Повышение эффективности суперфиниширования путем применения брусков с гранулированной структурой

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

УДК 621. 922
А. Е. Грибач, В.М. Шумячер
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СУПЕРФИНИШИРОВАНИЯ ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ БРУСКОВ С ГРАНУЛИРОВАННОЙ СТРУКТУРОЙ
Увеличение производительности суперфиниширования и получение деталей с минимальной шероховатостью требуют увеличения режущей способности самого бруска за счет минимизации засаливаемости его рабочей поверхности. Показана актуальность создания гранулированного инструмента.
Суперфиниширование, гранулированный инструмент.
A.E. Gribach, V.M. Shumyacher SUPER FINISH GRINDING EFFICIENCY ENHANCEMENT BY GRAINING STRUCTURE BLOCKS APPLYING
The increase of super finish grinding productivity and detail manufacturing with minimum roughness demand the increase of the most abrasive tool cutting ability at the expense of a tool surface pollution minimization of its working surface. The urgency of granulated tool creation is shown.
Super finish grinding, grain tool.
Повышение качества и точности деталей машин обеспечивается процессом суперфиниширования, позволяющим достигать высокой точности и чистоты поверхности с минимальной волнистостью, удалять дефектный слой от предыдущей операции, упрочнять поверхностный слой без структурных изменений при изготовлении различных деталей. Увеличение производительности суперфиниширования и получение с
минимальной шероховатостью поверхностей деталей требует увеличения режущей способности самого бруска за счет минимизации засаливаемости его рабочей поверхности. Нами поставлена задача разработки суперфинишного бруска с высокой режущей способностью. Предлагается способ формирования структуры суперфинишного бруска путем применения гранулированной шихты.
Предлагаемая технология заключается в следующем. Порошок электрокорунда белого зернистостью М7 смешивался со связующим в нужной пропорции до однородной массы. Затем полученная смесь протиралась через сито (размер ячейки определялся размером гранул, в нашем случае 630 мкм). В результате получались гранулы (рис. 1).
На рис. 2 при увеличении 40х (микроскоп МБС-9) мы видим, что поверхность гранул имеет пористую структуру, гранулы изометричной формы.
На основании вышеизложенного был изготовлен суперфинишный брусок из электрокорунда белого марки 25А зернистости М7 с гранулированной структурой (рис. 3).
Обжиг проектируемого бруска производился по диаграмме термообработки (рис. 4).
Рис. 1. Гранулы из электрокорундового материала марки 25А М7
Рис. 2. Вид гранул (микроскоп МБС-9 (увеличение — 40х))
Рис. 3. Суперфинишный проектируемый брусок из электрокорунда белого марки 25А зернистости М7 с гранулированной структурой
1000
^ 800 ТО
? 600
& lt-5
& amp- 400
с
I 200
I-
0
800
800
I
---^Х"Х"Х"Х"Х"Х"Х"Х"Х"Х"Х"^- уяд-----------------
/ 695 **767
. ¦5 588 707*ч"588,-«. ,
б23||8541 489
515
0
0 15 30 45 60 75 90 105 120
МИН
Рис. 4. Диаграмма термообработки бруска
На рис. 5 представлена структура поверхности бруска. Наблюдаем высокопористую структуру поверхности, состоящую из гранул.
Готовый брусок пропитывался раствором серы.
Испытания бруска на режущую способность проведены на установке «ШЛИФ» Волжского института строительства и технологий (рис. 6).
Рис. 5. Структура поверхности гранулированного высокопористого образца
Рис. 6. Установка для определения абразивной и режущей способности шлифматериалов «Шлиф»
Режущая способность cуперфинишного бруска определялась по формуле:
б =
т
і
где т0 — масса заготовки до обработки, г- т — масса заготовки после обработки, г- I -время обработки, с.
п
0
Распределенная нагрузка, прилагаемая на испытываемый брусок, вычисляется по формуле:
Рраспр. = Р/?, (2)
где Р — осевая нагрузка, прилагаемая на суперфинишный брусок, Н-? — площадь контакта рабочей поверхности суперфинишного бруска, см2.
Суперфинишный брусок 25АМ7 с гранулированной структурой сравнивался с суперфинишным бруском, изготовленным по классической технологии из того же материала 25А М7. Бруски имеют равную площадь контактной поверхности. В обоих случаях обрабатывалась заготовка из стали 45 в течение і = 500 с. Количество оборотов вращения заготовки п = 1 об/с. Во время обработки использован 3%-й водный раствор синтетической смазочно-охлаждающей жидкости. Осевая нагрузка, прижимающая опытный брусок к поверхности заготовки, для проектируемого и стандартного бруска Рп = 50 Н. Эта нагрузка на брусок оказывалась посредством навески груза массой 5 кг. Так как ширина бруска Ь = 2,5 см, а высота к = 1,5 см, то площадь контакта рабочей поверхности суперфинишного бруска? п = 3,75 см². Тогда распределенная нагрузка для брусков будет:
Рраспр. = 13,3 Н/см2.
Масса заготовки до обработки т0 = 192,86 г. После обработки опытным гранулированным бруском масса заготовки т = 192,74 г.
Масса детали до обработки стандартным бруском т01 = 192,74 г. Масса детали после обработки т1 = 192,66 г. Подставляя значения в формулу (1), получим: для стандартного бруска б1 = 0,16 г/с- для проектируемого б = 0,24 г/с.
Таким образом, режущая способность опытного гранулированного суперфинишного бруска выше в 1,5 раза. Для удобства результаты измерений сведены в таблицу.
Результаты измерений
Супер- финишные бруски Структура брусков Масса заготовки т0 до обработки, г Масса заготовки т после обработки, г Распредел енная нагрузка Рраспр., Н Площадь контакта рабочей поверхности бруска Бп, см2 Время обрабо тки и с 0, г/с
Стандартн ый 25АМ7 9 192,74 192,66 13,3 3,75 500 0,16
Опытный 25АМ7 Гранули- рованная 192,86 192,74 13,3 3,75 500 0,24
Кроме всего вышеизложенного, особый интерес вызывает поверхность заготовки до обработки опытным бруском и после, а также поверхности опытного бруска после обработки с СОЖ, без СОЖ и толщина слоя засаливания в продольном разрезе.
На рис. 7 показана поверхность заготовки до обработки.
На рис. 7 поверхность имеет высокую шероховатость (кл. 9, Яа~0,32). На рис. 8 представлена поверхность заготовки после обработки опытным бруском.
Из рис. 8 видно, что поверхность заготовки стала более гладкая, шероховатость уменьшилась (кл. 12, Ка ~ 0,04), точность поверхности возросла.
Рис. 7. Поверхность заготовки из стали 45 до обработки (микроскоп МБС-9 (увеличение 40х))
Рис. 8. Поверхность заготовки из стали 45 после обработки (микроскоп МБС-9 (увеличение 40х))
Рис. 9. Поверхность опытного гранулированного суперфинишного бруска из электрокорунда белого марки 25А зернистостью М7 (микроскоп МБС-9 (увеличение 40х))
Рис. 10. Поверхность опытного гранулированного бруска после обработки с СОЖ, микроскоп МБС-9 (увеличение 40х)
Поверхность опытного бруска после обработки без СОЖ представлена на рис. 9.
Во время обработки без СОЖ опытный брусок засалился в течение 3 мин обработки. Стандартный брусок засалился в течение 1 мин 50 с.
Обработка с СОЖ не давала опытному бруску засаливаться, в зоне контакта образовывалась своего рода паста, состоящая из СОЖ, зерен абразива, а также частиц диспергирования. Толщина слоя такой пасты небольшая (рис. 11).
Поверхность опытного гранулированного бруска после обработки с СОЖ имеет вид, представленный на рис. 10.
Испытания показали, что изготовленный нами опытный образец суперфинишного гранулированного инструмента имеет режущую способность, превышающую в 1,5 раза стандартный суперфинишный инструмент. Засаливаемость поверхности снижена в 2 раза. К тому же данный опытный брусок изготавливается по энергосберегающей технологии (температура обжига 800°С) с понижением давления прессования. Консолидация структуры производится при малых давлениях (Р = 0,26 МПа). Предложенная технология производства суперфинишного бруска с гранулированной структурой определяет возможность снижения себестоимости изготовления инструмента с одновременным повышением качества обрабатываемой поверхности.
Рис. 11. Торцевой срез гранулированного бруска, микроскоп МБС-9 (увеличение 24х)
Грибач Алексей Евгеньевич —
аспирант, ассистент кафедры «Технология обработки и производства материалов» Волжского института строительства и технологий (филиала)
Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета
Шумячер Вячеслав Михайлович —
доктор технических наук, профессор, директор Волжского института строительства и технологий (филиала) Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета
Статья
Gribach Aleksey Evgeniyevich —
Post-Graduate Student of the Department of «Processing technology and production materials» of Volga Institute of Building and Technologies (branch) of Volgograd State Architecturally-Building University
Shumyacher Vyacheslav Mikhailovich —
Doctor of Technical Sciences, Professor,
Head of Volga Institute of Building and Technologies (branch) of Volgograd State Architecturally-Building University
принята к опубликованию 23. 09. 10
поступила в редакцию 10. 02. 10,

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой