Реферат: Шлифование. Элементы режима резания
<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family: «Times New Roman»">ШЛИФОВАНИЕ
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> Шлифование- это процесс резанияматериалов с помощъю абразивного материала,
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">режущими элементами которого являютсяабразивные зерна. Шлифование применяется как для черновой так и для чистовой иотделочной обработки.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> При шлифовании главным движениемявляется вращение режущего инструмента с очень большой скоростью. Чаще всего в качестве шлифовального инструмента пользуются шлифовальные круги.Абразивные зерна расположены в круге беспорядочно иудерживаются связующим материалом. Каждое абразивное зерно работает как зубфрезы, снимая стружку.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Процесс резания при шлифовании имеетзначительное отличие по сравнению с работай лезвийногоинструмента. Привращательном движении круга, в зоне его контакта с заготовкой часть зерен срезаетматериал в виде очень большого числа тонких стружек (до 100 000 000 в минуту).Шлифовальные круги срезают стружки на очень больших скоростях- от 30 м/c и выше(порядка 125 м/c). Процесс резания каждым зерном осуществляется почтимгновенно. Обработанная поверхность предстовляет собой совокупность микроследовабразивных зерен и имеет малую шероховатость. Часть зерен ориентирована так,что не может резать обрабатываемую поверхность. Такие зерна производят работутрения по поверхности резания. Абразивные зерна могут также оказывать назаготовку существенное силовое воздействие. Происходит поверхностноепластическое деформирование материала, искажение его кристалической решетки.Деформирующая сила вызывает сдвиг одного слоя атомов относительно другого. Вследствииупругопластического деформирования матриала обработаная поверхностьупрочняется. Но этот эффект оказывается менее ощутимым, чем при обработкеметаллическим инструментом.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> Шлифование применяют в основном длязаготовок из заколенных сталей. Сразвитием малоотходных технологий доля обработки металлическим инструментомбудет уменьшаться, а абразивным увеличиваться.
<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family: «Times New Roman»">ИНСТРУМЕНТ
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> В промышленности находят применениекак естественные, так и искуственные абразивные материалы.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> К естественным абразивным материаламотносятся алмаз, корунд, наждак и некоторые другие. Однако ввиду того, чтосвойства этих материалов нестабильны, а запасы их ограничины, основноеприменение в промышленности получили искуственные материалы. К искуственным абразивнымматериалам относятся электрокорунд, корборунд, карбид бора, синтетическиеалмазы и сверхтвердые материалы, полученые на основе кубического нитрида бора.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> Электрокорунд представляет собой кристалический оксид флюминия Al
<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family: «Times New Roman»;position:relative;top:-126.0pt;mso-text-raise:126.0pt">2<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family: «Times New Roman»">O<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;position:relative;top:-126.0pt; mso-text-raise:126.0pt">3<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">. D зависимости от содержания оксидаалюминия различают три типа электрокорунда: нормальный электрокорунд (Э),содержащий до 95% Al<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;position:relative;top:-126.0pt; mso-text-raise:126.0pt">2<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">O<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»; position:relative;top:-126.0pt;mso-text-raise:126.0pt">3, <span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">электрокорундбелый (ЭБ), содержащий 95-98% Al<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;position:relative; top:-126.0pt;mso-text-raise:126.0pt">2<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">O<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family: «Times New Roman»;position:relative;top:-126.0pt;mso-text-raise:126.0pt">3, <span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family: «Times New Roman»">режущая способность которого значительно выше (на 30-40%), имонокорунд, содержащий 98-99% Al<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;position:relative; top:-126.0pt;mso-text-raise:126.0pt">2<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">O<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family: «Times New Roman»;position:relative;top:-126.0pt;mso-text-raise:126.0pt">3. <span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family: «Times New Roman»">Чем выше содержание кристалического оксида алюминия вэлектрокорунде, тем выше его режущие свойства. Электрокорунд применяется дляшлифования сталей, чугунов и цветных металлов. Абразивные материалы измонокорунда предназначены для получитового и чистового шлифования деталей изцементированых, закаленных и высоколегированых сталей. Карбтд кремния(карборунд SiC) по сравнению с электрокорундом обладает большей твердостью, нои хрупкостью. При дроблении его зерна имеют более острые кромки, что обеспечиватповышеную производительность обработки. Карбид кремния выпускают двух марок.Карбид кремния черный (КЧ) содержит 95-97% SiC и применяется для обработкихрупких металлических материалов, цветных металлов и неметаллов. Карбидкремния, содержащий не менее 97% SiC, имеет зеленый цвет (КЗ) и обладает болеевысокими свойствами. Он премущественно используется для заточки твердосплавногорежущего инструмента.<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> Карбид бора (B
<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family: «Times New Roman»;position:relative;top:-126.0pt;mso-text-raise:126.0pt">4<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family: «Times New Roman»">C) отличается черезвычайно высокой прочностью, но оченьхрупок и дорог. Используется в основном в виде несвязанных образивных зерен длядоводки твердосплавного режущего инструмента, притирки, резки драгоценныхкамней и т.д..<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> Синтетические алмазы (СА) получают из графита (99,7%С и 0,3%примеси) вспециальных камерахпри давлениии около 1,3 ГПа в присутствии катализатора итемпературах 1200-2400 С. В зависимости от температуры получается различнаяформа кристаллов и окраска от чер ного цвета при низких температурах досветлого при высоких.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> Синтетические алмазы имеют брльшую остратут режущих кромок по сравнениюс естественными и потому более производительны в качестве образивногоинструмента. Алмаз имеет черезвычайно высокие режущие свойства, так как онявляется самым твердым веществом, обладает очень высокой теплопроводностью иизносостойкостью, имеет малый коэффициент трения по металлу. Однако оннедостаточно теплостоек (до 800С), что позволяет его использовать в соновномдля обработки хрупких материалов, цветных металлов и неметаллов.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> Кубический нитрид бора (КНБ)-эльбор, боразон и другие- синтетический сверхтвердый материал близок потвердости к алмазам, но имеет теплостойкость почти вдвое более высокую (до1500С). Высокая теплостойкостьи малое химическое сродство с железом позволяетуспешно использовать его дляобработкивысокопрочных и закаленных сталей и сплавов на основе железа.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> Зерна абразивных материалов являются режущими элементами абразивныхинструментов.Основным видом абразиных инструментов являются шлифовальные круги,форма и размер которых определяет ГОСТ 2424-60, который предусматривает 22 пофиля с диаметрами от 3 до 1100 мм.Среди них наиболее часто применяются следующие формы: плоские прямые (ПП),плоские с выточкой (ПВ), чашечные цилиндрические (ЧЦ) и конические (ЧК), кольца(1К), тарельчатые (2Т) и т.д..
