Влияние характеристики кругов и режимов. обработки на производительность. и качество шлифовании

Для практического использования рассчитанных по формуле (30) данных по различной производительности шлифования сталей разных марок в различных техноло­гических условиях необходима экспериментальная про­верка расчетных данных в практическом диапазоне из­менения характеристики кругов н режимов шлифования. Тем более, что расчеты производились с рядом допуще­ний, полагающих, что зерна неподвижно закреплены в круге ( т. е. не происходит осыпания или самозатачи­вания круга), а их затупление ограничено определенными величинами.

Однако в реальных процессах шлифования приме­няются круги самых различных характеристик (зерни­стостей, твердостей, структур) на различных режимах шлифования, т. е. с различным радиальным прижимом (подачей и глубиной резания), на различных скоростях круга и детали.

В связи с этим в зависимости от изменения характе­ристики круга может существенно изменяться диапазон изменения расчетных параметров в формуле (30) — ко­личество зерен в зоне контакта, размеры площадок затуп­ления /3, радиальная сила Ру, приходящаяся на одно зерно. Кроме того, от действия этих изменяющихся фак­торов может существенно измениться поведение круга в работе (появиться самозатачивание) и показатели эф­фективности и качества обработки (точность и шерохо­ватость поверхности, ожоги, вибрации).

В связи со сложным характером взаимного влияния этих факторов целесообразно проводить эксперименты по определению изменения производительности и каче­ства шлифования в зависимости от изменения характери­стики кругов и режимов шлифования в их практическом диапазоне. Это даст возможность внести коррективы в расчетные данные и разработать материалы, показы­вающие изменение основных показателей эффективности шлифования в зависимости от обрабатываемой стали, характеристики круга и режима шлифования. По этим данным окажется возможным выбрать оптимальные круг и режимы шлифования для конкретных технологических условий.

Оценку стойкости и общего расхода кругов произво­дили по объемному износу и по времени работы кругов до определенного возрастания амплитуд колебаний, в связи с их влиянием на огранку детали, чистоту обра­ботки и нормальный ход процесса шлифования.

Оценка эффективности работы того или иного круга при различных условиях шлифования осуществлялась комплексно с учетом всех перечисленных факторов.

Влияние твердости кругов на эффективность скорост­ного и обычного шлифования разных сталей. Исследова­ние работы кругов разной твердости при скоростном и обычном шлифовании осуществлялось на приспособле­нии (см. рис. 81) с постоянной радиальной силой 6 кгс (ширина круга 40 мм, длина образца 36 мм, удельная ра­диальная сила — 1,7 кгс/см) при обработке сталей 45, 50Г, 20ХНЗА и ЗЗХГС. Были выбраны стали разного хими­ческого состава, имеющие большую разницу в обрабаты­ваемости и широко применяющиеся в производстве. Об­разцы стали каждой марки имели диаметр 62—70 мм и подвергались термической обработке по режимам закалки и нормализации, соответствующим техническим условиям (сталь 20ХНЗА проходила только нормализацию).

Характер термической обработки (закалка и норма­лизация) определял наибольшую разницу в структуре и в механических свойствах (главным образом в твердости) шлифуемых сталей. Сравнивалась эффективность шли­фования при работе скоростными кругами из белого электрокорунда, зернистости 50, трех разных степеней твердости СМ2, С1 и СТ1 (связка керамическая). Приня­тые для исследования твердости кругов находят наиболь­шее применение в практике шлифования. Твердость кру­гов оценивали по фактической глубине лунки, измерен­ной на пескоструйном приборе «Калибр». Для опытов были отобраны круги, имеющие фактические глубины лунок, лежащие в середине диапазона для каждой степени твердости. Для этой серии опытов были приняты следую­щие условия: скорости детали 30 м/мин, скорости круга 35 и 50 м/с.

Шлифование стали каждой марки продолжалось без правки круга 100 мин. Через каждые 10 мин беспрерыв­ного шлифования образец отводили от круга и измеряли нее необходимое (съем металла, износ круга, чистоту обработки).

Учитывая, что в условиях производства стойкость кру­гов составляет от 10 до 40 мин в зависимости от предъяв­ляемых требований к детали и условий шлифования, показатели процесса шлифования в одних условиях брали за 20 мин работы, а в других, когда стойкость круга поз-

Рис. 85. Характер изменения съема металла Q в зависимости от вре­мени работы Т кругов без правки: а — ЭБ50СМ2К; б — ЭБ50С1 К; в — ЭБ50СТ] К; / — V = 50 м/с; 2 — V = = 35 м/с ‘ К

воляла продолжать процесс шлифования, — за 100 мин работы.

На рис. 85 приведен характер изменения интенсив­ности съема металла при скоростном и обычном шлифо­вании нормализованной стали 45. Съем металла выражен через коэффициент режущей способности круга Q ко­торый равен объемному минутному съему металла в мм3 на 1 кге радиальной силы. Съем в первые минуты шлифо­вания различен для кругов разной твердости — наиболь­ший для СМ2 и наименьший для СТ1. Круг твердости СМ2 быстро теряет режущие свойства, круги С1 и СТ1 медленнее. Шероховатость поверхности по мере шлифо­вания увеличивается. Значительно влияют на шерохо­ватость поверхности вибрации (дробление). Шероховатость поверхности выше при обработке стали мягкими кругами л ниже при обработке твердыми.

Косвенная оценка затупления круга дается в резуль­тате сравнения десятиминутного съема металла в конце работы с десятиминутным съемом металла в начале работы.

Опыты показали, что при скоростном шлифовании, как и при обычном, мягкие круги затупляются быстрее, твердые — медленнее; наибольшую режущую способ­ность и наибольшую шероховатость поверхности дают мягкие круги; по мере увеличения твердости кругов уменьшается съем металла и шероховатость поверхности; характер изменения съема металла, шероховатости по­верхности и относительного затупления кругов разной твердости одинаков как для скоростного, так и для обыч­ного шлифования. Рассматривая влияние скорости круга на показатели процесса шлифования, можно отметить, что интенсивность съема маталла при скоростном шли­фовании стали 45 в нормализованном состоянии почти в 2 раза больше (на 80%), чем при обычном для кругов твердости СМ2, С1 и СТ1; высота микронеровностен при скоростном шлифовании несколько больше (на 1—2 раз­ряда), чем при обычном шлифовании, что объясняется увеличенным (почти в 2 раза) съемом металла.

Примерно такой же характер изменения съема металла и шероховатости поверхности по мере затупления круга наблюдается и при шлифовании образцов из сталей всех марок.

В табл. 20 показаны изменения режущей способности кругов Q за 20 мин работы при обычном и скоростном шли­фовании сталей кругами твердости СМ2 С1, СТ1. Для шлифования при скорости круга 35 м/с Q изменяется для кругов всех твердостей от 100 до 130 в зависимости от марки сталей и твердости круга. Для скорости круга 50 м/с Q = 100ч-250 и в большей мере зависит от обраба­тываемости стали и твердости круга. При этом значение Q уменьшается с ухудшением обрабатываемости сталей. Максимальное значение соответствует кругу твердости С1.

