книги / Финишная обработка лепестковыми кругами

Sm, Ra, тм

снижение ударного повреждения лепестков в момент их входа в кон­ такт с заготовкой.

При внутреннем полировании (рис.28, а) зависимости Ra = f(v)

имеют монотонный характер. Можно предполагать, что критические значения скорости круга при этой схеме полирования лежат за пре­ делами исследованного-диапазона.

Исследования показали, что такж е экстремальный характер имеют зависимости Ra = f{v) при плоском и наружном круглом полировании

ЛКТ. Наличие точек перегиба в этих функциях обусловлено повышенным износом кругов при v^, соответствующих этим точкам, а также чрез­

мерным размягчением поверхностных слоев металла, способствующим проникновению зерен на большую глубину.

Полирование лепестковыми кругами Можно рассматривать как про­ цесс обработки с постоянной силой прижима. В этих условиях, как

51

внутреннем полировании ЛКП и при наружном круглом полировании ЛКТ не оказывают влияния на толщину среза, снимаемого зерном. Этим

можно объяснить отсутствие влияния скорости подачи и окружной

скорости заготовки на шероховатость поверхности. Исключение сос­ тавляет плоское полирование Л КТ, при котором уровень тепловыделе­

ным, облегчающим процесс выглаживания микронеровностей. Дальнейшее снижение о приводит к чрезмерному размягчению поверхностных слоев

и высота микронеровностей возрастает.

Часто наружное круглое полирование шеек валов, ф ланцев и других заготовок производят методом врезания. При шлифовании методом вре­ зания абразивными кругами шероховатость поверхности является за­ метно более высокой, чем при шлифовании с осцилляцией. В отличие от этого при полировании ЛКП благодаря достаточно динамичному обновлению режущ его рельеф а рабочих участков, уменьшающему вероят­ ность попадания зерен в ранее прорезанные канавки, шероховатость поверхности при обработке методами врезания и с осциллляцией отли­ чается незначительно.

При наружном круглом полировании ЛКТ значение Ra зависит от смешения оси круга е относительно оси заготовки (рис.29). С увели­ чением е значение Ra уменьш ается, причем, в большей степени это происходит на участке е = 0 ...6 5 мм. При е = 0 риски направлены по окружности, при е = 65 мм риски располагаются в виде сетки с углом скрещивания 90 и это приводит к уменьшению Ra. При е = 130 мм

риски имеют направление, близкое к направлению образующей заготов­

микронеровностей.

Существенное влияние на шероховатость поверхности оказывает зернистость лепестков. С ее увеличением параметры Ra и S возрас-

52

личении относительной опорной длины при полировании ЛКТ. Так, при

может быть получена кругами различней зернистости путем подбора соответствующих режимов обработки. При обработке кругами меньшей

55

после полирования ЛКП, что особенно проявляется при обработке кру­ гами крупной зернистости. Так, если при полировании ЛКП и ЛКТ зер­

тем, что они более продолжительно работают притупленными зернами, меньше подверженными ударному разрушению, что обеспечивает лучшее

сглаживание неровностей. Этому ж е способствует более высокий уро­

вень тепловыделения.

Состояние поверхностного слоя стальных заготовок после обработки лепестковыми кругами. Работоспособность стальных загото­

стали 45 после полирования в различных условиях оценивалось изме­ рением микротвердости косых шлифов на приборе ПМ Т-3; по результа­

Н .Н . Давиденкова. В наибольшей степени условия обработки влияют на качество поверхностного слоя при полировании Л К Т, особенно плоских поверхностей, так как при этой схеме уровень температур в зоне об­ работки является достаточно высоким.

При полировании образцов с плоской поверхностью из закаленной стали 45 (HRC^ 5 2 ...5 4 ) ЛКТ диаметром 300 мм, зернистостью 14А8

при сравнительно низкой скорости подачи (3 м /м ин) и интенсивных

= 40 м /с и 5 = 0,85 мм структурные превращения наблюдаются на

глубину до 18 мкм. В этом случае при работе без охлаждения поверх­ ностный слой имеет после отпуска трооститную и троостосорбитную структуру. При охлаждении 5 %-ным раствором эмульсола в воде в тонком поверхностном слое глубиной 3 ...5 мкм видна белая, понижен­

56

ной травимости полоска зоны торичнои закалки, переходящая в более глубоких слоях в структуру v "пуска. Толщина отпущенного слоя в

этом случае не превышает 12 м* i. Максимальное снижение твердости

проходном полировании ЛКТ даж е при больших и возможно накопление

S

теплоты, приводящее к отпуску поверхностного слоя. Применение

охлаждения в этих случаях устраняет опасность прижогов.

Были проведены измерения микротвердости поверхностного слоя за­ каленных заготовок после полирования ЛКТ диаметром 500 мм, зернис­

смотря на сравнительно большую скорость вращения стола, в резуль­ тате накопления теплоты происходило значительное снижение твердос­ ти металла. При полировании с охлаждением на тех ж е режимах изме­ нения твердости не наблюдалось.

Остаточные напряжения при абразивной обработке формируются под влиянием теплового, силового факторов и фазовых превращений, при­ водящих к образованию в тонких поверхностных слоях структур с отличающимися удельными объемами.

При полировании ЛКТ плоских образцов из закаленной стали 45 при низкой скорости подачи в поверхностном слое формируются растяги­ вающие остаточные напряжения (рис.31), что связано с преобладающим влиянием теплового фактора и образованием троостосорбитных струк­ тур, имеющих меньший удельный объем, чем структура мартенсита. При увеличении v (см. рис.31) растягивающие напряжения снижаются. При

полировании импрегнированными кругами с большой скоростью подачи в результате снижения интенсивности теплового потока, времени тепло­ вого воздействия и превалирующих) влияния силового фактора, приво­ дящ его к наклепу металла, в поверхностных слоях формируются сжи­ мающие остаточные напряжения.

При полировании ЛКТ заготовок из нормализованной стали 45 твер­ дость поверхностного слоя изменяется в результате наклепа под дей­ ствием силового фактора и разупрочняющего действия теплового фак-

57

нмпрегнирован)

нивелируется и твердость полированных образцов мало отличается от исходной. В структуре металла просматривается структурно-свободный цементит, выделившийся в результате интенсивного нагрева. При уве­ личении скорости подачи, под превалирующим влиянием наклепа, воз­

при шлифовании благодаря длительному выхаживанию в связи с продол­ жительным трением абразивных зерен и обрабатываемой поверхности, вызывающим пластическую деформацию металла, наклеп поверхностного слоя возрастает.

Значительно благоприятнее условия теплообразования при полиро­ вании ЛКТ цилиндрических заготовок. В первую очередь это обуслов­ лено уменьшением продолжительности теплового воздействия в связи с вращением заготовки. Проведены эксперименты по полированию колец диаметром 60 мм из стали 45 (HRC^ 5 2 ...5 4 ) ЛКТ диаметром 300 мм.

Полирование производилось на круглошлифовальном станке ЗБ12, шли­ фовальная бабка которого была развернута на 90° по отношению к нормальному положению. Д ля измерения микротвердости от колец отре­ зали секторы, полированную поверхность которых после этого прити­

58

рали для получения косого стреза под углом 1,5° к образующей ци­ линдрической поверхности. Прц притирке секторы укрепляли в спе­

структурных преобразований в образцах не происходи? и микротвер­ дость поверхностного слоя увеличивается на 0 ,8 ...0 ,9 ГПа на глуби­ не до 5 ...7 мкм. При увеличении о до 30 м/мин микротвердостб воз­

растает на 1 ,2 ... 1,4 ГПа. В рассмотренных условиях благодаря

уменьшению продолжителыюсти теплового воздействия в поверхностных

слоях толщиной до 5 ...8 мкм формируются сжимающие остаточные на­ пряжения с максимальным значением 0.7 ГПа.

При продолжительном полировании ЛКТ цилиндрических заготовок,

особенно коротких, когда время между очередными контактами круга с

исключает возможность появления прижогов.

Приведенные результаты исследований позволяют сделать вывод о том, что для улучшения качественных показателей поверхностного

слоя при полировании ЛКТ следует работать при повышенных значениях скорости подачи и окружной скорости заготовки. В этом случае ка­ чество обработки улучшается без потерь в производительности.

При обработке ЛКП низкий уровень тепловыделения практически исключает какие-либо структурные преобразования и потерю исходной твердости. Наоборот, под влиянием силового фактора и в связи с малой толщиной срезаемых стружек обработанная поверхность приобре­ тает повышенную твердость. Так, при плоском полировании стали 45

ходах деформацию круга снизить до 0,75 мм, то микротвердость образца возрастает до 0,8 ГПа. Это результат перевода дополнитель­ ного количества зерен в режим трения с выглаживанием из режима микрорезания. Однако при дальнейшем уменьшении 6 степень наклепа в

59

что на остаточные напряжения в поверхностном слое заготовки оказы­ вает влияние весь комплекс финишных операций, была проведена серия экспериментов, в которой ставилась цель исследовать пооперационное изменение остаточных напряжений и установить закономерности прояв­ ления технологической наследственности при обработке плоских об­ разцов по схеме шлифование - полирование. В этих экспериментах три образца вначале шлифовались с одной установки на станке ЗГ71, а

слое образца формируются растягивающие напряжения (эпюра / ) . После последующего полирования со снятием припуска 0,02 мм в поверхност­ ном слое остаются растягивающие остаточные напряжения, хотя и меньшие по величине, чем после шлифования (эпюра 2). Это законо­ мерно, так как поле напряжений, созданное при шлифовании, распола­ гается в металле глубже, чем поле операционного припуска при поли­ ровании. В образце, с которого снимался слой 0,05 мм (эпюра 3 ), в поверхностном слое формировались сжимающие напряжения. Значит, для ослабления или полной нейтрализации влияния предшествующего шлифо­ вания на суммарные остаточные напряжения необходимо на операции полирования ЛКП снимать припуск соответствующей или несколько большей толщины, чем глубина залегания растягивающих напряжений после шлифования.

60