Способ шлифования Советский патент 1988 года по МПК B24B1/00 

Х) 00

ot

Изобретение относится к механической обработке металлов резанием и может быть использовано при круглом и плоском многопроходном шлифовании крупногабаритных деталей с закаленным поверхностным слоем.

Целью изобретения является повышение качества поверхностного слоя и эксплуатационных характеристик деталей.

На чертеже приведена схема изменения глубины резания.

Способ реализуется следующим образом.

Для каждого процесса или группы процессов шлифования путем моделирования на ЭВМ устанавливается такая зависимость изменения глубины резания, при которой

а - коэффициент температуропроводности материала детали; в - безразмерный градиент температуры на поверхности детали (,60-0,75); Ny. - удельная мощность шлифования;

Тлоп - температура нагрева материала детали под слоем припуска, допустимая его теплофизичес- кими свойствами.

Предлагаемой зависимостью для реализации бесприжоговых режимов шлифования можно воспользоваться только после задания допустимой температуры нагрева матеудельная мощность шлифования поддержи- с риала детали и соответствующей ей в конвается на одном уровне, определенном в на-кретных условиях обработки удельной мощчале обработки, за счет чего темпера-ности шлифования,

тура граничной поверхности готовой деталиДля определения удельной мощности

под слоем припуска сохраняется на одном максимально допустимом теплофизическими свойствами материала уровне за : цикл шлифования.

На первом проходе шлифования началь; ный припуск на обработку АН педохраннет

поверхность готовой детали F от воздейст: ВИЯ высокой температуры, возникающей в

зоне контакта детали со шлифовальным

кругом. На последующих проходах щлифо: вания толщина слоя припуска непрерыв; но уменьшается, а опасность повреждения

; рабочей поверхности увеличивается. Поэтошлифования, например в применении к круг лому наружному шлифованию, выполняют зесь 20 следующие действия. Вначале делают 1-2 прохода для снятия «черноты и неров ностей припуска, после чего устанавливают заданные базовые режимы: скоростг вращения детали (V ); продольную подачу на один оборот детали So; глубину ре25

зания (t); скорость вращения круга. (V

На базовых режимах с помощью ваттметра определяют общую мощность привода No6iu, мощность холостого хода Nxx и эффективную мощность резания N3

му для предупреждения остаточных измене- зд No6iu-N.XX. По значениям Ns и фактическоj НИИ физико-механических показателей ка- I чества поверхностного слоя поперечная пода- ; ча уменьшается от tx в начале обработ- i ки до IK. в конце обработки.

Алгоритм изменения глубины резания

зависимости

. (Vj,W

108АЗ

/- 5- - / 2ZACi i 4B 2А1 пяАЗ

108АЗ

где А а

.А

му съему металла в единицу времени Q вычисляют удельную мощность шлифования.

N.- Найденное значение Ny,i является комстроится по экспериментально полученной г плексным показателем, характеризующим

конкретные технологические и теплофизичес- кие факторы шлифования различных мат.- риалов, и используется для построения всего цикла изменения глубины резания, для поддержания температуры нагрева гра40 ничного слоя детали на максимально допустимом уровне.

Установлено, что допустимая температура нагрева поверхностного слоя шлифуемых материалов Тдоп изменяется в диапазоне от 650°С для низколегированных и среднелегированных сталей до 400- 500°С для высоколегированных сталей.

При определении удельной мощности шлифования Ыуд значение базовых режимов задают промежуточными, напри.мер, средними между наибольшими и наименьшими за время съема припуска. Точное значение базовых режимов V, So, t не обязательно выдерживать потому, что при их изменении пропорционально изменяются объем снятого металла в единицу времени

55 Q и эффективная мощность резания Ыэ. Поэтому в определенном интерзале изменения базовых режи.мов отношение при данном сочетании деталь - круг - СОЖ остается практически постоянным.

В v;/. в- б;

р KlJ.r«n

Л/ул- Vn /

i 1, 2, 3, 4,..., n - номер прохода;

ti- глубина резания на i-м проходе;

б - припуск на обработку на i-м проходе;

Vftp - приведенная скорость вращения детали;

К - комплекс теплофизических параметров

.

где Сир - массовая теплоемкость и плотность мя- ериала детали; ф - коэффиц..нт ввода тепла в деталь (.7-0,9);

45

50

а - коэффициент температуропроводности материала детали; в - безразмерный градиент температуры на поверхности детали (,60-0,75); Ny. - удельная мощность шлифования;

Тлоп - температура нагрева материала детали под слоем припуска, допустимая его теплофизичес- кими свойствами.