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> Все большее применение находит обработка с применением образивной ленты.Этот метод применяется для черновой, читовой и отделочной обработки и во многихслучаях обеспечивает значительное повышение производительности труда.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> Свойстваабразивных инструментови их работоспособность будут определяться маркой абразивного материала, а такжехарактеристиками инструмента: зернистостью абразива, видом связки, твердостью иструктурой. По размеру абразивные зерна подразделяются на 26 номеровзернистости и делятся на шлифзерна(номера зернистости 200-16), шлифпорошки(номера 12-3) и микропорошки (номера М40-М5). Номер шлифзерна и шлифпорошкасоответствуют размеру зерен в сотых долях миллиметра, а номер микропорошковпоказывает размер зерна в микрометрах.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> Выбор зернистости абразивногоинструмента определяется величиной припуска на обработку, чистотой обработаннойповерхности и точностью обработки. Для грубой предварительной обработки и обработки вязких материалов рекомендуется крупнозернистыеинструменты, обеспечивающие высокую производительность, но низкое качество.Отделочные работы производятся мелкозернистыми кругами.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> Для соединения абразивных зерен вабразивный инстрмент служит связка. Связки подразделяют на органические инеорганически. Из неорганических связок наиболее часто применяются керамические(К) и силикатные (С).
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> Керамическая связка состоит изогнеупорной глины, полевого шпата, талька и жидкого стекла. Благодоря высокойпрочности, водостойкости и жаропрочности она является самой распрастраненной.Недостатком керамической связки является значительная хрупкость.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> Силикатная связка представляет собойжидкое стекло и имеет небольшую прочность. Круги на силикатной связкепредназначены для обработки деталей в тех случаях, когда не допускаетсяповышение температуры и нельзя применять смазочно-охлаждающие жидкости.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> К органичиским связкам относятсявулканитовая (В) и бакелитовая (Б). Вулканитовая связка состоит из 70% каучука и 30% серы. Абразивныеинструменты на такой связке обладают большой прочностью, но имеют малуютеплостойкость. Связка применяется для узких фасонных кругов. Бакелитоваясвязка представляет собой синтетическую смолу. Круги, изготовленные на этойсвязке, прочны, эластичны, допускают большие окружные скорости, но могутприменяться при температуре не выше 180С.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> Алмазные круги состоят из стального, алюминиевого или пластмассовогокольца (основания) и закрепленного на нем алмазного слоя толщиной 1,5-5,0 мм.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> Абразивные инструментдолжен обладать определенной твердостью. Под твердостью понимается способностьсвязки удерживать абразивные зерна. В соответствии с этим разработана шкалатвердости, согласно которой все аразивные делятся на 16 степеней твердости. Длякаждого конкретного случая обработки необходимо подбирать инструментопределенной твердости. В круге повышенной твердости при работе продолжаютудерживаться притупившиеся зерна, что приводит к повышению температуры в зонерезания и прижогу обрабатываемой поверхности. Такой круг требует частичнойправки для восстановления режущей способности. Слишком мягкий круг будет сильноизнашиваться, при этом будут выкрашиваться зерна, не потерявшие еще своейостраты.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> При подборе круга для данных условийобработки стремятся добиться «самозатачива-
<span Arial»,«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">ния". В этом случае своевременнобудут выкрашиваться затупившиеся зерна и открываться новые, острые.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> В любом абразивном инструментенаряду с абразивными зернами и связкой имеются поры(пустоты), способствующиеего охлаждению в процессе работы. Структура абразивного инструментаопределяется количественным соотношением в нем зерен, связки и пор. Имеется 13номеров структур. Чем больше номерструктуры, тем меньше в единице объема зерен и больше пор.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> Характеристики образивных круговмаркируются на нерабочей поверхности круга, где приводятся их условныеобозначения: вид образивного материала, зернистость, форма, размер и допустимаямаксимальная скорость вращения.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> В процессе работы щлифовальногокруга абразивные зерна изнашиваются и теряют режущую способность, а кругзасаливается продуктами обработки. Для восстановления режущих свойств игеометрической формы производится переодическая првка круга. Наиболеекачественная правка производиться алмазными инструментами.
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> Более грубая правка осуществляетсяшарошками, оснащенными монолитными твердосплавными дисками, металлическимидисками и звездочками из износосойких сталей или правочными кругами из карбидакремния, термокорунда т.д..
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">