Содержание к диссертации
Введение
1. Аналитический обзор финишных методов обработки деталей свободным абразивом 12
1.1. Галтовочный метод обработки деталей 12
1.2. Вибрационный метод обработки деталей 14
1.3. Центробежно-ротационная обработка поверхностей деталей... 19
1.4. Турбоабразивная обработка поверхностей деталей 23
1.5. Магнитно- абразивная обработка поверхностей деталей 24
1.6. Финишная обработка деталей уплотненным шлифовальным материалом „ 27
1.7. Полирование деталей в среде шлифовального материала 32
Обоснование выбранного направления работы. цель и задачи исследований 35
2. Теоретическое исследование кинематических и динамических характеристик шлифовального материала при уплотнении в камере внешним давлением 37
2.1. Принципиальные схемы новых способов камерной абразивной обработки 37
2.1.1 Шпиндельная абразивная обработка деталей в камере при уплотнении шлифовального материала давлением на эластичные стенки камеры 37
2.1.2 Шпиндельная обработка поверхностей деталей при уплотнении шлифовального материала путем циклического погружения деталей в камеру
2.1.3 Шпиндельная обработка деталей в полировальной камере с эластичными стенками 40
2.2. Исследование характера движения абразивных частиц и их динамического воздействия на обрабатываемые поверхности 44
2.3. Исследование контактного взаимодействия частиц шлифовального материала с обрабатываемой поверхностью
2.3.1 Анализ напряженного состояния шлифовального материала. 54
2.3.2 Характеристики напряженного состояния абразива в камере.64
2.4. Определение основных технологических параметров шпиндельной абразивной обработки 73
2.4.1.Определение внешнего давления на эластичные стенки камеры73
2.4.2 Определение глубины погружения деталей в камеру со шлифовальным материалом 83
2.4.3 Давление на обрабатываемые поверхности при циклическом погружейии деталей в шлифовальный материал 88
Выводы 94
3. Экспериментальное исследование производительности шпиндельной абразивной обработки 96
3.1 Оборудование, приборы и методика проведения экспериментальных исследований 96
3.1.1 Оборудование и приборы для исследования производительности обработки 96
3.1.2 Методика экспериментальных исследований производительности обработки 100
3.2. Исследование влияния технологических факторов на съем металла 105
3.2.1 Обработка закаленных прядильных колец 105
3.2.2 Обработка незакаленных стальных колец 122
3.2.3 Обработка латунных деталей
3.3. Влияние микрогеометрии абразивных частиц на производительность обработки. Силы и мощность резания 140
3.4. Тепловые явления при шпиндельной обработке и исследование влияния жидкостной среды на интенсивность съема металла 157
Выводы 166
4. Исследование качественных характеристик обработанной поверхности и формирования свойств поверхностного слоя 168
4.1. Исследование влияния технологических факторов на шероховатость поверхности 168
4.1.1 Формирование шероховатости поверхности на закаленных прядильных кольцах 170
4.1.2 Формирование шероховатости на стальных незакаленных поверхностях деталей 179
4.1.3 Исследование формирования шероховатости поверхности на латунных деталях 185
4.1.4 Исследование влияния технологической жидкости на шероховатость поверхности 1
4.2. Профилограммы и микрорельеф поверхности после шпиндельной обработки 196
4.3. Исследование микроструктуры, микротвердости и остаточных напряжений в поверхностных слоях обработанных деталей 209
4.4. Точностные характеристики поверхностей деталей при шпиндельной абразивной обработке 217
Выводы 224
5. Практическое применение результатов исследований. технико- экономическая эффективность новой технологии 226
5.1. Область эффективного применения шпиндельной абразивной обработки. Технологическое оснащение для внедрения новой технологии 226
5.2. Рекомендации по регламентированию технологических режимов и условий шпиндельной абразивной обработки 242
5.3. Технико - экономическая эффективность внедрения новой технологии 247
Выводы 249
Общие выводы 250
Литература 253
Приложения 265
- Вибрационный метод обработки деталей
- Исследование характера движения абразивных частиц и их динамического воздействия на обрабатываемые поверхности
- Исследование влияния технологических факторов на съем металла
- Профилограммы и микрорельеф поверхности после шпиндельной обработки
Введение к работе
В условиях рыночной экономики необходимо ускорение темпов разработки и создания новых изделий, совершенствование технологии их производства. В жесткой конкурентной борьбе машиностроительные предприятия решают задачу повышения качества выпускаемой продукции.
