Определение режущей способности шлифовального круга Шлифования

Оценка работоспособности абразивного инструмента. Под рабо­тоспособностью абразивного инструмента понимают количественную оценку степени его соответствия своему назначению при выполнении той или иной операции. Работоспособность абразивного круга ха­рактеризуется: режущей способностью круга, изменением ее во вре­мени, температурой шлифования и удельным износом круга.

Соотношение между объемом снимаемого в единицу времени металла и нормальной силой, прижимающей круг к обрабатывае­мой поверхности, является объективной характеристикой режущей способности круга. Зависимость интенсивности съема металла Q„ от нормальной силы PN, прижимающей круг к обрабатываемой по­верхности, можно представить в виде Q,, = CP’".

Значения показателя степени т, полученные в разных исследо­ваниях, колеблются в пределах 1,1 —1,3. Так как точность обработки, шероховатость поверхности и износ круга функционально связаны со значением нормальной силы PN, то режущую способность крута к [мм3/(Н• мин)] можно характеризовать съемом металла в единицу времени Q„, приходящимся на единицу нормальной силы, возникаю­щей при шлифовании k = Q„/PN.

Режущая способность круга зависит от условий обработки (режима резания и правки, характеристики круга, свойств обра­батываемого металла и т. д.) и возрастает: 1) с повышением нормаль­ной силы PN, окружной скорости круга ок, продольной подачи на один оборот круга при правке s0„p, ударной вязкости образивных зерен; 2) с понижением твердости круга, размеров абразивных зерен (в уз­ких пределах).

Зависимость режущей способности от основных технологических факторов можно найти из выражения

Ь — Г, рО.2-0 .3 „О.7 г0.7 и( 1.5 К — C.|fiV t’„ So. np/їк,

где Нк — твердость круга, характеризуемая глубиной лунки, которая образуется на поверхности круга при испытании на пескоструйном приборе.

Повышение режущей способности абразивного круга с пониже­нием его твердости частично связано с изменением характера рельефа рабочей поверхности круга, образованного при его правке. Влияние нормальной силы PjV на режущую способность круга объяс­няется увеличением степени самозатачивания абразивного инстру­мента с увеличением нагрузки на абразивные зерна. С повышением скорости круга ик возрастает число режущих зерен, проходящих зону шлифования в единицу времени, и снижаются силы резания.

Ниже приводятся средние значения режущей способности при обработке различных материалов:

Закаленная конструкционная сталь, , 180—240 (при цк = 35 м/с)

240—280 (при ук = 50 м/с)

Сталь ШХ15 твердостью 60 HRC. . 258 (при ц« = 42,5 м/с)

365 (при ок = 62,5 м/с)

Значение режущей способности кругов из эльбора равно 68 при зернистости 10 и 16 и шлифовании быстрорежущей стали высокой производительности. Режущая способность кругов из эльбора зерни­стостью 5 в два-три раза меньше. При возрастании концентрации от 50 до 100 % режущая способность кругов из эльбора возрастает в два раза, при изменении концентрации от 100 до 150 % — в 1,25 раза.

Эксперименты показали, что при обработке закаленной стали режущая способность абразивных материалов марок 45А и 44А выше, чем марки 25А и 16А.

Режущая способность круга изменяется за период стойкости круга. С затуплением зерен их способность к внедрению в обраба­тываемую поверхность снижается (иногда более чем в два раза). Уменьшение режущей способности круга во времени может быть опи­сано выражением k = kot~‘‘T, где к — текущее значение режущей спо­собности; ко — режущая способность круга после правки; т — время; к — показатель степени, характеризующий изменение режущей спо­собности во времени.

Значения константы к зависят от режима шлифования и прав­ки, от размеров и характеристики круга. По экспериментальным данным, для малолегированных сталей Х= 0,05-У 0,12. Меньшие зна­чения к относятся к случаю наружного круглого шлифования, большие — к внутреннему шлифованию. При обработке высоколеги­рованных сталей к = 0,2-т — 0,31. Чем меньше к, тем лучше использо­вание шлифовального круга во времени.

Зависимость к от основных технологических факторов можно выразить следующей формулой k = s„.„р/ (P^dd*), где dad* — соот­ветственно диаметры деталей и круга.

При жестких режимах шлифования притупление круга происхо­дит медленнее, так как он частично самозатачивается. С увеличением размера абразивного зерна режущая способность круга за период стойкости снижается медленнее (значения к меньшие), так как радиус скруглення у таких зерен будет большим. Изменение режущей спо­собности круга за период его стойкости между правками показано на рис. 5.

Зависимость, описывающая уменьшение режущей способности круга во времени, позволяет определить отношение режущей спо­собности круга до и после правки при заданной длительности периода стойкости ( = ко/к =ект, где Т — период времени. между правками при заданном отношении режущих способностей, Г = (1 /к) 1п (к0/к).

Для стабилизации режущей способности целесообразно произво­дить правку круга через малые промежутки времени, не доводя его до полного притупления с автоматической подачей команды на правку. Тогда изменение режущей способности будет происходить по пилооб­разной кривой (см. рис. 12). При малых периодах правки сокра­щается число проходов, и потому такой способ правки стабилизирует режущую способность круга, не изменяя общего времени на правку, а также расхода круга.

