Машиностроение является важнейшей отраслью промышленности (стр. 47 )

При использовании профильных алмазных брусков на шлицешлифовальных и специальных станках, например на станках для шлифования елочного замка турбинных лопаток, качество и производительность операций значительно повышаются за счет исключения времени на правку, а качество шлифования стабилизируется и повышается за счет работы кругом, рабочая поверхность которого восстанавливается перед каждым проходом при окончательной операции шлифования.

Правка методом тангенциального точения широко применяется при шлифовании зльборным или алмазным инструментом на органической и керамической связках. Для правки кругов из эльбора находят применение профильные бруски из алмазов и карбида кремния, для восстановления формы и режущих свойств алмазных кругов - бруски из зеленого карбида кремния и белого электрокорунда степеней твердости С1-С2.

Правка методом накатывания рабочей поверхности круга представляет собой процесс дробления абразивных зерен и связки при относительно медленном вращении накатного ролика и круга. Применяется исключительно для правки профильных шлифовальных кругов. Правящим инструментом служит фасонный стальной ролик, имеющий профиль обрабатываемой детали.

Накатывание ведется при скорости 1-1,5 м/с с поперечной подачей 0,05-0,06 мм/мин. В зависимости от конструктивных особенностей станка вращение при накатке получает либо шлифовальный круг, либо ролик. В результате взаимного вращения ролика с кругом и высокого давления, создаваемого в зоне контакта подачей на глубину правки, на рабочей поверхности круга происходит разрушение абразивных зерен и связки. Правка продолжается до тех пор, пока круг не приобретет такую форму профиля, которая позволяет получить заданный профиль детали. Износ ролика вследствие незначительного скольжения при правке между роликом и кругом сравнительно невелик, поэтому одним и тем же роликом можно производить многократную правку. Накатывание профиля рабочей поверхности кpyгa предпочтительнее осуществлять роликом, приводимым во вращение от отдельного электродвигателя. Этот привод обеспечивает большую точность профилирования круга при меньшем износе самого ролика, а также сокращает время накатывания за счет исключения времени на наладку приспособления.

Профилирование кругов накатными роликами обладает рядом преимуществ: простотой конструкции приспособлений, возможностью одновременной правки по нескольким поверхностям профиля круга, высокой режущей способностью его выправленных рабочих поверхностей.

Профилирование эльборных и алмазных кругов накатными роликами не производится из-за необходимости большого съема дорогостоящего алмаза и эльбороносного слоя. Для многопрофильного шлифования необходимо применять специально изготовленные круги из Эльбора, которые периодически следует править профильными алмазными роликами.

Для накатывания применяются накатные ролики из сталей 45, 40Х, закаленных до HRC 30-32, и из сталей У8А, У10А, ХГ, Р18, закаленных до HRC 60-64. Профилирование роликами из сталей 45, 40Х (HRC 30-32) более эффективно для операций предварительного шлифования, так как процесс накатывания круга протекает более интенсивно; само же изготовление роликов более простое. Ролики, закаленные до HRC 60-64, более износоустойчивы в работе и обеспечивают более высокую точность профилирования круга, однако изготовление их требует специальных профилешлифовальных станков. Диаметр роликов d выбирается в зависимости от диаметра круга D:

d=(0,2-0,25)D, мм, а его ширина - от длины профиля.

На рис. 8 приведена конструкция накатного ролика с параллельными оси канавками неравномерного шага. Наличие канавок интенсифицирует процесс профилирования круга, а неравномерный шаг их расположения не позволяет оставаться на круге следам от канавок и тем самым исключает биение круга после правки.

Правка накатными роликами производится как с охлаждением, так и без охлаждения. При накатывании без охлаждения процесс правки идет несколько быстрее, так как канавки ролика не засоряются разрушаемыми частицами круга.

Правка методом накатывания рабочей поверхности применяется при многопрофильном резьбощлифовании, зубошлифовании червячным кругом, при профильном шлифовании, шлицешлифовании.

Абразивные инструменты из Эльбора и алмаза, обладающие высокой режущей способностью с сохранением ее в течение длительного времени на высоком уровне, как правило, требуют правки реже, чем круги из других абразивных материалов. Часто выправляемый при установке инструмент осуществляет работу резания без периодической правки до полного износа алмазо - или эльбороносного слоя круга. Однако сам процесс правки эльборных или алмазных кругов значительно труднее, чем кругов из электрокорунда и карбида кремния, из-за специфических отличий этих сверхтвердых абразивных материалов. Для интенсификации процессов правки таких инструментов часто используются наложение электрического тока, химическое и электрохимическое воздействие на рабочий слой инструмента. Метод профилирования эльборных и алмазных кругов с тепловым разрушением связки основан на электроэрозионной обработке поверхностного слоя кругов на металлических токопроводящих связках. Электроэрозионный процесс, используемый для правки, обеспечивает повышение съема эльборо - или алмазоносного слоя, высокую точность профиля (10-20 мкм) и повышенные режущие свойства.

Разновидностями химического воздействия на металлическую связку являются процессы химического травления и электрохимический. Эти процессы используются для восстановления режущих свойств круга и обеспечения оптимальной высоты обнажения зерен над уровнем металлической связки. Электрохимический процесс, используемый для правки, более универсален, находит применение также для профилирования кругов с несложным профилем.

При правке периодически снимается рабочий слой круга с налипшими частицами обрабатываемого материала. Толщина этого слоя определяется требованиями геометрической формы и микропрофиля рабочей поверхности круга.

Часто толщина снимаемого при правке слоя h1 устанавливается в несколько раз большей, чем это необходимо для восстановления режущих свойств и формы рабочей поверхности круга. При завышенном значении h1 не только излишне расходуются шлифовальные круги и правящий инструмент, но и в значительной степени повышается и основное (технологическое) время правки. Это приводит к существенным потерям времени работы станка и снижению производительности труда при обработке. Установление рациональной величины h1, достаточной для восстановления режущей способности и формы рабочей поверхности круга, позволяет не только повысить срок службы шлифовального круга и правящего инструмента, но в значительной степени и технико-экономические показатели шлифования в целом. Очевидно, наибольшая глубина, на которую необходимо углубиться при правке шлифовального круга, составляет не более половины диаметра поры. При этом последняя должна быть максимально раскрыта, и металл, проникший в нее при шлифовании, может быть удален действием центробежной силы вращающегося круга. Например, при правке шлифовального круга зернистостью 40 максимальное значение слоя h1 не должно превышать 0,10 мм. Практически же можно править круг на значительно меньшую глубину.

Для восстановления режущих свойств шлифовального круга зернистостью 40 достаточно снять слой толщиной 0,05-0,07 мм, а круга зернистостью 16 - слой толщиной 0,03-0,04 мм. Снятие такого слоя достаточно и для восстановления правильной геометрической формы круга. Удаление слоя большей толщины не улучшает условий шлифования и поэтому совершенно излишне.

Поскольку количество зерен в единице объема круга и величина отдельных открытых пор зависят в значительно большей степени от зернистости, чем от структуры и твердости круга, величину h1 определяют исходя из размеров абразивных зерен: h1=(0,15-0,2)d3, где d3 - средний размер абразивных зерен в поперечнике, мм.

При врезном и профильном шлифовании, когда требуется обеспечить радиус галтели и форму обрабатываемой поверхности в строго определенных пределах, величина снимаемого при правке слоя увеличивается и определяется в зависимости от износа рабочих кромок круга или профиля круга.

При окончательной операции шлифования износ круга зависит от вида правящего инструмента и режимов правки. Износ круга при шлифовании после правки алмазными инструментами и кругами из карбида кремния меньше, чем после правки металлическими правящими инструментами. Разрушающие силы, возникающие при правке алмазным инструментом, проникают на меньшую глубину и тем самым в меньшей степени нарушают структуру рабочего слоя круга. Установлено, что чем больше воздействие правящего инструмента на слой, граничащий с удаляемым, тем больше разрушение этого слоя и тем больше при шлифовании износ круга по радиусу: h2=0,05Kd3, где K - скорость изнашивания круга при правке различными инструментами.

Более интенсивный износ шлифовального круга после правки металлическим инструментом при шлифовании заготовок приводит к увеличению волнистости на режущей поверхности кpyгa и соответственно к снижению его стойкостной наработки.

Таким образом, общий расход шлифовального круга за цикл его работы (стойкостная наработка круга) составляет:

при правке алмазным инструментом h = h1 + h2 = (0,2 + 0,05) d3 = 0,25d3;

при правке кругами из карбида кремния h = h1 + h2 = (0,2 + 0,05 x 1,5) d3 = 0,29d3;

при правке стальными дисками h = h1 + h2 = (0,2 + 0,05 x 2,5) d3 = 0,325d3.

Поэтому ори использовании в качестве правящего инструмента стального диска общий объемный износ круга по сравнению с износом круга, выправленного алмазом, составляет 130%, а при использовании в качестве правящего инструмента круга из карбида кремния общий объемный износ круга не превышает 116%.

Применение алмазных инструментов для правки кругов при окончательном шлифовании и рациональная толщина слоя, снимаемого при правке, повышают срок службы шлифовальных кругов и технико-экономические показатели операции шлифования в целом.

В таблице приведены рекомендуемые режимы правки шлифовальных кругов различных зернистостей с учетом рационального съема рабочего слоя круга h1 и компенсации износа правящего инструмента.

Периодическая правка шлифовальных кругов, необходимая для восстановления их режущих свойств и геометрической формы, требует затрат рабочего времени, снижает производительность шлифования, увеличивает объемный износ абразивного инструмента.