CC BY
14
неэффективного охлаждения режущей кромки на пластине появились полосы от воздействия шлама, чередующиеся со следами резания. В результате этого параметр шероховатости Яа увеличился до 0,68 мкм.
При разрезании монокристалла с подачей аэрозоля и дополнительной очисткой корпуса отрезного круга поверхность пластин стала равномерной, а шероховатость уменьшилась до Яа = 0,35 мкм.
Как следует из рис. 4, применение в качестве СОТС аэрозоля позволяет получить заготовки, соответствующие по параметру Яа пластинам, отрезан-
Рис. 4. Зависимость шероховатости поверхности отрезанных пластин от применяемого СОТС и способа его подачи: 1 - подача СОЖ поливом до и после зоны резания (базовый вариант); 2, 3 - подача сжатого воздуха на режущую кромку соответственно вне и перед зоной резания; 4, 5 - подача аэрозоля на режущую кромку соответственно вне и перед зоной резания; 6 - подача аэрозоля перед зоной резания и очистка круга губками после зоны резания
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Запорожский В. П., Лапшинов Б. А. Обработка полупроводниковых материалов. М.: Высшая школа, 1988. 184 с.
2. Клушин М. И., Тихонов В. М., Троицкая Д. Н. Охлаждение и смазка распыленными жидкостями при резании металлов. Горький: Волго-Вятскос книжное издательство, 1966.124 с. ^ Л
3. ГОСТ 26004-83. Круги алмазные отрезные с внутренней режущей кромкой. Технические условия:. М.: Министерство стаикостроит. и инструм. пром-ти, 1984. 10 с.
Крупенников Олег Геннадьевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология машиностроения» УлГТУ> окончил Ульяновский поли технический институт. Работает над совершенствованием технологии мс ханической обработки заготовок из полупроводниковых и диэлектрических материалов.
ным по базовому варианту.
Способы подаии и вид СОТ
Дормушев Антон Емилевич, аспирант той же кафедры, окончил УлГТУ. Занимается вопросами повышения эффективности операции разрезания заготовок из неметаллических материалов на пластины.
УДК 621.922.079 (088.8)
Г. Р. МУСЛИНА, Ю. М. ПРАВИКОВ
ТОРЦОВЫЕ КОМБИНИРОВАННЫЕ ШЛИФОВАЛЬНЫЕ КРУГИ ДЛЯ ПОЭТАПНОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК В МЕЛКОСЕРИЙНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
Представлены конструкции торцовых комбинированных шлифовальных кругов для по-этапной обработки плоских поверхностей заготовок в условиях мелкосерийного производства. Даны рекомендации по использованию этих кругов в зависимости от требований к качеству обработанных деталей.
г <
к I * *
На кафедре «Технология машиностроения» УлГТУ разработана гамма конструкций комбинированных шлифовальных кругов (КШК), позволяющих выполнить в одну операцию последовательное (поэтапное) предварительное и окончательное шлифование заготовок высокоточных деталей машин и приборов периферией круга [1]. При шлифовании такими кругами основная часть припуска удаляется крупнозернистыми (КЗ) абразивными слоями, неподвижно закреплёнными на корпусе круга, оставшаяся часть припуска - мелкозернистыми (МЗ) абразивными слоями, закреплёнными на вставках, имеющих возможность радиального перемещения.
Разработанные конструкции имеют различные механизмы радиального перемещения подвижных вставок (клиновой, инерционной, магнитострикцй-окный, тепловой, термобиметаллический, пневматический и др.), обусловливающие технологические возможности КШК при круглом наружном или плоском (периферией круга) шлифовании.
Для высокопроизводительного шлифования плоских поверхностей де-талей, а также заточки режущего инструмента в промышленности нашли широкое применение торцовые абразивные круги, в числе которых торцовые КШК для поэтапной обработки заготовок. Представляется возможным принципиальное использование большинства из названных выше механизмов для перемещения в осевом направлении деталей торцовых КШК, несущих МЗ абразивные слои. Достаточно простую конструкцию и широкие технологиче-
ские возможности имеют торцовые КШК, в которых для этой цели используют элементы, изготовленные из материала с термомеханической памятью.
В разработанных авторами конструкциях (рис. 1, 2) торцовый КШК имеет металлический корпус 1 с отверстиями 2 для подвода воздуха, соосный с корпусом стакан 3, оправку 4, прокладку 5, тарельчатый элемент 6 и тарельчатую пружину 7. Элемент б, изготовленный из сплава с термомеханической памятью, например, из сплава никель-титан марки ТН-1 [2], предварительно деформируют при температуре, превышающей температуру мартенситного превращения сплава Тд = 105 °С, для придания ему формы, показанной на рис. 1, б, затем охлаждают до 40 °С и подвергают промежуточной деформации для придания ему формы, показанной на рис. 1, а, и устанавливают его в корпус круга. На торце корпуса 1 круга неподвижно закреплен КЗ абразив- . ный слой 8, а на лепестках стакана 3, расположенных в прорезях корпуса 1 (рис. 1) или на сплошной кольцевой торцовой поверхности стакана 3 (рис. 2), - МЗ абразивный слой 9. На оправке 4 установлена тарельчатая пружина 7, . опорой которой служит гайка 10.
Торцовый КШК (см. рис. 1) работает следующим образом.
Съём основного припуска (на предварительную обработку) осуществляется КЗ абразивным слоем 8, закреплённым неподвижно на корпусе 1 круга, на режимах, соответствующих предварительному шлифованию прерыви-стым кругом. При этом рабочая поверхность МЗ слоя «утоплена», т.е. находится на некотором расстоянии Н1 (рис. 1, а) от рабочей поверхности КЗ слоя и не касается обрабатываемой поверхности заготовки.
После снятия основной части припуска вручную или по сигналу контролирующего устройства через каналы 2 на элемент 6 подается нагретый воздух, разогревающий элемент 6 до (70 - 105) °С. При этом элемент 6 восстанавливает форму, полученную при предварительном деформировании, перемещая стакан 3 в осевом направлении так, чтобы МЗ слой выступал за пределы КЗ слоя на величину Н2 (рис. 1, б). С его помощью удаляется остальная часть припуска на режимах, соответствующих окончательному шлифованию.
После окончания цикла шлифования подача нагретого воздуха прекращается, элемент 6 принимает форму, показанную на рис. 1, а. Стакан 3 возвращается в исходное положение пружиной 7.
Для ускорения охлаждения элемента 6 через каналы 2 подают охлаж-дённый воздух.
Осевая (врезная) подача абразивного круга при обработке как КЗ, так и * МЗ слоями осуществляется от привода подач шлифовального станка. * Так как и КЗ, и МЗ абразивные слои такого круга образуют прерывистые ; рабочие поверхности, предполагается его использование на операциях, требующих снижения температурного режима на обоих этапах цикла шлифова-
Рис. 1. Торцовый КШК с прерывистыми крупнозернистым и мелкозернистым абразивными слоями: а - круг с утопленным мелкозернистым абразивным слоем; б - разрез круга с выдвинутым мелкозернистым слоем (повернут на 90°)
Рис. 2. Торцовый КШК с прерывистым крупнозернистым и непрерывным мелкозернистыми абразивными слояхми
ния, и при не слишком высоких требованиях к геометрической точности поверхностей. К таким операциям можно отнести операции последовательного чернового и чистового шлифования заготовок деталей, точность которых соответствует 7-9 квалитетам и нормальной (уровню А по ГОСТ 14643-81) относительной геометрической точности. Наличие прерывистой рабочей абразивной поверхности на этапе чистового шлифования, выполняемого, как правило, с удалением существенного припуска (до 0,5 мм), позволяет обеспечить не только необходимую геометрическую точность деталей, но и благоприятные физико-механические характеристики их поверхностных слоев.
Для последовательного чистового и отделочного шлифования заготовок высококачественных деталей, точность размеров которых соответствует 5-7 квалитетам, точность формы и шероховатость - повышенной и высокой (уровни Б, В) относительной геометрической точности, при высоких требованиях к физико-механическим характеристикам поверхностных слоев предназначен круг, конструкция которого показана на рис. 2.
При шлифовании таким кругом КЗ абразивный слой 8 образует прерывистую рабочую поверхность, что способствует снижению теплонапряжённо-сти процесса шлифования и формированию в поверхностных слоях благоприятных остаточных напряжений, макро- и микроструктуры. Непрерывность рабочей поверхности круга с МЗ абразивным слоем 9 на этапе отделочного шлифования позволяет уменьшить вибрации в технологической системе, улучшив тем самым микрогеометрию шлифованных поверхностей.
Таким образом, применение предлагаемых конструкций КШК позволяет на одной операции выполнить черновое и чистовое или чистовое и отделочное шлифование торцом круга за один установ заготовки. При этом режим шлифования ( в том числе врезная подача), зависящий от условий обработки (материала заготовки, жёсткости технологической системы, требований к точности геометрических и других параметров шлифованных деталей), может измениться в широком диапазоне, определяемом возможностями используемого станка, что особенно важно в условиях единичного и мелкосерийного производств. ,
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
*
1. Худобин Л. В., Муслина Г. Р., Правиков 10. М. Сравнительный анализ и направление совершенствования конструкций комбинированных шлифовальных кругов // Вестник УлГТУ. Серия «Машиностроение, строительство». 1999. №3. С. 48-53.
• • ' * #
2. Крахин О. И., Кузнецов А. П., Косов М. Г. Материалы с термомеханической памятью в станкостроении. М.: ВНИИТЭМР, 1988. 54 с.
Муслина Галина Рафаиловна, кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология машиностроения» УлГТУ, окончила Ульяновский политехнический институт. Работает в области теории и технологии абразивной обработки.
Правиков Юрий Михайлович,, кандидат технических наук, доцент той же кафедры, окончил Ульяновский политехнический институт. Работает в области теории и практики шлифования.
УДК 621.923.4.
Н. И. ВЕТКАСОВ, В. А. ЩЕПОЧКИН
ВЛИЯНИЕ КОЛИЧЕСТВА И РАЗМЕРОВ РАДИАЛЬНЫХ ПРОРЕЗЕЙ ТОРЦОВЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ ШЛИФОВАЛЬНЫХ КРУГОВ
НА ИХ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ
»
Приведены результаты исследования влияния геометрических параметров и количества радиальных прорезей торцовых композиционных шлифовальных кругов на теплонапря-жённость процесса иишфования и качество заточенных режущих инструментов.
В лаборатории абразивной обработки УлГТУ проведены испытания торцовых композиционных шлифовальных кругов (ТКТНК) 11-125/92x45x32 92А25Г1СМ16К6 (рис. 1) на операции шлифования заготовок из инструментальных материалов - сталей ХВГ, НЯС 54...56 и Р6М5, ШС 63...65.
На плоскошлифовальном станке мод. ЗД710В -1 шлифовали торцом круга всухую квадратные заготовки 12x12 мм со съёмом припуска 0,4 мм. Окружная (рабочая) скорость круга Ук = 21,9 м/с. За базу для сравнения принимали результаты шлифования таких же заготовок стандартным кругом (СК) такого же типоразмера и характеристики.
В качестве показателей эффективности торцового шлифования были приняты: средняя контактная температура Гк, К; степень упрочнения (наклепа) поверхностного слоя (ПС) шлифовайных заготовок /7, равная отношению микротвердости поверхности после и до шлифования; среднее арифметическое отклонение профиля обработанной поверхности мкм.
Среднюю контактную температуру Тк измеряли с помощью полуискусственной термопары, сигнал от которой поступал через аналога- цифровой преобразователь на ПЭВМ.