Подпись: Рис. 5. Снижение режущей спо-собности круга за период его стойкости: Оценка работоспособности круга. Работоспособность абразивно­го круга оценивают (по одному или нескольким показателям) по степени его соответствия своему назначению при выполнении той или иной операции. Работоспособность круга характеризуется режущей способностью, изменением ее во времени, температурой шлифования О и расходом абразивного инстру­мента q на съем единицы объема обрабатываемого металла. Работо­способность описывается выраже­нием R = k/(lBq).

Подпись: 1 — при использовании твердого и мелкозернистого круга; 2 — при правке круга с большой продольной подачей; 3 — при правке круга с малой продольной подачей; 4 — при частой правке круга через малые промежутки времени Исследованиями установлено, что при выборе круга можно ис­пользовать два критерия: наиболь­шее значение режущей способности и наименьшее значение удельного расхода мощности на единицу объема металла, снимаемого в еди­ницу времени.

Обрабатываемость металлов при шлифовании. Обрабатывае­мость характеризуется следующи­ми показателями: интенсивностью съема металла до появления при — жогов; параметром шероховатости; достижимой точностью размеров и формы.

Обрабатываемость при шлифовании зависит от химического состава, теплопроводности, структуры и твердости обрабатываемого металла и размера абразивного зерна. Увеличение твердых кар­бидов в стали повышает ее износостойкость и затрудняет обрабаты­ваемость. Дополнительное легирование вольфрамомолибденовых ста­лей кобальтом и микролегирование редкоземельными металлами ухудшает обрабатываемость этих сталей.

Низкая шлифуемость ванадиевых сталей обусловливается обра­зованием весьма твердых карбидов ванадия, что препятствует широ­кому распространению сталей с повышенным содержанием ванадия (до появления кругов из эльбора).

Исследование показало, что в группе вольфрамовых сталей (при содержании 1,5—3 % W) лучше шлифуются стали, содержа­щие 12—13 %W. Сталь Р12 шлифуется почти так же, как сталь Р18, но лучше, чем сталь Р18Ф2 и значительно лучше, чем стали ЭИ347 и Р9. Вольфрамомолибденовая сталь Р6М5 обладает несколько луч­шей шлифуемостью по сравнению с соответствующими вольфра­мовыми сталями. На рис. 6 приведена зависимость режущей спо­собности круга от времени его работы при шлифовании различных по обрабатываемости сталей.

В результате исследования зависимости шлифуемости быстро­режущих сталей от их химического состава удалось исследуемые стали разделить на три группы шлифуемости: хорошей (Р6М5, Р18 и Р12), удовлетворительной (Р9) и пониженной.

Увеличение содержания углерода на 0,2—0,3 % против установ­ленного для данной марки значительно ухудшает шлифуемость сталей типа Р12 и Р12ФЗ, менее заметно отражается на шлифуемости вольфрамомолнбденовых сталей и практически не сказывается на стали Р18.

Исследования показали, что с увеличением содержания серы в стали до 0,05 % шлифуемость улучшается в два-три раза (без ухуд­шения других свойств). Оптимальная шлифуемость конструкцион­ных сталей достигается при твердости 30—40 HRC. При дальнейшем

Подпись:повышении твердости шлифуемость снижается.

Подпись: / —для сталей марок: Р12, Р18; 2— для стали Р6М5; 3— для стали ЭИ347: 4 — для стали Р9Шлифуемость сталей зависит и от их теплопроводности. Малая теплопроводность аустенитных и быстрорежущих сталей ухудшает их шлифуемость. Теплопровод­ность низколигированных сталей выше, чем высоколегированных. С увеличением температуры коэффи­циент теплопроводности низколе­гированных сталей снижается, а высоколегированных — возрастает. Низкая шлифуемость сплавов титана, молибдена и вольфрама объясняется тем, что зерна элсктрокорунда и карбида кремния быстро притупляются, и круги теря­ют режущую способность. Одной из причин износа абразивных зерен является их химическое взаимодействие с некоторыми об­рабатываемыми материалами в зоне контакта круга с деталью. Осо­бенно увеличивается диффузионный износ при температуре, превышающей 800°С; в случаях, когда температура достигает 1250—1300°С, нецелесообразно применять карбид кремния при обработке железоуглеродистых сплавов, а электрокорунд — при обработке титановых сплавов.

Шлифуемость стали зависит от ее зернистости. Крупнозернистые стали более чувствительны к перегреву и более подвержены образо­ванию закалочных, шлифовальных трещин и короблению, поэтому для них допускается превышение критической температуры не более чем на 30°С, тогда как мелкозернистые способны выдержать перегрев до 250°С выше критической точки, и зерно их не имеет склонности к росту.

При обработке высоколегированных сталей и твердых сплавов широко применяются круги из порошка синтетических алмазов (СА) и кубического нитрида бора (эльбора ЛО, ЛП). Испытания показали, что легированные стали с повышенным содержанием хрома (12%) трудно обрабатываются кругами из эльбора, а стали с высоким содержанием Мо и W — алмазными кругами. При шлифовании
быстрорежущих сталей удельный съем металла кругами из эльбора выше, чем при обработке кругами из алмаза,

Шлифуемость металлов и соответствие круга данной марке стали определяются при прочих равных условиях температурой нагрева об­рабатываемой детали в процессе шлифования. Наиболее легко обра­батываемым считается тот металл, который дает наименьшее повыше­ние температуры при снятии одинакового припуска за тот же про­межуток времени,

Определение режущей способности шлифовального круга
0 votes, 0.00 avg. rating (0% score)

Добавить комментарий

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