Из результатов экспериментов видно, что увеличе­ние производительности при скоростном шлифовании по сравнению с обычным различно для сталей разных марок. При скоростном шлифовании достигается наибольший съем металла при обработке всеми кругами углеродистой стали 45 в нормализованном и закаленном состоянии. Для этой стали съем при скорости круга 50 м/с возрос в среднем для всех кругов на 80—110%. Несколько меньшее увеличение съема (на 50—60%) наблюдается при скоро — 214

Удельный съем металла Q при различной скорости круга в мм3/кгс мин Марка стали Термическая обработка ЭБ50СМ2К ЭБ50С1К ЭБ50СТ1К *0 м/с и «о и 50 м/с и Я- «о со о а’ 3 О S я ■15 Закаленная 189 120 176 94 131 100 Нормализованная 255 151 231 120 124 76 50 Г Закаленная 150 96 168 126 100 66 Нормализованная 188 120 175 137 112 76 20ХНЗА Нормализованная 173 114 166 107 89 70 ЗЗХГС Закаленная 114 85 160 100 50 60 Нормализованная 142 ПО 164 126 68 80

г і ном шлифовании закаленной и нормализованной стали ЙОГ. При скоростном шлифовании высоколегированной стали ЗЗХГС наблюдается незначительное увеличение съема (лишь на 20% для круга ЭБ50СМ2К и 40% для круга,-)Б50С1К). При обработке этой стали кругом твердости СП съем металла при нК|, 50 м/с даже уменьшился, работа сопровождалась появлением заметных ожогов. Поэтому перевод шлифовальных операций, где обраба­тываются твердыми кругами стали типа ЗЗХГС (38ХМЮА, ЗЗХГТ), на скоростные режимы должен сопровождаться заменой круга на более мягкий.

При сравнительной оценке работы кругов разной твердости на обычных (35 м/с) и скоростных режимах 50 м/с) наибольшую среднюю производительность при шлифовании сталей всех марок имеет круг твердости С1. Круг твердости СМ2, имеющий самую высокую произ­водительность, по мере шлифования быстро теряет режу­щую способность. Это падение режущей способности в малой степени проявлялось при шлифовании стали 45 и по мере ухудшения обрабатываемости сталей все более увеличивалось. Круг твердости С1 при обработке всех сталей давал равномерное снижение режущей способности. Круг твердости СТ1 почти не терял режущей способности в процессе шлифования, но эта способность у него гораздо ниже, чем у кругов с мягкой связкой. Это объясняется

тем, что у твердых кругов часть абразивных зерен замещена связкой и по сравнению с более мягкими кругами содержание зерна в них меньше, а связки больше.

Из табл. 20 следует, что съем металла весьма значи­тельно изменяется при обработке образцов из сталей разных марок и в меньшей мере изменяется при переходе с нормализованной на закаленную сталь, причем, если при работе кругами твердости СМ2 и С1 наблюдается не­которое незначительное снижение съема при переходе от нормализованных к закаленным сталям, то при работе кругом твердости СТ1 влияние физико-механических свойств сталей в исходном состоянии (нормализованных и закаленных) совершенно не проявляется. Эти резуль­таты подтверждают выводы о незначительном влиянии на обрабатываемость физико — механических свойств ста­лей в исходном состоянии.

Экспериментальные исследования показали, что при переходе на скоростное шлифование съем металла воз­растает в среднем от 40 до 100% в зависимости от марки и химического состава стали и твердости круга. Скоро­стное шлифование легированных сталей малоэффективно, а в отдельных случаях при обработке сталей типа ЗЗХГС твердыми кругами (СТ1 и тверже) нецелесообразно.

На производительность шлифования влияет способ­ность круга длительное время после правки сохранять режущие свойства. Интенсивность затупления кругов разной твердости различна (см. рис. 85). Интенсивность затупления возрастает с увеличением твердости кругов и ухудшением обрабатываемости сталей.

Шероховатость прошлифованных образцов измерялась через каждые 10 мин на профилометре Аббота.

В табл. 21 приведены средние значения (по двум из­мерениям) шероховатости поверхности образцов, про­шлифованных кругами различной твердости при разных скоростях круга, показывающие, что микронеровности находятся в сложной зависимости от скорости и твер­дости круга, интенсивности съема металла и марки стали. Шероховатость поверхности при прочих постоянных фак­торах тем выше, чем меньше скорость круга. Чем больше интенсивность съема металла, тем больше шероховатость поверхности. С ухудшением обрабатываемости сталей и при работе мягкими кругами шероховатость поверхности увеличивается.

Шероховатость поверхности Ra в мкм (средняя за 20 мин работы) при шлифовании кругами различной твердости и при различной скорости резания в м/с Марка стали Термическая обработка ЭБ50СМ2К ЭБ50С1К ЭБ50СТ1К 50 35 50 35 50 35 45 Закаленная 0,92 0,64 0,75 0,65 0,52 0,4 Нормализованная 1.0 0,77 0,68 0,68 0,65 0,50 ПО Г Закаленная 0,78 0,62 0,86 0,77 0,55 0,45 Нормализованная 0,8 0,74 0,71 0,57 0,57 0,42 20ХНЗА Нормализованная 0,97 0,8 0,95 0,67 0,75 0,53 ЗЗХС Закаленная 0,81 0,86 0,8 Е 0,67 0,54 0,70 Нормализованная 0,86 0,95 0,97, 0,94 0,68 0,84

С увеличением скорости вращения шпинделя шлифо­вального круга увеличивается и мощность, потребляемая электродвигателем станка.

При переходе на шлифование со скоростью круга 50 м/с увеличивается только мощность холостого хода. Эффек­тивная мощность находится в прямой зависимости от интенсивности съема металла.

Однако рост эффективности мощности при переходе на скоростное шлифование отстает от роста производи­тельности. Так, если при скоростном шлифовании съем металла увеличивается на 40—100% по сравнению с обыч­ным шлифованием, то эффективная мощность возрастает на 20—30%. В связи с этим удельный расход электроэнер­гии (расход электроэнергии в кВт-ч на съем 1 см3 металла) при переходе на скоростное шлифование уменьшается в среднем на 20% (табл. 22). Удельный расход электро­энергии как для скоростного, так и для обычного шлифо­вания зависит от обрабатываемости стали и твердости круга: чем хуже обрабатываемость стали и выше твер­дость круга, тем больше удельный расход электроэнергии.

Правка круга вызывается уменьшением его режущей способности, которая зависит от различных причин, в том числе от притупления абразивных зерен (т. е. образова­ния на них площадок износа) и от осыпания зерен с ра­бочей поверхности круга. Последнее обстоятельство при-

водит к изменению прямолинейности образующей круга и его некруглости.

Таблица 22

Удельный расход электроэнергии в кВт-ч/мм3 при шлифовании кругами с различной твердостью и различной скоростью резания в м/с Марка стали Термическая обработка ЭБ50СМ2К ЭБ50С1К | ЭБ50СТ1К 50 35 50 35 50 35 45 Закаленная Нормализо­ ванная 0,035 0,03 0,042 0,03 0,033 0,027 0,038 0,035 0,05 0,043 0,053 0,068 50Г Закаленная Нормализо­ ванная 0,037 0,032 0,045 0,04 0,028 0,03 0,035 0,036 0,043 0,043 0,055 0,065 20ХНЗА Нормализо­ ванная 0,04 0,048 0,025 0,039 0,058 0,064 ЗЗХС Закаленная Нормализо­ ванная 0,048 0,04 0,058 0,047 0,038 0,034 0,045 0,04 0,083 0,075 0,073 0,065

Наблюдение за износом кругов показало, что при раз­личной радиальной силе один и тот же круг имеет раз­личный характер износа. При малой радиальной силе (1 кгс на 1 см высоты круга для кругов зернистости 50, 40, твердости СМ1—СМ2) наблюдается затупление зерен без их выпадения из связки. При увеличении радиальной силы круги начинают терять абразивные зерна в про­цессе шлифования, т. е. работают с частичным самоза­тачиванием, и, наконец, при еще большей радиальной силе (свыше 4 кгс на 1 см высоты круга) наблюдается силь­ный износ кругов, особенно мелкозернистых. Умень­шение режущей способности круга может вызываться также засаливанием круга, т. е. налипанием частиц ме­талла на площадки износа зерен.

Изучение изменения режущих свойств кругов в про­цессе шлифования велось двумя способами: изменениями радиуса круга по его рабочей части в трех фиксированных точках с помощью индикатора, закрепленного на кожухе круга; наблюдением и фотографированием через бино — 218

кулярный микроскоп отдельных (одних и тех же) участков режущей поверхности круга (определялся характер из­носа отдельных зерен круга).

На рис. 86 показаны кривые радиального износа кру — IOB разной твердости ЭБ50СМ2К и ЭБ50С1К при шли­фовании стали 45 с постоянной силой Ру — 6 кгс. Изме­рения производили через каждые 10 мин шлифования е точностью ± 0,005 мм и повторяли 2—3 раза. Характер износа кругов различных характеристик сравнительно

Рис. 8G. Зависимость износа кругов разной твер­дости от времени шлифования Т. I — круг ЭБ50СМ2К; 2 — кругЭБ50С1К; сталь 45 нор­мализованная, Ру = 6 кгс, :*к = 50 м/с

одинаков. Значительный износ наблюдался в первые 10 мин работы.

В зависимости от изменения радиуса круга подсчиты­вали объемный износ, который и сравнивали для кругов разной твердости и скорости при обработке различных сталей. Объемный износ кругов изменяется пропорцио­нально интенсивности съема металла; для скоростного шлифования он несколько больше, чем для обычного. Однако увеличение объемного износа кругов при ско­ростном шлифовании отстает от роста производительности

(табл. 23). Коэфициент удельного съема металла q = — ту—<

Чнр

где QKp — минутный объемный износ круга для скорости 50 м/с в среднем для всех кругов и сталей на 20% больше, чем для скорости 35 м/с. Это означает, что для выполне­ния одной и той же партии или программы деталей расход кругов при скоростном шлифовании на 20% окажется

меньше, чем при обычном шлифовании, причем для слу­чая обработки простых углеродистых сталей экономия кругов может составлять до 50%.

Марка стали	Термическая обработка	ЭБ50СМ2К	ЭБ50С1К	ЭБ50СТ1К
ГО	35	50	35	50	35
45	Закаленная	60	40	55,5	36,0	57,0	42
	Нормализованная	64	48,5	55,5	44,5	57,5	42
50Г	Закаленная	56,5	40	53,0	44,5	43,0	34,5
	Нормализованная	57	44,5	53,5	48,5	47,5	43,5
20ХНЗА	Нормализованная	63	53,5	60	51	62	56
ЗЗХС	Закаленная	42	40	52	48,5	55,0	65,5
	Нормализованная	65	47	52	45,5	52,0	55,0

Таблица 23

Коэффициент удельного съема металла О q = —— при шлифовании кругами различной твердости Чцр

и при различной скорости резания в м/с

При условиях шлифования, принятых в данной серии опытов (радиальная сила 1,7 кгс на 1 см высоты круга), зерна главным образом затупляются, т. е. на них обра­зуются площадки износа, и лишь частично выпадают от­дельные слабо закрепленные зерна.

При проведении экспериментальной работы и наблю­дениях за операциями шлифования в производственных условиях установлено, что из всех показателей, опреде­ляющих необходимость правки круга (уменьшение режу­щих свойств круга, повышение шероховатости шлифо­ванной поверхности, появление ожогов), наиболее за­кономерным внешним критерием стойкости круга оказался момент возрастания амплитуд вибраций больше опреде­ленной величины.

Внешним проявлением возрастающих вибраций яв­ляется появление огранки на шлифуемой детали. Увели­чение амплитуды вибраций происходит постепенно по мере затупления и износа круга, а также в результате из­менения его формы. Повышение шероховатости поверх­ности и снижение режущих свойств круга не всегда могут служить критериями стойкости, так как в определенных 220

условиях эти величины не изменяются на протяжении длительного времени шлифования. Например, при шли­фовании сталей некоторых марок кругами твердости СТ1 интенсивность съема металла была небольшой и постоян­ной длительное время, при этом шероховатость поверх­ности изменялась мало, в то время как вибрации и огранка на детали появлялись после непродолжительной работы и нее время непрерывно возрастали.

Ожог шлифуемой поверхности чаще свидетельствует о неправильном подборе характеристики круга и режи­мов шлифования или чрезмерной радиальной силе (по­даче). При нормальном ведении процесса шлифования ожоги возникают редко.

Характер износа кругов и их стойкость зависят от ряда факторов — характеристики круга, обрабатывае­мости металла и режимов шлифования (в частности, от радиальной силы).

При шлифовании слишком мягким кругом или при работе с большой глубиной (подачей) и недостаточной окружной скоростью круга увеличивается потеря зерен и работе, следовательно, быстро нарушается правильная геометрическая форма круга. При этом в процессе шлифо­вания возникают вибрации и круг необходимо часто править для восстановления формы.

При применении слишком твердых кругов или зани­женных скорости круга и подач, не соответствующих обра­батываемому материалу, наблюдается затупление абра­зивных зерен. При этом зерна, потерявшие способность резать, остаются в связке, давление на них возрастает, но не достигает величины, при которой происходит их разрушение. По мере затупления круга радиальная сила (при постоянной подаче) возрастает, шпиндель с кругом и деталь испытывают все большие отжимы, а слой металла снимаемый с детали, уменьшается, процесс шлифования становится малопроизводительным, сопровождается виб­рациями и снижением точности.

