Перейти к публикации

Изменен п. 12 раздела "Другие ограничения", просьба ознакомиться. Расшифровка и пояснения - тут

tmpr

FAQ: Правка шлифовального круга: немного теории.

Рекомендованные сообщения

С точки зрения эффективности процесса шлифования к шлифовальным кругам чаще всего предъявляются два требования:

  • При черновом шлифовании требуется снимать максимальный объём материала за минимальное время, при минимальном расходе абразива и без риска прижогов.
  • При чистовом шлифовании требуется получить требуемую точность и чистоту поверхности за минимальное время.

Формально эффективность шлифовальных кругов можно описать общепринятыми способами - коэффициентом шлифования (резания) К и производительностью шлифования Q

 

Коэффициенты шлифования и резания K (grinding ratio).

Определения этих коэффициентов для шлифовальных, заточных и отрезных кругов даны в соответствующих стандартах, там же даны значения коэффициентов для разных кругов при заданных режимах шлифования и требуемой шероховатости детали.

ГОСТ Р 52781-2007 Круги шлифовальные и заточные. Технические условия (стр. 28, 29)

post-1540-058698400 1360404464_thumb.gifpost-1540-074475300 1360404463_thumb.gif

 

ГОСТ 21963-2002 Круги отрезные. Технические условия (стр. 6, 5)

post-1540-045447100 1360404501_thumb.gifpost-1540-060494900 1360404500_thumb.gif

Эти коэффициенты косвенно выражают стойкость шлифовального круга.

 

Производительность шлифования Q (removal rate)

Этот показатель определяется как произведение подачи на врезание ae [мм], скорости перемещения детали Vw [мм] и ширины шлифования B [мм]

 

Q = ae * Vw * B [мм * м/мин *м = мм3 / мин]

 

Этот показатель выражает максимально допустимую подачу при заданной скорости или, наоборот, максимальную скорость при заданной подаче.

Так же производительность выражает объём металла снимаемого в единицу времени.

Для удобства сравнения разных кругов при разных условиях используется удельная производительность Q` (specific removal rate), т.е. производительность на единицу ширины шлифовального круга

 

Все эти показатели зависят не только от характеристики круга, но и от технологических режимов шлифования и правки.

На практике возможности в подборе характеристики круга часто ограничены и приходится работать кругом не слишком подходящим для конкретной задачи. Либо нужно одним и тем же кругом обеспечить два противоречивых требования: максимальная производительность и максимальное качество поверхности детали.

 

В этом случае нужно уметь правильно подбирать режимы шлифования и правки в зависимости от требований к результату.

В первую очередь, следует обращать внимание на режимы правки. Часто режимы правки помогают решить проблемы связанные с неподходящей характеристикой круга.Например, уменьшая интервал правки можно компенсировать низкую самозатачиваемость и быстрое засаливание круга, а меняя режимы правки - регулировать количество и состояние абразивных зёрен на поверхности круга и, соответственно, силы резания, тепловыделение и шероховатость.

 

Один из самых распространённых способов правки шлифовальных кругов - правка неподвижным алмазом.Существуют разные виды правящих инструментов - с одним алмазом и с несколькими одновременно работающими алмазами. В любом случае кинематика процесса правки , в основном, аналогична процессу резания резцом.

 

post-1540-067329400 1360407845_thumb.png

 

Выбор размера алмаза

При выборе алмаза нужно учитывать следющие моменты:

  • В процессе правки алмаз греется. Чем больше алмаз и больше площадь его поверхности, тем быстрее отводится тепло от алмаза - стойкость алмаза повышает. Поэтому, чем больше диаметр круга, тем больший размер алмаза рекомендуется. В среднем, на плоской и круглой шлифовке, при выборе единичного алмаза рекомендуется приблизительно 1 карат на 200-400 мм диаметра шлифовального круга.

При выборе многоалмазных карандашей обычно рекомендуется 1 карат на 120-150 мм диаметра шлифовального круга.
  • Радиус вершины алмаза зависит от его размера. Это важно, например, при профильной шлифовке (например резьбы), если требуется получить мелкие элементы профиля. Так же для эффективной работы и стойкости алмаза, его нужно выбирать в соответствии с зернистостью шлифовального круга.

Более подробные рекомендации есть здесь:

ГОСТ 17564-85 Иглы алмазные. Технические условия

ГОСТ 607-80 Карандаши алмазные для правки шлифовальных кругов. Технические условия

Несмелов А.Ф., Авдонина Н.А. Алмазные инструменты в машиностроении.

 

Действующая (эффективная) ширина алмаза bd.

Это максимальная ширина той части алмаза которая контактирует с шлифовальным кругом. Она зависит от радиуса режущей кромки алмаза r и подачи на правку ad.

 

 

 

 

bd= 2 * (r2 - (r - ad)2)0.5

 

Для правки обычно применяются алмазы с радиусами в диапазоне 0.125...0.5 мм. При подачах от 0.01 до 0.04 мм эффективная ширина таких алмазов равна 0.1...0.4 мм

post-1540-070619000 1360408171_thumb.png

 

Для правящих карандашей с несколькими алмазами, эффективная ширина обычно принимается около ⅓ от суммы ширин отдельных алмазов, так как алмазы находятся на разной высоте и одновременно в процессе правки участвует около трети от общего числа алмазов на поверхности карандаша.

 

Радиальная подача на правку ad

При правке зёрна алмаз может либо вырывать из связки зёрна абразива целиком, либо скалывать зёрна. От величины подачи зависит какой из этих процессов будет преобладать.

Считается, что при радиальной подаче больше, чем треть размера зерна преобладает вырывание зерён целиком.

Такой режим целесообразен при заправке нового или сильно засаленного круга. При периодической правке в процессе шлифования этот режим невыгоден - ускоряется износ правящего алмаза, и повышается расход шлифовального круга (т.е. уменьшается коэффициент шлифования К) без повышения стойкости и производительности.

При периодической правке в процессе шлифования в большинстве случаев оптимальная подача - около 0.010...0.040 мм. за один проход. Обычно величина подачи принимается около 10% от размера зерна шлифовального круга. При таких режимах правящий алмаз скалывает зёрна абразива не вырывая их из связки, при этом на зёрнах образуются новые, острые режущие кромки.

 

Следует избегать слишком малых величин подач - в этом случае силы резания при правке слишком малы и преобладает трение между алмазом и шлифовальным кругом без скалывания зёрен абразива. В этом случае алмаз греется и изнашивается, не образуя новых режущих кромок на шлифовальном круге. Такой круг “зализывается” и продолжает работать тупыми зёрнами. В результате, при повышается мощность шлифования, увеличивается температура в зоне контакте круга с деталью и повышается риск прижогов.

 

Поперечная подача (подача на оборот шлифовального круга) fd [мм/об]

По аналогии с токарной обработкой величина поперечной подачи при правке определяет рельеф поверхности шлифовального круга.

Зная частоту вращения шлифововального круга ns[ об/мин] и подачу на оборот fd, можно вычислить скорость перемещения алмаза f [мм/мин]:

f = ns / fd [мм/мин]

Следует учитывать, что поверхность шлифовального круга - не сплошная поверхность, а состоит из отдельных зёрен. Поэтому при слишком большой подаче на оборот некоторые зёрна могут остаться непроправленными. В качестве предварительного значения подачи на оборот можно рекомендовать 50-100% размера зерна шлифовального круга.

При слишком малой величине поперечной подачи, так же как и при малой радиальной подачи ad, круг будет "зализываться".

 

Степень перекрытия Ud.

Перекрытие - это отношение эффективной ширины алмаза к величине поперечной подачи на оборот.

Ud = bd / fd

 

Степень перекрытия позволяет назначать скорость подачи алмаза, в независимости от радиуса алмаза, подачи и частоты вращения шлифовального круга. При помощи этого параметра удобно сравнивать режим правки в разных обстоятельствах при использовании разного правящего инструмента.

Перекрытие показывает как накладываются друг на друга следы оставляемые алмазом на шлифовальном круге. При Ud = 1 ширина следа равна эффективной ширине алмаза

при Ud=2 ширина следа равна половине ширины и т.д.

 

На левой картинке перекрытие меньше, чем на правой.

post-1540-010976200 1360409099_thumb.png post-1540-005030000 1360408986_thumb.png

 

Чем меньше Ud (чем выше подача на оборот), тем реже следы алмаза на шлифовальном круге, следовательно шероховатость шлифовального круга больше , и при шлифовании с деталью будет контактировать меньшее кол-во зёрен абразива. Температура в зоне резания снижается, стружка снимается более крупная и легче удаляется из зоны резания, силы резания уменьшаются - стойкость круга и производительность увеличивается.

Такой режим предпочтителен для чернового шлифования, когда нужно добиться максимальной производительности, а шероховатость обработанной поверхности не имеет значения.

 

При отладке технологии следует стремиться к возможно меньшим значениям перекрытия (т.е. начинать с большой скорости правки), и, при необходимости, на чистовых режимах увеличивать перекрытие Ud (уменьшать скорость правки fd)

 

Обычно рекомендуются следующие значение:

для черновой обработки - U
d
=2-3;

для стандартных условий шлифования - U
d
=3-5;

при высоких требованиях к шероховатости U
d
=6-8.

 

Уменьшая перекрытие (увеличивая скорость поперечной подачи), можно в некоторой степени скомпенсировать недостаточно открытую структуру шлифовального круга.

При заданной частоте вращения шлифовального круга, линейная скорость подачи алмаза будет равна

 

Vd = bd * ns / Ud

 

По мере работы правящий алмаз затупляется и его радиус увеличивается, соответственно увеличивается значение перекрытия Ud и уменьшается режущая способность круга. То есть нужно увеличивать скорость правки по мере износа алмаза.

Для карандашей с несколькими алмазами обычно степень перекрытия назначают меньше (подача больше), чем для единичного алмаза , из-за большей эффективной ширины, как уже говорилось ранее.

При профильной шлифовке или в случае если алмаз подаётся на врезание не перпендикулярно поверхности круга, реальная подача и эффективная ширина алмаза будут меньше. Это нужно учитывать при назначении степени перекрытия и скорости подачи, то есть увеличивать их, исходя из геометрии поверхности круга.

 

 

Шероховатость поверхности шлифовального круга

Шероховатость круга, вообще говоря зависит от множества различных обстоятельств, большинство из которых сложно оценить точно. Но в качестве приблизительной зависимости можно использовать следующую формулу:

Rts = sd2 / (8*r)

 

Если изобразить эту зависимости в виде графика, то видно, что алмаз с меньшим радиусом (более острый) даёт большую шероховатость шлифовального круга (лучшую режущую способность) и регулировка скорости подачи позволяет менять шероховатость в большем диапазоне, чем в случае алмаза с большим радиусом.

post-1540-021851600 1360407136_thumb.png

Литература:

ГОСТ 17564-85 Иглы алмазные. Технические условия

ГОСТ 607-80 Карандаши алмазные для правки шлифовальных кругов. Технические условия

Несмелов А.Ф., Авдонина Н.А. Алмазные инструменты в машиностроении.

Байкалов А.К. Введение в теорию шлифования.

 

Grinding Technology:Theory and Applications of Machining With Abrasives Stephen Malkin, Changsheng Guo

Handbook of Machining With Grinding Wheels Авторы: Ioan D. Marinescu,Mike Hitchiner,Eckart Uhlmann,Ichiro Inasaki

 

Каталоги разных фирм с техническими рекомендациям:

Прецизионные шлифовальные круги Rappold-Winterthur

Алмазный инструмент Norton

 

FAQ: Маркировка и строение шлифовальных кругов

Технология шлифования: немного теории.

Изменено пользователем tmpr

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Из "Wintherthur Руководство зубошлифование", начало главы про правку.

Для достижения хорошего качества поверхности, высоких пока-

зателей съема материала и шлифования без дефектов в виде

запятой требуется МИНИМАЛЬНАЯ поперечная подача ad (от

0.002 мм до макс. 0.03 мм).

Никак не пойму, что это за дефект такой?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

http://www.ctemag.co...12-Grinding.pdf - тут с картинками есть (в таблице дефектов).

 

А дефект, как я понимаю, из за вырывания отдельного зерна из камня, после грубой правки (ну или присутствие зерен в СОЖ).

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

См. также VDI 3393 "Grinding errors"

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Подскажите, кто сталкивался/работал инструментом для правки кругов такого плана (диаметр 25 мм, SiC зелёный, зернистость ок. 63, исходный размер по длине ок. 250 мм, один конец конусный, на фото обломок):

Прошу обозначит маркировку, стандарт, если знаете.

post-37001-013582300 1415732698_thumb.jpg

post-37001-080980300 1415732715_thumb.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Это же нагревательный элемент от печи.

http://www.chipmaker.ru/topic/140201/page__view__findpost__p__2399258

Изменено пользователем tmpr

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

это за дефект такой?

 

Мда кто-то накосячил с переводом.

В оригинальной книге на английском "Handbook Gear grinding" написано:

"Basic Guidlines:

To achieve superior surface finish and high metal removal rates, it is of utmost importance to work with small amounts of infeed Ad (0.005mm to 0.03 mm). "

Если по русски:

"Основные рекомендации:

Для того чтобы достичь хорошую шероховатость поверхности и высокий коэффициент съема материала, важно работать (править) с малой величиной съема на проход (0,005 -0.03 мм).

"без дефектов в виде запятой " наверно переводчик под утро перевод делал ))).

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу.


×