Параметри обробки, що впливають на вибір абразивного матеріалу: якість обробки

Jan/05/2016 - 09:01

Шліфування є, як правило, остаточною операцією технологічного процесу механічної обробки деталей або передує операції доведення або полірування. Тому до технології шліфування пред'являється як одна з найважливіших вимога забезпечення високої якості оброблених поверхонь деталей машин. Для оцінки якості шліфованої поверхні використовують параметри, що характеризують шорсткість та стан поверхневого шару матеріалу.

Відповідно до нормативної документації для оцінки шорсткості використовують:

- Ra-середнє арифметичне відхилення профілю від його середньої лінії;

- Rz-середня висота нерівностей профілю по десяти точках (по п'яти найбільш високих виступах і п'яти найбільш глибоких западин);

- Rmax - найбільша висота нерівностей, виміряна від найвищого виступу до найглибшої западини;

- tp-відносна опорна довжина профілю.

            Контроль параметрів шорсткості може здійснюватися оптичним та щуповим методами. Найбільше поширення мають прилади-профілометри, засновані на щуповому методі вимірювання, наприклад, мод 201, 202, 240 і 252 заводу "Калібр", а також прилади "Телесурф", "Петрометр".

Між висотними параметрами шорсткості Ra, Rz, Rmax є такі співвідношення: Rz=(4...5)Ra; Rmax = (8 ... 10) Ra.

            Формування мікрогеометрії поверхні та якості поверхневого шару є складним фізичним процесом з активною хімічною взаємодією всіх матеріалів, що знаходяться в зоні обробки. У цьому випадку багато є результатом копіювання траєкторій масового переміщення зерен шліфуючих кола щодо оброблюваної деталі.

            В результаті дії шліфуючих зерен на поверхневий шар деталі наноситься величезна кількість мікродрапин, що формують мікропрофіль.

            Шорсткість шліфованої поверхні, що встановилася, залежить від геометричних параметрів і вібрацій системи СНІД, формується після багатьох проходів кола по певній ділянці деталі.

            Поряд з шорсткістю шліфованої поверхні велике значення має також її хвилястість, що є поєднанням періодичних і аперіодичних виступів і западин. На утворення хвилястості шліфованої поверхні при чистовій обробці найбільше активно впливають коливання оброблюваної деталі, шліфувальної бабки, шліфувального кола та його некруглість. Істотне значення має також відношення швидкостей деталі та кола, їх розміри, число проходів та зсуву фаз хвиль при наступних проходах.

            Найбільш високі експлуатаційні властивості шліфованої деталі можна отримати шляхом створення найвигідніших умов обробки (характеристики кола, режиму різання та інших.). Підбираючи необхідним чином умови шліфування, можна забезпечити найбільш сприятливий розподіл напруг в деталі, наприклад, напруги, що розтягують, замінити на стискаючі. У результаті можна підвищити зносостійкість деталей.

            Сприятливий вплив на шорсткість має окружна швидкість шліфувального кола. З її збільшенням шорсткість шліфованої поверхні суттєво знижується. Це як зменшенням товщини шару, що знімається одним зерном, і зростанням кількості теплоти у зоні дії кожного зерна.

Шорсткість поверхні зубів коліс після їх шліфування повинна знаходитись у межах значень висоти мікронерівностей Ra від 0,20 – 0,80 мкм залежно від вимог експлуатації.

            Характеристика шліфувального кола має визначальний вплив на шорсткість обробленої поверхні. Чим більша зернистість Z абразивного матеріалу, тим більше значення висотних параметрів шорсткості Ra, Rz, Rmax.

Твердість шліфувального кола робить складний вплив на шорсткість. Для конкретних умов та режимів шліфування існує оптимальна твердість, за якої досягається мінімальний рівень шорсткості. Зменшення або збільшення твердості кола щодо оптимальної призводить до збільшення шорсткості.

Режими шліфування багато в чому визначають рівень шорсткості:

- Підвищення швидкості шліфування V викликає зниження шорсткості;

- збільшення радіальної подачі Sp (глибини t) призводить до збільшення шорсткості;

- Зменшення швидкості руху поздовжньої подачі Vsпр, забезпечує зниження шорсткості;

- Збільшення тривалості виходжування знижує шорсткість.

            Виправлення шліфувального кола також істотно впливає на шорсткість обробленої поверхні, особливо на початковому етапі періоду стійкості. Чим більша глибина і подача при правці, тим більша шорсткість. Вимоги до шорсткості шліфованих поверхонь беруться до уваги при виборі способу редагування та правлячого інструменту.

            Фізико-механічні властивості оброблюваних матеріалів багато визначають шорсткість обробленої поверхні. При шліфуванні сталей, термооброблених до високої твердості (HRC> 60) забезпечується менша шорсткість. Зниження твердості сталі призводить до збільшення шорсткості до 30...40%. Найбільша шорсткість утворюється при шліфуванні в'язких, м'яких, високопластичних матеріалів: латуні, бронзи, алюмінієвих сплавів тощо.

            Мікротріщини, а також шліфувальні припали є найбільш грубими дефектами поверхневого шару. Шліфувальні припали - ділянки обробленої поверхні із зміненою структурою матеріалу. Найбільш інтенсивний припал помітний на обробленій поверхні у вигляді темних або темно-коричневих суцільних або штрихових ділянок.

            Контроль наявності припалів та мікротріщин виконується зазвичай візуально, у тому числі з використанням металографічних мікроскопів. Для виявлення прихованих припалів використовують травлення спеціальними хімічними реактивами.

            Інтенсивна пластична деформація поверхневого шару призводить до його зміцнення (наклепу) і, як наслідок, до збільшення мікротвердості. Це спостерігається, якщо силова дія абразивних зерен переважає в порівнянні з тепловим. Зі зростанням сил різання збільшується наклеп і, відповідно, мікротвердість поверхневого шару.

Зниження мікротвердості поверхневого шару (розуміцнення) спостерігається зі збільшенням температури в зоні різання, що пов'язано із зміною структури матеріалу.

При шліфуванні загартованої сталі нагрівання поверхневого шару до високих температур (більше 400º С) викликає відпустку металу, в результаті мікротвердість поверхневого шару знижується.

Можливе підвищення мікротвердості поверхневого шару при шліфуванні сталей, що сприймають загартування. У цьому випадку в поверхневому шарі також відбуваються структурні зміни металу (вторинне загартування).

Зазвичай зниження мікротвердості поверхневого шару негативно впливає експлуатаційні властивості обробленої поверхні. Збільшення мікротвердості сприяє підвищенню зносостійкості деталей машин.

Ми завжди раді Вам допомогти!
Графічна CAPTCHA
Введіть символи з малюнку.
Відправити запит
Графічна CAPTCHA
Введіть символи з малюнку.