редлагаемой зависимостью для реализабесприжоговых режимов шлифования о воспользоваться только после зададопустимой температуры нагрева матешлифования, например в применении к круг лому наружному шлифованию, выполняют 0 следующие действия. Вначале делают 1-2 прохода для снятия «черноты и неров ностей припуска, после чего устанавливают заданные базовые режимы: скоростг вращения детали (V ); продольную подачу на один оборот детали So; глубину ре5

зания (t); скорость вращения круга. (V

На базовых режимах с помощью ваттметра определяют общую мощность привода No6iu, мощность холостого хода Nxx и эффективную мощность резания N3

зд No6iu-N.XX. По значениям Ns и фактическоВ. ходе шлифования изменение режущей способности круга и других технологических факторов приводит к неизбежному увеличению эффективной мощности щлифования и уменьшению объема снятого металла в единицу времени, поэтому и удельная мощность шлифования также стремится к увеличению, а .соответственно, и температура щлифования. Поддержание удельной мощности шлифования, а соответственно, и температуры на одном уровйе осуществляется путем изменения глубины резания по установленной зависимости, за счет чего и обеспечивается улучшение качественных показателей поверхностного слоя закаленных деталей. При этом остальные режимы (скорость вращения детали , продольная подача So, скорость вращения круга VK) за время щлифования не изменяются и остаются на максимально допустимом системой СПИД уровне. Это дает возможность сократить суммарное количество проходов, необходимое для съема припуска.

Пример. Проводились испытания на плоскошлифовальном станке мод. ЗГ71 при обработке образцов из валковойстали 9Х2МФ размером 50X100 мм.

Шлифование производилось кругом ПП 250X32X76 91А40СМ1К6 на режимах:

Скорость вращения

круга, м/с35

Скорость продольного

перемещения стола,

м/мин6

Глубина резания, мм/ход 2 причем глубина резания изменялась в соответствии с известными зависимостями.

При реализации способа были приняты (на основании ранее проведенных исследований) Тдоп 450°С, вТ/MM Vc.

Качество поверхностного слоя образцов оценивалось путём металлографического исследования подповерхностного слоя. Одно- временнно фиксировалось количество проходов, затраченное на съем припуска 0,5 мм.

Результаты испытаний приведены в табл. 1.

Т а б л и ц а 1

16

0,12

Дополнительно оценена макроструктура поверхности и твердость поверхности образцов. Микроструктура оценивалась наличием на поверхности микротрещин после травления 10%-ным раствором азотной

кислоты, твердость - склероскопом Шора типа Д.

Результаты оценки приведены в табл. 2.

Таблица 2

Микроструктура

Твердость,HS

Микротрещины на по- Q верхности отсутствуют

96-98

Формула изобретения

Способ шлифования, при котором изменяют глубину резания в функции текущего припуска, отличающийся тем, что, с целью повышения качества поверхностного слоя и эксплуатационных характеристик деталей, при изменении глубины резания

поддерживают удельную мощность щлифования на заданном уровне за весь цикл обработки, при этом глубину резания для каждого прохода определяют из зависимости

,

. .V-|,./

108АЗ

30

3/ С/Z/AC2 - 4В2 ,

-hV 2А Т08А

где А

В VV. в- 6; р -I. РОЦ W/A-V

i 1, 2, 3, 4..., п - нсниер прохода;

ti, - глубина резания на i-м проходе;

б - припуск на обработку на i-м

проходе;

Vnp -приведенная скорость вращения детали;

а -- коэффициент температуропроводности .материала детали; в - безразмерный градиент температуры на поверхности детали; Ыуд - удельная мощность щлифования; Тлоп - температура нагрева материала детали под слоем припуска, допустимая его теплофизическими свойствами;

К - комплекс теплофизических параметров

,

где Сир - массовая теплоемкость и плот

ность материала детали; (р - коэффициент ввода тепла в деталь.

F

Изобретение относится к механической обработке 1металлов резани ем и может быть использовано при круглом и плоском многопроходном шлифовании крупногабаритных деталей с закаленным поверхностным слоем. Це.тью изобретения является повышение качества поверхностного слоя и эксплуатационных характеристик крупногабаритных деталей. Для этого устанавливается такая зависимость изменения глубины резания, при которой удельная мошность резания поддерживается на одном уровне, определенном в начале шлифования, за счет чего температура граничной поверхности готовой детали под слоем припуска сохраняется на максимально допустимом теплофизическими свойствами материала уровне за весь цикл шлифования. 1 ил. 2 табл.