CC BY
9
УДК 621.923
Д. А. КУРУШИН
ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТЕЙ, ШЛИФОВАННЫХ СБОРНЫМИ КОМПОЗИЦИОННЫМИ ШЛИФОВАЛЬНЫМИ КРУГАМИ
Рассмотрены результаты экспериментальных исследований, позволяющие оценить эффективность применения сборных композиционных шлифовальных кругов и дать рекомендации по их применению на операциях плоского шлифования.
Ключевые слова: сборные композиционные шлифовальные круги, шероховатость поверхностей.
Для выявления технологической эффективности плоского шлифования сборными композиционными кругами на станке модели ЗЕ711ВФ2 обрабатывали образцы из сталей ЗОХГСА и 12Х18Н9Т, широко применяемых в промышленности в качестве конструкционных материалов для изготовления деталей различного назначения, а также из быстрорежущей стали Р6М5. Эти материалы представляют три группы шлифуе-мости заготовок.
Сборный композиционный шлифовальный круг (СКШК) был оснащён шестью абразивными сегментами и таким же количеством смазочных элементов (рис. 1).
Рис. 1. СКШК: 1 - фланец; 2 - корпус;
3 - пружина; 4 - смазочный элемент;
5 - абразивный сегмент; 6 - болт; 7 - шайба
Использовали абразивные сегменты характеристики 24А40НСМ16Б1 и для изготовления сплошного круга такой же характеристики. Состав твёрдого смазочного материала (ТСМ) (графит - 60 %, остальное технический воск) выбрали по результатам исследований, проведённых на кафедре «Технология машиностроения» УлГТУ [ 1 ].
Д. А. Курушин, 2006
Окружная скорость круга составляла 35 м/с. Скоростью продольного перемещения стола Уст варьировали в пределах от 8 до 15 м/мин. Врезную подачу шлифовального круга 8В приняли равной 0,005 мм/дв. ход.
Установлено, что среднее арифметическое отклонение профиля Яа поверхности, шлифованной СКШК, в 1,1 — 1,5 раза меньше, чем при шлифовании стандартным шлифовальным кругом (СК). Это объясняется наличием слоя ТСМ на заготовке и абразивных зёрнах, что приводит к уменьшению трения в контакте шлифовального круга и образца, предотвращается засаливание рабочей поверхности круга и снижаются сила и мощность шлифования.
Следует отметить, что шероховатость поверхностей, шлифованных СКШК, растёт с течением времени менее интенсивно, чем при обработке СК (рис. 2 - 5), что также связано с наличием ТСМ в зоне контакта круга и образца при шлифовании композиционными кругами.
Параметр Яа при обработке образцов из стали Р6М5 с Уст = 8 м/мин (кривая 2 на рис. 2) меньше, чем при обработке образцов из сталей ЗОХГСА и 12Х18Н9Т (кривые 2 на рис. 3) в 2 и 1,8 раза соответственно. Это связано с меньшей глубиной внедрения абразивного зерна в материал ввиду большей твёрдости образцов из стали Р6М5. Шероховатость поверхности образцов из сталей ЗОХГСА и 12Х18Н9Т отличается незначительно, так как они обладают близкими физико-механическими свойствами.
При увеличении Уст до 15 м/мин характер изменения кривых остается таким же, как при обработке с Уст = 8 м/мин (кривые 2 на рис. 4 и 5). При этом параметр 11а увеличивается на 25, 50 и 40 (%) для образцов из сталей ЗОХГСА, Р6М5 и 12Х18Н9Т соответственно. Это связано с уменьшением числа абразивных зёрен, проходящих за единицу времени по элементарной площадке поверхности образца.
i
1,2
мк
0,9
Ra
0,6
V >
0
60
120
n
дв.ход
Рис. 2. Зависимость параметра шероховатости Ra от числа двойных ходов iv.xo;t.: врезная подача шлифовального круга SB = 0,005 мм/дв.ход, скорость продольного перемещения стола VCT = 8 м/мин, окружная скорость круга VK = 35 м/с; материал образца - сталь ЗОХГСА; 1,2- шлифование соответственно
CK и СКШК
1,8
мкм
1,0
la
0,2
1\)
2^,
2,2 А мк
1,3
Ra
0,4
/1 s
J
0
60
120
0
60
120
п
дв.ход
П
дв.ход
а б
Рис. 3. Зависимость параметра шероховатости Яа от числа двойных ходов пда ход: а, б - материал образца - сталь Р6М5 и 12X18Н9Т соответственно.
Остальные условия см. в подписи к рис. 2
Анализ графиков на рис. 2-5 показывает, что СКШК при обработке с Уст = 15 м/мин обеспечивают примерно такую же шероховатость поверхности, как и СК при Уст = 8 м/мин. Это даёт основания рекомендовать увеличение скорости продольного перемещения стола на операциях плоского шлифования СКШК до 2 раз по сравнению с шлифованием СК, что повысит производительность операций плоского шлифования.
i
1,4
мкм
1,0
Ra
0,6
У
«CJ
0
60
120
п
дв.ход
Рис. 4. Зависимость параметра шероховатости 11а от числа двойных ходов пда.ход: Уст = 15 м/мин, материал образца сталь ЗОХГСА. Остальные условия см. в подписи к рис. 2
1,4 А мкм
0,9
Ra
0,4
7 г
2
2,2 А мкм
1,5
Ra
0
60
120
0,8
XÄ /
2 .
0
60
120
п
дв.ход
П
дв.ход
а б
Рис. 5. Зависимость параметра шероховатости Ra от числа двойных ходов n№XOfl: У„ = 15 м/мин, а, б -материал образца сталь Р6М5 и 12Х18Н9Т соответственно. Остальные условия см. в подписи к рис. 2
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Худобин, Л. В. Шлифование композиционными кругами / Л. В. Худобин, Н. И. Веткасов. -Ульяновск: УлГТУ, 2004 - 256 с.
Курушин Дмитрий Александрович работает над совершенствованием конструкций абразивного инструмента и технологий его применения.