Для получения заданной точности линейных и геометрических параметров, размерной и декоративной отделки поверхностей деталей, повышения физико - механических свойств поверхностного слоя, удаления заусенцев и очистки поверхностей от окалины и загрязнений широко применяют различные методы абразивной обработки. В связи с разнообразными требованиями, предъявляемыми к качеству рабочих поверхностей деталей и их большой номенклатурой в машиностроении получили применение различные методы абразивной обработки и широкая гамма технологического оборудования с различным уровнем механизации и автоматизации.
(Г Повышение требований к качеству поверхности обусловило развитие и совершенствование технологии финишных методов абразивной обработки. Особенно широкое распространение получили методы обработки деталей свободным абразивом, так как они позволяют во многих случаях механизировать обработку деталей со сложными поверхностями и повысить качественные показатели рабочих поверхностей; исключить или свести к, минимуму непроизводительный ручной труд. Однако в отечественной промышленности и за рубежом проблемный характер носит финишная обработка тонкостенных, легкодеформируемых деталей с наружными поверхностями, образованными вращением сложной кривой. К подобным деталям относятся чашки- резонаторы, элементы электроосветительной и водопроводной арматуры, кольца прядильных и крутильных машин, мебельная фурнитура и др. Большие объемы производства и разнообразие типоразмеров подобных деталей делают актуальной задачу разработки новых технологических методов абразивной обработки, так как известные мето ды не позволяют стабильно достигать требуемого качества поверхности. Точность размеров и шероховатость криволинейных поверхностей обеспечивается при помощи ручных или полумеханических операций.
Сравнительно недавно разработан метод обработки деталей в уплотненной абразивной среде, который позволяет во многих случаях механизировать процесс полирования деталей сложной формы. Отдельные способы нового метода исследованы и нашли применение в промышленности. Однако недостаточно исследованной является технология шпиндельной камерной обработки деталей со статическим уплотнением рабочей среды, особенно на полировальных операциях при значительной глубине рабочего профиля деталей.
Для управления процессом обработки и создания высокоэффективного технологического оборудования необходимы исследования контактного взаимодействия деталей с уплотненной внешним давлением абразивной средой, определение контактных давлений при различных схемах и условиях обработки, сил и мощности резания, а также влияния технологических факторов на качество полирования деталей из закаленных сталей и цветных металлов.
Целью диссертационной работы является повышение качества обработки поверхностей деталей абразивной средой, уплотненной внешним давлением, на основе исследования взаимосвязей между технологическими параметрами и создания новых схем полирования.
Выполнение работы предусматривает проведение теоретических и экспериментальных исследований, разработку рекомендаций по расчету основных технологических и конструктивных параметров, регламентирование технологических режимов обработки, а также создание технологического оборудования для промышленной реализации новой технологии.
Вибрационный метод обработки деталей
Широкие технологические возможности этого метода на очистных, шлифовально-полировальных и упрочняющих операциях создают благоприятные предпосылки для промышленного использования.
Сущность вибрационной обработки состоит в последовательном нанесении на поверхности обрабатываемых деталей большого числа микроударов гранулами шлифовального материала под действием направленных вибраций, сообщаемых рабочей камере.
Съем металла производится вследствие механического или механо-химического диспергирования мельчайших частиц металла и его окислов с обрабатываемой поверхности абразивными гранулами [8].
