Причины различной производительности шлифования сталей разных марок.

Существенное влияние химического состава стали, на производительность шлифования отмечалось в ряде работ. Т.П. Рекшинской и Н.А. Минкевичем изучалась шлифуемость (обрабатываемость) инструментальных ста­лей различных марок.

Значительное расхождение данных в разных работах может быть объяснено методическими труд­ностями оценки производительности обработки при работе с постоянными режимами. Однако производительность шлифования меняется весьма значительно даже для одной группы инструментальных материалов (быстрорежущих сталей и их заменителей), имеющих близкие механические и структурные свойства при комнатной температуре. По данным ЦНИИТМАШа, удельный съем металла при шлифовании некоторых жаропрочных сплавов иногда в 20—30 раз меньше, чем при шлифовании обычных конструкционных сталей. Экспериментальные данные по обрабатываемости шлифованием малолегированных конструкционных сталей разных марок при постоянной радиальной силе подачи показали, что разница в производительности обработки разных сталей доходит до 3 раз при V_к = 35 м/с и до 5 раз при V_к = 50 м/с.

В работе [35] исследована обрабатываемость шлифованием при постоянной радиальной силе сталей шести марок. Сталь, по химическому составу близкая к Р18, имеет обрабатываемость в 10 раз меньшую, чем сталь 40, а вольфрамованадийкобальтовая инструментальная сталь (например Р12Ф2К8М3) в 40 раз хуже обрабатывается, чем сталь 40. Следова­тельно, химический состав стали значительно влияет на производительность шлифования. Это влияние необходимо учитывать в заводской практике и нормативах на шлифо­вальные работы.

В работах Н. И. Волского и А. В. Абанова приведен ряд данных по влиянию различных показателей металлов на их обрабатываемость шлифованием. Н. И. Волский показывает одно­временное влияние отдельных легирующих элементов, входящих в состав стали, а также изменения структуры на обрабатываемость сталей шлифованием.

Вопрос о влиянии структуры металлов на процесс шлифования рассматривается также в работе М. П. Сперанской. Увеличение остаточного аустенита в поверхностном слое прошлифованной зака­ленной стали является причиной засаливания и быстрого износа зерен круга при шлифовании легированных за­каленных сталей.

К аналогичным выводам пришел и Б.И. Костецкий. Однако шлифуемость отожженных сталей в исследова­ниях Б. И. Костецкого не имеет заметных различий, в то время как Н.И. Волский показывает, что обрабаты­ваемость стали марки РФ1 примерно в 3 раза ниже обра­батываемости марки У12А (в отожженном состоянии). Н.И. Волский объясняет эту разницу резким различием этих сталей по химическому составу и механическим свойствам. Следует отметить, что до сих пор отсутствует объяснение влияния твердости и прочности стали на ее обрабатываемость. Резюмируя итоги работ по влиянию различных харак­теристик металлов на их обрабатываемость шлифованием, можно отметить следующее: А. В. Абанов ставит обраба­тываемость шлифованием в обратную зависимость от механических свойств стали, а именно от истинного со­противления разрушению и пластичности; М. П. Сперанская и Б. Н. Костецкий указывают на влияние структуры закаленных сталей на обрабатывае­мость их шлифованием; Нортон отрицает влияние струк­туры; Н. А. Минкевич и Н. И. Волский считают, что обрабатываемость шлифованием зависит от химического состава сталей, главным образом от способ­ностей сталей образовывать твердые карбиды; Н. И. Вол­ский выводит многозначную зависимость обрабатывае­мости от структуры, химического состава и механических свойств шлифуемой стали.

Анализ работ по обрабатываемости сталей шлифова­нием показывает несовпадение выводов по установлению степени влияния тех или иных параметров металлов на их обрабатываемость. Ряд данных по обрабатываемости ста­лей противоречив.

Немногочисленные данные экспериментальных иссле­дований получены при разных методиках шлифования, без учета точности шлифования, износа кругов и других важных технологических ограничений, что делает невозможным их обобщение и использование в нормативах и заводской практике. Кроме того, в разных работах использовались различные критерии обрабатываемости. На шлицешлифовальной операции производительность шлифования оцениваемая в объемах снятого материала в единицу времени не имеет существенного значения, т.к. основные затраты времени уходят на достижение требуемой точности и шероховатости. При этом объем снятого материала на чистовой операции столь незначителен, а возможность увеличения удельного съема столь проблематична, что этот критерий целесообразно не учитывать.

 

7.5 Анализ динамических характеристик системы СПИД при профильном шлифовании.