Из серии опытов по определению влияния твердости круга на эффективность скоростного и обычного шлифо­вания образцов из сталей разных марок можно сделать следующие выводы. Твердость кругов оказывает весьма существенное влияние на показатели эффективности про­цесса шлифования. Съем металла при работе кругами раз­ной твердости изменяется при”скоростном и обычном шлифовании более чем в 2 раза, причем наибольший

съем металла обеспечивает круг твердости С1, затем СМ2 и наименьший СТ 1. Скоростное шлифование более произ­водительно при обработке углеродистых и менее произ­водительно при шлифовании некоторых легированных сталей. Скоростное шлифование сталей, легированных кремнием, твердыми кругами (СТ1) не дает заметного по­вышения производительности по сравнению с обычным, поэтому при шлифовании таких сталей следует применять более мягкие круги.

Шероховатость поверхности находится в сложной за­висимости от твердости круга, его скорости, интенсивности съема металла и марки стали. При прочих постоянных факторах чем меньше скорость круга и чем больше интен­сивность съема металла, тем больше шероховатость по­верхности; с ухудшением обрабатываемости стали шлифо­ванием и при работе более мягкими кругами шерохова­тость поверхности увеличивается.

Эффективная мощность шлифования находится в пря­мой зависимости от твердости круга п интенсивности съема металла; чем тверже круг и чем больше интенсивность съема металла, тем больше эффективная мощность. Удель­ный расход электроэнергии при скоростном шлифовании на 20% меньше, чем при обычном, при этом чем тверже круг и чем хуже обрабатываемость стали, тем больше расход электроэнергии.

Объемный износ круга повышается с уменьшением твердости круга и увеличением интенсивности съема ме­талла. Коэффициент удельного съема металла при ско­ростном шлифовании в среднем на 20% больше, чем при обычном. Твердость мало влияет на изменение коэффи­циента удельного съема металла, который колеблется для всех кругов и сталей от 60 до 40.

Влияние зернистости круга на эффективность шлифо­вания. Взаимосвязь зернистости круга с шероховатостью обработанной поверхности и интенсивностью съема ме­талла и характером затупления круга может быть пред­ставлена следующим образом. Шероховатость обработан­ной поверхности зависит от количества и глубины рисок, которые остаются от абразивных зерен круга. При этом глубина рисок и, следовательно, толщина срезаемых стружек находятся в прямой зависимости от радиальной силы. При одной зернистости круга чем больше радиаль­ная сила, тем на большую глубину внедряются зерна, сни­мая большее количество металла, давая худшую чистоту 222

поверхности при больших нагрузках, которые могут при­водить к разрушению зерен и самозатачиванию круга. 11ри уменьшении радиальной силы (например, при вы­хаживании) уменьшается внедрение зерен в металл, уменьшается шероховатость, прекращается разрушение зерен и начинается их затупление.

При постоянней радиальной силе и при работе кругами разной зернистости шероховатость обработанной поверх­ности зависит также от глубины внедрения зерен в ме­талл. Мелкозернистые круги будут обеспечивать меньшую шероховатость поверхности, так как количество зерен, контактирующих с деталью, у мелкозернистого круга больше, давление на зерно в связи с этим меньше (при постоянной радиальной силе) и внедрение зерен происхо­дит на меньшую глубину.

Интенсивность съема металла при работе кругами раз­ной зернистости зависит от величины интегральной пло­щади контакта между шлифовальными зернами и метал­лом. Внедрение крупных и мелких зерен в металл прек­ратится по достижении одинаковой площади контакта, при которой суммарная сила сопротивления металла вреза­нию зерен окажется равной действующей радиальной силе. При постоянной радиальной силе внедрение зерен мелкозернистого и крупнозернистого кругов произой­дет на разную глубину, у мелкозернистого круга контак­тирующих зерен больше и, следовательно, внедрение их в металл меньше.

Рассматривая склонность кругов разной зернистости к самозатачиванию, следует учитывать, что абразивное зерно начинает разрушаться под действием силы, возни­кшей в результате определенного внедрения зерна в ме­талл (определенной толщины среза). Для каждой зер­нистости имеются предельно допустимая толщина срезов и соответствующие ей силы, еще не вызывающие разру­шения зерен или их выкрашивание из связки. Поэтому, выбирая зернистость круга, следует учитывать требуе­мый характер затупления круга и требования к точности и шероховатости поверхности. При черновом шлифова­нии, когда необходимо осуществить самозатачивание круга, возможна работа с большими подачами, вызываю­щими разрушение зерен. Однако круги с полным самоза­тачиванием, т. е. без правок до полного износа, приме­няются только для грубого обдирочного шлифования. Обычно при интенсивном самозатачивании круга он

быстро изменяет свою форму, появляется непрямолиней — ность образующей круга, начинается дробление и поя­вляется граненость на деталях. Поэтому целесообразно вести работу кругами, у которых самозатачивание и затупление зерен происходит одновременно (т. е. зату­пившиеся зерна частично разрушаются и восстанавливают свою работоспособность).

Таким образом более крупные зерна позволяют рабо­тать с большими толщинами среза без самозатачивания, и мелкозернистые круги имеют большее количество ре­жущих зерен и более производительны. Однако при ра­боте без потери зерен мелкозернистые круги более склонны к засаливанию, чем крупнозернистые. Малое количество данных по влиянию зернистости круга на отдельные показатели обработки делает необходимым проведение экспериментальной работы по исследованию влияния зер­нистости круга на производительность шлифования, вы­раженную съемом металла, на шероховатость поверхности и износ кругов в условиях работы с постоянными радиаль­ными силами различных значений. Требует изучения вопрос изменения эффективности шлифования кругами разной зернистости при переходе на скоростные режимы и поведение кругов разной зернистости на скоростных режимах.

t При постоянных радиальных силах 6 и 8 кгс обраба­тывали закаленную и нормализованную сталь 50Г кру­гами из белого электрокорунда зернистости 50, 40, 25, твердости С1 на каремической связке. Мелкозернистые круги обеспечивают больший съем металла, чем крупно­зернистые (рис. 87), причем в случае работы при радиаль­ной силе 6 кгс увеличение съема при уменьшении размера зерна небольшое, примерно 10—15%. При радиальной силе 8 кгс съем металла более интенсивен при уменьше­нии размера зерна (на 40—50% при переходе от зерни­стости 50 к зернистости 25). Это объясняется переходом мелкозернистого круга при радиальной силе 8 кгс к бо­лее интенсивному самозатачиванию, чем при радиаль­ной силе 6 кгс. Влияние зернистости на съем металла одинаково как для обработки нормализованной, так и закаленной стали.

На рис. 88 приведены кривые изменения шероховатости поверхности Ra (среднее за 100 мин работы) при работе кругами разной зернистости на скоростных и обычных режимах. При работе с радиальной силой 6 кгс шерохо — 224

Вис. 88. Влияние зернистости круга на высоту микронеровности:

о — сталь 50Г нормализованная: б — сталь 50Г закаленная; / — ок =50 м/с;

2 — ок = 35 м/с

ватость поверхности равномерно уменьшается с перехо­дом на зерна меньшей фракции. Так, если при обработке нормализованной стали на скоростных режимах для зернис­тости 50 высота микронеровностей Ra составляет 0,8 мкм, то для зернистости 40—0,75 мкм и зернистости 25—0,7мкм.

При увеличении радиальной силы с 6 до 8 кгс шерохо­ватость поверхности резко возрастает, в среднем высота

микронеровностей увеличивает­ся на 40—60%, причем шеро­ховатость поверхности с умень­шением размера зерна в этом случае не уменьшается. Уве­личение радиальной силы с 0 до 8 кгс вызывает незначи­тельное увеличение высоты микронеровностей для крупно­зернистых кругов (например, для зернистости 50 на 10— 15%) и гораздо больше для мелкозернистых кругов (для зернистости 25 на 60—80%).

На рис. 89 приведены кри­вые изменения стойкости кру­гов разной зернистости и твер­дости при скоростном и обычном шлифовании закаленной стали 50Г (Ру =6 кгс). С уменьше­нием размера зерна стойкость кругов снижается для кругов всех твердостей.

Удельный расход электроэнергии (на съем 1 мм3 ме­талла) примерно одинаковый при работе кругами разной зернистости при разных радиальных силах. При работе на скоростных режимах удельный расход электроэнергия на 15—20% ниже, чем на обычных.

Полученные данные свидетельствуют о том, что зер­нистость круга оказывает влияние не только на шерохо­ватость поверхности, но и на производительность обра­ботки, стойкость кругов и другие показатели эффектив­ности процесса. В связи с этим при выборе зернистости круга следует учитывать, что с уменьшением размера зерна уменьшится шероховатость поверхности, может повыситься интенсивность съема металла, но снизится стойкость кругов.

Влияние структуры круга на эффективность шлифова­ния. Структура круга характеризует количественное со­отношение абразивных зерен, связки и пор в единице объема круга, иными словами, структура определяет его

Е

строение, причем чем больше номер структуры, тем меньше и круге зерен и больше связки при одном количестве пор, характерном для каждой твердости круга. С увели — V чснием номера структуры происходит замещение части

[

абразивных зерен связкой.

Если сравнивать содержание зерен и связки для кру­гов одной зернистости и двух номеров структур, то, на­пример, для кругов ЭБ50СМ2К структур 6 и 10 объем пор одинаков и составляет примерно 40,5%, а объем связки її зерна различен, причем, если для структуры 6 объем :іерна — 50%, а связки — 9,5%, то для структуры 10 —

, ‘ соответственно 42 и 17,5%. Следовательно, с увеличением номера структуры круга уменьшается количество режу­щих зерен вследствие увеличения связки при сохранении постоянным объема пор.

Пористость круга во многом определяет поведение круга в процессе шлифования. В порах размещается метал­лическая стружка, через них поступает воздух, охлаж­дающий наряду с жидкостью зону резания. В значитель­ной мере пористость определяет характер затупления круга — засаливание или самозатачивание его. Пористость кругов обычно не проверяется. Однако для более полной п всесторонней характеристики круга наряду с твер­достью целесообразно было бы определять и величину пористости. Нами было произведено определение пори­стости кругов зернистости (от 50 до 25 включительно) с помощью водомерного бака.

В бак прямоугольной формы заливают воду до верх­него уровня. После заполнения бака водой в него опу­скают на ребро круг. Вытесненную воду собирают в от­дельную посуду; круг несколько раз поворачивают. Через 1—Змин (в зависимости от зернистости) из него пере­стают выделяться пузырьки воздуха. Уровень воды в баке н это время соответственно понизится. Когда выделение пузырьков прекратится, вытесненную воду доливают н бак до первоначального уровня. После этого остаток вытесненной из бака воды измеряют по объему. Этот объем равен объему твердой массы круга Кт. м, т. е. объему зерна н связки (без пор). Объем пор будет Vn = У„р — V7. м.

Данные по измерению объема пор с помощью водо­мерного бака для кругов из белого электрокорунда раз­личных зернистости, твердости и структуры приведены в табл. 24. Данные в табл. 24 получены в результате измерения трех-четырех кругов каждой характеристики.

Таблица 24 Объем пор в кругах из ЭБ № структуры № зернистости Объем пор В % СМ1—СМ2 С1—С2 СТ1—СТ2 6 50 34,4 32,6 20,5 40 34,8 31,1 20,9 25 — 29,7 24,8 50 39,1 34,3 20,11 10 40 39,0 37,1 24,5 25 — 37,7 24,1

Объем пор не зависит от величины зерна, а зависит главным образом от твердости круга (табл. 24). Влия­ние структуры на объем пор очень незначительно. Абра­зивная промышленность изготовляет так называемые бес­структурные шлифовальные круги, рецептура которых соответствует 5—6-й структуре. Структуры кругов высо­ких номеров (10—12) почти не применяют в практике, и их режущие свойства исследованы мало.

В связи с этим была проведена серия опытов по сравне­нию результатов эффективности шлифования на скорост­ных и обычных режимах стали 50Г (нормализованной и закаленной) кругами ЭБ50СМ2 и ЭБ50СТ1 двух струк­тур 6 и 10. Шлифование проводили при радиальной силе 6 кгс.

Из табл. 25 следует, что с увеличением номера струк­туры режущие свойства круга снижаются на 20—30%. Характер изменения режущих свойств кругов с измене­нием номера структуры одинаков для скоростного и обыч­ного шлифования. Снижение режущих свойств кругов структуры 10 понятно, если учесть, что количество зерен уменьшается в результате увеличения связки с ростом номера структуры круга. При этом увеличивается пло — 228 щадь контакта связки с обрабатываемым металлом, что способствует появлению ожогов и уменьшает режущую способность кругов.

Таблица 25

Съем металла в мм3 за 100 мин работы в зависимости от структуры круга Скорость круга в м/с Сталь 50Г нормализованная Сталь 50Г закаленная Структура 6 Структура 10 Структура 6 Структура 10 СМ2 СТ1 СМ2 СТ1 СМ2 ; СТ1 СМ2 | СТ1 50 35 80 58 55 46 52 46 46 24 74 52 49 37 48 I 43 36 30

В табл. 26 указан объемный износ круга с изменением номера структуры. Износ кругов структуры 10 оказы­вается гораздо большим, чем для кругов структуры 6; для обычного шлифования эта разница составляет 10— 20%, для скоростного — 40%. В связи с этим коэффи­циент удельного съема металла — (табл. 27) для кругов структуры 10 составил порядка 20, в то время как для кругов 6-й структуры — 40—50, причем для кругов 6-й структуры при скоростном шлифовании коэффициент удельного съема металла на 15—20% больше, чем при обычном шлифовании. Для кругов 10-й структуры обыч­ное и скоростное шлифование дает одинаковые резуль­таты по удельному съему металла.

Таблица 26

Объемный износ круга в мм3 за 1 мин работы Сталь 50Г нормализованная Сталь 60Г закаленная Скорость круга в м/с Структура 10 Структура 6 Структура 10 Структура 6 СМ2 СТ1 СМ2 СИ СМ2 СТ1 СМ2 СТ1 50 56 42 23 23 52 40 22 22 35 31 23 23 22 24 22 22 20

В связи с большим объемным износом кругов струк­туры 10 и низким съемом металла стойкость этих кругов оказывается меньшей, чем кругов структуры 6.

В табл. 28 приведены данные об изменении средне­арифметической высоты микронеровностей при работе кругами разной структуры. Полученные данные свиде­тельствуют, что шероховатость поверхности несколько 826 — 229 увеличивается с переходом на работу кругами струк­туры 10, и позволяют сделать вывод о нецелесообраз­ности применения кругов структур высоких номеров для шлифования открытых поверхностей из конструкцион­ных сталей, так как такие круги менее эффективны в ра­боте как на скоростных, так и на обычных режимах шлифования по сравнению с кругами структуры низких номеров (или бесструктурных).

Таблица 27

Коэффициент удельного съема металла q при шлифовании в зависимости от структуры круга Твер­ дость Термическая обработка стали 50г Структура 10 Структура 6 екР — = 50 м/с ■ Ж м/с екр = — 50 м/с -We | СМ2 Закаленная 20 26 56 40 Нормализованная 20 26 57 45 СТ1 Закаленная 23 26 42 34 Нормализованная 24 20 48 43 Таблица 28 j

Шероховатость поверхности Ra (средняя за 100 мин) при шлифовании разными кругами Т вер — дость Термическая обработка стали 50Г Структура 10 Структура 6 °кр = 50 м/с V = 35 м/с с’ьр * = 50 м/с гкр * = Л5 м/с СМ2 Закаленная 1,3 0,63 0,83 0,61 Нормализованная 0,9 0,64 0,88 0,72 СТ 1 Закаленная 0,84 0,38 0,51 0,44 Нормализованная 0,68 0,56 0,61 0,42

Влияние радиальной силы на эффективность шлифо­вания. Ниже приводятся результаты опытов по влиянию радиальной силы на показатели эффективности шлифо­вания нормализованной и закаленной стали 50Г при ра­боте кругами разной твердости (СМ2, С1 и СТ1). Объем снимаемого металла (рис. 90, а) как при скоростном, так и при обычном шлифовании с увеличением радиаль­ной силы изменяется одинаково, причем для данных условий шлифования увеличение радиальной силы 230

в 2 раза вызывает несколько меньше увеличение съема. Съем металла при скоростном шлифовании с радиальной силой 6 кгс такой же, как и при обычном шлифовании с радиальной силой 12 кгс.

Через каждые 10 мин работы круга наряду со съемом металла измерялась и среднеарифметическая высота мик­ронеровностей. На рис. 90, б приведены кривые измене­

ние. 90. Зависимости съема металла (а) и шероховатости поверхности (б) от времени работы (Тмаш) кругом ЭБ50С1К при шлифовании нормализо­ванной стали 50Г:

/. 3 — ик = 50 м/с; 2, 4 — гк = 35 м/с; /, 2 — Ру = 12 кгс; 3, 4 — Ру —

= б КГС

пня шероховатости поверхности Ra в зависимости от ско­рости круга и радиальной силы. Шероховатость поверх­ности с увеличением съема металла увеличивается, по мере затупления круга также происходит некоторое по­вышение шероховатости.

Аналогичные результаты были получены во всех по­следующих опытах этой серии. На кривых, приведенных па рис. 90, а и б, каждая точка является среднеарифмети­ческой результирующей величиной того или иного пока­зателя за определенное время работы.

На рис. 91 приведены кривые изменения объемного минутного съема металла (среднего за 100 мин работы) при шлифовании стали 50Г с радиальной силой 4, 6, 8

и 12 кгс (ширина образца 36 мм). С увеличением радиаль­ной силы в 2 раза съем металла при работе кругами твер­дости С1 увеличивается несколько меньше, чем в 2 раза.

Как следует из табл. 30, с увеличением радиальной силы с 6 до 8 кгс съем металла при работе твердыми кру­гами СТ1 увеличивается незначительно, при работе кру-

0,мп*/(минкгс) Рис. 92. Зависимость коэф­фициента режущей способ­ности круга от радиальной СИЛЫ Ру

1,3 — сталь 50Г нормализован­ная, Рк = 50и35 м/с; 2, 4 — тмм, 1’к= 50 м/с. круг

ЗБ50С1К гами С1 — почти пропорционально увеличению ради­альной силы и наибольшее увеличение съема происходит при работе кругами твердостью СМ2. При одной харак­теристике круга и шлифуемой стали одной марки удель­ный съем металла может служить показателем расхода энергии на процесс, так как он характеризует количество сошлифованного металла при радиальной силе 1 кгс за 1 мин.

Как следует из рис. 92, при скоростном шлифовании Q (среднее значение за 100 мин работы) увеличивается 232

с уменьшением радиальной силы и оказывается почти в 2 раза больше, чем при обычном шлифовании, где он практически не изменяется с изменением Ру.

Таблица 29 Влияние Ру и твердости круга на минутный съем металла в мм3 (среднее за 100 мин шлифования) Ско­рость круга в м/с Сталь 50Г нормализованная Сталь 50Г закаленная Г =8 кгс У Ру=кгс Ру = 6 кгс Р = 6 КГС У СМ2 CI СТ1 СМ2 С1 СТ1 СМ2 С1 СТ1 СМ2 CI СТ1 50 35 1180 640 1040 650 820 800 460 560 800 500 620 450 1190 570 1050 560 650 440 710 520 900 480 510 380

Таблица 30 Минутный износ круга в мм3/мин в зависимости от твердости круга и Ри Ско­рость круга в м/с Сталь 50Г нормализованная Сталь 50г закаленная Ру — 8 кгс Ру=6 кгс Ру = 8 кгс Ру = 6 КГС СМ2 С1 СТ1 СМ2 С1 СТ1 CM2 С1 СТ1 СМ2 С1 СТ1 50 67 35 18 27 16 19 18 15 12 18 13 14 12 132 17 30 13 24 14 13 13 17 13 14 13

На рис. 93 приведен объемный минутный износ (сред­ний за 100 мин) круга ЭБ50С1К6 при изменении радиаль­ной силы. Износ круга возрастает с ростом Ру и для ско­ростного шлифования он больше, чем для обычного, в связи с большей интенсивностью съема металла (см. рис. 91).

Износ кругов разной твердости (табл. 31) находится в очень большой зависимости от радиальной силы. С уве­личением радиальной силы с 6 до 8 кгс твердые круги СТ1 имеют незначительное повышение износа, круги С1 — больше, а круги твердости СМ2 еще больше, причем по­следние на скоростных режимах работают почти с полным самозатачиванием (особенно при шлифовании закален­ной стали 50Г).

С ростом радиальной силы (рис. 94) повышается шеро­ховатость обработанной поверхности (Ra).

