Тепловий баланс процесу різання виражається рівнянням

,

8 Природні термопари

На рис. 4.10 показано природну термопару, утворену деталлю й різальним інструментом. Її робочим кінцем є ділянка контакту різця, стружки та поверхні різання на заготовці, яка зазнає максимальної теплової дії.

а б

Рис. 4.10. Вимірювання температури різання за допомогою природної термопари

Деталь та різець ізолюють від верстата, щоб зменшити перешкоди. Один із термоелектродів 2 – 3 приєднаний до т.2 інструментального матеріалу різця 1 та виготовлений із того ж матеріалу. Другий термоелектрод 4 – 5 з’єднує вимірний прилад із заготовкою струмознімачем у т. 5. Найпростіший струмо-знімач можна виконати у вигляді металевої або графітової щітки, яка ковзає по поверхні рухомої заготовки.

9 Наростоутворення та його вплив на перебіг процесу різанняє

Процес різання часто супроводжується утворенням на передній поверхні інструмента наросту. Це утворення має форму клина і є частиною стружок, які затримуються силами тертя на різці й спресовані у твердий шар силою різання.

Активний наріст суттєво впливає на процес різання. Позитивний вплив наросту характеризується тим, що він захищає передню і задню поверхні інструмента від зношування і підвищує його стійкість. Проте періодичне зривання наросту та рівчаки, які він утворює на обробленій поверхні, суттєво знижують якість утвореної поверхні та погіршують параметри її шорсткості

10 Виберіть необхідні параметри для розрахунку ζ та розрахуйте коефіцієнт осадження стружки, якщо ширина зрізу 4,5 мм; товщина зрізу 1,5 мм; глибина різання 1 мм; товщина стружки 3 мм:

а) 5; б) 0,33; в) 2; г) 3.

11 Штучні термопари

Стандартні хромель-алюмелеві і хромель-копелеві термопари називають штучними термопарами. штучні В них термометричним параметром є термоелектрорушійна сила.

Одним з недоліків такого роду термопар є їх інерційність, на яку впливає матеріал термоприймача, його форма і розміри.

Суттєвим недоліком штучних термопар є те, що вони не дозволяють заміряти температуру безпосередньо поверхонь тертя.

12 Дайте назви усім позначеним на рисунку кутам

1-

2-

3-

4-

5- a

6- (ро в степені альфа)

20. Порівняльні властивості кубічного нітриду бору та алмазу

Природний алмаз - мінерал, що складається з одного хімічного елемента -вуглецю. Зустрічається у вигляді невеликих кристалів різної форми від 0,005 до декількох карат (карат дорівнює 0,2 г). Алмази бувають безбарвні або пофарбовані в різні тони: жовті, темно-зелені, сірі, чорні, фіолетові, червоні, блакитні та ін Алмаз є найбільш твердим мінералом.



Висока твердість забезпечує алмазному зерну вельми високі ріжучі властивості, здатність руйнувати поверхневі шари твердих металів і неметалів. Міцність алмазу на вигин невисока. Одним із суттєвих недоліків алмазу є порівняно низька температурна стійкість. Це означає, що при високих температурах алмаз перетворюється на графіт, таке перетворення починається у звичайних умовах при температурі близькій до 800 ° С.

Кубічний нітрид бору. (КНБ) - надтвердий матеріал, вперше синтезований у 1957, містить 43,6% бору і 56,4% азоту. Кристалічна решітка КНБ є алмазоподібному, тобто вона має таку ж будову, як і грати алмазу, але містить атоми бору й азоту. Параметри кристалічної решітки КНБ дещо більші, ніж грати алмазу; сказаним, а також меншою валентністю атомів, що утворюють грати КНБ, пояснюється його дещо менша твердість у порівнянні з алмазом.

Кристали кубічного нітриду бору мають теплостійкість до 1200 ° С, що є одним з головних достоїнств у порівнянні з алмазом. Ці кристали отримують шляхом синтезу гексагонального нітриду бору при наявності розчинника (каталізатора) у спеціальних контейнерах на гідравлічних пресах, що забезпечують необхідну високий тиск (близько 300-980 МН/м2) і високу температуру (близько 2000 ° С).

На відміну від алмазу, кубічний нітрид бору нейтральний до заліза і не вступає з ним у хімічну взаємодію. Висока твердість, термостійкість і нейтральність до заліза, зробили кубічний нітрид бору вельми перспективним надтвердим матеріалом для обробки різних залізовмісних сплавів (легованих сталей і ін) забезпечує різке зниження адгезійного і дифузійного зносу інструменту (в порівнянні з алмазним).



14 Переріз зрізу та його параметри

Форма та розміри перерізу зрізуваного шару визначаються принциповою кінематичною схемою різання, яка відображає рухи різання та визначає розташування різального інструмента і заготовки.

Переміщення на величину осьової подачі різця й зрізає шар глибиною t, показано на схемі штриховою лінією. Попе-речний переріз у цій кінематичній схемі вимірюється в площині, яка проходить через вісь обертання заготовки.

– товщина зрізу а – визначається віддалю по нормалі до поверхні різан-ня у заданій точці леза, обмеженої перерізом зрізуваного шару;

– ширина зрізу b– довжина сторони перерізу зрізу, утвореної поверхнею різання

21. Калориметричний метод вимірювання температури базується на методі: е – електромагнітному; електроконтактному

22. Характеристика і область використання вуглецевих та

Основним елементом, який визначає властивості вуглецевихі низьколе-гованих сталей, є вуглець, вмістом якого визначається марка сталі. Вуглецеві сталі виготовляються таких марок: У7А, У8А, У9А, У10А, У10ГА, У11А, У12А, У13А. Літера “У” означає “вуглецева інструментальна”, цифра вказує середній вміст вуглецю в десятих частках відсотка. Літера А вказує на те, що сталь високоякісна, тобто містить менше сірки ( ) і фосфору (< 0,03 %). Вміст магнію та кремнію в цих сталях передбачений в межах 0,15–0,30 % для кожного з елементів.

Для поліпшення технологічних властивостей вуглецевих сталей їх легу-ють невеликою кількістю вольфраму, ванадію, хрому, марганцю та кремнію. Такі сталі називають малолегованими. За складом вуглецю вони відповідають вуглецевим, але присутність легувальних елементів покращує їх ливарні влас-тивості й здатність до гартування, мало впливаючи на експлуатаційні власти-вості. Промисловість випускає низьколеговані сталі марок В2, Ф, 9ХС, ХВГ.

Загалом вуглецеві та низьколеговані сталі мають низьку різальну здатність, тому їх використання обмежене. Основна галузь застосування сталей цієї групи – ручні інструменти: терпуги, надфілі і ножівкові полотна, а також різальні істру-менти, які працюють з малими швидкостями різання: малорозмірні свердла, зенкери, розвертки, мітчики і круглі плашки.

23. Низьколегованими сталями можна обробляти такі конструкційні матеріали: а – вуглецеві покращені сталі;

23. 29. Технологічні складові сили різання та їх використання в технології машинобудування

Щоб виразити силу різання через елементи, які характеризують пластич-ну деформацію, проводили досліди зі стискуванням сталевих паралелепіпедів з перерізом a х b, якими моделювали вільне прямокутне різання. На підставі експериментів, в яких вивчали зміну висоти зрізів залежно від зусилля стиску , отримали таку залежність для визначення головної складової сили різання:

, (3.10)

де С – стала, яка характеризує процес стиску.

