Абразивная обработка материалов

Абразивная обработка (АО) — обработка резанием, осуществляемая множеством абразивных зерен.

Абразивный инструмент — множество абразивных соединенных в единое целое с помощью связки. В качестве связки может выступать:

  • ? воздушный поток — обработка свободным абразивом;
  • ? жидкость (вода или масло) — обработка суспензией или абразивной пастой;
  • ? твердая связка — обработка шлифованием (кругом, бруском, абразивной лентой).

Особенности процесса шлифования

Абразивные зерна в инструменте расположены хаотично (рис. 6.41). Часть зерен не касается обработанной поверхности, часть зерен только скользит по ней, часть зерен, немного заглубившись в обработанную поверхность, только пластически деформирует ее, и только четверть зерен производят резание. При этом режущие зерна только царапают поверхность заготовки, что определяет небольшие силы резания.

Расположение абразивного зерна относительно обрабатываемой поверхности

Рис. 6.41. Расположение абразивного зерна относительно обрабатываемой поверхности:

а — зерно не касается поверхности; 6 — скользящие зерна; в — деформирующие зерна; г— режущие зерна; светлой линией показана обрабатываемая поверхность

Процесс резания при абразивной обработке осуществляется с малой глубиной резания, снимаются тонкие стружки, поэтому суммарная сила резания меньше, чем при лезвийной обработке. Малые силы резания позволяют осуществлять чистовую и финишную обработку поверхностей заготовок. Цикл шлифования заканчивается выхаживанием — обработкой, при которой скорость движения подачи равна нулю. Съем металла осуществляется только за счет упругого восстановления обработанной поверхности. При выхаживании практически не повышается размерная точность обработанной поверхности, однако значительно уменьшается ее шероховатость. Время выхаживания занимает от 5 до 20% времени полного цикла шлифования.

К режимам резания при шлифовании относят: скорость резания (скорость шлифовального круга); продольную, поперечную или вертикальную подачу шлифовального круга или заготовки; при круглом шлифовании — круговую подачу заготовки (частота вращения заготовки); глубину резания; время выхаживания.

Скорость резания берется как окружная скорость вращения шлифовального круга (VK), размерность скорости резания — м/с. Скорость движения круговой подачи берется как окружная скорость вращения заготовки (Узаг), размерность скорости — м/мин.

где d — наружный диаметр круга в мм; пк — частота вращения круга в мин-1.

Поэтому d — наружный диаметр заготовки в мм; п — частота вращения заготовки в мин-1.

Силу резания, как и при лезвийной обработке, можно разложить на три составляющие (главную — Р_, осевую — Рх и радиальную — Р ). Силы и мощность резания рассчитывают по известным формулам:

где коэффициент Ср и показатели степени а, Ь, с зависят от условия шлифования;

s д — продольная подача на оборот круга;

VK — скорость круга в м/с;

V — скорость заготовки. При круглом шлифовании скорость заготовки равна круговой подаче заготовки или круга. При плоском шлифовании скорость заготовки равна продольной подаче заготовки; г| ; г|заг — КПД кинематических цепей главного движения и перемещения заготовки, соответственно.

В процессе шлифования режущие свойства круга изменяются. Абразивные зерна затупляются, частично раскалываются, выкрашиваются, поры между зернами забиваются отходами шлифования (круг «засаливается»). Поверхность круга теряет свою первоначальную форму. Возрастает сила и температура резания. Точность обработки снижается, увеличивается вероятность прижогов. Однако при выламывании затупившихся зерен на поверхности круга обнажаются новые, незатупившиеся зерна, т.е. круг частично самозатачивается. В этом смысле очень важна роль связки (вещества, закрепляющие зерна) и сила удержания зерен связкой. При слабом закреплении зерен зерна быстрее выламываются, круг лучше самозатачивается, но рабочая поверхность круга быстро теряет свою форму, что удобно при черновом шлифовании. При чрезмерном закреплении зерен круг быстро теряет свои режущие свойства, но рабочая поверхность хорошо сохраняется, что удобно при чистовом шлифовании.

Для восстановления геометрии круга и его режущих свойств проводят правку круга. Алмазным или более твердым абразивным инструментом снимают часть рабочей поверхности круга. Толщина удаляемого слоя обычно не превышает 0,01—0,03 мм.

Различают геометрическую и физическую стойкость шлифовального круга. Геометрическая стойкость абразивного инструмента — время (количество обработанных заготовок) непрерывной работы, после которой необходима правка с целью восстановления геометрических параметров рабочей поверхности. Геометрическую стойкость обычно назначают для чистового шлифования, для шлифования фасонных или конических поверхностей. Физическая стойкость шлифовального круга — время (количество обработанных заготовок) непрерывной работы, после которой необходима правка с целью восстановления режущих свойств рабочей поверхности. Физическую стойкость обычно назначают для чернового шлифования.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >