Требования к качеству деталей машины. Совершенствование процессов правки абразивных кругов. Расчет производительности и износостойкости как основных эксплуатационных характеристик правящих карандашей. Методы повышения прочности алмазоудерживающих связок.
При низкой оригинальности работы "Перспективы использования поликристаллических СВ-алмазов в машиностроении", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Завершающим этапом изготовления большинства ответственных деталей являются операции абразивной обработки, на которых, как правило, формируются основные показатели качества деталей, такие как точность, качество поверхности и физико-механические свойства поверхностного слоя. основными требованиями, предъявляемыми к абразивной обработке, в том числе и к шлифованию, являются повышение производительности и снижение себестоимости обработки при сохранении требуемого качества обработанных поверхностей деталей машин. Несомненные достоинства процесса шлифования реализуются наиболее полно лишь в том случае, когда вместе с ним получает аналогичное или опережающее развитие технология восстановления режущей способности абразивных кругов посредством их правки. Это достигается путем использования более производительных и износостойких видов правящих инструментов и оптимизации технологических условий правки [1]. Абразивные круги, как правило, в большей степени изнашиваются не в процессе шлифования, а при их правке. Следовательно, износ шлифовальных кругов и правящих инструментов, влияющий на показатели процесса шлифования, в значительной мере зависит от вида правящего инструмента и технологических условий правки затраты времени на которую могут достигать 40-50% штучного времени обработки.Результаты экспериментальных исследований показали, что с увеличением зернистости алмазов снижается удельный расход алмазоносного слоя правящих карандашей из природных алмазов и из алмазов типа СВ. При увеличении зернистости с 800/630 мкм до 2000/1600 значение удельного расхода снижается в 16 раз для карандашей из природных алмазов и в 10 раз - из алмазов типа СВ. По результатам исследований были получены экспериментальные зависимости удельного расхода алмазного слоя q правящих карандашей из природных алмазов и алмазов типа СВ от зернистости Z и концентрации К алмазов, а также от твердости и износостойкости связки карандашей и абразивных кругов (рис. При увеличении зернистости связки снижается q как для карандашей из природных алмазов, так и для карандашей из алмазов типа СВ. 4 представлена зависимость удельного расхода алмазного слоя q для карандашей из алмазов типа СВ и природных алмазов от зернистости Z алмазов в карандашах, а также от износостойкости и твердости связки.
Вывод
Зернистость Z, мкм Объем снятого Абразива V, см3 Весовой износ Карандаша g, г Удельный расход карандашей, q, г/см3 х 10-4 из природных алмазов из алмазов СВ из природных алмазов из алмазов СВ
800/630 248 0,144 0,206 5,81 8,32
1000/800 242 0,073 0,123 3,02 5,09
1250/1000 236 0,033 0,059 1,43 2,53
1600/1250 229 0,023 0,028 0,99 1,21
2000/1600 223 0,007 0,018 0,31 0,83
Концентрация К, %
5 217 0,206 0,279 9,64 12,9
10 211 0,128 0,174 6,1 8,26
15 204 0,098 0,135 4,8 6,6
20 198 0,081 0,121 4,1 6,1
25 192 0,058 0,092 2,91 4,8
Результаты экспериментальных исследований показали, что с увеличением зернистости алмазов снижается удельный расход алмазоносного слоя правящих карандашей из природных алмазов и из алмазов типа СВ. При увеличении зернистости с 800/630 мкм до 2000/1600 значение удельного расхода снижается в 16 раз для карандашей из природных алмазов и в 10 раз - из алмазов типа СВ.
На основании выполненных исследований было установлено, что существенное влияние на показатели износостойкости правящих карандашей оказывает характер износа алмазного слоя. В ходе микроскопического анализа была определена картина износа и установлен механизм изнашивания алмазоносного слоя. Как показали исследования, в процессе правки связка на рабочей поверхности карандаша изнашивается неравномерно. Наиболее интенсивный износ происходит в зоне вокруг алмазного зерна, где образуется углубление под действием потока абразивного шлама, снимаемого с круга в процессе правки, что способствует снижению износостойкости алмазных правящих карандашей. Это явление наблюдается практически для всех видов металлических связок, независимо от их твердости. Повышение износостойкости может быть достигнуто путем введения в связку высокоабразивных наполнителей и относительного повышения концентрации алмазов.
Основные закономерности процесса правки абразивных кругов были подтверждены в ходе экспериментальных исследований, которые проводились для оценки работоспособности алмазных правящих карандашей, изготовленных из алмазов типа СВ. Исследованию подвергались карандаши типа 02 и 04 исполнения С, изготовленные из природных алмазов и алмазов типа СВ на медно-оловянной и твердосплавной связках. Правке данными карандашами подвергались абразивные круги, изготовленные по ГОСТ 2424-83, типа ПП400х40х203. Процесс правки осуществлялся на универсальном кругло-шлифовальном станке модели 3Б153У при следующих режимах: Vkp=36 м/с, Sпрод=0,5 м/мин, Sпопер=0,03 мм/дв.х., Vохл=20 л/мин. Износ правящих карандашей оценивался весовым методом на аналитических весах WA-31 производства Польши. Износ абразивных кругов определялся линейным методом [3].
По результатам исследований были получены экспериментальные зависимости удельного расхода алмазного слоя q правящих карандашей из природных алмазов и алмазов типа СВ от зернистости Z и концентрации К алмазов, а также от твердости и износостойкости связки карандашей и абразивных кругов (рис. 2). При увеличении зернистости связки снижается q как для карандашей из природных алмазов, так и для карандашей из алмазов типа СВ. Так, при правке круга твердостью СМ2 карандашами из алмазов типа СВ значение удельного расхода алмазного слоя снижается с ростом зернистости с 800/630 до 2000/1600 мкм примерно в 10 раз. При увеличении Z свыше 2000 мкм интенсивность снижения q падает и даже наблюдается его стабилизация.
На рис. 3 представлена зависимость удельного расхода q от концентрации алмазов К. При увеличении К с 20 до 80 % снижается q для всех алмазных карандашей, в том числе из алмазов типа СВ. При значении К свыше 60 % наблюдается некоторая стабилизация удельного расхода алмазного слоя. Аналогичным образом происходит изменение q в зависимости от К и для карандашей, изготовленных из природных алмазов.
Проведенные теоретико-экспериментальные исследования позволили установить влияние физико-механических свойств связки и ее износостойкости на показатели износостойкости алмазных правящих карандашей. На рис. 4 представлена зависимость удельного расхода алмазного слоя q для карандашей из алмазов типа СВ и природных алмазов от зернистости Z алмазов в карандашах, а также от износостойкости и твердости связки. При использовании связок, обладающих большей твердостью, например М6-02, значения q меньше, чем у карандашей со связкой М2-01. Причем при малых значениях зернистости влияние износостойкости сказывается на удельном расходе q гораздо больше, чем при более высоких.
Значение удельного расхода алмазного слоя снижается с увеличением концентрации алмазов с 5 до 85 % более чем в 3 раза для карандашей из природных алмазов и в 4 раза для карандашей из алмазов типа СВ.
На основании экспериментальных исследований были получены оптимальные характеристики для определенного вида правящего инструмента и конкретных условий правки абразивных кругов, которые следует рекомендовать для широкого использования в машиностроительной отрасли (табл. 2) [4].
Таблица 2
Рекомендуемые области применения алмазных карандашей для правки абразивных кругов
Вид шлифования Параметры шлифовального круга Характеристики правящего карандаша
Марка абразива Размеры Dxh, мм Зернистость Твердость Марка алмаза Материал связки Обозначение
Резьбо- и зубошлифование Эльбор 24А, 25А 400х8 300х32 63/50 16-40 Т1-Т2 СТ1-СТ2 алмаз СВ природный алмаз А природный алмаз А М2-01 М6-02 М6-02 3908-0061 3908-0062 3908-0069
Анализируя результаты исследований, можно утверждать, что значения удельного расхода алмазного слоя для карандашей из природных алмазов несколько ниже, чем для карандашей из алмазов типа СВ, в среднем на 15-20 % при одинаковых условиях эксплуатации. Однако при этом следует отметить, что себестоимость правящих карандашей, изготовленных из алмазов типа СВ, в 8-10 раз ниже себестоимости карандашей из природных алмазов. Всесторонний анализ закономерностей процессов правки абразивных кругов и представленные обстоятельства, а также расчеты экономической эффективности процессов шлифования в целом показали, что карандаши из поликристаллических алмазов типа СВ достаточно эффективны при правке абразивных кругов различной твердости, а это позволяет рекомендовать их для широкого использования в промышленности.
2. Аверченков, В.И. Исследование правки абразивных кругов карандашами на основе ПСТМ-алмазов типа СВ/ В.И. Аверченков, В.В. Надуваев// Прогрессивные технологии - основа качества и производительности обработки изделий / АТН РФ ВВО. - Нижний Новгород, 1999. - С.40-47.
3. Аверченков, В.И. Исследование технологических возможностей правящих карандашей из поликристаллических сверхтвердых материалов - алмазов типа СВ/ В.И. Аверченков, В.В. Надуваев, Е.Н. Фролов, В.В. Радьков// Сверхтвердые материалы. - 1998. - №2 - С.72-76.
4. Надуваев, В.В. Повышение эффективности правки абразивных кругов карандашами из алмазов типа СВ/ В.В. Надуваев, Е.Н. Фролов// Высокоэффективные технологии в машиностроении: тез. докл. конф. - М., 2003. - С. 56-58.
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