Схема вибрационной обработки приведена на рисунке 1.2. Обрабатываемые детали 1 загружают в рабочую камеру 2,заполненную шлифовальным материалом, и установленную на основании 3, подвешенном на пружинах 4 вибропривода. Рабочей камере сообщают от вибратора осциллирующие движения с частотой = 15..50 Гц и амплитудой A = 0,5...9 мм. Под действием вибрации детали и шлифовальный материал приходят в интенсивное относительное перемещение, совершая два вида движений: колебания и медленное вращение массива загрузки (циркуляционное движение). В процессе обработки детали переориентируются и проходят различные зоны рабочей камеры, что обеспечивает достаточно равномерную обработку всех поверхностей. Процесс обработки рекомендуется производить с подачей в камеру смазочно-охлаждающеи технологической жидкости (СОТЖ). В зависимости от требований к качеству поверхности могут применяться абразивные шлифовальные материалы различных характеристик, а также металлические и неметаллические полирующие материалы различной формы и размеров [9,12,23,36].
Интенсивность виброобработки зависит от следующих основных факторов: амплитуды А и частоты у колебаний рабочей камеры., длительности цикла обработки, характеристики и размеров гранул шлифовального материала; объема рабочей камеры и степени ее заполнения, механических свойств материала обрабатываемых деталей.
Исследованиями [8] установлено, что скорости гранул шлифовального материала могут достигать 0,3..1 м/с, при этом ускорения составляют 20...150 м/с:,а силы микроударов 1,5...30 Н. Процесс абразивного микро резания сопровождается тепловыделением. При этом средняя температура в рабочей камере не превышает 30..40С. [10]
Динамическое воздействие шлифовального материала на деталь возрастает с увеличением глубины погружения детали и зависит от расстояния детали до стенок рабочей камеры, параметров вибрации А и fK, размеров и плотности обрабатывающих гранул. Поэтому в партии деталей, обработанных в одной рабочей загрузке, может иметь место неравномерность съема металла и различие качественных характеристик поверхности.
Формирование поверхностного слоя при вибрационной обработке происходит под действием многократно повторяющихся микроударов гранул шлифовального материала, которые вызывают изменение геометрических и физико-механических параметров поверхностного слоя (шерохова-тости, микротвердости, остаточных напряжений, структуры).
Различают несколько технологических схем обработки деталей виб-рационным методом: - обработка свободно загруженных в камеру деталей; обработка тяжелых и крупногабаритных деталей, закрепленных в специальных приспособлениях; - очистка или полирование длинномерных деталей типа прутков, профилей, проволоки путем медленного перемещения их через окна в стенках рабочей камеры; - шпиндельная виброотделка.
Шпиндельная виброотделка [99] является новой разновидностью виброобработки, не. получившей пока широкого применения в промышленности. Процесс шпиндельной виброотделки деталей, имеющих форму тел вращения(втулок, колец,зубчатых колес) осуществляется путем закрепления их на шпинделе станка и сообщении вращения с погружением в шлифовальный материал рабочей камеры виброустановки (рисунок 1.3).
В шпинделе станка закрепляют оправку 1 с обрабатываемыми деталями и погружают в камеру 2,получающую вибрации от привода 3. Обрабатываемым деталям 4, установленным на оправке, сообщают вращение со скоростью от 0,5 до 15 м/с.На шлифовальный материал,находящийся в камере, воздействуют вибрациями с частотой - = 25..33 Гц и амплитудой Л = 1...5 мм. Вследствие высоких относительных скоростей деталей и шлифовального материала производительность шпиндельной виброобработки в 10.. 15 раз превышает обычный процесс виброобработки.
В зависимости от характеристики шлифовального материала и режимов обработки могут выполняться шлифование и отделка поверхности, удаление заусенцев, скругление и полирование кромок. При этом создаются предпосылки для автоматизации процесса и увеличения производительности отделочных операций в результате многошпиндельной (пакетной) обработки.
Главным движением резания при виброшпиндельной обработке является вращение детали. Осциллирующие движения рабочей камеры делают подвижным шлифовальный материал, уменьшают его плотность, что позволяет свободно погружать в камеру шпиндели с обрабатываемыми деталями.
