korotkih (Коротких М. Т. - Технология конструкционных материалов и материаловедение - учебное пособие.), страница 15

шлифовальныестанки). Характерной особенностью процессов шлифования является высокаяскорость главного движения Dг (обычно 30-80м/с, иногда до 300м/с). Глубинаже резания и подача обычно не велики и действующие на заготовку иинструмент силы незначительны. Поэтому шлифованием можно получитьнаиболее высокую точность обработки при минимальной шероховатостиповерхности (до 3-4 квалитета точности, Ra до 0,1мкм).Высокие скорости резания могут приводить к существенному нагревуповерхностных слоев заготовки, что может отразитьсянакачествеполучаемого изделия.

Поэтому при шлифовании обычно применяют смазочноохлаждающие жидкости (СОЖ). Применение жидкостного охлаждения пришлифовании существенно снижает запыленность рабочей зоны разрушеннымичастицами абразива и связки, которыевредно действуют на здоровьеобслуживающего персонала и могут приводить к возникновениюпрофессиональных заболеваний (силикоз).Характерной особенностью шлифования является зависимость достигаемойточности и шероховатости от параметров инструмента.

Таквеличина зерна (характеристика - зернистость) определяет производительностьпроцесса и шероховатость. Чем крупнее зерна абразива в круге, тем большепроизводительность удаления материала заготовки, но выше шероховатость.Поэтому часто шлифование проводят в два этапа: на первом удаляютосновнойприпускиувеличивают точность, а на втором, другим(мелкозернистым)инструментом достигают заданной точности ишероховатости.Шлифованием можно обрабатывать сколь угодно твердые материалы,естественно, что абразивный материал должен применяться более твердый,чем обрабатываемый. Шлифованием обрабатывают точные поверхностидеталей машин, выполненные из различных материалов, стеклянные изделия(линзы, хрусталь), кристаллы (например, драгоценные камни: алмаз, рубин,изумруд) и т.д.

Во многих случаях шлифование является единственнымметодом достижения заданной точности и шероховатости (например, воптике, микроэлектронике).Последовательность выбора управляющих параметров процесса пришлифовании1.Выбор характеристики кругаРекомендуемый материал абразивных зеренТаблица 8.1┌────────────────────────┬───────────────────────────────┐│Обрабатываемый материал │Материал абразивных зерен│├────────────────────────┼───────────────────────────────┤│Сталь конструкционная, │Электрокорунд, монокорунд,││незакаленная и закален- │эльбор││ная, инструментальные│││стали, нержавеющие│││и жаропрочные стали││││││Титановые сплавы,│Карбид кремния зеленый,││сплавы на основе меди│черный│││││Металлокерамические│ Искусственный алмаз││твердые сплавы, стекло, │││кристаллы драгоценных│││камней││└────────────────────────┴───────────────────────────────┘Зернистость выбирают по требуемой шероховатости обрабатываемойПоверхности.Твердость круга обычно выбирается с учетом правила: - чем твержеобрабатываемый материал, тем мягче следует применять круг.

Надо помнить,что твердость круга не связана с твердостью абразивных зерен, а всего лишьопределяет прочность их удержания в структуре круга.При обработке закаленных сталей обычно используют круги твердостью М3...СМ2.Конструкция инструмента обычно определяет предельную окружнуюскорость резания, поэтому на этом этапе определяется и скоростьглавного движения (20 ...80 м/с).2.Выбирают глубину резания t (либо поперечную подачу Sп).На черновых проходах t = 0,05-0,1мм/дв.ходНа чистовых проходах t = 0,005 - 0,02 мм/дв.ход3.Определяют продольную (круговую) подачу по рекомендациям нормативов для конкретных условий обработки.4.Определяют мощность потребную на шлифование и корректируютрежимы в случае необходимости.5.Определяют машинное время, потребное для обработки поверхности.Ряд процессов обработки связаннымабразивомпроизводитсянаотносительно невысоких скоростях резания и применяется в специфическихусловиях получения строго цилиндрических внутренних и наружныхповерхностей (рис.8.7).Рис.8.7Хонингование в настоящее время широко применяется при обработкецилиндров двигателей,компрессоров, т.к.позволяетсоздать рельефповерхности хорошо удерживающий смазку.Абразивная обработка несвязанным абразивным порошком применяетсяобычно в тех случаях, когда нужно обеспечить только низкую шероховатостьповерхности при невысоких требованиях к ее точности (рис.8.8).Рис.8.8В этих случаях абразивный материал применяется в виде порошка, паст,наносимых на поверхность эластичного и мягкого носителя (круги из кожи,фетра, различные тканевые ленты и т.д.).Достижимая шероховатость может быть предельной (менее 0,05мкм) и зависитот величины зерен применяемого абразивного материала.

(Самый мелкий изприменяемых абразивных порошков имеет величину зерна менее 1мкм).Абразивный порошок в процессе шлифования или полирования можетнаходиться и в струе быстродвижущейсяжидкости(гидроабразивнаяобработка). При этом воздействие зерен происходит за счет их кинетическойэнергии и гидравлического напора. Такая обработка позволяет полироватьтруднодоступные для обычных методов полирования поверхности.Следует отметить, что наибольшую точность при минимальнойшероховатости поверхности обеспечивает притирка (рис.8.9), при которойабразив в виде пасты или порошка наносится на специальный инструмент притир, который выполняется из материаламенеетвердого, чемобрабатываемый.Рис.8.9В процессе движения поверхности притира относительно обрабатываемойповерхности частицы абразивавнедряютсявповерхность притира"шаржируют" его.

При этом они снимают тончайшие стружки с поверхностиобрабатываемого изделия. При притиркеобрабатываемая поверхностьприобретает геометрические параметры поверхности притира, или еегеометрия определяется кинематикой движения притира и заготовки друготносительно друга.Притирка позволяет повысить точность до 1-2 квалитетов и, в ряде случаев,получить шероховатость поверхности до Ra=0,05мкм.Вопросы для самопроверки:1.Какие материалы используются в технике в качестве абразивных?2.Какие виды связок применяются при изготовлении абразивногоинструмента?3.Что характеризует твердость шлифовального круга?4.За счет чего происходит самозатачивание шлифовального круга?5.С какой целью проводится шлифование заготовок деталей машин?6.Какова основная цель полирования поверхностей деталей машин?7.С какой целью проводится притирка поверхностей деталей машин?8.Из каких составляющих состоит абразивный инструмент?9.Чем обусловлена предельная скорость вращения шлифовальногокруга?10.Назовите типичный диапазон скоростей главного движения пришлифовании.Образец карты тестового контроля:1.

Какие материалы абразивных зерен следует применять при шлифованиистали:а). Электрокорунд, эльборб). Карбид кремния, алмазв). Карбид бора2. Какую наивысшую точность размеров можно достичь при обработкешлифованием:а). 1…2 квалитетб). 6…8 квалитетв). 9…14 квалитет3. Какие параметры заготовки и процесса шлифования определяютсявеличиной зерен шлифовального круга:а). шероховатость, производительностьб).

точность, себестоимостьв). нагрев заготовки, самозатачиваемость шлифовального круга4. Какие материалы можно обрабатывать шлифованием:а). только твердые и хрупкиеб). всев). кристаллические5. Почему шлифованием нельзя полностью заменить обработку резанием:а). из-за низкой производительностиб). из-за вредности процессав).

из-за шаржирования абразивными зернами обработанной поверхности9. Электрофизические и электрохимические методы обработки материаловРазвитие этих методов было обусловлено:- появлением ряда конструкционных материалов, обработка которыхтрадиционными методами была невозможна или весьма непроизводительна,- обеспечением новых условий и возможностей формообразования,недоступных традиционным методам резания и шлифования,высокойпроизводительностью,значительнопревышающейпроизводительность "обычных" методов обработки.Классификация методовЭлектроразрядные Электрохимические Ультразвуковые Лучевые(Электроэрозионные,(Лазерные,электроконтактные,электронно-лучевые,абразиво-эрозионные)плазменные)9.1 Электроэрозионная обработкаЭлектроэрозионные методы основаны на явлении электрической эрозии разрушения электропроводящих материалов в результате теплового действияимпульсных электрических разрядов между электродом-инструментом иэлектродом- заготовкой.При приближении электрода - инструмента к заготовке и достаточно высокойразности потенциалов между ними происходит электрический (искровой)разряд, температура в канале которого достигает 10000°С.

Микрообъемыматериала заготовки и инструмента в зоне разряда плавятся и частичноиспаряются (рис.9.1).Роль межэлектродной жидкости для протекания процесса чрезвычайноважна. За счет ее нагрева в канале искрового разряда создаются ударныеволны, воздействующие на поверхность электродов в зоне расплава ивыбрасывающие капли металла в окружающую жидкость. Выброшенныйрасплавленный металл с поверхности электродов не может привариться кпротивоположному электроду, так как застывает вжидкости в видемельчайших гранул.

Таким образом, при данном процессе обрабатываютсяоба электрода - заготовка и инструмент. Естественно, электрод-инструментследует изготавливать из материала, хорошо сопротивляющегося эрозионномуразрушению. К таким материалам относятся электропроводные материалы свысокой температурой плавления и теплопроводностью (графит, вольфрам,медь ...).Так как в месте разряда на электродах образуются кратеры, то следующийразряд произойдет в другом месте, там, где расстояние между электродамименьше.

При протеканиипроцессаавтоматически поддерживаетсяопределенный зазор между электродами и профиль инструмента (если считать,что он не изнашивается) копируется в профиле заготовки в виде некоторойэквидистантной поверхности.При проведении процесса специальная следящая система движенияэлектрода-инструмента обеспечивает отсутствие его механическогоконтакта с заготовкой, поддерживая среднюю величину зазора близкой квеличине, при которой происходитэлектрический(искровой) пробойпромежутка.

Так как величина напряжения между электродами обычноневелика (200-300В), то и величина зазора достаточно мала (5-300мкм), чтопозволяет с большой точностью копировать профиль инструмента.Рис.9.1Технологические возможности метода1.Обрабатываемый материал.На ход процесса совершенно не влияет твердость материала заготовки, чтопозволяет обрабатывать твердые и сверхтвердые электропроводные материалы(т.е.