CC BY
13
УДК 621.923.4 С.М. МИХАЙЛИН
РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЕРЫВИСТЫХ И КОМПОЗИЦИОННЫХ ШЛИФОВАЛЬНЫХ КРУГОВ
Одним из эффективных путей снижения тегогонапряженности и повышения производительности шлифовальных операций является применение прерывистых (ПШК) и композиционных (КШК) шлифовальных кругов с различными конструктивными элементами (пазами, прорезями, каналами и т.п.) (рис. 1). КШК представляет собой прерывистый круг, конструктивные элементы которого заполнены твердым смазочным материалом (ТСМ). ШИК и КШК можно применять как при шлифовании «всухую», так и с подачей сма-зочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) одним из известных способов. При шлифовании КШК с применением СОЖ повышается экологическая безопасность операций шлифования за счет размещения химически активных присадок и поверхностно-активных веществ (ПАВ) в ТСМ. СОЖ в этом случае должно проявлять лишь хорошие охлаждающее, моющее и антикоррозионные действия.
Г ■
'И н л .
V Вк
IX
¿о
о.
\ т к я
о*
б) в)
Рис. 1. Фрагменты прерывистых кругов: а - с радиальными пазами; б - с радиальными прорезями; в - с осевыми каналами
Несмотря на очевидные преимущества, ГППК и КШК находят пока ограниченное применение из-за Отсутствия эффективных технологий их изготовления. На ОАО «Димитровградхиммаш» организовано новое производство по изготовлению шлифовальных кругов на керамической и бакелитовой связках. Впервые освоено производство ПШК и КШК на керамической и бакелитовой связках с радиальными пазами.
Технологический процесс изготовления ПШК и КШК на керамической и бакелитовой связках, за исключением заполнения радиальных пазов КШК ТСМ, мало отличается от типовой технологии изготовления стандартных шлифовальных кругов методом формования. Учитывая усложненную форму ПШК и КШК в связи с наличием в них пазов или прорезей,очень важно обеспечить при конструировании кругов во всех сечениях и толщину их стенок и перемычек. Следует избегать острых внутренних углов, являющихся концентраторами напряжений. Стенки радиальных пазов и прорезей, расположенных в направлении прессования, целесообразно выполнять с уклоном для извлечения кругов из пресс-формы. Направление прессования следует выбирать со стороны наибольшей плоскости (поверхности) круга в сторону наименьшей его толщины.
Для изготовления ГППК и КШК с радиальными пазами применяют специальные пресс-формы, конструкция которых отличается от пресс-форм для изготовления стандартных кругов конфигурацией формовочных элементов (рис. 2). На верхней 4 и на нижней 13 формовочных плитах такой пресс-формы установлены вкладыши 3 для образования радиальных пазов. Вкладыши, расположенные на верхней формовочной плите 4, смещены относительно вкладышей нижней формовочной плиты 13. Для облегчения съема сформованного круга с верхней и нижней формовочных плит предусмотрены два промежуточных кольца 5 и 12. Детали пресс-формы изготавливают из инструментальной стали и затем закаливают. Поверхности деталей, подвергающиеся интенсивному износу, шлифуют и при необходимости хромируют.