Эффективная мощность шлифования растет с увели­чением радиальной силы в такой же мере, в какой увели­чивается съем металла. При скоростном шлифовании эф­фективная мощность несколько больше, чем при обычном. Однако удельный расход электроэнергии (рис. 95) на ско­ростных режимах на 20—30% меньше, чем на обычных. С уменьшением радиальной силы удельный расход элек­троэнергии увеличивается, что связано, по-видимому,

Q, именин Kid)

Рис. 93. Влияние радиальной силы Ру шлифования на ми­нутный износ круга ЭБ50С1К: /, 2 — = 50 м/с. сталь 50Г нормализованная и закаленная: 3, 4 — vK — 35 м/с. сталь 50Г нормализованная и закаленная

/. 2 — : =50 м/с. сталь 50Г

закаленная и нормализованная: 3,
4 — гя = 35 м/с, сталь 50Г зака-
ленная и нормализованная

с большей удельной работой трения и смятия снимаемого металла при малой толщине среза, характерной для не­большой радиальной силы.

Удельный расход электроэнергии, полученный при работе кругами разной твердости, указан в табл. 31. По мере увеличения твердости круга расход электроэнергии резко возрастает, хотя съем металла при этом умень­шается (см. рис. 91 и табл. 31). Очевидно, значительная часть работы при шлифовании более твердыми кругами расходуется не на резание, а на трение связки о шли­фуемый металл, так как в твердых кругах связки больше, чем в мягких.

Полученные экспериментальные данные относятся к обработке стали лишь одной марки при радиальной силе от 4 до 12 кгс и ширине круга 3,6 см (длина детали 36 мм), т. е. радиальная сила изменялась от 1 до 3,3 кгс па 1 см ширины круга. Поэтому целесообразно прове­рить, во-первых, наблюдается ли такой характер изме­нения съема металла при изменении радиальной силы и

♦ 6 і Ру. КК

Рис. 95. Зависимость удель­ного расхода электроэнергии W от величины радиальной силы Рц для круга ЭБ50С1К:

1,3 — сталь 50Г нормализован-
ная, v = 50 и 35 м/с, 2, 4 —
сталь 50Г закаленная, г, =
= 35 м/с

при обработке других сталей, и, во-вторых, остается ли характер изменения съема металла таким же при боль­шой радиальной силе (до 20 кгс, т. е. 5,5 кгс на 1 см ши­рины круга).

На рис. 96 приведены данные о среднем минутном съеме металла при шлифовании стали 20ХНЗА с различ­ными радиальными силами до 20 кгс. Обработку произ­водили кругом ЭБ25С2К — Остальные условия проведения опытов сохранялись такими же, как и в предыдущей работе. При увеличении радиальной силы до 12 кгс уве­личение съема металла несколько отстает от роста Ру, т. е. зависимость съема от радиальной силы такая же, как в предыдущих опытах (рис. 96). Однако при радиаль­ной силе более 12 кгс съем металла увеличивается относи­

тельно больше, чем рост радиальной силы. При этом ха­рактер этой зависимости одинаков для скоростного и обычного шлифования.

Таблица 31 Влияние твердости круга на удельный расход электроэнергии в кВт-ч мм’1 при шлифовании Сталь 50Г нормализованная Скорость круга в м/с Ру = 8 кгс Ру — 6 КГС СТ1 С1 СМ2 СТ1 I CI | СМ2 50 35 0,054 0,062 0,042 0,050 0,042 0,050 0,042 0,062 0,038 0,050 0,028 0,040 Скорость круга в М/С Сталь 50г закаленная Я к кгс Я = в кгс СТ1 CI СМ2 СТ1 С1 СМ2 50 35 0,06 0,075 0,042 0,057 0,044 0,055 0,057 0,073 0,039 0,056 0,036 0,048

Следовательно, закономерность изменения объемного съема металла с ростом радиальной силы зависит от ее величины: в диапазоне Ри до 3,3 кгс на 1 см ширины круга объемный съем металла отстает от роста радиальной силы (показатель степени при Ру в логарифмической зависи­мости Q — f (Ру) меньше единицы), при радиальной силе свыше 3,3 кгс на 1 см ширины круга съем металла начи­нает опережать рост радиальной силы. Такую закономер­ность можно объяснить тем, что срезание тонких стружек при малой радиальной силе затруднено в связи с боль­шими отрицательными передними углами на участках зерен, близких к их вершине; с увеличением радиальной силы и толщины срезаемой стружки место контакта металла с зерном удаляется от скругленной вершины зерна, и отрицательный передний угол уменьшается.

Кроме опытов по определению влияния скорости круга и радиальной силы на эффективность шлифования, были проведены опыты по определению влияния диаметра и скорости детали на производительность шлифования. Полученные данные свидетельствуют, что при постоянной 236

радиальной силе за равное время снимается равный объем металла независимо от диаметра шлифуемой детали, ли­нейный же съем металла (на сторону) обратно пропорцио­нален диаметру детали; окружная скорость детали за­метного влияния на съем металла не оказывает.

Таким образом, при выборе скорости детали следует назначать ее наименьшей, так как при меньшей скорости получается меньшая огранка и меньшая шероховатость поверхности. Однако на низкой скорости детали могут возникнуть ожоги. С изменением диаметра детали линей­ный съем изменяется обратно пропорционально диаметру. Например, при увеличении диаметра в 2 раза минутная поперечная подача сократится (а машинное время соот­ветственно увеличится) также примерно в 2 раза при неиз­менных технологических условиях обработки (круг, ре­жимы, радиальная сила, марка стали).

Обобщенные рекомендации по выбору характеристики кругов для шлифования деталей из сталей. Эксперимен­тальные данные по влиянию различных элементов харак­теристики круга на показатели эффективности процессов скоростного и обычного шлифования образцов из разных сталей сведены в табл. 32. Табл. 32 составлена для кру­гов из электрокорунда 5—6-й структур на керамической связке при постоянной радиальной силе 6 кгс на 3,6 см ширины круга (—1,7 кгс на 1 см), поперечная подача из­меняется от 0,05 до 0,25 мм/мин и шероховатость поверх­ности —-от V 7 до V 9. При наличии условий, отличаю­щихся от указанных, необходимо вводить поправки, ис­пользуя приведенные выше данные.

По табл. 32 можно выбрать твердость и зернистость кругов для условий обычного и скоростного шлифования сталей 16 марок, условно разделенных на пять групп, имеющих разную шлифуемость. Внутри каждой группы находятся стали, близкие по шлифуемости. Эффективность шлифования той или иной стали кругами разной твер­дости и зернистости при разных скоростях круга оцени­вают по минутному съему металла, среднеквадратичной величине шероховатости поверхности и стойкости круга. Эти величины выражены в таблице в виде коэффициентов, пропорциональных абсолютным значениям, полученным в условиях настоящих опытов. Так как в иных условиях работы (жесткость и состояние станка, размеры круга и детали) эти абсолютные величины могут оказаться иными,