Шпиндели, с закрепленными на них деталями, могут располагаться вертикально, горизонтально или под различными углами. Им могут сообщаться как вращательные, так и осциллирующие или качательные движения.
Шпиндельная. виброотделка широкого промышленного применения не получила и в настоящее время имеются сведения о разработке преимущественно лабораторных или опытно-промышленных станков и устройств [11].
Виброшпиндельная обработка деталей из цветных металлов не обеспечивает высокого качества поверхности, так как появляются отдельные глубокие кратеры, обусловленные ударным воздействием частиц шлифовального материала на быстровращающуюся поверхность деталей, которые сложно устранить даже последующим ручным полированием войлочными кругами. Кроме того, вокруг вращающейся детали формируется своеобразный «свод» частиц шлифовального материала вследствие образования вокруг детали аэродинамического воздушного слоя под действием центробежных сил, возникающих при вращении. Воздушный слой препятствует контакту обрабатываемой поверхности со шлифовальным материалом и дополнительно снижает эффективность финишной обработки.
Исследование характера движения абразивных частиц и их динамического воздействия на обрабатываемые поверхности
Рассмотрим процесс шпиндельной обработки деталей при уплотнении шлифовального материала давлением на эластичные стенки рабочей камеры (см. рисунок 2.1). Боковые эластичные стенки рабочей камеры деформируют сжатым воздухом, подаваемым в кольцевую камеру давления, что приводит к уплотнению шлифовального материала в рабочей камере и создает контактное давление на поверхности деталей, закрепленных на оправке, установленной в шпинделе станка.
Обработка деталей возможна при условии, если будет иметь место движение частиц шлифовального материала относительно обрабатываемых поверхностей деталей, вращающихся на оправке.
Такое движение возникает под действием сил инерции от переносного и кориолисова ускорений, обусловленных вращением оправки с деталями и силой деформации эластичной стенки от циклического изменения пульсирующего внешнего давления. Кроме того, на частицы шлифовального материала, контактирующие с поверхностью детали, действуют сила трения и нормальная реакция детали. .
Рассмотрим движение произвольной частицы М на поверхности детали (рисунок 2.4). Определим силы инерции, возникающие при вращении оправки с де-талями. На частицу М, массой т, действуют следующие силы: - центробежная сила инерции от вращения детали со скоростью оод где г - радиус - вектор, определяющий положение частицы относительно оси вращения. Или в проекциях на оси X и Y - кориолисова сила инерции Ин = — т д х Vr (vr "скорость движе ния частицы вдоль радиуса).
Или в проекциях на координатные оси В проекциях на единичные орты F,j,Jc координатных осей X,Y,Z, со F ответственно, представим - ин в виде Следовательно, F x = 2/июд -у; Fr = -2/яшд -і.
Циклическое деформирование стенок рабочей камеры внешним давлением, направленным к оси Z, приводит к появлению усилия Р, которое будет изменяться с частотой и амплитудой Ар: где к — 2nfk — круговая частота колебаний стенки рабочей камеры; t— время. Представим частицы шлифовального материала в виде сферических частиц диаметром da.
Тогда сила внешнего давления FB, действующая на частицы при де-формировании эластичной стенки, будет равна: где S - площадь поперечного сечения частицы; da - диаметр абразивной частицы.
Предположим, что сила FB, как и силы инерции, приложена в центре масс частицы и направлена к оси Z по радиусу. Тогда проекции силы FB на координатные оси Хи Y будут иметь вид:
Сила трения R абразивной частицы о поверхность детали, эквивалентная силе резания, будет направлена противоположно вектору относи Аналогичные дифференциальные уравнения движения могут быть получены для частиц, находящихся на наклонном участке детали (см. рисунок 2.4), но в этом случае надо рассматривать проекции сил и скоростей на координатные оси в соответствии с углом наклона поверхности, что усложняет математические выражения.
Для решения системы уравнений (2.2) примем некоторые допущения. Предположим, что частица движется по радиусу, который принимаем за ось X. Тогда у = О и у = 0 и вместо первого уравнения системы (2.2) получим линейное неоднородное дифференциальное уравнение в виде:
Полученное уравнение (2.6) описывает движение частицы по радиусу. Анализ уравнения показывает, что пульсирующее внешнее давление на эластичные стенки камеры приводит к тому, что движение частицы вдоль радиуса будет сопровождаться колебаниями. Такой характер движения является благоприятным для обработки, так как устраняет возможность появления кольцевых рисок на поверхности детали.
Для решения системы дифференциальных уравнений (2.7) преобра зуем их к одному уравнению высшего порядка. Для этого найдем произ водные от 1-го уравнения системы (2.7):
Таким образом, решение системы дифференциальных уравнений (2.7) окончательно будет иметь вид:
Анализ результатов вычислений, приведенных в таблице, показывает, что частицы движутся ускоренно и значения скоростей достаточно высокие, что создает предпосылки для эффективной обработки поверхностей деталей при шпиндельной обработке.
Следует учитывать, что в реальном процессе обработки будет иметь место взаимодействие абразивных частиц друг с другом и с поверхностью детали. Поэтому величина скорости может несколько изменяться, но общий характер движения частиц под действием сил, приложенных к ним, сохранится.
При увеличении угловой скорости вращения детали сод будет возрастать скорость относительного движения v,. частиц по обрабатываемой поверхности. Цри этом увеличиваются и инерционные силы. Поэтому угло
Исследование влияния технологических факторов на съем металла
На первом этапе исследования был поставлен полный факторный эксперимент 23, который осуществляли с помощью матрицы планирования при кодовых значениях уровней факторов. Матрица планирования и результаты опытов приведены в таблице 3.2.
При реализации полного факторного эксперимента каждый из восьми опытов три раза дублировался. Для оценки ошибки опытов вычислялась дисперсия опыта S/, а затем определяли ошибку опыта Sj по формуле где у if значение параметра оптимизации в у - том опыте; /7Д - число дублирующих опытов; ух - среднее значение параметра оптимизации (съема металла). где tp - критерий Стьюдента; yij - сомнительный результат в j-м опыте. Расчетное значение tp сравнивалось с табличным г=4,3 [84] для числа Степеней СВОбОДЫ ОПЫТОВ/о=Пц-1 =3-1=2.
Дисперсия опытов вычислялась по выражению а ошибка опыта определялась по формуле Экспериментальные значения съема металла в дублирующих опытах yij, среднее значение съема у] и дисперсии Sj опытов приведены в таблице 3.3. Гипотеза однородности дисперсий подтверждается, так как GT=0,6152 [84,табл.47] при 5%- ном уровне значимости.
Дисперсия «J_VI параметра оптимизации при равном числе дублирующих опытов вычислялась по формуле
Проверка значимости коэффициентов проводилась путем сравнения абсолютной величины коэффициента с доверительным интервалом ЛЬ{. Be г личину доверительного интервала найдем по выражению Коэффициенты Ь\2, 6,з и 6,23 по абсолютной величине меньше доверительного интервала, поэтому их можно признать статистически незначимыми и исключить из уравнения регрессии.
Тогда уравнение модели, описывающее зависимость у, массового съема металла от технологических факторов в кодовых переменных в соответствии с условием (3.1.) примет вид: Значимость коэффициента при парном взаимодействии ХгХ-$ свидетельствует о неадекватности линейной модели (3.2). Поэтому было принято решение перейти к центральному композиционному планированию второго порядка и аппроксимировать функцию отклика у і полиномом вида:
Центральный композиционный план второго порядка получают достройкой некоторого количества точек к ядру, образованному линейным планом (см. таблицы 3.2 и 3.3). Чтобы полученная модель была способна предсказывать значение параметра оптимизации с одинаковой точностью независимо от направления на равных расстояниях от центра плана (нуле-вой точки), она должна отвечать требованию ротатабельности. Ротатабель-ность достигается выбором звездного плеча а (для трех факторов а=1,682) и определением числа опытов в центре плана, так как оно определяет характер распределения получаемой информации о поверхности отклика.
