ИССЛЕДОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ИНТЕНСИВНОСТИ СЪЁМА МЕТАЛЛА ОТРЕЗНЫМИ КРУГАМИ, СОДЕРЖАЩИМИ В СВОЕЙ СТРУКТУРЕ КЛАССИФИЦИРОВАННЫЕ ПО ФОРМЕ ШЛИФОВАЛЬНЫЕ ЗЕРНА Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

МАТЕРИАЛЫ КОНФЕРЕНЦИИ

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

УДК 621.922.025

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ИНТЕНСИВНОСТИ СЪЕМА МЕТАЛЛА ОТРЕЗНЫМИ КРУГАМИ, СОДЕРЖАЩИМИ В СВОЕЙ СТРУКТУРЕ КЛАССИФИЦИРОВАННЫЕ ПО ФОРМЕ ШЛИФОВАЛЬНЫЕ ЗЕРНА

А.Н. КОРОТКОВ, профессор, доктор, техн. наук, Г.М. ДУБОВ, доцент, канд. техн. наук, КузГТУ, г Кемерово

650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28, Кузбасский государственный технический университет, e-mail: msikuzstu@mail.ru

Рассматриваются вопросы совершенствования отрезных кругов на бакелитовой связке. Upgrading of cutting resinoid wheels are viewed.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ОТРЕЗНЫЕ КРУГИ, ФОРМА ЗЕРНА, ИНТЕНСИВНОСТИ СЪЕМА МЕТАЛЛА.

На сегодняшний день отрезные круги на бакелитовой связке находят все более широкое применение во многих отраслях реального производства. В связи с этим возникает необходимость в дальнейшем совершенствовании конструкции данного типа инструмента с целью повышения его работоспособности, основным критерием которой является интенсивность съема металла в единицу времени.

Одним из путей повышения работоспособности отрезных кругов [1] является предварительная классификация шлифовальных зерен, используемых при изготовлении инструмента, по признаку формы. Для проверки этой гипотезы в лаборатории «Резание металлов» КузГТУ был произведен рассев исходной массы шлифовальных зерен нормального электокорунда 13А63 по признаку формы [2]. На основе отсортированных и идентифицированных по форме шлифовальных зерен изготовлена партия экспериментальных отрезных кругов 230х3х22 13А63Н [Кф] СТ3 БУ, содержащих в своей структуре зерна следующих разновидностей форм: изометрической - со средним значением коэффициента формы Кф ~ 1,2; промежуточной - со средним значением Кф ~ 1,6; игольчатой (пластинчатой) - со средним значени-

ем Кф ~ 2,2. Для обеспечения сопоставимости проводимых испытаний на том же оборудовании и в тех же условиях была изготовлена также контрольная партия отрезных кругов из зерен, не подвергавшихся предварительному рассеву, по форме со средним значением коэффициента формы Кф ~ 1,75.

Анализ полученных данных свидетельствует о том, что при обработке всех видов сталей форма зерна оказывает ощутимое влияние на интенсивность съема металла (0м). На рис.1 приведены в

От, г/мин

50 - —------

зо ------11 —Х- 2

20 10

о ________

1,2 1,6 ^75 2,2 КФ

(стандартный круг)

Рис. 1. Зависимость интенсивности съема металла ^м) от коэффициента формы (Кф) шлифовальных зерен в отрезных кругах для разных сталей: 1 - (Сталь 10); 2 - (ШХ 15); 3 - (12Х18Н10Т)

- 1

Г" 2

__ —^

1,2 1,6 1i75 2,2 (стандартный круг)

№ 1 (46) 2010 27

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

качестве примера, зависимости интенсивности съема металла ^м) от коэффициента формы (Кф) шлифовального зерна при обработке различных марок сталей: Qм = /Кф). Обработка производилась при скорости резания ¥р = 80 м/с.

Как видно из представленных зависимостей, при переходе от работы кругами с изометрической формой зерен (Кф ~ 1,2) к кругам с игольчатой (Кф ~ 2,2) разновидностью формы зерен интенсивность съема металла ^м) возрастает в среднем на 18 % при обработке всех видов сталей, причем при увеличении твердости обрабатываемой заготовки интенсивность съема металла пропорционально снижается в среднем в 1,3 раза.

Для выявления влияния скорости резания ( Ур) на интенсивность съема металла ^м) экспериментальными отрезными кругами выполнялась обработка заготовок из стали 10, при скоростях резания: 60, 65, 70, 75 м/с. Полученные зависимости Qм = /(Кф ,Ур) представлены на рис. 2.

Рис. 2. Влияние скорости резания (¥р) при обработке стали 10 на интенсивность съема металла для отрезных кругов с разной формой зерен: 1 - (Кф « 1,2); 2 - (Кф « 1,6); 3 - (Кф « 1,75); 4 - (Кф « 2,2)

Зависимость Qм = / (Кф, К) достаточно адекватно описывается выражением вида

0М = 1,3211 + 5,72- Ю-1 К. -1,6674 ■ 10—,

К.

Ф

Анализ полученных данных свидетельствует о том, что при повышении скорости резания (Ур) с 60 до 80 м/с интенсивность съема металла ^м) возрастает в среднем в 1,5 раза в зависимости от вида опытного образца отрезного круга. Тенденция снижения интенсивности съема металла ^м) при переходе от работы кругами с игольчатой формой зерна (Кф ~ 2,2) к кругам с изометрической формой зерна (Кф ~ 1,2) про-

ф8

МАТЕРИАЛЫ КОНФЕРЕНЦИИ

слеживается в большей или меньшей степени на всех скоростях резания (Кр).

Рост интенсивности съема металла ^м) при переходе от работы кругами с изометрической формой зерна (Кф ~ 1,2) к кругам с игольчатой разновидностью зерна (Кф ~ 2,2) очевидно объясняется следующим образом. Игольчатое зерно, имея более острые углы, в процессе микрорезания глубже внедряется в обрабатываемый материал, при этом срезая большую толщину стружки аг, в отличие от зерна изометрической формы, имеющего больший передний угол у (для изометрического зерна 13 А он находится в пределах 69...72° и угол резания для зерна этой формы 5 = п/2 + у = 159.162°) и меньший задний угол, которые повышают уровень пластических деформаций и трение круга о деталь. То есть при работе отрезными кругами, имеющими в своей структуре зерна изометрической формы (Кф ~ 1,2), прослеживается рост пластических деформаций и трения круга о деталь. Также в результате проведенных исследований было выявлено, что круги с изометрической формой зерна работают в режиме частичного самозатачивания, циклически переходящего в режим затупления, что, в свою очередь, приводит к снижению суммарной интенсивности съема металла (Qм) в единицу времени (т) по отношению к кругам, содержащим в своей структуре шлифовальные зерна игольчатой (пластинчатой) разновидности.

Таким образом, проведенные исследования показали, что использование зерен с контролируемой формой в отрезных кругах является достаточно эффективным средством повышения показателя интенсивности съема металла в единицу времени и, как следствие, повышения эффективности отрезного шлифования в целом. Основанием для выбора той или иной формы зерен в круге может послужить наиболее актуальный для данного случая обработки критерий ее эффективности.

Список литературы

1. Короткое А.Н., Дубов Г.М. Повышение работоспособности отрезных шлифовальных кругов: монография. - Кемерово: Изд-во КузГТУ, 2005. - 155 с.

2. Короткое А.Н. Оценка формы шлифовальных зерен / А.Н. Коротков, Г.М. Дубов, Д.Б. Шатько // Обработка металлов. - № 2. - 2004. - С. 25-27.

№ 1 (46)2010