ПРИ АЛМАЗНО-ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОМ ШЛИФОВАНИИ

Работоспособность кругов при АЭЭШ

Поиск рациональных условий работы кругов и их оптимальных характе­ристик является одной из важнейших задач. АЭЭШ представляет собой слож­ный объект исследования, параметры которого зависят от множества факторов. Однофакторный эксперимент не позволяет эффективно определить оптималь­ную область параметров, значимость отдельных факторов и их взаимовлияние. В связи с этим для оценки работоспособности кругов можно применить мето­дику планирования экспериментов. Задача исследования оптимальных условий

АЭЭШ — выявление зависимости между показателями процесса: производи-

2

тельностью Q (мм /мин), удельным расходом алмазов q (мг/г), удельной себе-

2

стоимостью обработки С (руб/см ) и другими. В работе [12] изучалось влияние основных факторов АЭЭШ: усилия продольной подачи Р (Н), скорости шли­фования V (м/сек), глубины резания t (мм), зернистости z (мкм), энергии им­пульсов WИ (Дж). Производились также сравнительные исследования абра­зивного и алмазного шлифования штамповых сталей и сплавов. При этом рас­сматривались следующие способы шлифования:

— алмазное шлифование с правкой круга абразивным бруском;

— алмазное шлифование с электроэрозионной правкой круга;

— АЭЭШ с первоначальной правкой электроэрозионным способом непо­средственно на станке и поддержанием полученного режущего релье­фа в процессе обработки.

Для сравнения эффективности того или иного способа шлифования и ре­жущей способности кругов необходимо определить критерии, позволяющие наиболее полно оценить изучаемые параметры. Для этих целей выбраны произ­водительность процесса обработки Q, износ инструмента q, режущая способ­ность круга K.

Сравниваемые способы шлифования отличаются не только подготовкой режущего рельефа кругов к работе, но и механизмом съема материала; состоя­ние режущей поверхности при одинаковой характеристике кругов определяет их важнейший показатель — режущую способность. Она зависит от ряда факто­ров (режима обработки и правки, характеристики круга, свойств обрабатывае­мого материала, состава, структуры и свойств алмазоносного слоя) и изменяет­ся за период стойкости. Работоспособность алмазного инструмента характери­зуется интенсивностью съема металла, силами резания, стойкостью и износом круга, достижимой точностью и шероховатостью поверхности. Но так как по­следние функционально связаны с усилием прижима круга к обрабатываемой поверхности, режущую способность круга можно характеризовать съемом ме-

з

талла в единицу времени QM (мм /мин) и силой резания Р (Н), возникающей при шлифовании. Это соотношение является количественной характеристикой режущей способности круга [12]:

K=Qm / Р.

Физический смысл этого показателя заключается в том, что режущая спо­собность круга характеризует удельный объем металла, снимаемого в единицу времени и отнесенной к 1 Н силы.

Для реализации упругой схемы шлифования создано специальное при­способление, схема и принцип работы которого соответствуют условиям ре­ального плоского шлифования (взаимное расположение образца и круга, нали­чие продольного перемещения образца, необходимая жесткость в направлении силы резания. Приспособление устанавливается на магнитной плите плоско­шлифовального станка и состоит из основания, выполненного в виде плиты, подвижного стола, направляющих планок, одна из которых для выбора зазора регулируется клином. На столе в тисках крепится шлифуемый образец.

Поверхности плит и направляющих, по которым перемещаются шарики, цементированы и закалены. Стол вместе с закрепленным на нем образцом под действием груза, подвешенного на тросе, перемещается, осуществляя продоль­ную подачу. Скорость этой подачи определяет производительность обработки и зависит от режущей способности круга. Съем материала и износ круга после шлифования определялись по микронному индикатору.

При работе, когда преобладает притупление инструмента, режущая спо­собность круга изменяется за период его стойкости вследствие изменения фор­мы и состояния режущих зерен, поэтому способность их внедряться в обраба­тываемую поверхность уменьшается, и эффективность шлифования снижается [12]. Изменение режущей способности круга К можно выразить соотношением:

К = К0е-1’,

где К0 — режущая способность круга после правки;

X — константа. Величина X зависит от режимов шлифования и правки кру­га, от размеров и характеристики круга, от условий обработки. Чем меньше значение X, тем медленнее изменяется во времени режущая способность круга, характеризующая надежность реализации процесса шлифования во времени.

Для определения изменения режущей способности кругов при сравни­ваемых способах шлифования [12] проведены предварительные эксперименты, позволяющие определить изменение режущей способности во времени. По данным исследователей и из производственного опыта были выбраны режимы шлифования, наиболее близкие к предполагаемым оптимальным для исследуе­мых способов обработки: Vkp =20-45 м/сек; z = 100/80…200/160 мкм; t = 0,01­0,05 мм; Р = 60-120 Н; WH = 0,05-1 Дж. Полученные результаты представлены на рис. 1.8.

По виду кривых производительности, а значит и режущей способности кругов, можно отметить, что для кругов, подвергаемых правке электроэрозион­ным способом (кривая 2), характерно быстрое снижение режущей способности в период приработки, но установившаяся производительность, характеризую­щая режущую способность круга, выше. При АЭЭШ (кривая 3) производитель­ность процесса еще выше.

Полученная информация позволила определить период стойкости, т. е. время устойчивой работы круга без правки. По нему выбрана продолжитель­ность последующих экспериментов для сравниваемых способов шлифования, в течение которого с достаточной точностью можно определить режущую спо­собность кругов. Согласно полученным графикам замеры показателей процесса 1 необходимо вести после 10 мин приработки круга, для процесса 2 после 5 мин приработки и для АЭЭШ после 3 минут.

Продолжительность экспериментов для всех трех случаев выбрана оди­наковой (Т = 15 мин), достаточной для точного определения параметров про­цесса.

Рис 1.8. Изменение работоспособности кругов во времени