З виразу (3.10) отримуємо таку залежність:

,

або: .

Оскільки співвідношення , де ξ – коефіцієнт осадження стружки, то:

. (3.11)

Разом з тим відомо, що , де σ0 – напруження, при якому з’являються перші залишкові (пластичні) деформації, тобто межа текучості металу, тому остаточно отримуємо таку формулу для розрахунку головної складової сили різання:

, (3.12)

де m – показник політропи стиску, a, b – елементи режиму різання.

Разом з тим у теорії різання поряд із силою Ро для описання процесу використовують складові сили різання. У статичній системі координат силу різання наводять геометричною сумою трьох складових: осьової Рх, радіальної Рy і тангенційної Рz (рис. 3.12) з точкою прикладання у вершині різця. Для багатьох методів оброблення, зокрема, для токарного оброблення головна складова Р0. сили різання збігається з тангенційною складовою Рz.

,

де x, y, n – показники степеня за відповідних режимів різання; СР – постійна формули; КР – поправковий коефіцієнт, який враховує вплив умов оброблення та початкових факторів на силу різання:

,

де КМР , КφР , КγР, КλР , КrР – коефіцієнти, які враховують відповідно вплив матеріалу різальної частини інструмента, головного кута в плані, переднього кута, кута нахилу головного леза та радіуса вершини різця.

Кожну із складових сили різання використовують у теорії різання і технології машинобудування для накладення певних обмежень і вибору параметрів інст-румента та верстата. Зокрема, за осьовою складовою Рх перевіряють міцність механізму подачі супорта верстата та його ходового гвинта; за радіальною скла-довою Рy визначають величину пружних деформацій і перевіряють умову досяг-нення заданої точності оброблення, а за тангенційною складовою Рz розраховують ефективну потужність різання та потужність головного приводу верстата.

24. Характеристика основних інструментальних матеріалів. Швидкорізальні інструментальні сталі

Для усіх марок швидкорізальних інструментальних сталей характерним є високий рівень легування, завдяки чому суттєво підвищується їх зносостійкість і червоностійкість (500–600 ˚С).

Основним легувальним елементом багатьох марок швидкорізальних інструментальних сталей є вольфрам, який входить до складу всіх марок у межах 5,5...19,5 %. Сталь набуває високої твердості, температуро- та зносостійкості. Певним недоліком легування вольфрамом є зменшення теплопровідності сталі.

Введення молібдену дозволяє зменшити вміст у сталі дефіцитного вольфраму, але окрихчувальна дія цього елемента не дає змоги використовувати його у кількості більшій ніж 5 %. Присутність молібдену сприяє підвищенню теплопровідних властивостей сталей та зниженню темпе-ратури на лезах інструментів.

Легування сталей кобальтом підвищує червоностійкість (до 630–670 ˚С), зносостійкість і теплопровідність, а також твердість після відпуску, що дозво-ляє використовувати їх для оброблення з вищими швидкостями різання, а також для різання конструкційних сталей підвищеної твердості та пластич-ності. Разом із цим кобальт підвищує крихкість і схильність до утворення тріщин, чутливість до зневуглецювання під час гартування.

Присутність ванадію суттєво підвищує контактну твердість сталі, але зменшує її теплопровідність. Недолік ванадієвих швидкорізальних сталей – схильність до пригарів під час шліфування та загострення.

Додавання хрому (3,0–4,6 %) поліпшує технологічні властивості швидко-різальних сталей під час термооброблення, зокрема, сприяє повнішому про-гріванню та утворенню мартенситної структури з однорідною твердістю за всім поперечним перерізом інструмента. Цей елемент дещо підвищує твердість і зносостійкість швидкорізальних сталей, полегшує їх механічне оброблення різанням, проте не впливає на температуростійкість.

Принципи маркування швидкорізальних сталей ті ж, що й конструкт-ційних, але вольфрам у них закодований буквою Р; маркування не дає інфор-мації про вміст вуглецю. В умовному позначенні швидкорізальної сталі перша цифра інформує про відсотки вольфраму, друга – молібдену, третя – хрому, четверта – ванадію, п’ята – кобальту, якщо він є у складі сталі.

25. Фрезерування з попутною подачею показано на рисунку: б – 2;

26.

27. В графіку розподілу теплоти при точінні при зміні швидкості різання крива 1 характеризує кількість теплоти: а – в деталі; б – в заготовці; в – в стружці; д – в інструменті; в – в площині зсуву; г – на передній поверхні; е – на задній поверхні

28. В графіку розподілу теплоти при точінні при зміні швидкості різання крива 2 характеризує кількість теплоти: а – в деталі; б – в заготовці; в – в стружці; д – в інструменті; в – в площині зсуву; г – на передній поверхні; е – на задній поверхні

29. Види передачі теплоти при різанні

ТЕПЛОТА Різання

Один з найголовніших чинників, що визначають процес різання, - теплота,утворюється в результаті роботи різання. Закони теплоутворення пояснюютьряд явищ, пов'язаних з навантаженням різця, його стійкістю, якістюобробленої поверхні. Щоб правильно використовувати різальний інструмент,необхідно знати ці закони.

Теплота Q в процесі різання утворюється в результаті:

1) внутрішнього тертя між частинками оброблюваного металу в процесі деформації Qдеф;

2) зовнішнього тертя стружки про передню поверхню різця Qп.т.

3) зовнішнього тертя поверхні різання і обробленої поверхні про задні поверхні різця Qз.тр.;

4) відриву стружки, диспергирування Qдісп (утворення нових поверхонь)

Припускаючи, що механічна робота різання повністю переходить в теплоту, отримаємо

ккал/хв,де Q-кількість теплоти в ккал/хв; R - робота різання в кгс м/хв (R =
Рzv);

Е - механічний еквівалент теплоти (Е = 427 кгс м/ккал).

Насправді в теплоту звертається не вся робота різання:невелика частина її переходить в потенційну енергію спотвореноїкристалічної решітки. Тому більш правильно формулу висловити гак:

де - коефіцієнт, що враховує зазначені втрати, незначні завеличиною. У звичайних розрахунках цією втратою нехтують.

Для успішного впливу на процес різання важливо знати не тількикількість теплоти, але й розподіл її, тобто ступінь концентраціїтеплоти в різних ділянках вироби, стружки

і різця. Якби вся утворюється теплота швидко і рівномірнорозподілялася за всім обсягом вироби та інструменту, вона швидко відводиласяб в простір, не завдаючи їм шкоди. Насправді процеспротікає інакше: велика кількість теплоти концентрується в певнихзонах, сильно підвищуючи їх температуру. Тут неминучі втрата різцемтвердості і затупленія його і навіть можлива зміна структури найтоншогошару обробленої поверхні, якщо не будуть вжиті відповідні заходи.

Деякі дослідники (А. Я. Малкін) вважають, що регулюваннямпотоку теплоти можна впливати на процес різання в сприятливусторону і тим полегшити роботу

інструменту і підвищити якість обробленої поверхні.

На основі теоретичного та експериментального досліджень процесутеплоутворення можна виявити закони зміни температури різання (наповерхні контакту стружки з передньою гранню різця), а також температурирізального інструмента і оброблюваної деталі в залежності від різнихфакторів.

30. Величина прихідної частини рівняння теплового балансу залежить від: а) теплопровідності інструментального матеріалу; б) марки мастильно-охолоджувальної рідини; в) інтенсивності зміцнення поверхні деталі; г) теплопровідності інструментального матеріалу; д) режимів різання; е) - від інтенсивності зсуву

31. Види коливань при різанні

Автоколивання виникають без зовнішньої періодичної сили, яка збурює коливальний процес. Частота коливань при цьому, як правило, не залежить від режимів різання, геометрії інструменту і дорівнює власній частоті системи.

Вимушені коливання виникають внаслідок наявності в системі ВПІД зов-нішньої періодичної сили, яка викликає коливальний процес з частотою, що дорівнює частоті дії збурюючої сили.

32. Причини виникнення та способи гасіння вимушених коливань при різанні

Вимушені коливання виникають внаслідок наявності в системі ВПІД зовнішньої періодичної сили, яка викликає коливальний процес з частотою, що дорівнює частоті дії збурюючої сили. Ці сили можуть бути поділені на дві групи:

· перемінні сили, обумовлені процесом різання. Це, наприклад, сили, що виникають при видаленні нерівномірного припуску, переривчастому характері різання (обточування зубчастого ободу або спинок лопаток на турбіні);

· перемінні сили, що виникають в системі ВПІД поза зоною різання. До цієї групи відносяться коливання, що викликані дефектами передач верстата (перекошування осей, зшивання пасів, похибки виготовлення зубчастих коліс, підвищені люфти і т. і.), дисбалансом частин, що обертаються – заготовок, пристроїв, інструментів (фрез, шліфувальних кругів), а також коливання, що передаються на верстат від інших машин, які працюють під час оброблення.

Загальною ознакою вимушених коливань є відсутність залежності інтенсивності дії збурюючої сили від процесу різання. Тому для погашення цих коливань необхідно ліквідувати причини, які викликають ці коливання.

Вимушені коливання можуть застосовуватись для поліпшення процесу різання – підвищення якості обробленої поверхні, зміни форми стружки, що утворюється при різанні. Коливання, які співпадають з напрямком подачі, ефективно подрібнюють стружку.

Для поліпшення процесу різання жароміцних сталей застосовують введення в зону різання коливань ультразвукової частоти в радіальному та тангенціальному напрямках. При ультразвуковому різанні значно поліпшується дія МОР за рахунок їх кращого проникання в зону різання.

33. Еліпс жорсткості пружної системи верстата

Відомо, що основним фактором, що впливає на періодичну зміну сили різання, є зміна площі зрізу при відносних переміщеннях інструмента та деталі. Найбільші зміни площі зрізу виникають при переміщенні інструменту в напрямку, нормальному до поверхні різання. Крім того, при автоколиваннях рух парціальних систем протікає траєкторіями, що за формою являють собою викривлений еліпс, який змінюється у часі. Такі відносні рухи систем інструменту і деталі викликають значні зміни площі зрізу. Враховуючи це, зміну площі зрізу можна взяти за основу для аналізу впливу динамічних характеристик пружної системи верстата на процес формоутворення при точінні.

34. Способи гасіння автоколивань при різанні

Автоколивання виникають без зовнішньої періодичної сили, яка збурює коливальний процес. Частота коливань при цьому, як правило, не залежить від режимів різання, геометрії інструменту і дорівнює власній частоті системи.

Методи боротьби з коливаннями:

· підвищення жорсткості системи ВПІД за рахунок використання люнетів, зменшення проміжків, раціонального компонування верстата;

· використання віброгасників;

· вибір раціональних геометричних параметрів інструменту;

· вибір оптимальних режимів різання;

· виконання фасок на задній поверхні, які гасять вібрації.

35. Контактні явища на задній поверхні інструменту

Сила тертя, яка діє по задній поверхній різального клина Fα, є резуль-татом дії двох факторів:

– пружного відновлення металу деталі на обробленій поверхні;

– зношування інструмента по задній поверхні (рис. 3.11).

Рис. 3.11. Ділянка повного контакту інструмента по задній поверхні

На рис. 3.11 h – ширина ділянки зношування по задній поверхні; Ch – ширина ділянки пружного відновлення обробленої поверхні; Cr – ширина ділянки контакту на задній поверхні, утвореної внаслідок округлення леза різця; hy – висота пружно відновленої ділянки обробленої поверхні.

Повна ширина ділянки контактної поверхні становить

,

де α – задній кут інструмента; r, ψr – відповідно, радіус і кут округлення вершини. Для заточеного різального інструмента із шліфованою передньою поверхнею r = 10 – 50 мкм.

площа повного контакту по задній поверхні дорівнюватиме:

,

Для незатилованого інструмента сили, які діють на задню поверхню різця, в більшості випадків значно менші від сил, які діють на передню поверхню. Із спрацюванням інструмента по задній

поверхні ці сили зростають. Окрім того, за даними Н.Н. Зорева, під час зрізування тонких стружок сили, які виникають на задній поверхні різця, порівнювані із силами на його передній поверхні.

36. Класифікація МОС

МОС поділяють на чотири групи. Перша група – гази, які можуть не тільки віднімати тепло при зниженні тиску, але і хімічно впливають на зону різання (СО2, CCl4)
Друга група – рідини, які мають велику охолоджувальну здатність: вода, водні розчини електролітів, емульсії. Широко використовуються емульсії „масло-вода”.

lТретя група – мінеральні олії, гас, а також рослинні і тваринні масла та їх суміші. Ці рідини мають велику спорідненість з металами і добре їх змочують, отже вони ефективно зменшують коефіцієнт тертя

Четверта група – тверді мастила – графіт та мастила, до складу яких входять компоненти з мастильною дією: окис бору, гексагональний нітрид бору, дисульфід молібдену, йодистий кадмій, фторопласт, поверхнево-активні метали – олово, цинк.

37. Види дії МОС

охолоджувальна дія – охолодження зони різання, інструменту і оброблюваної деталі; мастильна дія – зменшення коефіцієнтів зовнішнього і внутрішнього тертя; запобігання стиранню інструмента і зменшення шорсткості обробленої поверхні; хімічна дія – збільшення крихкості оброблюваного матеріалу або зміцнення зони різання; зменшення сил тертя, сил різання і шорсткості обробленої поверхні; адсорбційна дія – поліпшення властивостей мастильної плівки на контактних поверхнях інструмента і стружки, полегшення пластичної деформації в зоні різання; миюча дія – видалення стружки і різних часток – елементів руйнування – з поверхонь інструменту і зони різання.

38. Способи подачі МОС в зону різання

поливом струменем рідини (витрата рідини для емульсії 12-15 л/хв, мінеральних масел 304 л/хв, швидкість струменя 60-80 м/хв); подача МОР зі сторони задньої поверхні через насадку з отвором в 2-3 мм під низьким тиском 0,5-2 атмосфери; подача на передню поверхню під стружку під тиском 0,3-0,5 атмосфери; високонапірна подача рідини під тиском 15-20 атмосфер зверху на стружку, що сходить, і з боку задньої поверхні; комбінований метод – одночасна високонапірна подача на передню поверхню під стружку і з боку задньої поверхні; струменево-напірний спосіб подачі за зоною оброблення. Використовується при шліфуванні нержавіючих сталей для поліпшення якості обробленої поверхні. Подача виконується через багатоканальні сопла діаметром 0,3-0,6 мм, які розташовані на відстані 15-20 мм від робочої поверхні круга, тиск 30 атмосфер, кут установки 120, кут нахилу 90; подача розпиленої рідини з боку задньої поверхні; подача вуглекислоти. Оброблення виконується при охолодженні заготовки до мінус 160

39. Види шліфувальних кругів

До абразивних інструментів відносять шліфувальні круги, головки, сегменти, бруски на гнучкій основі, еластичні круги, шкурки, стрічки, пасти. З цих наведених абразивних інструментів найпоширеніші — шліфувальні круги, це тіла обертання, які мають різні розміри і профілі в осьовому перерізі.

40. Рельєф різальної поверхні шліфкругів та шорсткість обробленої поверхні

Шорсткість обробленої поверхні характеризується висотою й формою мікронерівності. Шорсткість поверхні представляє сукупність нерівностей з відносно малими кроками, що утворять її рельєф у межах базової довжини. Мікронерівності формують- ся в результаті взаємодії оброблюваної поверхні з елементами різального інструмента або обробних середовищ.

Утворення нерівностей обробленої поверхні в першому на- ближенні можна представити, як слід робочого руху різальної кромки інструмента в поверхневому шарі металу

Складний характер залежності шорсткості від по- дачі можна пояснити тим, що при зменшенні останньої зменшу- ється й товщина зрізу

При шліфуванні на шорсткість поверхні впливають також швидкість різання, матеріал і зернистість шліфувального круга й повздовжня подача. При збільшенні швидкості шліфувального круга й зменшенні його зернистості шорсткість обробленої по- верхні зменшується, тому що відбувається вирівнювання «абра- зивного різального контуру» інструмента.

41. Втрата експлуатаційних характеристик шліф кругів

Абразивний інструмент за твердостю необхідно вибирати так, щоб він працював у умовах самозагострення, коли в міру затуплення абразивних зерен під дією збільшення сили різання вони усуваються із складу круга і в роботу вступають нові незатуплені зерна. Чим твердіше оброблюваний матеріал, тим м'якше мають бути круги. В цьому різальні зерна будуть швидко стиратися, усуватися і змінюватися іншими гострішими.

42. Способи розділення абразивних зерен за розмірами

Форма абразивних зерен визначається природою абразивного матеріалу, характеризується їх довжиною, висотою і шириною.Абразивні зерна можна звести до наступних видів: ізометричні, пластинчасті, мечоподібні. Для оздоблювальних робіт перевага віддається ізометричний формі зерен. Зернистість абразивів - показник, що характеризує розміри зерен. За зернистістю абразивні зерна поділяються на такі види: шліфзерна, які мають зерна розміром від 2000 до 160 мкм; шліфпорошки - 125-28 мкм; мікропорошки-63 - 10 мкм; тонкі мікропорошки - 10-1,0 мкм.

43. Твердість абразивних інструментів

Твердість абразивних інструментів - властивість зв’язки протистояти проникненню в нього інших тіл. Встановлено сім класів твердості: м’який, середньом’який, середньотвердий, твердий, дуже твердий, надзвичайно твердий. За абразивними властивстями матеріали рзсташовуються в такому порядку: діамант, корунд, електрокорунд, природний корунд, наждак, гранат, кварц.(корунд- поширений мінерал класу оксидів та гідроксидів, оксид алюмінію шаруватої будови)

44. Номери структури абразивних інструментів

Структура абразивного інструменту. За структурою інструмент поділяється на 12 груп, яким присвоюють номери від 1 до 12. Чим вище число, тим менш зерен, більше зв'язки і пустот. Структури 1-4 відносять до закритих (щільних), структури 5-8 — до середніх, 9-12 — до відкритих. У високопористих кругів бувають і вінці номери структур. Структура круга характеризує співвідношення між об'ємом абразивних зерен, зв'язки і пустот у тілі інструменту. Відкрита структура забезпечує велику відстань між абразивними зернами, краще відведення стружки і дає змогу працювати на підвищених режимах. Проте круги відкритої структури мають меншу міцність. На вибір структури впливає матеріал деталі, вимоги до якості її поверхні, вид і умови шліфування. Так тверді і крихкі матеріали обробляють кругом закритих структур. Абразивний інструмент за твердостю необхідно вибирати так, щоб він працював у умовах самозагострення, коли в міру затуплення абразивних зерен під дією збільшення сили різання вони усуваються із складу круга і в роботу вступають нові незатуплені зерна. Чим твердіше оброблюваний матеріал, тим м'якше мають бути круги. В цьому різальні зерна будуть швидко стиратися, усуватися і змінюватися іншими гострішими

45. Вплив мастильно охолоджуваних середовищ на тепловий баланс в зоні різання

Для зменшення негативного впливу теплоти на процес різання обробку варто вести в умовах застосування змащувально-охолоджуючих середовищ.

Найчастіше при обробці різанням застосовують змащувально-охолоджуючі рідини. Маючи змащувальні властивості, рідини знижують зовнішнє тертя стружки об передню поверхню інструмента і задніх поверхонь інструмента об заготовку. Одночасно знижується робота деформування. Загальна кількість теплоти, що виділяється при різанні, зменшується. Загальна кількість теплоти, що виділяється при різанні, зменшується. Змащувально-охолоджуючі середовища відводять теплоту в зовнішнє середовище від місця її утворення, охолоджуючи тим самим різальний інструмент, деформований шар і оброблену поверхню заготовки. Інтенсивний відвід теплоти знижує загальну теплову напруженість

46. Зернистість абразивних матеріалів

Розміри зерен характеризують зернистість круга. Номер зернистості визначається розміром осередка контрольного сита через який проходять ці зерна. Величина зерна визначає продуктивність заточування і якість поверхні. Чорнове заточування проводиться кругами з номером зернистості 80 - 40, а чистове - 25 - 16. За зернистістю абразивні зерна поділяються на такі види: шліфзерна, які мають зерна розміром від 2000 до 160 мкм; шліфпорошки - 125-28 мкм; мікропорошки-63 - 10 мкм; тонкі мікропорошки - 10-1,0 мкм.

47. Балансування шліф кругів

48. Хонінгування

Хонінгування - метод завершальної обробки дрібнозернистими абразивними брусками. Такий інструмент закріплюють у спеціальній хонінгувальній головці, яка здійснює разом з ним обертальний (головний) рух і поступальне переміщення вздовж осі заготовки (рух подачі). Хонінгування застосовують здебільшого при обробці точних отворів.

49. Суперфінішування

Суперфінішування - метод тонкої кінцевої обробки для одержання дуже гладкої поверхні. Здійснюють, використовуючи дрібнозернисті абразивні бруски, закріплені у спеціальній головці, за умов поєднання обертального і поступального рухів головки вздовж осі оброблюваної деталі та коливального

50. Доведення та полірування

Полірування - це кінцева обробка виробів дрібнозернистим абразивом зі зв'язкою (оливою, сумішшю воску, парафіну, сала з гасом), нанесеного на поверхню круга, диска або стрічки з м'якого еластичного матеріалу. Деталі після полірування добре працюють у потоках газів або рідини, іноді полірування використовують як попередню обробку декоративних виробів або перед нанесенням гальванічних покриттів.

51. Правлення шліфкругів та інструменти для правлення

52. Методи абразивного викінчувального оброблення та їх загальна характеристика

3 рівень

1. Сили, які діють у ділянці стружкоутворення і на передній поверхні інструменту

Сили різання при точінні. Зрізуючи стружку, різець долає опір оброблюваного матеріалу різання і сили тертя стружки по передній поверхні різця і задніх його поверхонь по оброблюваній заготівці. Рівнодіючу сил, діючих на різець, називають рівнодіючою силою різання R. Її величина і напрям у просторі під впливом ряду чинників (неоднорідної структури і твердості заготовки, непостійності перетину шару, що зрізається та ін.) змінні. Тому зазвичай використовують її утворюючі , отримані розкладанням сили R по трьох взаємно перпендикулярних осях (рис. 1.2.4).

Рис.1.2.4 Схема сил різання при точінні

Сила , що діє в площині різання в напрямку головного руху, називається дотичною або вертикальною складовою сили різання.

Сила , що діє перпендикулярно до осі оброблюваної заготовки, називається радіальною складовою сили різання.

Сила , що діє вздовж осі заготовки паралельно до напряму поздовжньої подачі, називається осьовою складовою сили різання або силою подачі.

Рівнодіюча R за величиною і напрямом може бути визначена як діагональ паралелепіпеда, побудованого на утворюючих силах, і знайдена з виразу

, Н

2. Зміцнення під час різання

При обробці заготовок різанням під дією прикладених сил в металі поверхневого шару відбувається пластична деформація, яка супроводжується його деформаційним зміцненням (наклепом). Інтенсивність та глибина поширення наклепу зростають зі збільшенням сил і тривалості їх дії та з підвищенням ступеня пластичності деформації металу поверхневого шару.

Одночасно зі зміцненням (під впливом нагрівання зони різання) в металі поверхневого шару відбувається роззміцнення, що повертає метал в його початковий не наклепаний стан. Кінцевий стан металу поверхневого шару визначається співвідношенням швидкостей протікання процесів зміцнення та роззміцнення, яке залежить від переважання дій в зоні різання силового чи теплового фактора.

Ступінь та глибина поширення наклепу змінюються в залежності від виду і режиму механічної обробки і геометрії різального інструменту. Кожна зміна режиму різання, що викликає збільшення сил різання та ступеня пластичної деформації, веде до підвищення ступеня наклепу. Зростання тривалості дії сил різання на метал поверхневого шару призводить до збільшення глибини поширення наклепу. Зміна режимів обробки, що веде до зростання кількості теплоти в зоні різання та тривалості теплової дії інструмента на метал зони різання, підсилює інтенсивність роззміцненя, що знімає наклеп поверхневого шару.

З цих загальних позицій може бути оцінений вплив режимів різання на наклеп поверхневого шару, проте на практиці картина значно ускладнюється впливом сил тертя, зміною умов відведення теплоти із зони різання, структурними змінами металу і деякими іншими явищами, які важко піддаються попередньому врахуванню та спотворюють очікувані закономірності виникнення наклепу.

В процесі обробки точінням наклеп поверхневого шару підвищується при збільшенні подачі та глибини різання у зв’язку зі збільшенням радіуса заокруглення різального леза (рис. 1) і при переході від позитивних передніх кутів різця до від’ємних (рис. 2). У всіх вказаних випадках збільшення наклепу пов’язане з підсиленням ступеня пластичної деформації у зв’язку зі зростанням сил різання.

При викінчуванні різними способами теж відбувається наклеп металу поверхневого шару, особливо значний при викінчуванні в режимі полірування.

Хонінгування загартованої сталі в режимі різання (самозаточування) підвищує мікротвердість металу поверхневого шару у зв’язку з його наклепом на 15–20 %, а в режимі полірування – на 30–40 % при глибині поширення наклепу в межах 15–20 мкм.

Суперфінішування відпаленої сталі збільшує мікротвердість металу поверхневого шару на 35–40 %, а загартованої сталі – на 25–30 % при глибині поширення наклепу 5–10 мкм. І в цьому випадку при переході від режиму різання (самозаточування) до режиму полірування спостерігається підвищення ступеня наклепу, яке виражається у більшому дробленні кристалічних блоків і збільшенням викривлення кристалічної решітки.

При викінчуванні вільним абразивом наклеп сталі 45 підвищує мікротвердість з Нвих = 3930 до 5700 МПа, тобто на 45 % (при глибині поширення наклепу 15–20 мкм).

3. Фізична суть процесів, наведених на графіках

1. Розрахуйте результуючу силу стружкоутворення, якщо N = 60 H; коефіцієнт тертя на передній поверхні 0,2

5. Опишіть фізичні складові сили різання

4. Ваговий метод визначення коефіцієнта осадження стружки

Коефіцієнт усадки визначається по формулі

де fстр – площа поперечного перерізу стружки, мм 2 ; fзр. ш – площа поперечного перерізу зрізуваного шару, мм 2 .

Площа поперечного перерізу стружки визначається наступним чином. Визначається маса невеликого шматка стружки. Розділивши її на густину оброблюваного металу, одержимо об’єм стружки. Вимірюємо гнучкою ниткою по середині гладкої сторони довжину стружки з точністю до ±1 мм. Розділивши об’єм шматка стружки на його довжину, одержимо площу поперечного перерізу

де lстр - довжина стружки, мм; m - маса стружки (визначається з точністю щільність матеріалу заготовки (для сталі – 7.8 мг/мм3- rдо 1 мг); ). Кожний з перерахованих способів має свою область застосування.

5. Залишковий переріз зрізуваного шару та його вплив на якість оброблення

6. Сили тертя на контактних поверхнях інструменту

Розглянемо складові сили різання, які діють на різальну кромку при вільному різанні (рис 7.2).

На передню поверхню буде діяти сила N і сила тертя стружки, яка сходить по передній поверхні, F = μN.

Рисунок 7.2 – Система сил, які діють на передню

та задню поверхні інструменту

На задню поверхню діє сила, яка що виконує деформування обробленої поверхні, N1, і сила тертя по обробленій поверхні F1 = μ1N1, де μ1 – коефіцієнт тертя на задній поверхні, складові сили різання Px і Pz залежать від фізико-механічних властивостей оброблюваного матеріалу, глибини різання, подачі, величини пластичної деформації, геометрії інструменту, сили тертя на передній та задній поверхнях інструменту, мастильно-охолоджувальної рідини, швидкості різання, величини зношування інструменту.

7. Статична, інструментальна та кінематична системи координат різальних інструментів

Різець складається із закріпної частини, якою він закріплюється в різцетримачі верстата та робочої частини в вигляді леза, яким він виконує процес різання. Взаємне розташування в просторі поверхонь і різальних кромок робочої частини утворюють її геометрію. Для визначення геометричних параметрів робочої частини різця використовуються координатні поверхні, що складають системи координат. Розрізняють інструментальну систему координат, статичну систему координат, кінематичну систему координат (рис. 2.1, а, б, в).

Рисунок 2.1 – Існуючі системи координат

а – інструментальна; б – статична; в – кінематична

Інструментальна система координат (ІСК) (див. рис. 2.1, а) – це прямокутна система координат з початком на вершині леза, що орієнтована відносно закріпної частини різця. Використовується для виготовлення та контролю інструмента.

Статична система координат (ССК) (див. рис. 2.1, б) – це прямокутна система координат з початком у заданій точці різальної кромки, яка орієнтована відносно вектору швидкості головного руху різання. Застосовується для наближених розрахунків кутів леза в процесі різання та для врахування зміни цих кутів після установлення інструменту на верстаті. Є перехідною системою від інструментальної до кінематичної системи координат.

Кінематична система координат (КСК) (див. рис. 2.1, в) – це прямокутна система координат з початком у заданій точці різальної кромки, яка орієнтована відносно швидкості результуючого руху різання. Використовується при аналізі умов роботи інструменту.

8. Розрахуйте інтенсивність теплового потоку при різанні за 5 сек, якщо активна ширина леза 5 мм; глибина різання 2,0 мм; осьова подача 0,15 мм/об.; передній кут різця 50; кількість теплоти (робота різання) 200 Нм; (виберіть необхідні для розрахунку параметри).

Кількість теплоти, осьова подача, час.

9. Коефіцієнт осадження стружки та коефіцієнт відносного деформування.

10. Опишіть контактні явища на задній поверхні інструменту в процесі різання

На задню поверхню діє сила, яка що виконує деформування обробленої поверхні, N1, і сила тертя по обробленій поверхні F1 = μ1N1, де μ1 – коефіцієнт тертя на задній поверхні, складові сили різання Px і Pz залежать від фізико-механічних властивостей оброблюваного матеріалу, глибини різання, подачі, величини пластичної деформації, геометрії інструменту, сили тертя на передній та задній поверхнях інструменту, мастильно-охолоджувальної рідини, швидкості різання, величини зношування інструменту.

11. Поясніть процеси, які відбуваються в процесі різання в ділянках деформування АОВ; АОС; СОВ; ОD

АОС –1 зона, найбільш віддалена від різальної частини інструменту. Це зона пружних і малих пластичних деформацій. Тут зерна злегка витягуються і повертаються. Виникає складний напружений стан, напруження можуть досягнути границі текучості.

СОВ – 2 зона, найбільш інтенсивна деформація. Зерна металу тут при переміщенні максимально видовжуються, стискаються і повертаються. В контактній області матеріла з інструментом проходить додаткова деформація матеріалу через його гальмування тертям по передній і задній поверхнях інструменту.

3 зона – це деформований матеріал, що утворив стружку. Приріст деформації тут не проходить, швидкість деформації рівна нулю, величини деформацій досягають максимальних значень.

4 зона – поверхневий шар обробленої заготовки. Напружено деформований стан в поверхневому шарі виникає через перетікання деформованого матеріалу з першої зони до додаткового зминання матеріалу округленою різальною кромкою і деформацією його задньою поверхнею інструмента. Після проходу інструмента, коли матеріал перестає контактувати з задньою поверхнею, матеріал заготовки пружно відновлюється (пружна післядія), особливо при різанні пружних полімерних і неметалічних матеріалів. Цей шар має специфічні фізико-механічні властивості і шорсткість.

12. Види пружних коливань під час різання та їх причини.

Коливання при різанні поділяють на вимушені, коли причиною коливань є періодично діючі збурюючи сили, і автоколивання, які не залежать від дії періодично збурюючих сил. Джерелами збурюючих сил вимушених коливань є неврівноважені частини верстата (шківи, зубчасті колеса, вали); дефекти у передавальних ланках; неврівноваженість оброблюваної заготовки; нерівномірний припуск на обробку та інші фактори.

Основними джерелами виникнення автоколивань є зміна сил різання із-за неоднорідності механічних властивостей оброблюваного матеріалу; поява змінної сили різання за рахунок зриву наросту; зміна сил тертя на поверхнях інструмента внаслідок зміни швидкості різання в процесі оброблення; сліди від вібрацій попереднього робочого ходу, викликають зміна сил різання і пружні деформації оброблюваної деталі і різця та ін. На інтенсивність автоколивань впливають фізико-механічні властивості оброблюваного матеріалу, параметри режиму різання, геометричні параметри інструменту, жорсткість окремих елементів і всієї системи верстат - пристосування - інструмент - деталь, зазори в окремих ланках цієї системи.

Із збільшенням швидкості різання вібрації спочатку зростають, а потім зменшуються. При збільшенні глибини різання амплітуда коливань зростає, а із збільшенням подачі зменшується. Із збільшенням головного надає перевагу в плані ср амплітуда коливань зменшується, а при збільшенні радіуса р заокруглення різця зростає. Знос різця по задній поверхні посилює вібрації. Чим більше виліт різця і менше розміри його державки в поперечному перерізі, тим менше його жорсткість і, отже, більше виникають вібрації, причому з підвищенням швидкості різання вплив вильоту різця на збільшення вібрацій зростає.

Знаючи причини виникнення вібрацій, можна знайти способи їх зменшення.

Однак ці шляхи не завжди є раціональними. Наприклад, збільшення головного кута в плані, хоча і зменшує вібрації, але разом з тим збільшує інтенсивність зношування ріжучого інструменту і т. д. Тому необхідно застосовувати такі способи зменшення вібрації, які не знижували б продуктивності і якості обробки.

13. Методи зменшення коливань та вібрацій при різанні

14. Автоколивання під час різання

Самозбудні коливання або автоколивання виникають при відсутності видимих зовнішніх причин. До них відносяться такі коливання, при яких змінна сила, яка підтримує коливальний процес, створюється і управляється самими коливаннями. Автоколивання постійно виникають при обробці деталей. Основними причинами їх появи є: мінливість сил тертя між поверхнею по якій сходить стружка та різцем та різцем і заготовкою; нерівномірне зміцнення зрізаного шару за його товщиною; непостійність швидкості наростоутворення, що приводить до зміни товщини наросту; недостатня жорсткість системи і т.д. Таким чином, первинним джерелом енергії збудження автоколивань при різанні є неоднозначність сили різання внаслідок запізнювання зміни сили різання при зміні товщини зрізаного шару через зближення і видалення інструменту і деталі в процесі різання. У результаті, незважаючи на короткочасність процесу врізання, він надає збудливу дію на підсистему інструмент - деталь і може при недостатній її жорсткості викликати коливання. Однак автоколивання не можуть підтримуватися в результаті тільки зміни миттєвої товщини зрізаного шару при зближенні та видалення інструменту і деталі в процесі різання, так як при однозначності миттєвої сили різання робота, що здійснюються нею за цикл різання і відходу леза, незалежно від амплітуди і частоти коливань дорівнює нулю.

