книги из ГПНТБ / Ящерицын, П. И. Шлифование с подачей СОЖ через поры круга

4. Исследование эффективности охлаждения через поры круга при внутреннем шлифовании

Эффективность охлаждения через поры круга иссле­ довалась при внутреннем шлифовании на проход конус­ ного отверстия внутренних колец двухрядных сфериче­

кругами ПП 140X63X65 Э9А40СМ1К7, окончательное— также скоростными кругами ПП 140X63X65 Э9А25МЗК7. Шлифовальные круги обеих характеристик

как на предварительном, так и на окончательном шлифовании насосом П-90 обеспечивался расход СОЖ через поры круга 40—55 л/мин. Истечение СОЖ через поры неподвижного круга показано на рис. 71, в момент начала вращения круга — на рис. 72 и при установив­ шемся вращении — на рис. 73.

Эффективность скоростного шлифования с охлажде­ нием через поры круга определялась по сравнению с обычным (нескоростным) шлифованием при обычном охлаждении и с использованием поставляемого со стан­ ком внутришлифовального шпинделя, а также по сравнению со скоростным шлифованием при обычном охлаждении и с использованием шпинделя СШ-1-10(2).

Во всех трех случаях при предварительном шлифова­ нии режимы обработки подбирались как максимально возможные при условии обеспечения заданной точности (размер, угол конуса, неперпендикулярность отверстия базовому торцу и его овальность). При этом допуска­ лись мелкие штриховые ожоги. При окончательном шли­ фовании ожоги не допускались.

Режимы предварительного шлифования приведены

втабл. 27, а для окончательного — в табл. 28.

Втабл. 29 и 30 приведены показатели процесса ско­ ростного шлифования при обычном охлаждении (опыт

220

№ 2) и через поры круга (опыт № 3) по сравнению со шлифованием при скорости вращения круга 35 м/сек и обычном охлаждении (опыт № 1). Из приведенных данных следует, что в результате применения скорост­ ного шлифования с обычным охлаждением производи­ тельность повысилась на 30—40%, а при скоростном шлифовании с охлаждением через поры круга — на 50— 70%. При этом шероховатость шлифованных поверхно­ стей в первом случае улучшилась на 1—2 разряда, а во втором — до одного класса. Одновременно достигается уменьшение удельной работы шлифования и повышение коэффициента интенсивности съема металла.

Высокая эффективность охлаждения через поры кру­ га при внутреннем шлифовании объясняется тем, что

Рас. 71. Истечение СОЖ через поры неподвижного шлифовального круга на станке мод. СВАИЛ-250

221

дуга контакта круга с изделием значительна и влияние смазывающего и охлаждающего действия СОЖ при обычном методе ее подвода весьма мало, так как СОЖ практически не проникает в зону шлифования. В этом смысле эффективность охлаждения через поры круга тем выше, чем меньше разница между диаметрами шли­ фуемого отверстия и круга.

Таким образом, охлаждение через поры круга позво­ ляет значительно повысить режимы бесприжогового шлифования при одновременном улучшении точности и других показателей процесса шлифования.

Целью дальнейшего исследования было получение зависимости амплитуды А колебаний шлифовальной бабки станка в плоскости Рг, удельного износа шлифо­ вального круга 1/да, удельного съема металла Ѵдм, удельной производиельности процесса шлифования q, эффективной мощности шлифования А/Эф и ее изменения за один ход стола от режимов внутреннего скоростного шлифования при обычном охлаждении и через поры кру­ га. Изменение эффективной мощности АА^0ф за один ход стола происходит в результате изменения фактической

222

длины контакта шлифовального круга с изделием как следствие наличия перебегов круга на 25 мм в каждую сторону.

Исследования проводились при шлифовании конус­ ных отверстий внутренних колец двухрядных сфериче­ ских роликоподшипников 73727 из стали ШХ15СГ (HRC = 60 65) па станке мод. СВАИГЛ-200. В каждом опыте шлифовалось по пять деталей с нормированным припуском на диаметр 300 мкм при нКр = 50 м/сек. Цикл обработки состоял из правки круга алмазным каранда­ шом, предварительного шлифования со съемом прибли­ зительно 200 мкм, правки круга в цикле и окончательно­ го шлифования со съемом оставшегося припуска.

Рис. 73. Истечение СОЖ через поры шлифоваль­ ного круга при установившемся его вращении

223

Для определения фактического съема металла каж­ дая деталь контролировалась по размеру до и после об­ работки на специальном приборе. Для определения из­ носа круга применялось специальное индикаторное устройство. Это устройство позволяло производить изме­ рение износа круга в пяти точках по высоте круга с точ­ ностью 1 мкм. Измерение износа крута производилось после правки, перед предварительным шлифованием и после него, перед окончательным шлифованием и после него. В результате определялся объем изношенного кру­ га в процессе предварительного и окончательного шли­ фования, а также при обеих его правках. Для повыше­

ния точности измерение износа круга производилось в трех осевых сечениях.

В процессе обработки каждой детали определялось машинное время работы круга. По величинам машинно­ го времени, износа круга и съема металла рассчитыва­ лись удельный объем изношенного материала круга Ѵ'да (по формуле (96)), удельный объем сошлифованного металла Ѵдм (по формуле (97)), а по формуле (98) определялась удельная производительность процесса

224

Т а б л и ц а 29

Показатели процесса предварительного шлифования

Номер опыта

шлифования q, которая является обратной величиной удельной стойкости шлифовального круга Д (форму­ ла (95)).

226

Для измерения эффективной мощности шлифования использовался преобразователь мощности трехфазного тока типа П022. 5У4.2, в котором измеряемая мощность преобразовывалась в пропорциональную величину на­ пряжения постоянного тока и подавалась на гальвано­ метр осциллографа Н-700. Преобразователь мощности П022. 5У4.2 и осциллограф Н-700 позволили фиксиро­ вать практически любые мгновенные изменения эффек­ тивной мощности шлифования, которые могут быть обу­ словлены изменением фактической ширины контакта круга и изделия, изменением припуска за один оборот изделия из-за погрешностей формы обрабатываемой по­ верхности и другими причинами.

Измерение вибрации шлифовальной бабки в верти­ кальной плоскости производилось с помощью вибродат­

бабки. На осциллограмме видно, что эффективная мощ­ ность изменяется за время каждого одинарного хода сто­ ла на ДА/дф, а в начале процесса шлифования и за один оборот изделия. Первое изменение эффективной мощно­ сти шлифования обусловлено изменением фактической ширины контакта шлифовального круга с изделием за счет перебегов круга, а второе изменение эффективной мощности происходит в результате неравномерного слоя металла, снимаемого за один оборот изделия, из-за по­ грешностей формы (в основном овальности) обрабаты­ ваемой поверхности.

В первоначальной стадии процесса шлифования про­ исходит постепенное увеличение эффективной мощности, а затем она стабилизируется. Такой характер изменения эффективной мощности за время цикла шлифования объясняется тем, что в начальный период шлифования происходят выбор зазоров и упругие деформации в ме­ ханизме подачи, в шпиндельных группах изделия и шли­ фовального круга, что определяет уменьшение фактиче­ ской поперечной подачи от кинематической. По мере увеличения натягов в системе СПИД (станок — приспо­ собление — инструмент — деталь) происходит постепен­ ное уменьшение разницы между фактической и кинема­ тической подачами, а следовательно, и стабилизация

эффективной мощности шлифования. Однако фактиче­ ская подача всегда несколько меньше кинематической, что является одной из причин уменьшения фактического съема металла от теоретического.

В конце цикла шлифования, когда прекращается по­ перечная подача шлифовального круга, происходит его отскок от изделия. Однако при интенсивных режимах шлифования величина упругих деформаций системы СПИД настолько велика, что установленной величины

Рис. 74. Осциллограмма эффективной мощности внут­ реннего шлифования и вибраций шлифовальной бабки (Л^эф.ост — величина остаточной эффективной мощности; ДЛ^эф — изменение эффективной мощности шлифования за один ход стола)

отскока недостаточно для выхода круга из контакта с изделием. В результате этого при обратном продольном движении круга из изделия происходит шлифование, которое характеризуется величиной остаточной эффек­ тивной мощности іѴэф.ост- В этом случае имеет место винтовой ожог шлифованной поверхности. Чтобы исклю­ чить этот вид брака, необходимо в конце процесса шли­ фования применять выхаживание. Время выхаживания должно быть достаточным для уменьшения величины натяга в системе СПИД до такой степени, чтобы оста-

228

точный натяг был меньше установленной величины от­ скока круга от изделия.

Во всех опытах шлифование деталей производилось

круга применялось устройство, аналогичное показанному на рис. 46. Очистка СОЖ от шлама производилась с по­

ладка для шлифования по методу «жестких опор». Чтобы исключить появление прижогов на базовой по­ верхности (на наружном диаметре среднего борта) от ее трения о «жесткие опоры», последние были выполнены в виде вращающихся роликов.

На рис. 75 показан общий вид наладки для шлифова­ ния на «жестких опорах». Обрабатываемое изделие 1 своим торцом прилегает к плоскому торцу электромаг­ нитного патрона 2 и опирается базовой поверхностью на радиально расположенные «жесткие опоры». Радиаль­ ная «жесткая опора» представляет собой ролики 3, ко­ торые на подшипниках 4 вращаются на осях 5, закреп­ ленных в коромысле 6. Коромысло 6 на оси 7 закреплено в корпусе 8, который крепится на плите 9 бабки изделия станка.

Крутящий момент изделию передается от электро­ магнитного патрона 2. Величина электрического тока в катушках патрона 2 устанавливается такой, чтобы за время обработки деталь под действием сил резания про­ вернулась относительно патрона на 0 ,8 — 2 оборота. В этом случае в наименьшей степени копируются по­ грешности базовой поверхности на обрабатываемую. Благодаря наличию между центром 10 электромагнит­ ного патрона 2 и центром 11 изделия 1 эксцентриситета 12 изделие 1 прижимается к роликам 3 и обкатывается

по ним.

Таким образом, данной конструкцией «жестких опор» исключается трение скольжения изделия по опорам и происходит трение качения. В результате этого уже в

229