Марка стали	Характеристика шлифования	Обычное шлифован»
СМ2	С1
50	40	25	50	40	25
45; 20	Минутный съем ме­талла	2,41	2,47	2,52	2,37	2,41 | 2,47
Шероховатость по­верхности	2,63	2,13	1,87	2,63	2,25	1,6!)
Стойкость круга	3,33	2,67	2,33	3,7	2,96	2,6
50Г; 20Г; 20 X	Минутный съем ме­талла	2,34	2,39	2,44	2,57	2,6	2,63
Шероховатость по­верхности	2,56	2,13 2,0 1	3,88	2,0 1,56 1
Стойкость круга	2,6	2,07	1,82	3,7	2,96	2,6
20ХНЗА; 45Х; ЗОХНЗ; 12ХНЗА	Минутный съем ме — , 2,0 талла	2,03	2,09	2,21	2,24	2,3
Шероховатость по — і 2,81 верхности	2,25 1 1,81	2,0 1,56 1	{1,31
Стойкость круга	2,6	2,07 I 1,82 1	3,33	2,67	2,33
ЗЗХМЮА; 38ХС; 12ХН4А; ЗОХГТ	Минутный съем ме­талла	1,88	1,93	2,0 2,18	2,22	2,28
Шероховатость по­верхности	2,69	2,19	1,94	2,06	1,75	1,37
Стойкость круга	2,22	1,78	1,55	2,96	2,67	2,33
ЗЗХС; 18ХНВА; ЗОХГН	Минутный съем ме­талла	1,77	1,8	1,9	2,16	2,2	2,24
Шероховатость по­верхности	2,58	2,06	1,87	2,16	1,75	1,5
Стойкость круга	2,22	1,78	1,55	2,96	2,67	2,33

пых условий шлифования

СТ1	СМ2	Cl	СТ1
Г>0 1 40	25	50 |	40	25	50	40	25	50	40	25
2.12	2,17 2,2	1 1 4,13 4,35 1 4,6 і 3,8 | 4,0	4,2	2,7	2,8	3,0
1.79	1,56 1	1,25 |	2,88	2,25	1,75	з 1 л 1,87 1,44] 1,25	1,5	1,19	1,0
2,6	2,07	1,82	2,96	2,3	1.96	3,33 , 2,6	2,22	2,22	1,74	1,48
1,(5	1,63	1,67 ш 1	3,62 3,8 1	4,0 1 3,55 3,7 3,93 1	2,41 1 1	2,57 1 2,7
1,75	1,56	1,44	1,92	1,5 1,13 2,38	2,19 ‘	1,81	1,62	1,31 I	1,06
2,6	2,07	1,82	2,22	1,74 | 1,48	3,33	2,6	2,22	2,22	1,74	1,48
1,47	:i,5	1,55	3,45	3,62	3,82	3,45	3,62	3,93	1,91	2,02 2,12 1
, 1.69	1,37 1,19 і	2,5	2,0	1,56	2,94	2,38	1,87	2,25	1,69	1,37
2,22 1,78	1,55	2,22	1,75	1,48	2,96	2,3 | 1,96	1,85	1,44	1,22
1,38	1,43	1,47	2,93 |	3,09	3,26 3,36	3,55	3,73	1,47	1,53	1,64
2,0	1,62	1,37	2,19	1,69 1 1,44 і	2,5	3,0	!1,5	1,87	1,44	1,13
1,85 1	1,48	1,3	1,85	1,44	1,22	2,6	2,24	1,74	1,48	1,15	1,0
I 1,28	1,31	1,34	2,33	2,45	2,6	3,28	3,45	3,66	1,0	1,05	1,12
2,02	1,69 1	1,5	1,87	1,37	1,06	2,0	1,5	1,19	1,5	1,37	1,25
1,85	I 1,48	1,3	1,85	1,44	1,22	2,06	2,04	1,74	1,48	1,15	1,0

| 35 м/с

Скоростное шлифование = 50 м/с

целесообразно ограничиваться коэффициентами, отра­жающими относительные закономерности по влиянию характеристик кругов на эффективность шлифования. По приведенным в табл. 32 коэффициентам можно про­следить, как изменяются съем металла, шероховатость поверхности и стойкость кругов при изменении характе­ристики круга, режима шлифования и марки обрабаты­ваемой стали.

Таким образом, по табл. 32 можно выбрать характе­ристику круга для тех или иных условий шлифования, и если первый выбор не удовлетворит требованиям к дан­ной операции, то характеристику круга корректируют вторично. Так, если обработка детали из стали 45 осу­ществляется кругом ЭБ40СТ1К при скорости 35 м/с и необходимо значительно повысить производительность обработки, не ухудшая чистоты и не снижая стойкости круга, то вначале по первой строчке таблицы находят для указанных условий соответствующие коэффициенты (средний минутный съем 2,17, высота микронеровностей 1,56, стойкость круга 2,07) и после этого подбирают новые условия обработки, удовлетворяющие требованию повы­шения производительности. Такими условиями для об­работки стали 45 будут: скорость шлифования 50 м/с при работе кругом ЭБ40С1К (минутный съем 4,0, высота микронеровностей 1,44, стойкость кругов 2,6 при той же точности обработки).

В практике чаще приходится решать именно такие задачи, например, при недостаточной стойкости круга надо ее повысить, в другом случае необходимо увеличить производительность, не ухудшая чистоты обработки.

Производительность, шероховатость обработанной по­верхности и стойкость кругов изменяются в очень широ­ких пределах в зависимости от технологических условий шлифования (табл. 32). Производительность изменяется почти в 5 раз, стойкость круга в 4 раза и значительно улучшается шероховатость поверхности в зависимости от шлифуемой стали, характеристики круга и режима шлифования.

Основные показатели эффективности процесса шлифо­вания разных по обрабатываемости сталей находятся в определенной зависимости от характеристики круга и режима шлифования. Так, на съем металла большое влия­ние оказывает твердость круга, скорость и радиальная’ сила, с уменьшением твердости круга, увеличением ско — 240

рости шлифования и радиальной силы съем металла воз­растает; меньшее влияние на съем оказывает зернистость и структура круга. Шероховатость поверхности находится в сложной зависимости от характеристики круга и режима обработки; шероховатость поверхности зависит главным образом от интенсивности съема металла. Стойкость круга, оцениваемая по допустимой величине вибраций, снижается с уменьшением размера зерна, увеличением номера струк­туры и уменьшением интенсивности съема металла и за­висит от характера затупления круга (износ зерен или самозатачивание).

Химический состав стали, характеристика круга и режим шлифования оказывают значительное влияние не только на технические, но и на экономические показатели процесса (эффективная мощность, удельный расход элек­троэнергии и абразивного инструмента), которые также следует учитывать при выборе характеристики круга и режима шлифования. Характеристику круга для тех или иных условий шлифования целесообразно выбирать с учетом комплексной оценки основных показателей эффективности процесса. Табличные материалы, построен­ные на этой основе, дают возможность судить о том, как изменяются различные показатели эффективности обра­ботки при изменении характеристики круга и режима шлифования.

Экспериментальные результаты, обобщенные в табл. 32, дают возможность выбирать и корректировать характе­ристику круга при круглом чистовом шлифовании для трех твердостей и зернистостей кругов с учетом важней­ших показателей эффективности обработки —интенсив­ности съема металла, шероховатости поверхности и стой­кости кругов.