35 до 75—80 мкм. Одновременно растут сколы кромок сердечников с 10—12 до 25—30 мкм.

Изменение продольной подачи в пределах 0,1—0,5 м/мин практически не влияет на шероховатость поверхности, глубину трещиноватого слоя и величину сколов.

Значительное влияние на качество поверхности при резке оказывает вертикальная подача. Увеличение вертикальной подачи с 5 до 200 мкм обусловливает рост составляющих усилия резания Рг с 10—12 до 32—38 Н и Ру с 15—16 до 50—57 Н, т. е. на 300—350 %. Такое резкое возрастание сил приводит к увеличению
средних размеров сколов с G—7 до 40—50 мкм. Глубина трещино­ватого слоя также увеличивается с 25—27 до 60—65 мкм. Приве­денные данные получены на основе экспериментального изучения процессов резки ферритов 500НТ1, Ю00НН, 1000НТ1.

Существенное влияние на качество поверхности оказывают зернистость отрезного круга и концентрация алмазов в нем.

На основании результатов исследований и обобщения пере­дового опыта промышленности алмазную резку ферритов для сер­дечников магнитных головок следует выполнять со следующими режимами резания: круг АСОМ40/М28Э1 100 %, скорость круга 100—125 м/с, продольная подача 0,3—0,5 м/мин, вертикальная подача 10 мкм, охлаждение обильное в масляном тумане.

Обработка с указанными рекомендациями позволяет обеспе­чить шероховатость поверхности в пределах параметра Ra — = 0,2-^0,3 мкм, глубину трещиноватого слоя 25—30 мкм, сколы кромок не более 10 мкм.

С учетом приведенных данных припуск под следующее тонкое плоское шлифование должен составлять не менее 0,05—0,07 мм. Качество стеклянного рабочего зазора при резке с указанными режимами не нарушается.

Применение алмазных инструментов для обработки ферритов
0 votes, 0.00 avg. rating (0% score)

Добавить комментарий

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