ШЛИФОВАНИЕ ВАЛОВ БУМАГОДЕЛАТЕЛЬНЫХ МАШИН КРУПНОГАБАРИТНЫМИ АЛМАЗНЫМИ КРУГАМИ

Применение инструментов из сверхтвердых материалов в машиностроении, особенно алмазов, представляет важнейший резерв повышения производительности обработки, предопределяет экономичность технологических процессов, гарантирует качество обработанной поверхности и открывает широкие возможности по созданию новых и совершенствованию существующих процессов обработки. Одним из таких процессов является круглое шлифование валов бумаго- и картоноделательных машин крупногабаритными алмазными кругами [34].

Валы являются наиболее распространенными элементами конструкции бумагоделательных машин. Среди них важное место занимают каландровые валы из отбеленного чугуна и гранитные валы. Каландровые валы из отбеленного чугуна изготавливаются следующих типоразмеров — диаметром 300...800 мм и длиной обрабатываемой поверхности 3100...4500 мм. Гранитный вал представляет собой гранитный цилиндр, закрепленный на сквозном стальном сердечнике. Диаметр таких валов равен 400...900 мм. Жесткие требования предъявляются к правильной геометрической форме вала: конусность, овальность и др., что достигается в процессе шлифования и отделки рабочих поверхностей.

В связи с неравномерностью припуска под шлифование валов после токарной обработки производят обмеры валов в нескольких сечениях для определения величины припуска. Шлифование участков вала с большим припуском ведут таким образом, чтобы процесс резания происходил без существенного увеличения сил резания, что способствует увеличению периода стойкости круга и уменьшению его износа. В связи с тем, что вальцешлифовальные станки ХШ-193 не имеют компенсации износа круга, этот износ компенсируется частыми измерениями детали и ручной поперечной подачей шлифовальной бабки непрерывно в процессе шлифования. При этом за величиной нагрузки следят по амперметру. Следует отметить, что при шлифовании таких деталей кругами из обычных абразивных материалов (для достижения заданных параметров обрабатываемой поверхности) требуется несколько десятков выхаживающих ходов и частые правки круга (через каждые 20...30 мин), что ведет к снижению производительности процесса. При этом износ абразивного круга за проход соизмерим с поперечной подачей, что приводит к потере точности детали и увеличению времени ее обработки.

В связи с этим Институтом сверхтвердых материалов разработан высокоэффективный процесс с использованием крупногабаритных алмазных кругов для шлифования валов [34]. Крупногабаритные алмазные круги формы 1А1 диаметром 600 мм изготавливаются на органических и полимерных связках, которые позволяют обеспечивать хорошее самозатачивание, сохраняя высокую режущую способность на протяжении всего периода работы.

Однако без учета особенностей обработки и установления оптимальных условий алмазного шлифования применение их может не только не дать ожидаемого, но и привести к отрицательному результату. Исследования работоспособности шлифовальных кругов позволили установить, что относительный расход абразивных (63С и 24А) кругов в 100 и более раз выше, чем алмазных, в зависимости от режимов шлифования и физико-механических свойств обрабатываемых материалов. Так, при шлифовании чугуна кругами зернистостью АС15 125/100 с 5П0П = 0,01...0,04 мм/ дв.ход относительный расход алмазов составил 0,07...0,35 мг/г, в то время как при обработке кругами из абразивов 63С и 24А — 20...67 мг/г.

При обработке инструментом из абразивов силы резания в 1,5. ..3,0 раза больше, чем при шлифовании алмазным. При этом круги из карбида кремния и электрокорунда работают нестабильно и через 15...40 мин шлифования их необходимо править.

Производительность обработки чугуна алмазными кругами выше, чем абразивными. Особенно с увеличением поперечной подачи. В процессе шлифования из-за отжатия заготовки и износа инструмента фактический съем металла не соответствует подаче на глубину по лимбу. Отношение фактического съема к расчетному характеризуется коэффициентом относительной производительности. В зависимости от поперечной подачи этот показатель для алмазных кругов изменяется незначительно и находится в пределах 0,90...0,99, в то время как для кругов из карбида кремния и электрокорунда резко уменьшается из-за большого расхода абразива и находится в пределах 0,85...0,27.

Установлено, что работоспособность круга в значительной степени определяется прочностью алмазных зерен. С увеличением прочности алмазных зерен относительный расход алмазов при круглом шлифовании уменьшается. Шлифование кругами из алмазов АС2 даже с небольшой производительностью характеризуется большим расходом алмазов и составляет 6. ..15,2 мг/г в зависимости от глубины шлифования. Применение кругов из алмазов АС4, прочность которых в 2 раза выше прочности АС2, позволяет значительно уменьшить расход алмазов. При шлифовании с глубиной 0,01 мм/дв.ход относительный расход алмазов АС4 и АС6 практически одинаков, однако с увеличением глубины шлифования наименьший расход получен при работе с кругами из алмазов АС15 и АС32.

Значительное влияние на расход алмазов оказывает зернистость.

Шлифование кругами АСМ 40/28 сопровождается большим относительным расходом алмазов при малой производительности процесса. В связи с чем их рекомендуется применять только для чистовой обработки. При шлифовании чугуна с увеличением зернистости от 125/100 до 250/200 изменение относительного расхода незначительно на всех исследуемых глубинах шлифования. Дальнейшее увеличение зернистости до 400/315 и выше вызывает рост расхода алмазов, особенно с повышением глубины шлифования.

Круги из металлизированных алмазов обладают в 1,5... 2,5 раза большей работоспособностью, чем круги из неметаллизированных алмазов.

Выявлено влияние режимов шлифования на работоспособность кругов. Установлено, что продольная подача оказывает значительное влияние на износ кругов. Так изменение 5пр от 0,5 до 2 м/мин при 5поп = 0,01 мм/дв.ход вызывает увеличение относительного расхода алмазов в 4,7 раза, а при поперечной подаче 0,02 мм/дв.ход расход алмазов увеличивается в 6 раз, тогда как производительность возрастает в 1,95 раза. Изменение скорости вращения детали в диапазоне от 20 до 70 м/мин показало, что с увеличением скорости детали относительный расход возрастает, причем, чем больше поперечная подача, тем степень влияния скорости детали больше. Следовательно, эффективность обработки алмазными кругами во многом зависит от характеристики инструмента, режимов резания, условий эксплуатации и подготовки кругов к эксплуатации.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >