Анализ методов шлифования, влияющих на точность обработки
На точность, качество и производительность операции шлифования влияют множество факторов. Радиальная сила, возникающая при обработке, характеристика шлифовального круга, скорость резания, а также методы и режимы правки.
При определенной жесткости станка и детали требуемая точность, качество и производительность шлифования могут быть обеспечены лишь при условии, что радиальная сила не будет превышать некоторого определенного значения. Если радиальная сила, например, из-за затупление круга будет больше определенного значения, то возрастающие величины отжима в станке и детали сделают невозможным изготовление деталей требуемой точности. Чтобы обеспечить требуемую точность, шероховатость и производительность обработки поверхности необходимо восстановить режущую способность круга.
Характеристика шлифовального круга должна быть такой, чтобы она обеспечивала заданные параметры детали при рациональных режимах резания. Основные исходные данные для выбора характеристик инструментов:
Материал детали и его твердость;
Требуемая шероховатость поверхности;
Качество поверхностного слоя (прожоги, микротрещины, твердость
детали после шлифования).
Методы подачи СОЖ.
Такое большое количество факторов, оказывающих влияние на выбор характеристик кругов и методов шлифования, часто приводит к неоднозначному решению, поэтому разработка методики выбора оптимальной характеристики круга и метода шлифования является актуальной задачей. Для решения этих задач необходимо рассматривать дифференцировано влияние каждого параметра.
|
|
|
Качество поверхностного слоя после шлифования.
Качество поверхности деталей так же, как и эксплуатационные показатели, формируются в течение всего цикла обработки. При этом некоторые показатели качества поверхностей детали являются наследственными, т.е, они переходят от одной операции к другой, иногда без изменения своей величины, а иногда с изменениями в сторону уменьшения или увеличения. К таким показателям качества относятся микротвердость, микроструктура, внутренние напряжения и шероховатость поверхности. К ним также можно отнести и дефекты шлифования - прожоги и микротрещины. Состояние металла колец подшипников также определяет их прочность и долговечность работы.
При шлифовании в поверхностном слое одновременно возникают упругие и пластические деформации, что приводит к изменению состояния поверхностного слоя, происходит отрыв и диспергирование частиц материала, сопровождаемые сложными тепловыми процессами, что приводит к изменению поверхностного слоя и величины остаточных напряжений. Поэтому основной припуск необходимо снять на черновом шлифовании, а для снятия дефектного слоя применять чистовое шлифование, выхаживание и доводку, которые улучшают структуру металла и остаточные напряжения, созданные предшествующим процессом обработки, после чего создаются напряжения сжатия.
|
|
|
Задача повышения износостойкости деталей подшипников непосредственно связана с технологией их изготовления, а физическое состояние поверхностных слоев деталей подшипников качения оказывает существенное влияние на их долговечность.
Во время шлифования нагревается все изделие, а в зоне контакта шлифуемого изделия с абразивным кругом температура достигает высоких значений. Проведенный рентгенографический анализ поверхностных слоев после шлифования на высоких режимах обработки показал, наличие увеличенного содержания остаточного аустенита, образованного в процессе вторичной закалки, прошедшей при шлифовании, которая получается при температуре выше температуры аустенитного превращения 880 °С.
При шлифовании отпущенной стали 40Х на поверхности шлифуемой детали образуется тонкий слой с резко измененной структурой, который имеет две зоны структурного состояния, зоне вторичной закалки, появляющаяся в виде повышенной травимости со структурой высокотемпературного отпуска. Структура внешнего слоя состоит из аустенита трения (белого участка) несколько отпущенного мартесинита и карбидов.
|
|
|
Под этим дефектным слоем расположена зона отпуска (более темного цвета), постепенно переходящая в основную структуру мелкоигольчатого мартенсита и карбидов. В зоне отпуска карбиды располагаются неравномерно, отдельными скоплениями.
При шлифовании карбидные частички в поверхностном слое с измененной структурой, как правило, полностью растворяются.
Структурные изменения приводят к возникновению внутренних напряжений, так как они связаны с изменением объема металла.
Если внутренние напряжения превысили величину временного сопротивления металла на разрыв, то возникают микротрещины, в слое появляются дислокации.
Для устранения возможности возникновения дефектных слоев металла у обрабатываемых деталей, необходимо уменьшить тепловой эффект при шлифовании, за счет подбора режимов резания, характеристик шлифовальных кругов и соответствующих качественных СОЖ.
Пластическая деформация поверхностного слоя металла, возникающая в процессе шлифования, вызывает повышение микротвердости, т.е. упрочнение металла, создавая остаточные напряжения в его микрообъемах, что приводит к искажению атомной решетки металла. Степень упрочнения пропорциональна величине пластической деформации металла.
|
|
|
В процессе шлифования возникают технологические остаточные напряжения, которые оказывают влияние на точность обработки, статическую и динамическую прочность детали.
Появление остаточных напряжений связано с условиями изготовления детали. Они должны проектироваться так, чтобы возникающие в поверхностном слое остаточные напряжения гарантировали надежность работы деталей в заданных условиях эксплуатации.
В зависимости от условий обработки деталей резанием доминирующим может быть или механический фактор, и тогда на поверхности возникают напряжения первого рода сжатия, или тепловой фактор, тогда возникают напряжения растяжения.
Образование остаточных напряжений сопровождается искажением кристаллической решетки, структурными или фазовыми изменениями.
Остаточные сжимающие напряжения в поверхностном слое способствуют долговечности деталей, а растягивающие напряжения, наоборот, ускоряют разрушение.
Исследования напряженного состояния поверхностного слоя деталей дает возможность установить взаимосвязь между технологическими параметрами процесса шлифования и характером распределения остаточных напряжений.
Проведенный анализ методов шлифования показал, что уменьшить тепловой эффект при пшифовании с повышенными подачами можно за счет увеличения скорости вращения детали с соответствующей скоростью абразивного круга и с достаточным количеством СОЖ в зоне резания. С повышением скорости вращения шлифуемой детали уменьшается продолжительность соприкосновения обрабатываемой детали с кругом, следовательно, снижается степень теплового воздействия. Так как уменьшаются силы трения между вершинами режущих кромок круга с металлом, что способствует улучшению качества обрабатываемых деталей.
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 1743; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!