15. 19. Знайдіть роботу, яка виконується по задній по поверхні інструменту і теплоту, що виділяється при цьому та потужність, необхідну для виконання цієї роботи за 2 хвилини, якщо нормальна сила на задній поверхні Nα = 100 Н; коефіцієнт тертя на задній поверхні 0,5, швидкість різання 0,20 м/с

16. Кінематика процесу шліфування і робочі режими

Процес різання при шліфуванні виконується шліфувальним кругом, який рівномірно обертається з постійною швидкістю, а до його робочої поверхні підводиться оброблювана поверхня деталі. Шліфувальні круги в залежності від якості абразиву мають окружну швидкість Vк біля 30 м/с з можливим відхиленням при шліфуванні твердих сплавів до 8-16 м/с і при швидкісному шліфуванні 50-75 м/с (є дослідження оброблення з швидкістю до 150-200 м/с). Підвищення швидкості круга обмежується тільки його міцністю і підшипниковим вузлом верстата і завжди бажане, тому що сприяє підвищенню продуктивності оброблення.

На приведених схемах круглого зовнішнього (рис. 22.1, а), внутрішнього (рис. 22.1, б) і плоского шліфування (рис. 22.1, в) круг обертається з постійною швидкістю Vк, м/с, а оброблювана поверхня подається з певною швидкістю Vд, м/хв, для рівномірного видалення шару глибиною t. При шліфуванні в загальному випадку є три види переміщень оброблюваної поверхні:

· переміщення в тангенційному напрямку по відношенню до робочої поверхні круга. При круглому зовнішньому і внутрішньому шліфуванні воно зветься окружною швидкістю деталі Vд, м/хв, а при плоскому – швидкістю поздовжнього переміщення столу, Vс, м/хв;

· переміщення в напрямку, паралельному осі обертання оброблюваної заготовки при круглому шліфуванні і в площині обробленої поверхні паралельно осі круга при плоскому шліфуванні. Ці переміщення називають поздовжньою подачею Sпр, при круглому шліфуванні і поперечною Sп – при плоскому. Подачі задають в долях від висоти круга Bк:

Sпр = к Bк, мм/об – при круглому шліфуванні,

к = 0,4-0,8;Sп = к Bк, мм/хід – при плоскому шліфуванні, к = 0,8-0,9;

· переміщення в напрямку, перпендикулярному до оброблюваної поверхні. На шліфувальних верстатах цей рух є переривчастим і при круглому шліфуванні називається поперечною подачею Sпоп. Задається в мм/прохід або мм/подвійний прохід. При круглому шліфуванні без поздовжньої подачі Sпоп задається в мм/об заготовки. При плоскому шліфуванні це переміщення називається вертикальною подачею Sв і задається в мм/прохід.

Процес різання при шліфуванні супроводжується загальними явищами, які присутні і в інших видах оброблення, але він має і специфічні особливості:

· шліфувальний круг має переривчасту різальну кромку, тому що абразивні зерні відстоять друг від друга на деякій відстані;

17. Види шліфування

Тонке шліфування - це обробка зовнішніх і внутрішніх циліндричних поверхонь за підвищених вимог щодо точності розмірів, форми і високої чистоти поверхні. Високу точність виготовлення виробів забезпечує шліфування спеціальними м'якими високо-пористими кругами за рахунок зрізання дуже тонкої (5 мкм) стружки.

Хонінгування - метод завершальної обробки дрібнозернистими абразивними брусками. Такий інструмент закріплюють у спеціальній хонінгувальній головці, яка здійснює разом з ним обертальний (головний) рух і поступальне переміщення вздовж осі заготовки (рух подачі). Хонінгування застосовують здебільшого при обробці точних отворів.

Суперфінішування - метод тонкої кінцевої обробки для одержання дуже гладкої поверхні. Здійснюють, використовуючи дрібнозернисті абразивні бруски, закріплені у спеціальній головці, за умов поєднання обертального і поступального рухів головки вздовж осі оброблюваної деталі та коливального

Полірування - це кінцева обробка виробів дрібнозернистим абразивом зі зв'язкою (оливою, сумішшю воску, парафіну, сала з гасом), нанесеного на поверхню круга, диска або стрічки з м'якого еластичного матеріалу. Деталі після полірування добре працюють у потоках газів або рідини, іноді полірування використовують як попередню обробку декоративних виробів або перед нанесенням гальванічних покриттів.

18. Шліфувальний круг як різальний інструмент

Абразивний інструмент — шліфувальний і різальний інструмент, робоча частина якого містить класифіковані частки абразивного матеріалу. Залежно від виду використаного абразивного матеріалу розрізняють алмазні, ельборові, електрокорундові, карбідокремнієві та інші абразивні інструменти. Їх застосовують під час обробки різних деталей машин механізмів і приладів, забезпечуючи точність обробки до 1-4 мкм і параметрами шорсткості поверхні Ra 0,2-0,08 мкм. Абразивну обробку широко використовують вінструментальному виробництві

, де всі операції здійснюють за допомогою абразивних інструментів.

19. Методи визначення зернистості шліф.кругів

Вибір зернистості абразивного матеріалу залежить в основному від виду точності, якості обробки, властивостей обробляючого матеріалу і форми поверхні деталі. Крупнозернисті круги застосовують на потужних верстатах під час усунення припусків, а також під час обробки латуні, міді, де виникає підвищена небезпека заяложування.

Зернистість — умовне позначення шліфувального матеріалу, що відповідає розміру абразивних зерен основної фракції. Згідно з ГОСТ 3647-80 абразивні матеріали ділять на такі групи:

· шліфзерно;

· шліфпорошки;

· тонкі мікрошліфпорошки.

Зернистість шліфзерна і шліфпорошків позначають як 0,1 розміру сторони чарунки сита в мікрометрах, на якому затримується зерня основної фракції при їх просіюванні. Зернистість мікропорошків позначають по поверхні кордону зерен основної фракції.

Згідно з відсотковим вмістом зерен основної фракції, зернистість ділиться на індекси:

· В — з високим вмістом (60-65%) для мікропорошків;

· П — з підвищення (45-55%) для кругів класу АА діаметром до 300 мм;

· Н — з нормальним вмістом (41-37%) для кругів на органічній зв'язці, шкурки.

За ступенями твердості абразивні інструменти поділяють:

· м'які — М1, М2, М3;

· середньо-м'які — СМ1, СМ2;

· середні — С1, С2;

· середньо-тверді — СТ1, СТ2, СТ3;

· тверді — Т1, Т2;

· дуже тверді — ВТ1, ВТ2;

· надзвичайно тверді — ЧТ1, ЧТ2.

20. Абразивні матеріали у складі шліф кругів та їх характеристика

21. Наповнювачі у шліфкругах – їх функції та характеристика

Розміри зерен визначають зернистість абразивних кругів. Абразивні зерна в залежності від розмірів ділять на наступні групи: 1) шліфувальні зерна 2000-160 мкм.;

2) шліфувальні порошки 125-40 мкм.;

3) мікропорошки 63-14 мкм. та тонкі мікропорошки 10-3 мкм.

Всередині кожної групи поділ зерен по розмірам виконується по номерам зернистості.

Номери зернистості вказуються при позначенні абразивних кругів.

Абразивні зерна по розмірам класифікують 2 способами :

1) гідравлічним способом (рух зерен в ламінарному потоці);

2) просіюванням через сита ( використовується частіше ).

Зернистість позначається дробом, де чисельник відповідає найбільшому, а знаменник – найменшому розміру в мікрометрах зерен даної фракції. Контроль розмірів зерен після розділення їх за допомогою сит на фракції здійснюють за допомогою мікроскопу.

Абразивна здатність характеризується відношенням мас знятого матеріалу до використаного шліфувального кругу при заданих умовах обробки. Абразивна здатність природних і штучних алмазів прийнята за одиницю. Решта абразивних матеріалів мають меншу абразивну здатність:

Ельбор.................... 0,8 Карбід бора............ 0,71 Карбід кремнію...... 0,55 Монокорунд........... 0,22 Електрокорунд....... 0,15

Твердість абразивних зерен є необхідною умовою для проведення процесу різання. Оцінку твердості алмазних та абразивних зерен можна проводити двома способами:

1) нанесенням подряпин;

2) вдавленням алмазної піраміди.

Твердість шліфувальних кругів характеризує здатність інструмента протидіяти порушенню зв’язку між зернами та зв’язкою.

По твердості абразивні інструменти діляться на :

м’які (М1,М2,М3); середньо м’які (СМ1,СМ2); середні (С1,С2); середньо тверді (СТ1,СТ2,СТ3); тверді (Т1,Т2); дуже тверді (ВТ1,ВТ2); надзвичайно тверді (ЧТ1,ЧТ2).

Чим менша твердість абразивних інструментів, тим слабкіше зчеплення між зернами і зв’язкою і тим легше окремі зерна під дією зовнішніх сил можуть бути вирвані із різальної поверхні круга. По мірі зростання сил зчеплення між зернами і зв’язкою зростає і протидія руйнуванню під дією зовнішніх сил.

Температуростійкість впливає на різальну здатність абразивних кругів. Найбільш розповсюджені абразивні матеріали мають наступні значення термостійкості:

електрокорунд білий 1700-1800˚С;

монокорунд............ 1700-1800˚С;

карбід кремнію....... 1300-1400˚С;

ельбор..................... 1200-1500˚С;

карбід бору............. 700-800˚С

22 Зв’язки абразивних інструментів та їх характеристика
Сукупність розчинів, що використовуються для закріплення абразивних зерен в інструменті називається зв’язкою.

Зв’язки бувають: І) неорганічні(мінеральні); ІІ) органічні(смоли, каучук); ІІІ) металеві.

Компонентами неорганічних зв’язок є скло, польовий шпат, цемент. Неорганічні зв’язки бувають:

1) керамічні; 2) магнезіальні; 3) силікатні.

Керамічні зв’язки позначаються буквою К. В залежності від складу вони діляться на ті, що плавляться (на основі скла), та ті, що спікаються (на основі фарфору, глини). Абразивний інструмент на основі електрокорунду виготовляють із зв’язкою, що плавиться, а інструменти на основі карбіду кремнію – зі зв’язкою, що спікається.

В залежності від вмісту різних компонентів керамічні зв’язки виготовляють різних марок: К1...К8.

Шліфувальні круги із зернами електрокорунду зернистістю 50...16 виготовляють на зв’язці К8, а мілко зернисті шліфувальні круги зернистістю 12...4 – на зв’язці К7, круги, що містять зерна із білого електрокорунду – на зв’язці К1 і на боровміщуючій зв’язці К5, що дозволяє підвищити зносостійкість кромок і профілю круга.

Шліфувальні круги, що містять абразивні зерна із карбіду кремнію зернистістю 50...16 виготовляють на зв’язці К3, а дрібнозернисті круги зернистістю 12...4 – на зв’язці К2.

Керамічні зв’язки волого- і температуростійкі, проте досить крихкі і не допускають роботу з ударним навантаженням.

Магнезіальні зв’язки (виготовляються на основі магнезіального цементу, який твердіє на повітрі) та силікатні (на основі рідкого скла) використовуються порівняно рідко в кругах для обробки в’язких сталей. Обробка проводиться без використання охолоджувальних рідин.

До органічних зв’язок відносять: бакелітові, вулканітові та гліфталеві зв’язки. Основою органічних зв’язок є синтетичні смоли.

Бакелітові зв’язки надають кругам міцності та пластичності. Найбільше розповсюдження одержали бакелітові зв’язки на основі фенол-формальдегідної смоли: пульвербакеліт марок Б та Б1, рідкий бакеліт марки Б2 і спеціальний бакеліт марки Б3. При нагріві до температури вище 200˚С бакелітові зв’язки становляться крихкими і шліфувальні круги швидко зношуються. При тривалій дії температур порядку 250..300˚С бакелітова зв’язка вигорає. На бакелітові зв’язки негативну дію проявляють лужні розчини, тому вода, що використовується для охолодження не повинна містити більше 1,5% соди. Обробка матеріалу проводиться при невеликих швидкостях. Шліфувальні круги на бакелітовій зв’язці стійкі до вологи та мастил, мають значно більшу ударну в’язкість та міцність на стиск, ніж круги на керамічній зв’язці.

Основою вулканітових зв’язок є каучук, в який для здійснення процесу вулканізації додають сірку. Вулканітові зв’язки в залежності від вмісту компонентів виготовляють декількох марок – В1, В2 і В3. Теплостійкість каучуку низька (150..180˚С), що обмежує режими шліфування і потребує використання рідин для охолодження. Разом з тим вулканітова зв’язка надає кругам більшої еластичності та можливість, вигинаючись витримувати бокові навантаження. Круги на вулканітовій зв’язці використовують для прорізних та відрізних робіт.

Гліфталеву зв’язку одержують на основі синтетичної смоли із гліцерину та фталевого ангідриду. Шліфувальні круги на гліфталевій зв’язці використовують при оздоблювальному шліфуванні загартованих сталей.

Розрізняють два основних типи металевих зв’язок – порошкові та гальванічні.

Порошкові металеві зв’язки одержують спіканням порошків із мідних та алюмінієвих сплавів. Зв’язки на основі бронзи мають позначення М1. Зв’язки на основі алюмінієво-цинкових сплавів мають загальне позначення М5 і діляться на зв’язки ТМ2, МО13 і МВ1.

Гальванічні зв’язки виконуються на нікелевій основі методом гальванічного закріплення зерен на металевому корпусі.

Характерною рисою металевих зв’язок є висока міцність та незначна пористість. Зв’язка добре утримує абразивні зерна, що протидіє самозаточенню круга. Тому на металевій зв’язці виготовляють лише алмазні та ельборові круги, зерна яких характеризуються високою зносостійкістю.

Алмазні та ельборові круги на металевій зв’язці використовують для попереднього та чистового шліфування твердих і крихких матеріалів, а також для загострення поверхонь лез різальних інструментів.

22. Структури шліфувальних кругів і їх характеристика

Шліфувальні круги складаються із абразивних зерен, зв’язки та проміжків між абразивними зернами та зв’язкою. Розміри та щільність розподілення порпо об’єму круга має настільки важливе значення, що їх прийнято розглядати третьою складовою структурної будови круга. Від відношення наведених вище структурних складових залежать різальні властивості круга.

В залежності від кількості абразивних зерен в об’ємі шліфувального круга інструмент поділяють на різні класи структур, або, більш т


3924968177013318.html
3925086148201566.html
    PR.RU™