ВЛИЯНИЕ ФОРМЫ ШЛИФОВАЛЬНЫХ ЗЕРЕН ОБДИРОЧНЫХ КРУГОВ НА ЭФФЕКТИВНУЮ МОЩНОСТЬ ШЛИФОВАНИЯ Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»



ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

ИНСТРУМЕНТ

ВЛИЯНИЕ ФОРМЫ ШЛИФОВАЛЬНЫХ ЗЁРЕН ОБДИРОЧНЫХ КРУГОВ НА ЭФФЕКТИВНУЮ МОЩНОСТЬ ШЛИФОВАНИЯ

А.Н. КОРОТКОВ, профессор, доктор техн. наук, ГУ КузГТУ Д.М. ДУБИНКИН, нач. конструкт, бюро О/Т ООО «Кемеровохиммаш», г. Кемерово

В настоящее время вопросы влияния фоэмы и геометрии зёрен на эксплутационные характеристики шлифовального инструмента еще недостаточно полно изучены. Поэтому из\чение влияния формы шлифовальных зёрен и условий обработки на эффективную мощность шлифования обдирочными кругами имеет определенный научный и практический интерес.

На кафедре металлорежущих станков и инструментов КузГТУ были проведены испытания по изучению влияния формы шлифовальных зёрен и режимов шлифования на эксплуатационные показатели обдирочных кругов. Для этой цели был спроектирован и изготовлен испытательный комплекс [1], базой для которого послужил универсально-заточной станок модели ЗА64Д.

Для исследований была изготовлена партия обдирочных шлифовальных кругов с контрслируемой формой зёрен: ПП150Ч25Ч32 13А 63 [Кф] 35 37 БУ; ПП150Ч25Ч32 13А 80 \Кф] 35 37 БУ, где параметр [Кф]

- это коэффициент формы зёрен, количественно отражающий разновидность той или иной формы зёрен в изготовленном инструменте в виде отношения диаметров описанных и вписанных окружностей в проекции контура рассматриваемых зёрен. Обдирочные круги изготавливались из шлифовальных зёрен, имеющих следующую форму: изометрическую, со средним коэффициентом формы зёрен /Сф1« 1.28: промежуточную

- Кф2~ 1,52; произвольную (несортированные зёрна)

- Кфз *81 • игольчатую - Кф4~2,3.

Исследования проводились на операции обдирки металла сварных швов заготовки, которые представляли собой фрагменты из листовой стали с двухсторонним скосом кромок по ГОСТ8713-79-С21, соединенные между собой автоматической сваркой под слоем флюса.

Измерение эффективной мощности шлифования (И/е, Вт) производилось амперметром и вольтметром (класса 0,1), включенными в цепь сети питания электродвигателя привода круга, и определялось как разность произведения напряжения (\/рх) на ток (/рх) рабочего хода и произведения напряжения (Урх) наток (/хх) холостого хода (/хх ):

W =V I -V I

е р.х. 'рх. *х.х. 'х.х.

(Вт).

(1)

С целью учета возможно большего числа факторов, влияющих на процесс шлифования обдирочными кругами с контролируемой формой зёрен, был применен метод математического планирования эксперимента [2].

В качестве варьируемых параметров и интервалов использовались: Кф - коэффициент формы зёрен (Кф=1,28...2,3); \/кр - окружная скорость круга |Укр=30...50 м/сек); 5 - подача (5=2,32...4 м/мин); Рнаг - прилагаемая нагрузка, (Рнаг=37...71 Н).

В результате математической обработки, экспериментальных измерений эффективной мощности шли-

фования |И/е, Вт) с помощью ЭВМ получены следующие частные уравнения регрессий:

- при обработке металла сварного шва стали 09Г2С ГОСТ 19281-89:

И/ = 2,85 -10-3Vf * -Pjf* • С07 ■ S0'™ ■ Вт,

и ф наг ф

ИЛ =3,05-10"°\/

3 ./1,473 о 1.344 1^0 689

кр

^-0 689 £0.098 ßT.

(2)

(3)

- при обработке металла сварного шва стали СтЗсп ГОСТ 380-94:

IV = 3,98 .10-3-\Л893 Р 0,832 • К™57 ■ в0'099 , Вт, (4)

е кр н ф 1 к 1

WD = 14,69 -10-3V;243 pj;159 • КГ71 ■ S0-142 , Вт;

(5)

- при обработке металла сварного шва стали 12X18-Н1 ОТ ГОСТ 5632-72:

We = 14,65 Ю'3-^255 -Р^108 • К°ф286 • S0,125 , Вт, We = 3,33 Ю'3!/^945 р^;864 ■ К°228 • S0,128 , Вт.