Число опытов в центре плана выбираем таким образом, чтобы обеспечивалось униформ- планирование. При униформ - ротатабельном планировании получаемая информация всегда остается внутри интервала 0 рк 1, где рк - радиус информационного контура. Это условие выполняется, если некоторая константа X не превышает единицы: где по - число опытов в центре плана (число нулевых точек); Л о - общее число опытов. Выше (см.п.3.1.2) было указано, что Л =8, щ=6, а число опытов в звездных точках принято 6. Тогда Na=20 опытов, а пс =14.
Расчетное значение X 1, следовательно, требования, предъявляемые к униформ- ротатабельному планированию, выполняются. Реализованные 8 опытов полного факторного эксперимента 23 (ядро плана) были дополнены 6 опытами в звездных точках и 6 опытами в центре плана (таблица 3.4).
Определив по таблицам 3.2 и 3.4 суммы, входящие в формулы (3.9) -(3.12), найдем значения коэффициентов уравнения регрессии (3.3): 6о=11,042; =1,54, =2,562, 63=3,493; 6l2=0,024; 613=0,624,/ 2з=1А Ьп=-0,582; 622=-0,178; 63з=0,839. Значимость коэффициентов регрессии при ротатабельном планировании оценивалась с помощью следующих формул [89]: где Sbo ,Sbi ,SbuiSbji - квадратичные ошибки в определении коэффициентов Ab0,Abt, AbiiyAba -доверительные интервалы коэффициентов регрессии; 5 - ошибка воспроизводимости эксперимента. Учитывая, что дисперсии ошибок опытов 5/ являются однородными, то дисперсию воспроизводимости 5- определим по результатам шести опытов в центре плана по уравнению: где у у - экспериментальные значения съема металла в нулевой точке (см. таблицу 3.4); у У - среднее значение съема в нулевой точке по результатам шести опытов; «о - число опытов в нулевой точке плана.
Д/\, =±0,1896; ДА, = ±0,126; ДА,, = ±0,122, ДА,, =0,164. Сравнение абсолютной величины коэффициентов регрессии и соответствующих доверительных интервалов показало, что коэффициент Ъ\г статистически незначим, а поэтому может быть исключен из дальнейшего рассмотрения модели. Остальные коэффициенты можно считать значимыми с 95%-ной доверительной вероятностью. Тогда уравнение регрессии, полученное в результате планирования второго порядка, примет вид:
Адекватность математической модели (3.14) проверялась с помощью критерия Фишера (F- критерия): где SR - сумма квадратов отклонений расчетных уіір от экспериментальных Уір значений параметра оптимизации во всех точках плана. SE - сумма квадратов отклонений, связанная с дисперсией воспроизводимости (ранее использовалась для определения дисперсии воспроизводимости по выражению (3.13)); /ад - число степеней свободы для дисперсии адекватности. Данные для расчета SR приведены в таблице 3.5. Используя результаты вычислений таблицы 3.5, найдем:
Профилограммы и микрорельеф поверхности после шпиндельной обработки
Для количественной оценки величины шероховатости поверхности кроме параметра Ra предусмотрены еще пять параметров: Rz, Rmax, S, S„, и h [98].
Существующие контактные приборы профильного метода с графической регистрацией профиля и бесконтактные оптические приборы (микроинтерферометры и микроскопы) позволяют определять лишь отдельные параметры Ra или Rz, Rmax и 5. Остальные параметры могут быть определены только на приборах профильного метода путем обработки профилограмм [61]. Поэтому измерение шероховатости выполнялось на профило-метре- профилографе « Сейтроник », который позволяет производить обработку профилограмм на ЭВМ.
Изучение профилограмм с оценкой шероховатости по всем параметрам, предусмотренным стандартом [98], позволяет полнее представить механизм формирования микрорельефа полированной поверхности.
Профилограмма исходной поверхности прядильного кольца после точения фасонным резцом и термообработки приведена на рисунке 4.12, а профилограмма поверхности этого же кольца после шпиндельной обработки - на рисунке 4.13. Сравнение профилограмм позволяет сделать вывод о полном удалении неровностей исходной поверхности и формировании шероховатости с параметрами, определяемыми размерами микрорельефа абразивных частиц.
Сопоставление профилограмм поверхностей закаленных колец, полученных тонким шлифованием и шпиндельной обработкой в камере при внешнем давлении на эластичные стенки камеры ( рисунок 4.14), свидетельствует о весьма тонком характере абразивного резания при шпиндельной обработке в камере.
При тонком шлифовании с окончательной обработкой в режиме выхаживания достигаются сопоставимые параметры шероховатости поверхности, но профилограмма имеет изрезанный контур, что свидетельствует о наличии на полированной поверхности большого количества микрорисок, возникших при контактом взаимодействии выступов микрорельефа абразивных частиц с поверхностью детали ( см. рисунок 4.14, а ). Аналогичный характер имеет профилограмма поверхности, обработанной в камере при внешнем давлении на эластичные стенки ( см. рисунок 4.14, б ). Небольшая величина контактного давления при плотном контактировании с обрабатываемой поверхностью частиц крупнозернистого шлифовального материала ( размер частиц 0,4...0,5 мм) приводит к внедрению в поверхность металла микро- и субмикровыступов абразивных частиц, которые и формируют шероховатость поверхности. Поэтому при неизменных условиях обработки при любой длительности цикла дальнейшего снижения шероховатости достигнуть не удается.
Для полной характеристики поверхности изучение шероховатости недостаточно. Для оценки цельности и однородности полированной поверхности важно знать характер микрорельефа.
Изучение микрорельефа производилось на инструментальном микроскопе МИМ- 8М и электронном сканирующем микроскопе JSM-U3, который ранее использовался для исследования микрогеометрии абразивных частиц (см. п.3.3). 200
Внешний вид поверхности прядильного кольца после точения фасонным резцом и закалки (окалина предварительно удалена) показан на рисунке 4.15. При обработке лезвийным инструментом образуются глубокие кольцевые риски с большим шагом выступов неровностей. Фотография этого же участка кольца при одинаковом увеличении (100х) после шпиндельной абразивной обработки приведена на рисунке 4.16. На фотографии отчетливо видны сравнительно короткие, вытянутые в направлении движения детали риски, образованные внедрением в поверхность металла режущих выступов абразивных частиц. Шаг микрорисок на обработанной поверхности небольшой, что свидетельствует о высокой плотности контактирования абразивных частиц с обрабатываемой деталью. На поверхности имеются также отдельные вырывы металла, образованные, по- видимому, вследствие внедрения вершин абразивных частиц в поверхность материала детали.
Для сравнения микрорельефа поверхностей, полученных тонким шлифованием и шпиндельной обработкой в камере, были выполнены фотографии подшипниковых колец из стали ШХ-15 ( рисунки 4.17 и 4.18). После тонкого шлифования на обработанной поверхности образуются неглубокие кольцевые риски с мелким шагом. Шероховатость при этом формируется невысокая и составляет Ra = 0,18 мкм. Характер микрорельефа поверхности свидетельствует о резании металла вершинами абразивных частиц, жестко закрепленных в связке круга. Поэтому требуется частая правка профиля шлифовального круга.
После шпиндельной обработки ( см. рисунок 4.18) на поверхностях подшипниковых колец появляются отдельные короткие риски и образуются кометообразные точки. Шероховатость поверхности при этом составила Ra= 0,12 мкм, а обработка осуществлялась абразивными частицами размером 0,4 ... 0,5 мм. Кометообразные точки представляют собой следы кон
