Источник: Прогресивні напрямки розвиткку машино-прикладобудівних галузей і транспорту Севастополь: СевНТУ, 2010. С. – 120 - 121
Надежность, долговечность и другие эксплуатационные свойства деталей машин в значительной степени зависит от качества обработанных поверхностей. Под качеством поверхности подразумевают весь комплекс параметров, определяющих точность обработки, шероховатость поверхности и физико-механические свойства, получаемые в результате обработки поверхности тем или иным технологическим способом.
Вопросам влияния параметров процесса шлифования на шероховатость поверхности посвящено большое количество исследований, для многих параметров установлены количественные связи с показателями точности и шероховатости. Выполнение требований по шероховатости обеспечивается за счет выбора кинематики и режимов шлифования, подбора характеристик круга, выбора вида и способа подвода СОТС, подавления или использования вибраций [2].
Влияние параметров шлифования на физико-механические свойства обрабатываемой поверхности в большей степени исследовано качественно, причем степень влияния разные исследователи характеризуют по-разному.
Рассмотрим имеющиеся в научно-технической литературе сведения о влиянии параметров процесса шлифования, на состояние поверхностного слоя обрабатываемых деталей.
Основные параметры процесса можно объединить в 4 группы:
- Показатели степени деформации.
Процесс шлифования металлов сопровождается пластическими деформациями и выделением в зоне резания большого количества тепла. В результате одновременного действия- силового и теплового факторов окончательное распределение остаточных напряжений по глубине поверхностного слоя приобретает весьма сложный характер. Различают временные термоупругие и остаточные напряжения. Временные напряжения по мере выравнивания температур по сечению детали исчезают, а остаточные, которые возникли в результате наличия пластических деформаций, остаются. Величина, знак, характер и глубина распространения остаточных напряжений зависят от режимов шлифования, марки материала и его исходного состояния после термической обработки.
-Характеристики состояния рабочей поверхности шлифовального круга.
Круги из СТМ при шлифовании подвергаются периодическим и перманентным силовым, тепловым и физико-химическим воздействиям, в результате которых их рабочие поверхности изнашиваются, затупляются и засаливаются.
Под изнашиванием понимают постепенное отделение частиц рабочего слоя шлифовального круга, приводящее к уменьшению его размеров и массы.
Изнашивание шлифовальных кругов происходит, в основном, за счет: механического истирания вершин режущих кромок зерен и появления на них площадок износа; выкрашивания (скалывания) частиц зерен под действием силовых нагрузок или циклического чередования их быстрого нагрева и охлаждения, создающего термоудары; адгезионного изнашивания зерен, связанного с периодическим отрывом налипшего на них металла заготовки вместе с частицами абразива и образованием на зернах мелких кратеров; диффузионного изнашивания, заключающегося в растворении зерен в материале обрабатываемой заготовки или образования их химических соединений; окисления зерен кислородом воздуха при высокой температуре; вырывания из связки целых зерен.
Под засаливанием понимают процесс переноса на рабочую поверхность шлифовального круга частиц шлама в процессе обработки. Однако следует иметь в виду, что частицы шлама способны проникнуть и удержаться в пространстве между зерен и в порах круга, а на зерна налипает материал обрабатываемой заготовки.
Затупление и засаливание являются основной причиной потери режущей способности шлифовальных кругов.
-Кинематические параметры процесса шлифования.
К кинематическим показателям процесса шлифования относят: площадь сечения слоя материала, удаляемая за один оборот круга и толщина среза. Приведенные кинематические показатели зависят от длины дуги контакта, времени и режимов шлифования.
Длина дуги контакта абразивного зерна с деталью находится с учетом уравнений его траектории в пределах угла контакта, т. е. от момента входа зерна в деталь и до момента его выхода из зоны обработки [3].
-Показатели состояния контактирующих поверхностей в зоне резания.
В зоне обработки отдельными зернами развиваются высокие контактные температуры, часто превышающие температуру плавления стали, а поверхностные слои обрабатываемой заготовки, поглощающие большую долю образующейся теплоты, в течение тысячных долей секунды нагреваются до 150-1250С, а затем столь же быстро охлаждаются до 20-350? С. Общее количество теплоты, образующееся при шлифовании, намного превышает теплообразование при обработке лезвийными инструментами. Эти объясняется необходимость введения слоя смазки между шлифовальным инструментом и обрабатываемой заготовкой с целью снижения сил резания и трения, уменьшения выделения теплоты, а также ее быстрого отвода [4].
Изменение значений перечисленных показателей из разных групп приводит к изменению параметров качества обработки поверхности, но сила такого воздействия может существенно различаться.
Перечень основных параметров, влияющих на состояние поверхностного слоя обрабатываемых заготовок при шлифовании кругами из СТМ, и результаты их предварительного ранжирования по степени влияния, сводим в таблицу 1.
Таблица 1. Ранжирование параметров шлифования по степени влияния на состояние обрабатываемой поверхности.
Из таблицы 1 видно, что наибольшее влияние на состояние поверхностного слоя обрабатываемых отверстий оказывают силовые и температурные деформации, а также длина дуги контакта и затупление зерен круга.
Библиографический список