(6) (7)

Формулы (2), (4), (6) получены по результатам шлифования сварочных швов обдирочными кругами ПП 150Ч25Ч32 13А 63 [Кф] 35 37 БУ а формулы (3), (5). (7) - кругами ПП 150Ч25Ч32 13А 80 [Кф] 35 37 БУ.

Проверка уравнений регрессий с помощью расчета доверительных интервалов по критерию Стьюдента (при уровне значимости а = 0,05), статистикой Фишера, значимостью коэффициентов моделей показала, что математические модели зависимостей адекватны.

На рис. 1 и 2 приведены графики зависимостей эффективной мощности шлифования (1/1/е, Вт) заготовок из разных сталей обдирочными кругами от коэффициента формы зёрен (/Сф).

А К Вт

1,28 1.52 1.81

■ Сварной шов 09Г2С (229НВ)

■ Сварной шов СтЗ (250НВ)

□ Сварной шов 12Х18Н10Т (285НВ) Рис. 1. Влияние коэффициента формы (Кф) зёрен 13AG3 на эффективную мощность шлифования (W )

30 № 2 (35) 2007

ИНСТРУМЕНТ

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

- с повышением твёрдости обрабатываемой заготовки эффективная мощность шлифования (l/Ve, Вт) уменьшается на 5...25%;

- с повышением зернистости от 63 к 80 эффективная мощность (WQt Вт) увеличивается на 4... 14 %.

Таким образом, исследования показали, что наряду с параметрами режима обработки на эффективную мощность процесса обдирочного шлифования активно влияет фактор формы зерен, находящихся в круге. Так, используя зёрна изометрической формы [Кф~ 1,28), можно снизить мощность, затрачиваемую на шлифование, в среднем на 5...21%. С другой стороны, применение игольчатых и пластинчатых разновидностей (/(ф=2,3) требует большей затраты мощности на шлифование (в зависимости от марки обрабатываемого материала и зернистости круга - в среднем на 2...21%).

Список литературы

1. Дубинкин Д.М., Креков O.A., Кадралеев С.Ю., Коваленко В.А. Экспериментальная установка для оценки работоспособности обдирочных шлифовальных кругов // Сборник лучших докладов студентов и аспирантов по результатам 51-й научно-практической конференции // КузГТУ. - Кемерово, 2006.-С. 167-170.

2. Адлер Ю.П. Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. -М.: Науко, 1076. - 270 с.

'СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ СБОРНОГО СВЕРЛА СО СМЕННЫМИ МНОГОГРАННЫМИ ПЛАСТИНАМИ

A.A. БАКАНОВ, инженер, 777У, Г. И. КОРОВИН, техн. директор, ООО «ПК МИОН», г. Томск

18 декабря 2000 г. принят и введен в действие новый стандарт ГОСТ Р 51685-2000 «Рельсы железнодорожные» (общие технические условия) взамен ГОСТ 24182-80 (CT СЭВ 4983-85) «Рельсы железнодорожные широкой колеи типов Р75, Р65 и Р50 из мартеновской стали» (технические условия). В связи с этим металлургическими комбинатами Российской Федерации стали выпускаться объемно-закаленные рельсы (твердость шейки рельса у которых достигает 388 НЕ по сравнению с 280 HB у нетермоупрочнен-ных рельсов). Это привело к невозможности использования быстрорежущее инструмента для их сверления и к переходу на использование сборных сосрл с механическим креплением сменных многогранных пластин (СМП) из твердого сплава. Общий вид и схема крепления пластин такого сверла приведены на рис. 1 и 2. Первые результаты использования такого инструмента показали его низкую работоспособность, так как сверление производится в полевых условиях переносными рельсосверлильными машинками модели СТР-1, СТР-2, 3023, 3028 с низкой жесткостью технологической системы. Поэтому совершенствование конструкции этих инструментов имеет актуальное значение для практики.

№ 2 (35)2007

К Вт

1,52 1,81

■ Сварной шов 09Г2С (229НВ)

■ Сварной шов СтЗ (250НВ)

□ Сварной шов 12Х18Н10Т (285НВ)

Рис. 2. Влияние коэффициента формы (Кф) зёрен 13А80 на эффективную мощность шлифования (ИМ

Анализ приведённых данных (рис. 1 и 2) показывает, что:

- при переходе от зёрен изометрической формы (/Сф-1,28) к зёрнам игольчатой формы {Кф~2,3) эффективная мощность шлифования (И^, Вт) возрастает для стали 09Г2С на 32...34 %, для стали СтЗ - на 21 ...32 %, для стали 12Х18Н10Т - на 8...22 % (в зависимости от номера зернистости);

Рис. /. Общий вид сверла с СМП

Рис. 2. Схема крепления СМП на сверле