Возникновение вибраций при шлифовании, является неизбежным и ни каких средств позволяющих их ликвидировать, в литературе не обнаружено. Тот факт, что источником вибраций является абразивный круг, сомнений не вызывает. Но причиной прекращения процесса шлифования и периодичности правки круга является нарастание амплитуды вибраций свыше определенного предела. Большое значение имеет жесткость всей системы СПИД: станка, базирующего приспособления, детали и круга. Целесообразно рассмотреть виброустойчивость каждого элемента в отдельности. В литературе [33,35] указывается, что одним из источников вибраций является неуравновешенность круга. Исследование дисбаланса оправок установленных на шпиндель шлицешлифовального станков и абразивных кругов подвергнутых правке по всем открытых поверхностям показал, что существующими средствами измерениями дисбаланс не обнаружен и вращение круга не сопровождается шумом для не сбалансированных кругов и оправок.

Источником дисбаланса может служить двигатель станка при его жестком соединении со шпинделем. По нормам трехфазные двигатели, применяемых в станкостроении, по уровню вибрации подразделяются на 3 класса величина амплитуды которых:

I. 2А=5 мкм

II. =3.2 мкм

III. =1.85 мкм

На шлицешлифовальных станках фирм “KAPP”, “SKR”устанавливаются двигатели третьего класса, которые не являются источниками вибраций. Отсутствие ременной передачи гарантирует, что дополнительных вибраций передаваться на круг не будет. Собственные колебания станка с базирующим приспособлением в [59] определяются по зависимости

 

, (7.6)

где с – жесткость системы; m – масса системы.

Частота собственных колебаний элементов шлицешлифовальных станков (оцениваемая по массе и конструктивным особенностям) и их узлов обычно не превышает 100 Гц.

Собственные частоты колебаний протяжки (при котором амплитуда максимальна) находятся от 150 Гц. поэтому влияние станка и базирующего приспособления на динамику процесса шлифования незначительна и поэтому не учитывается. Самым нежестким элементом системы является протяжка. Именно она определяет частоты и амплитуду вибраций. Поэтому целесообразно рассматривать абразивный круг как источник вибраций вызывающий колебания протяжки установленной в абсолютно жестких опорах.

Процесс правки.

В процессе шлифования, абразивный круг утрачивает требуемые основные показатели режущей способности и точности профиля. Для восстановления требуемых показателей, производят процесс правки. Анализ литературы и производственных данных показал отсутствие рекомендаций по назначению частоты цикла правки. Условное представление износа абразивного круга за период между правкой представлено см. рисунок 1.7,1.8. При повышенной частоте правки, износ абразивного круга будет незначителен в период между правками. С уменьшением частоты правки профиль круга будет значительней изношен.

Т

Частоту цикла правки назначает рабочий, и в процессе корректирует. Критерием назначения для которой является увеличение силы резания и потеря требуемой точности профиля. Изменение этих показателей сопровождают явные признаки, которыми пользуется рабочий:

· повышенные вибрации

· повышенная громкость шума (звон)

· снижение точности профиля

· пятна засаливания

Анализ устройств автоматизированного назначения частоты цикла правки, выявил их непригодность применения на операции прерывистого шлифования, т. к. черновая и чистовая обработка ведется с применением СОЖ. На данный момент рекомендаций по назначению частоты цикла правки на шлицешлифовальных операциях нет. Рабочий назначает частоту из личного производственного опыта.

8 Определение факторов влияющих на точность и производительность профильного шлифования протяжек.

 

При разработке технологического процесса (ТП) профильного шлифования протяжек важным этапом проектирования является определение основных факторов влияющих на точность и производительность, а так же количественное соотношение этих факторов. Первоначальная задача состоит в их определении и выявлении факторов на которые возможно влиять (регулировать) с целью минимизации погрешностей и факторов, ограничивающих производительность.

Обычно для этой цели используются типовые ТП, справочные данные по точности технологических переходов и опыт технолога, которые не оцениваютточность технологических операций с учетом влияния на них вибрационных характеристик, технологической жесткости и др.

Для обоснования целесообразности применения того или иного способа воздействующего на динамическую систему СПИД с целью повышения точности и производительности необходимо провести их анализ.

Кроме этого, установленное влияние вибрационных жесткостных и др. характеристик на процесс профильного шлифования может служить основой для выбора объектов и поочередного исследования (элементов системы) как наиболее слабых звеньев динамической системы и определение явлений, отрицательно сказывающихся на точность и производительности, а также проверки правильности и точности теоретических расчетов.

 

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: