Главная Биржа Тендеры Форум

Баннер
Баннер

Вход


-= ВНИМАНИЕ! =- Эта регистрация действует только на ПОРТАЛЕ. На ФОРУМЕ и БИРЖЕ СТАНОЧНИКОВ нужно регистрироваться отдельно!



Главная СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ Применение шлифовальных кругов из микрокристаллического корунда для шлифования режущего инструмента
Применение шлифовальных кругов из микрокристаллического корунда для шлифования режущего инструмента PDF Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 23
ХудшийЛучший 
Автор: Вестник МГТУ "Станкин" №1 2012   
25.07.2013 12:31

Применение шлифовальных кругов из микрокристаллического корунда для шлифования фасонного режущего инструмента

Приведены результаты производственных испытаний нового абразивного инструмента из микрокристаллического корунда на керамической связке при профильном шлифовании фасонных протяжек из быстрорежущей стали.

Плоская  фасонная  протяжка,  обработанная  профильным шлифованием

Рис.1. Плоская  фасонная  протяжка,  обработанная профильным шлифованием

Процесс шлифования является важнейшей формообразующей  операцией  в  технологии  производства фасонного режущего инструмента. От качества организации процесса шлифования зависит трудоемкость изготовления инструмента в целом, но главное – эффективность его последующей эксплуатации.

Характерным  представителем  указанного  класса режущего  инструмента  являются  протяжки  с  фасонным  рабочим  профилем,  которые  изготавливаются, как  правило,  из  закаленных  быстрорежущих  сталей. Сложнолегированные  и  труднообрабатываемые  быстрорежущие  стали,  используемые  в  производстве протяжек,  весьма  чувствительны  к  термодинамическому воздействию. При их шлифовании всегда велик риск  появления  прижогов  на  обрабатываемых  поверхностях и других структурно-фазовых изменений  в поверхностном слое режущих лезвий инструмента, что приводит к снижению его работоспособности.

Проблема формирования поверхностного слоя рабочих  поверхностей  протяжки  с  минимально  возможным  изменением  его  структурного  и  субструктурного состояния актуальна также и для инструмента  с  упрочняющими  износостойкими  покрытиями. При таком варианте изготовления протяжки наличие дефектной поверхности режущих лезвий после шлифования  становится  заметным  фактором  снижения эффекта от применения покрытия [1,2].

 

Радикальным  технологическим  решением  проблемы  высокопроизводительного  и  качественного профильного  шлифования  фасонного  инструмента является  применение  шлифовальных  кругов  с  повышенной режущей способностью на оптимальных параметрах режима обработки.

Для  бездефектного  шлифования  режущего  инструмента из закаленных быстрорежущих сталей рекомендуется  применение  высокопористых  кругов  из электрокорунда белого. При использовании электрокорунда  белого  в  качестве  абразивного  материала наибольшую  эффективность  обеспечивают  высокопористые круги зернистостью F80…120, твердостью H…I и с номерами структуры 10 и 12 на керамической связке [3].

Высокопористые  круги  вследствие  своего  особого объемно-структурного строения способствуют обеспечению высокопроизводительной и бесприжоговой обработке рабочей части, что является залогом обеспечения  требуемой  стойкости  и  ресурса  эксплуатации  режущего  инструмента.  Но  электрокорундовые  круги при профильной обработке длинномерного фасонного инструмента, например протяжек, не всегда способны сохранять  требуемую  геометрическую  точность  по всей  длине  профиля.  Поэтому  для  окончательного формообразования протяжек рекомендуется использовать шлифовальные круги из более износостойких абразивных  материалов,  например,  из  кубического  нитрида бора (эльбора) на керамической связке.

Известен, в частности, положительный опыт применения  эльборовых  кругов  при  шлифовании  быстрорежущих сталей [4].

В МГТУ «СТАНКИН» ведутся разработки и исследования  работоспособности  новых  видов  высокопористых  шлифовальных  кругов  с  повышенными  эксплуатационными показателями [5]. В частности разработан  инструмент,  где  в  качестве  абразивного  материала  используется  микрокристаллический  золь-гель корунд (синтеркорунд, azures, abral и другие торговые марки).

По  своим  физико-механическим  свойствам  зерно синтеркорунда  превосходит  электрокорунд  белый  и приближается к эльбору, а по стоимости существенно – до 3000 раз дешевле последнего.

Микрокристаллическое строение зерна с размерами кристалла 0,2 – 0,5 мкм, что в 20 – 50 раз мельче, чем  у  электрокорунда,  обеспечивает  синтеркорунду до 3-х  раз  большую  прочность  и  работу  в  режиме умеренного  самозатачивания  путем  обновления  новых режущих кромок с минимальным износом. Стойкость шлифовального круга из синтеркорунда может быть в 10 - 20 раз выше, чем у обычных кругов электрокорундовых кругов.

В этой связи новый перспективный инструмент из синтеркорунда  по  данным  зарубежных  источников [6] находит все более широкое применение на ответственных  операциях  шлифования,  на  которых  ранее использовались  преимущественно  эльборовые  шлифовальные  круги,  в  качестве  их  более  экономичной альтернативы.

Для  анализа  работоспособности  и  возможного применения  нового  инструмента  при  профильном шлифовании протяжек из быстрорежущей стали был разработан рецептурный состав шлифовального круга из синтеркорунда на характеристику SG/25А 100 K 12 V,  по  которому  изготовлен  опытный  образец  типоразмера 1 300х40х76. В отличие от зарубежных аналогов со структурами 6 - 8, изготавливаемых на фирмах  Сarborundum Electrite a.s. (Чехия), Rappold Winterthur (Австрия) и др. был предложен высокопористый вариант со структурой 12.

Новый инструмент был испытан в производственных  условиях  при  профильном  шлифовании  протяжек  с  елочным  профилем  из  закаленной  стали Р12Ф2К5М3-МП твердостью 66…68 HRCэ (Рис. 1) на станке модели Profimat 412 фирмы Blohm (Германия).

Предварительное формообразование профиля протяжки с последующей его чистовой обработкой производилось при обильном охлаждении на скорости шлифования 30 м/с с переменной глубиной резания за проход,  равной  от 0,002 до 0,005 мм  и  скоростью  продольной подачи стола 12 м/мин. Общая глубина врезания шлифовального круга в обрабатываемую заготовку протяжки определялась ее конструкцией.

В ходе производственных испытаний оценивалась способность  шлифовального  круга  к  формированию сложного профиля повышенной точности при правке, размерная  стойкость  и  состояние  рабочей  поверхности  круга  в  процессе  обработки.  Проверялось  соответствие  геометрических  параметров  профиля  и  шероховатости обработанной поверхности требованиям чертежа, фиксировалось наличие прижогов и микротрещин визуально и люминесцентным контролем.

В сравнении с кругами из электрокорунда белого новый инструмент из микрокристаллического корунда  работает  в  режиме  умеренного  самозатачивания, что позволяет сократить количество промежуточных правок  и  количество  проходов  для  формирования заданного  профиля  протяжки.  Удалось  повысить производительность  операции  за  счет  уменьшения вспомогательного  времени  на  правку  и  сокращения числа проходов до 30%.

Установлено, что круги из микрокристаллического корунда по точности и шероховатости обработанной поверхности обеспечивает требования чертежа и технологии.  Заданная  точность  профиля  протяжки обеспечивается  точным  профилированием  рабочей поверхности круга специальным алмазным роликом и сохраняется в допустимых пределах в течение всего цикла  шлифования  вследствие  повышенной  размерной стойкости нового абразивного инструмента.

Прижогов  и  других  дефектов  шлифовочного  характера  на  рабочих  поверхностях  протяжек,  обработанных новым инструментом, не выявлено.

Проведенными  испытаниями  подтверждена  повышенная  режущая  способность  абразивного  инструмента на основе микрокристаллического корунда и его высокая эффективность в сравнении с электрокорундом белым при профильном шлифовании фасонного  режущего  инструмента  из  закаленных  быстрорежущих сталей.

Положительный  опыт  был  получен  также  при шлифовании новым инструментом на основе микрокристаллического корунда цилиндрических зубчатых колес  из  цементованной  закаленной  стали  марки 16Х3НВФМБ-Ш (60…62 HRC) методом копирования и  при  высокоскоростной  обработке  без  охлаждения закаленной стали 45 (60 HRC) методом врезания [3].

 

Библиографический список

1. Поклад  В.А.,  Шутов  А.Н.,  Старков  В.К.,  Рябцев С.А. Профильное глубинное шлифование деталей из титановых сплавов // Технология машиностроения. 2002. № 3. С. 14.

2. Елисеев Ю.С., Новиков В.С., Старков В.К., Рябцев С.А. Пpофильное глубинное шлифование зубчатых колес // Вестник машиностроения. 2001. № 1. С. 41.

3. Старков В.К. Шлифование высокопористыми кругами. М.: Машиностроение, 2007. 688с.

4. Семко  М.Ф.,  Грабченко  А.И.,  Зубкова  М.Я.  и  др. Эльборовое шлифование быстрорежущих сталей. -Харьков: Вища школа, 1974. 136 с.

5. Старков  В.К.,  Рябцев  С.А.,  Полкапов  Е.Г.  Разработка  и  применение  высокопористых  шлифовальных  кругов  из  кубического  нитрида  бора // Технология  машиностроения. 2004. № 4. С. 26.

6. Ault W. Precision grinding with SG abrasive wheels // The carbide and tool journal. Volume 21, Issue 2, March 1989, Pages 11-13.

Васенко Сергей Михайлович – аспирант кафедры «Высокоэффективные технологии обработки»  
МГТУ  «СТАНКИН»
Тел.: 8 (926) 210-19-53, e-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Старков Виктор Константинович – д-р техн. наук, профессор, директор НИЦ
«Новые технологии и инструменты»  МГТУ  «СТАНКИН»
Тел.: 8 (499) 972-94-51

весник МГТУ «СТАНКИН»



Следующие материалы:
Предыдущие материалы:

Обновлено 22.05.2014 10:59
 

Просьба оставлять свои комментарии. Этим вы поможете развитию сайта, сделав его содержание более полезным! Также в комментариях можно писать о замеченных ошибках и неработающий ссылках.


Защитный код
Обновить