Исследование силы Ру при шлифовании методом двойного травления

ИССЛЕДОВАНИЕ СИЛЫ РУ ПРИ ШЛИФОВАНИИ МЕТОДОМ ДВОЙНОГО ТРАВЛЕНИЯ

, , (БрГТУ, г. Братск, РФ)

The results of investigional tests of force Ру at grinding tool steels by the method of double etching.

В последнее время определились три разновидности обработки металлов, использующей электрохимические явления: размерная электрохимическая, анодно-механическая и анодно-абразивная обработки. На основе этих методов был разработан метод, названный нами ''методом двойного травления'' (МДТ). Его сущность заключается в анодном растворении продуктов засаливания на поверхности шлифовального круга и одновременном травлении рабочей зоны затачиваемого инструмента, причём круг в этих условиях работает в режиме самозатачивания. Все исследования проводились на операции шлифования на универсально-заточном станке, модели 3Д642Е, модернизированном под процессы электроалмазного шлифования. Затачивались пластины из быстрорежущей стали Р6М5, чашечными кругами марки АСВ 80/63 М1 100%.

Для измерения малых величин радиальной силы Ру нами было спроектировано и изготовлено специальное приспособление с тензометрической вставкой, подключённое к самописцу. В опытах, величина силы принималась как средняя арифметическая 8…10 замеров на горизонтальном участке записи (рис.1). Полученные зависимости и их математические уравнения обрабатывались с помощью компьютерной техники, с применением программ «Excel 2000» и «MathCAD 2000 Pro».

Целью данных исследований являлось определение рациональных условий при шлифовании изделий из инструментальных сталей алмазными кругами на металлических связках. А также установление влияния и научное обоснование технологических характеристик МДТ на качество изделий из инструментальных сталей. В ходе экспериментов были исследованы зависимости силы Ру при разных режимах МДТ и получены следующие результаты.

Из полученной зависимости силы резания от тока правки следует отметить, что с ростом плотности тока правки от 0,083 А/см2 до 0,33 А/см2 сила Ру снижается с 45 Н/см2 до 31 Н/см2 (рис.2). Это объясняется интенсивностью процесса правки алмазного круга, которая предотвращает появление засаленного слоя на его поверхности. Таким образом, постоянное вскрытие алмазных зёрен, благоприятно сказывается на режущих свойствах шлифовального круга, иначе говоря, круг работает в режиме самозатачивания.

Из зависимости силы резания от тока травления следует, что с увеличением тока от 3,125 А/см2 до 12,5 А/см2 сила Ру уменьшается с 40 Н/см2 до 27 Н/см2 (рис.3). Это объясняется тем, что с увеличением тока травления интенсивнее протекают электрохимические и электрофизические процессы, которые приводят к размягчению поверхностного слоя обрабатываемого материала и, следовательно, этот слой сошлифовывается абразивным материалом легче.

Из следующей зависимости, силы Ру от скорости резания следует (рис.4), что с увеличением скорости от 17 м/с до 47 м/с сила снижается с 49 Н/см2 до 24 Н/см2. Это объясняется тем, что с увеличением скорости уменьшается сечение срезов, производимых каждым работающим зерном. Это снижает силы резания, как отдельных зерен, так и суммарную силу резания. Соответственно, с увеличением скорости намного легче протекают и пластические деформации при удалении припуска, чего не наблюдается при малых скоростях.

Из зависимости силы резания от поперечной подачи установлено, что с увеличением глубины резания от 0,01 мм/дв. ход до 0,03 мм/дв. ход сила Ру резко увеличивается с 29 Н/см2 до 53 Н/см2 (рис.5). Это, очевидно, объясняется тем, что с увеличением срезаемого слоя материала увеличивается нагрузка на каждое алмазное зерно и на круг, что и приводит к увеличению силы Ру.

Из следующей зависимости, силы резания от продольной подачи следует (рис.6), что с увеличением подачи от 0,5 м/мин до 2 м/мин сила Ру возрастает с 23 Н/см2 до 48 Н/см2. В этих условиях снижается время контактирования круга с обрабатываемой поверхностью, что приводит к снижению доли электрохимического растворения и возрастанию доли (объёма) механического резания.

Таким образом, исходя из проведённых исследований с целью снижения силы резания Ру, целесообразно рекомендовать следующие режимы резания при шлифовании методом двойного травления инструментальных сталей алмазными шлифовальными кругами на металлических связках: iпр = 0,33 А/см2;

iтр = 12,5 А/см2; V = 47 м/с; t = 0,01 мм/дв. ход; S = 0,5 м/мин.

На данных режимах сила Ру минимальна, а процесс шлифования обеспечивает высокое качество обрабатываемой поверхности.