Рис. 2. Пресс-форма для изго 4 5 6 7 8
дыш; 4 - верхняя формовочная плита; 5 - промежуточное кольцо; 6 - ручка; 7 - пуансон; 8, 9, 10 - штифты; 11 - знак; 12 -
товлеяия КШК 1- 250x25x76 с радиальными пазами: 1 - нижняя плита; 2 - обойма; 3 - вкла-
промежуточное кольцо; 13 нижняя формовочная плита
Первой операцией ТП изготовления ПШК и КШК (в дальнейшем для краткости будем указывать лишь ПШК) является приготовление формовоч- : ной массы, рецептуру которой подбирают в соответствии с известными рекомендациями, разработанными для стандартных кругов. Дозирование формовочной массы производят весовым методом с последующей укладкой вручную в пресс-форму. Формовочную массу уплотняют на гидравлических прессах. Для обеспечения одинаковой твердости по объему круга прессование ведут на небольших скоростях, не превышающих (0,3 - 0,5) м/с. На заключительной стадии прессования, независимо от размеров, заготовку круга выдерживают под давлением в течение (5-10) с. Давление прессования зависит от зернистости и твердости круга и на (20 - 30) % превышает давление, рекомендуемое для стандартных кругов такого же типоразмера и характеристики. После прессования формовочной массы заготовки кругов извлекают из пресс-формы путем воздействия выталкивателя пресса на промежуточное кольцо 12 (рис. 2). Промежуточное кольцо 5 предназначено для облегчения снятия заготовки круга с верхней формовочной плиты 4. Извлеченные из пресс-формы круги осторожно укладывают на специальные поддоны и подвергают естественной сушке в течение (18 -24) часов (в зависимости от размеров круга), а затем принудительной сушке в сушильной камере, пока не будет удалена содержащаяся в них влага. После сушки контролируют качество кругов визуальным осмотром. При обнаружении сколов, трещин и раковин ПШК отбраковывают. Обжиг ПШК производят по той же технологии, что и обжиг стандартных кругов. Для обеспечения равномерного прогрева ПШК их устанавливают с пересыпкой огнеупором и на прокладках, в качестве которых используют ранее обоженные круги. Для уменьшения вероятности появления трещин на поверхностях радиальных пазов ПШК скорость их нагрева и охлаждения снижают на (10 - 20)% по сравнению со скоростью нагрева и охлаждения стандартных кругов. После обжига контролируют качество ПШК. Затем ПШК подвергают механической обработке. Все ПШК в обязательном порядке проверяют на прочность в соответствии с ГОСТом 12.03.28-92 «Процессы обработки абразивным и эльборовым инструментом. Требования безопасности» на испытательном стенде «СИП-800» в течение (3 - 5) минут с окружной скоростью, в 1,5 раза превышающей рабочую. Твердость ПШК контролируют с помощью акустического прибора «Эвук-203М».
Измерение геометрических параметров ПШК 1-250x25x76 с (4 - 12) радиальными пазами на каждом торце круга показали, что колебания геометрических размеров соответствовали допускаемым отклонениям по классам А
и Б ГОСТа 2424-83; по дисбалансу круги соответствовали 3 классу неуравновешенности (по ГОСТу 3060-75).
Исследования конструктивной прочности ПШК 1 - 250x25x76 24А 1640 НСМ1-С1 8К5 и 25А 25-40 НСМ1 8Б1 путем их вращения на испытательном стенде с предельной окружной скоростью, соответствующей разрушению кругов, показали, что испытанные шлифовальные круги имеют достаточный запас конструктивной прочности: разрывная окружная скорость для ПШК на керамической связке колебалась от 78,5 до 82 м/с, для кругов на бакелитовой связке - от 65,4 до 70,5 м/с.
Дополнительной операцией, необходимой для изготовления КШК, является заполнение радиальных пазов ТСМ. Технология заполнения пазов ТСМ определяется его составом. Если в качестве связующего применяют плавящийся материал (парафин, воск и т.д.), то выполняют следующие операции: дозирование компонентов ТСМ, плавление связующего, смешивание компонентов и заполнение ТСМ пазов вначале с одного торца круга, затем, после застывания ТСМ, - с его второго торца. При применении в качестве связующего ТСМ полимеризующихся материалов (например, жидкого бакелита) технология заполнения пазов включает следующие операции: дозирование и смешивание компонентов ТСМ, заполнение ТСМ пазов круга, баке-лизация ТСМ вместе с кругом в сушильной камере.
Таким образом, реализованная технология ПШК и КШК на керамической и бакелитовой связках и опыт их изготовления в условиях ОАО «Ди-митровргадхиммаш» и абразивного участка ОАО «Ульяновский автомобильный завод» подтверждают возможность организации их серийного производства наиболее прогрессивным и производительным способом-прессованием.
Михайлин Сергей Михайлович, генеральный директор ОАО «Димит-ровградхиммаш», окончил Ульяновский политехнический институт. Работает в области создания и внедрения в производство новых видов абразивного инструмента.
