Теоретичні і практичні основи високопродуктивного торцевого шліфування важкооброблюваних матеріалів

 

Таблиця 1

Режими шліфування

 

Примітка. Знак при значенні зміщення заготовки означає: « – « – зміщення центру заготовки відносно шліфувальної головки униз; « + « – зміщення центру заготовки відносно шліфувальної головки уверх.

 

Привод шліфувального круга здійснюється від асинхронного двигуна. У ланцюг живлення двигуна увімкнені вимірювальний перетворювач активної потужності РР1 (тип Е 859/2) і комплект вимірювальних приборів Р1. У схемі присутній також проградуйований міліамперметр РА і прибор швидкодіючий самопишучий РV1 (тип Н3031). Для дослідження отриманих даних застосовувалось центральне композиційне рототабельне униформ-планування другого порядку з трикратним повторенням дослідів у кожній строчці. Після реалізації матриці планування отримані наступні рівняння регресії зі значущими коефіціентами:

 

УІ = 120, 3 + 19, 6х2 – 17, 6х3 – 23, 5х32; УІІ = 215, 6 + 16, 2х1 + 8, 9х2 – 34, 1х3 – 6, 3х12 – 9, 9х22 – 30, 3х32; (18)

УІІІ = 276 + 21х1 – 34х2 + 42х3 – 39х1х2 -47х1х3 + 46х2х3 – 20х12 – 16х22 – 28х32;

 

де УI, УII, УIII – максимальна тангенційна сила РZ в I, II, III – зонах шліфувальної головки, Н;

Перехід від кодованих значень (х1, х2, х3) до натуральних (S, t, d) значень виконувався за формулами:

 

S = 200x1 + 400;

t = 0. 05x2 + 0. 15; (19)

d = 24x3.

 

Після перетворювання рівняння приймають канонічний вид:

 

  (20)

 

Коефіцієнти канонічних рівнянь мають різні знаки, отже поверхня отклику є гіперболоїдом, її центр – мінімаксом (сідлом).

Оптимальними умовами шліфування є: швидкість руху заготовки – 200мм/хв, глибина різання t = 0, 2мм, зміщення центра круга d = -24мм.

Крім того, отримані результати були оброблені з метою визначення результатів, при яких робота А, затрачувані на обробку припуску, стабільна для усіх трьох зон. Найбільш стабільна робота А (24%) при S = 63, 6мм/хв, t = 0, 1мм, d=0.

У восьмому розділі розглянуті дослідження якості поверхневого шару після алмазно-абразивного шліфування твердих сплавів і магнітів.

Величина залишкових макронапруг, що вимірюється за допомогою засобів рентгеноструктурного аналізу, визначається зміною міжповерхневої відстані тієї системи площин кришталевої гратки, від якої, при даних умовах зйомки було отримане відбивання.

Для визначення залишкових пружних макронапруг використали рівняння Вульфа-Брега:

 

 , (21)

 

де n – порядок дифракції;  – довжина хвилі джерела випромінювання; d – міжповерхнева відстань кришталевої гратки зразка, що досліджується;  – кут дифракції.

Розрахунок залишкових напруг проводився за формулами:

 

  (22)

 

де  - відносна деформація гратки в напрямку перпендикулярному поверхні зразка;  - відносна деформація гратки в напрямку паралельному поверхні зразка і водночас перпендикулярна одному з умовно вибраних напрямків в цій площині;   – відносна деформація гратки в напрямку, паралельному поверхні зразка і паралельна вибраному вище умовному напрямку; Е – модуль Юнга;  – коефіцієнт Пуассона;   – напруга направлена перпендикулярно до поверхні зразка;   – напруга, що орієнтується в площині паралельно поверхні зразка і перпендикулярна напрямку (рискам) шліфування;   – напруга, що орієнтується в площині паралельно поверхні зразка і паралельна напрямку (рискам) шліфування.

Значення відносних деформацій гратки в напрямку перпендикулярному площині ( ) отримали зйомкою дифракційної лінії при фокусуванню по Бреггу-Брентанно, коли кут між нормаллю до площин, що відбивають () рівному нулю. Значення деформацій в напрямках, паралельних поверхні зразка одержували, використовуючи засіб похилих зйомок.

Залишкову напругу одержували в WC фазі твердого сплаву з використанням пружних констант Е = 700000Н/мм2;  =0, 22.

Деформацію гратки визначали по лінії (112) зйомкою у фільтрованому випромінюванні на рентгенівському дифрактометрі ДРОН-УМ1 при записуванні профілю на діаграмну стрічку потенціометра.

Похилі зйомки проводили при кутах дефокусування зразка  = 45.

Для прискорення рентгеноструктурного аналізу виробів з твердих сплавів були розроблені два програмних комплекси для ЕОМ “ИСКРА-1256” (що входить до складу апарату ДРОН-УМ1). “Першопочаткова обробка спектра дифракційної лінії” і “Обчислення міжплощинних відстаней елементарного осередку кришталевої гратки”.

Порівняльний аналіз експериментальних даних показав, що в карбідній фазі зразків з сплаву ВК8 виникає знижуюча залишкова деформація, причому після суцільного шліфування вона на 10-40% більша.

Нами були проведені випробування зносостійкості твердосплавних штабиків з ВК8 після їх шліфування при стиранні їхньою пастою АСМ 20/14 і диском із гартованого чавуну СЧ15-32 з охолодженням однопроцентним розчи-ном К2С2О4 при V=75 м/хв і навантаженні Р=350Н, і встановлена залежність зносостійкості твердосплавних штабиків від залишкової напруги в поверхневому шарі (рис. 10).

У цьому ж розділі проведені дослідження якості поверхневого шару при обробці напівсфери магнітів Басма з матеріалу ЮНМДК24 імпрегнованими шліфувальними кругами ЧЦ805020 25А 16ПСМ18КБ5 на верстаті ЗА227 засобом торцевого врізного шліфування.

Шліфувальні круги просочувалися 20-25% розчином колоїдної графітової рідини, що концентрувалася з наступним закріпленням часток графіту в порах шліфувального круга за допомогою спиртового розчину клею БФ4