Адрес этой страницы' ?>

<<Предыдущая страница Оглавление книги Следующая страница>>

7.2. Качество шлифованной поверхности. Влияние технологических факторов на тепловыделение при шлифовании. Термические дефекты, вызываемые шлифованием. Прижоги.

Качество шлифованной поверхности характеризуется твердостью поверхностного слоя, структурными изменениями, остаточными напряжениями и отсутствием прижогов и трещин Поверхностные дефекты в значительной мере вызываются высокими температурами в месте контакта круга с обрабатываемой деталью. Предварительно закаленные стали при шлифовании претерпевают изменения внутреннего состояния, к которым относятся объемные изменения, вызывающие появление напряжений в поверхностном слое. Для нормально закаленной углеродистой стали при отпуске в интервале температур 80-200 °С происходит превращение, связанное с уменьшением объема. Отпуск в интервале 200-260 °С вызывает превращение с некоторым увеличением объема. Отпуск в пределах 260- 400 °С сопровождается уменьшением объема. Объемные изменения при шлифовании могут вызвать образование трещин. Чувствительность стали к прижогам и трещинам возрастает с повышением твердости, а также с увеличением содержания легирующих добавок.

Влияние технологических факторов на тепловыделение при шлифовании. При шлифовании выделяется теплота за счет трения между кругом и деталью и высокой скорости резания. Это количество теплоты возрастает с увеличением подач и скорости круга. Однако круговая подача и подача на глубину неодинаково влияют на температуру шлифования. Температура шлифования зависит от времени воздействия источника теплоты на обрабатываемую поверхность: с увеличением скорости детали она сокращается, а с увеличением подачи на глубину возрастает продолжительность воздействия источника теплоты на обрабатываемую поверхность.

Поэтому температура шлифования значительно сильнее возрастает с увеличением подачи на глубину, чем с увеличением окружной скорости детали. Низкая теплопроводность шлифовального круга из обычных абразивных материалов вызывает переход большей части теплоты в деталь. Основное количество теплоты, выделяющейся при шлифовании, распределяется между деталью (77-86 %) и кругом (12-15%).

Стружка уносит небольшую часть теплоты (2-8 %), так как основное количество теплоты должно быть отведено деталью. Большое значение имеет теплопроводность обрабатываемого металла. С понижением теплопроводности обрабатываемого металла температура шлифования возрастает. Температура шлифования зависит также от характеристики круга. С увеличением его твердости и при работе засаленным кругом температура шлифования возрастает. Количество выделяемой теплоты зависит от ряда влияющих технологических факторов.

Влияние подач. С увеличением интенсивности удельного съема металла Q_уд (произведения подач v_дs_дt) температура шлифования возрастает. Однако отдельные виды подач неодинаково влияют на температуру шлифования. Температура шлифования возрастает сильнее с увеличением подачи на глубину, увеличение скорости детали и продольной подачи влияет в меньшей степени. С увеличением скорости детали величина растягивающих напряжений уменьшается.

Влияние абразивного материала. Круги 20-30А выделяют меньше теплоты в зоне шлифования, чем круги 10-20А. Наименьшее количество теплоты выделяется при шлифовании кругами 50-60С.

Влияние скорости круга. Температура шлифования возрастает с увеличением скорости круга в степени 0,25-0,35. С повышением v_к возрастает величина остаточных растягивающих напряжений в поверхностном слое, а также глубина их залегания.

Влияние зернистости круга. Температура шлифования снижается с уменьшением зернистости с № 40 до № 25, что объясняется меньшим радиусом округления у вершин зерен. При дальнейшем уменьшении размеров зерен до № 16 и № 12 наблюдается увеличение температуры, что объясняется большей склонностью круга к притуплению и засаливанию.

Влияние материала связки. Применение кругов на бакелитовой и силикатной связках снижает интенсивность теплообразования в зоне резания по сравнению с кругами на керамической связке. Опасность появления прижогов и трещин наиболее вероятна при шлифовании кругами на вулканитовой связке.

Влияние пористости круга. С повышением пористости круга уменьшается появление прижогов на шлифуемой поверхности.

Влияние твердости круга. С повышением твердости круга возрастает температура шлифования за счет меньшего количества выпадающих затупившихся зерен и большего засаливания рабочей поверхности круга. В настоящее время применяют круги с прерывистой поверхностью или круги, состоящие из отдельных сегментов с различными физико-механическими свойствами (например, различной твердостью), при этом существенно понижается температура шлифования.

Термические дефекты, вызываемые шлифованием. 1. Пятна прижога - выявляются по цвету побежалости на шлифованной поверхности. 2. Отпуск с понижением твердости шлифованной поверхности. 3. Трещины на шлифованной поверхности (могут возникнуть не сразу после шлифования, а спустя несколько часов или дней). Трещины могут быть термического или шлифовального происхождения (табл. 7.2).

По причине возникновения различают три группы прижогов:

сплошной прижог, который является следствием чрезмерного режима шлифования и завышенной твердости круга и его сильного затупления;

прижоговые пятна, которые являются следствием вибрации круга и биения шпинделя детали, неравномерной подачи, неправильной формы круга при изнашивании, неравномерном распределении припуска, засаливании круга, неисправности опор шпинделя;

штриховые прижоги, которые являются следствием неоднородной структуры круга, неправильной установки детали, недостаточной очистки СОЖ.

Таблица 7.2. Различия между трещинами шлифовочного и термического происхождения