Влияние режимов плоского шлифования торцом круга на шероховатость поверхности

влияние режимов плоского шлифования торцом круга на шероховатость поверхности

шлифование деталь круг

Качество поверхности характеризуется целым комплексом показателей (интенсивностью и глубиной распространения наклепа, величиной и характером остаточных напряжений, структурой поверхностного слоя, шероховатостью). Исследование этого комплекса является весьма актуальной задачей, представляющей теоретический и практический интерес. В частности это объясняется тем, что трудно определить в какой степени эффект усталостного разрушения металлов зависит от концентрации напряжений у поверхностных неровностей, так как при поверхностной обработке возникают наклеп и остаточные напряжения.

В соответствии с программой эксперимента нами были проведены исследования по влиянию режимов плоского шлифования торцом круга на шероховатость поверхности. Для исследований использовались плоские образцы из рельсовой стали, c твердостью HRC 36 — 38, после соответствующей термообработки. В качестве абразивного инструмента был выбран шлифовальный круг марки 35−250×76×150 на бакелитовой связке, с зернистостью 125.

Шлифование образцов проводилось на токарно-винторезном станке 1К62. При этом шлифовальный круг зажимался в шпинделе станка, а обрабатываемые образцы в резцедержателе. Глубина резания устанавливалась при помощи продольного перемещения суппорта, а процесс резания осуществлялся путем вращения шлифовального круга и автоматической поперечной подачи.

Схема постановки эксперимента заключалась в изменении одного из параметров режима шлифования при неизменных остальных. Изменение режимов осуществлялось в диапазоне: частота вращения шлифовального круга 82 — 890 об./мин.; поперечная подача 0,012 — 0,184 мм/об.; глубина резания 0,2 — 0,6 мм. После шлифования образцов производилась оценка шероховатости обработанной поверхности. Шероховатость определялась на двойном микроскопе МИС-11 в соответствии с ГОСТ 2789–82.

Результаты эксперимента показаны на графике (рис. 1).

Рассмотрим влияние каждого из параметров режима шлифования на величину шероховатости, полученной в результате механической обработки.

Подача. С увеличением подачи до определенного значения, в данном случае до 0,044 мм/об., происходит увеличение шероховатости, что можно объяснить уменьшением времени абразивного воздействия круга на обрабатываемую поверхность и соответственно температурного воздействия. При этом в большей степени происходит резание металла и его пластическое деформирование, а не «размазывание» размягченного материала, вследствие большого нагрева. При дальнейшем увеличении подачи изменение шероховатости практически не заметно

Глубина резания. Как видно из представленных графиков увеличение глубины резания до 0,4 мм изменяет шероховатость поверхности, в сторону уменьшения высоты микронеровностей. Объяснением этому может служить тот факт, что зерна расположенные на поверхности круга глубже врезаются в образец, а более утопленные зерна начинают доставать обрабатываемую поверхность и включаются в работу, т. е. все большее количество зерен врезается в поверхность металла, деформируя его и создавая более глубокие срезы на поверхности. При таком увеличении глубины резания происходит повышение контактного давления круга на обрабатываемую поверхность, а это в свою очередь приводит к увеличению толщины стружки.

Рис. 1. Изменение шероховатости поверхности в зависимости от режимов шлифования

Частота вращения шлифовального круга. Проведенный анализ показал, что изменение частоты вращения шлифовального круга в небольшом, как в нашем случае диапазоне, способно изменять параметры качества поверхности в широком интервале. Это подтверждает факт различного влияния режимов шлифования на качество поверхности при круглом и торцевом шлифовании, т.к. по многочисленным работам различных авторов, проводивших исследования процесса круглого шлифования, установлено, что частота вращения шлифовального круга практически не оказывает никакого влияния на шероховатость поверхности.

Из графика видно, что кривая уменьшения шероховатости поверхности имеет s-образный вид. Уменьшение шероховатости поверхности с увеличением скорости круга, объясняется на наш взгляд тем, что по одной и той же элементарной поверхности образца успевает пройти все большее количество абразивных зерен, срезая вершины уже образовавшихся микронеровностей. При этом большая часть зерен, в этом случае, либо скоблящие, либо вообще не режущие.

Проведенный эксперимент позволил нам сделать следующие выводы:

1. При обработке деталей плоским шлифованием торцом круга следует соблюдать строгое соответствие режимов шлифования, для обеспечения требуемого уровня качества поверхности. Так например при обработке металла с режимами: n=82 об./мин.; t=0,6 мм; s=0,184мм/об.; мы получаем максимальную шероховатость поверхности. Но стоит только изменить частоту вращения круга до 250 об./мин., при неизменных остальных параметрах, как следует резкое снижение шероховатости.

2. Для представления полной картины о влиянии режимов плоского шлифования торцом круга на шероховатость обработанной поверхности необходимо рассматривать более широкий диапазон изменения режимов шлифования.

литература

1.Овсянников А. Ш. Прочность поверхностного слоя обработанной поверхности // Алма-Ата, 1975. 64 с.

2.Ящерицын П. И. Повышение эксплуатационных свойств шлифованных поверхностей // Минск, 1966. 384 с.

3.Якобсон М. О. Шероховатость, наклеп и остаточные напряжения при механической обработке // М., 1956. 292 с.