Состояние поверхностного слоя заготовки, условия бесприжогового шлифования Шлифования

Состояние поверхностного слоя заготовки в значительной мере определяется температурой нагрева и скоростью охлаждения в про­цессе шлифования. При шлифовании выделяется большое коли­чество теплоты вследствие трения между кругом и заготовкой при высокой скорости резания. Это количество теплоты возрастает с уве­личением подач. Круговая подача и подача на глубину неодинаково влияют на контактную температуру шлифования. Температура шли­фования зависит от времени воздействия источника тепла на обра­батываемую поверхность: с увеличением скорости детали она умень­шается, а с увеличением подачи на глубину — возрастает.

Низкая теплопроводность шлифовального круга из обычных абразивных материалов (24А, 63С) вызывает переход большей части теплоты в заготовку. Основное количество теплоты, выделяющейся при шлифовании, распределяется между деталью и кругом. Стружка уносит небольшую часть теплоты. Так как основное количество теп­лоты должно быть отведено деталью, большое значение имеет тепло­проводность обрабатываемого металла. С понижением теплопро­водности обрабатываемого металла контактная температура возрас­тает. Температура шлифования зависит также от параметров харак­теристики круга. С увеличением его твердости и при работе затуп­ленным кругом температура шлифования возрастает.

Количество теплоты, выделяемой при шлифовании, зависит от ряда влияющих технологических факторов.

1. Влияние подач. С увеличением режущей способности шлифо­вального круга Qya температура шлифования возрастает. Однако отдельные виды подач неодинаково влияют на температуру шли­фования: температура растет сильнее с увеличением подачи на глу­бину. Увеличение скорости заготовки и продольной подачи влияет в меньшей степени.

2. Абразивный материал. Круги из 24А выделяют меньше тепла в зоне шлифования, чем круги из 14А. Еще меньшее количество теплоты выделяется при шлифовании кругами из алмаза или эльбора.

3. Скорость круга. Температура шлифования возрастает с увели­чением скорости круга в степени 0,25—0,35.

4. Диаметр круга. Температура шлифования снижается с увели­чением диаметра круга (показатель степени 0,25).

5. Зернистость круга. Температура шлифования снижается с уменьшением зернистости с 40 до 25, что объясняется меньшим ра­диусом округления вершин зерен. При дальнейшем уменьшении размеров зерен до 16 и 12 увеличивается температура, что объясня­ется большей склонностью круга к притуплению и засаливанию.

6. Материал связки. Применение кругов на бакелитовой и сили­катной связках снижает интенсивность теплообразования в зоне шлифования по сравнению с кругами на керамической связке. Опас­ность появления прижогов и трещин наиболее вероятна при шли­фовании кругами на вулканитовой связке.

7. Пористость круга. С повышением пористости круга умень­шается температура и вероятность появления прижогов на шлифуемой поверхности.

8. Твердость круга. С повышением твердости круга возрастает температура шлифования за счет меньшего количества выпадаю­щих зерен и большего затупления рабочей поверхности круга. В настоящее время применяют круги с прерывистой поверхностью либо круги, состоящие из отдельных сегментов с различными фи — зико-мехаиическнми свойствами (например, с различной твердостью): при этом существенно понижается температура шлифования.

Качество шлифованной поверхности характеризуется твердостью поверхностного слоя, структурными изменениями, остаточными напря­жениями и отсутствием прижогов и трещин. Поверхностные дефекты в значительной мере вызываются высокими температурами, разви­вающимися в месте контакта круга с обрабатываемой деталью. Закаленные стали при шлифовании претерпевают изменения внутрен­него состояния, к которым относятся объемные изменения, вызы­вающие появление напряжений в поверхностном слое. Для нормаль­но закаленной углеродистой стали при отпуске в интервале темпе­ратур 80—200 °С происходит превращение, связанное с уменьше­нием объема. Отпуск в интервале 200—260 °С вызывает превраще­ние, вызывающее некоторое увеличение объема. Отпуск в пределах 260—400°С сопровождается уменьшением объема (рис. 24). Объем­ные изменения при шлифовании могут вызвать образование трещин, расположенных под прямым углом к направлению шлифования. Появление шлифовальных трещин частью сопровождается прижо — гами. Чувствительность стали к прнжогам и трещинам возрастает с повышением твердости, а также с увеличением содержания леги­рующих добавок.

На приборе тина 77ПМД-ЭМ для выявления трещин приме­няют физические методы контроля, при которых намагниченная

деталь приводится в соприкосновение с частичками крокуса, нахо­дящимися во взвешенном состоянии в жидкости. Имеющиеся трещины прерывают магнитные силовые линии, возникающие в маг­нитном поле. Мелкие частицы крокуса, находящиеся в растворе, пере­крывают эти трещины, соединяя два полюса магнитного поля, в ре­зультате чего трещины на детали обнаруживаются невооруженным глазом.

Подпись: Рис. 24. Изменение объема инструмен-тальной стали в зависимости от ее структурного состояния Другой способ контроля поверхностных дефектов основан на проникновении флюоресцирующего вещества в поверхностные тре­щины на установке ЛД-4. Сущность метода заключается в облучении испытуемой поверхности ультрафиолетовыми лучами, при которых флюоресцирующие вещества испускают собственное свечение, види­мое глазом. Контролируемая деталь погружается в жидкость, состоящую из 15 % авиационного масла, являющегося флюорес­цирующим веществом и 85 % керосина, придающего смеси высокую способность про­никновения в мельчайшие трещины. В качестве до­бавок в 100 см3 смеси ра­створяют 0,02 г дефектоля и 0,2—0,3 г эмульгатора ОП-7. Дефектоль — порошок органического происхожде­ния, обладает свойством светиться под влиянием ульт­рафиолетовых лучей, а эмуль­гатор ОП-7 способствует смыванию смеси с поверх­ности детали.

Для обнаружения по­верхностных дефектов на де­талях из нержавеющих и жаропрочных сплавов применяется цветная дефектоскопия красками «Судан», обладающими высокой чувствительностью, но эта краска токсична, что ограничивает ее применение.

На тех участках, где порошок, нанесенный на поверхность, впитал флюоресцирующий раствор, возникает зеленое или зелено­голубое свечение, позволяющее обнаружить места расположения трещин. После этого деталь вынимают и осматривают в затемненном помещении при источнике света — колбе кварцевого стекла, заполнен­ной ртутными парами (ртутная газоразрядная лампа ПРК2). Трещины представляются светящимися линиями, поры и рыхлые места — пятнами.

При применении кругов повышенной твердости, при жестких режимах шлифования и очень затупленных кругах прижоги могут распространяться на большие участки обработанной поверхности. При несбалансированном круге, биении шпинделя изделия или неисправности опор шпинделя могут появиться местные точечные прижоги, занимающие малые участки на шлифованной поверхности.

По причине возникновения прижогов разделяют их на три группы:

сплошной прижог, который происходит из-за чрезмерно жест­кого режима шлифования, завышенной твердости круга и его силь­ного затупления;

прижоговые пятна, которые являются следствием вибраций кру­га и биения шпинделя заготовки, неравномерной подачи, непра­вильной формы круга при изнашивании, неравномерного распреде­ления припуска, засаливания круга, неисправности опор шпинделя;

штриховые прижоги появляются нз-за неоднородности структуры круга, неправильной установки заготовки, а также из-за недоста­точной очистки СОЖ.

Для обнаружения мягких пятен и прижогов применяют контроль путем травления. Так как структура троостита более чувствительна к действию кислот, чем другие структурные составляющие, травление позволяет отличать троостит и обнаруживать мягкие пятна, полу­чившиеся от неправильной термообработки. Их можно после трав­ления отличить от прижогов, вызванных несоблюдением надлежа­щего режима шлифования, так как в первом случае темные пятна, характеризующие троостит, частично переходят в светло-серые пятна мартенсита, при прижогах же темные пятна имеют более резкие граничные контрасты. При травлении заготовок из хромистых сталей применяются как водные растворы азотной кислоты, так и спиртовые или ацетоновые растворы азотной кислоты. Последние могут быть заменены растворами этиленгликоля.

Контроль осуществляется невооруженным глазом при местном освещении. При осмотре на сером фоне травленной поверхности выявляются дефекты.

1. Прижоги в виде: шлифовочных штрихов, полос и пятен вторичного отпуска, представляющих собой участки повышенной травимости более темные, чем основной фон травленной поверхности, и шлифовочных штрихов, полос и пятен вторичной закалки, пред­ставляющих собой участки пониженной травимости более светлые, чем основной фон травленной поверхности детали. Пониженная травимость является следствием образования зоны неотпущенного мартенсита (или мартенсита и аустенита).

2. Мягкие закалочные пятна тростита, представляющие собой более темные, чем основной фон травленной поверхности, пятна с размытыми границами; повышенная травимость обусловлена нали­чием троостита закалки в структуре.

3. Обезуглероженные и обедненные участки, представляющие собой более светлые, чем основной фон травленной поверхности, пятна с размытыми границами, не имеющие темной оторочки, характерной для пятен вторичной закалки.

Шероховатость поверхности заготовки влияет на процесс трав­ления. Чем чище и ровнее поверхность, тем более четким получается результат. Для чисто полированной поверхности требуется очень слабое травление, для грубо шлифованной поверхности необходимы более крепкие растворы и более длительное травление.

Остаточные напряжения обнаруживаются при непосредственном измерении деформаций разрезанных колец или прогиба пластинки по мере удаления поверхностных слоев металла. Удаление металла осуществляется путем электрохимического травления. По своему характеру остаточные напряжения могут быть напряжениями растяжения или сжатия. Наименьшие остаточные напряжения полу­чаются при работе пористыми кругами пониженной твердости, острорежущими кругами непосредственно после правки с низкими радиальными подачами и частотой вращения круга, с увеличением дополнительных проходов при выхаживании, с увеличением скорости заготовки. Наибольшие напряжения после шлифования залегают на глубине, не превышающей 50—75 мкм. При повышении режима в поверхностном слое появляются растягивающие напряжения, при чистовых режимах — сжимающие.

Состояние поверхностного слоя заготовки, условия бесприжогового шлифования
0 votes, 0.00 avg. rating (0% score)

Добавить комментарий

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