АБРАЗИВНО-АЛМАЗНАЯ ОБРАБОТКА

Шлифование и материал детали

Шлифованием обрабатывают детали из разнообразных мате­риалов, имеющих различные физико-механические свойства. Между материалами детали и абразивного инструмента суще­ствует определенная зависимость: злектрокоруид применяется для производства абразивных инструментов, предназначенных для обработки металлов и материалов с высоким пределом прочности при разрыве (стали, железа, ковкого чугуна, марганцовистой бронзы, латуни, стеллитов, никеля и др.), а карбид кремния — для обработки вязких материалов и обладающих низким пределом прочности при разрыве (твердых сплавов, чугуна, жаропрочных сталей и сплавов, меди, алюминия и его сплавов, цинка, олова, пластмасс, фарфора, полупроводников, гранита, мрамора, кости, кожи, стекла, резины, керамических изделий, угля и др.).

Чугун и прочие металлы, обрабатываемые кругами из карбида кремния, имеют почти вдвое меньшее удельное сопротивление резанию, чем стали, и поэтому круги из карбида кремния обраба­тывают их лучше, чем круги из электрокорунда, зерна которого более вязки и лучше сопротивляются давлению снимаемой стружки.

Обычные углеродистые стали шлифуются лучше, чем легиро­ванные конструкционные и инструментальные стали. Таким образом, обрабатываемость сталей зависит и от их химического состава. Опыт показал, что чем больше в стали содержания угле­рода, тем лучше она обрабатывается, меньшая мощность рас­ходуется на шлифование. Исследования, проведенные Н. И. Вол- ским, показали, что стали У8А и Р9 хотя и имеют почти одина­ковые механические свойства, однако резко отличаются по обра­батываемости, а именно сталь Р9 в 2,5,раза хуже шлифуется, чем сталь У8А. Наличие в стали Р9 карбида хрома, ванадия и воль­фрама сильно ухудшает ее шлифуемость. Сталь Р18, содержащая меньше ванадия, чем сталь Р9, шлифуется лучше. Опыт шлифова­ния быстрорежущих сталей говорит о том, что стали Р9 и Р6МЗ обрабатываются хуже, чем стали Р18.

Присадки легирующих элементов вызывают в сталях образо­вание карбидных соединений, вследствие чего они получают 144

повышенную твердость и температуру плавления, что ухудшает процесс шлифования, вызывает повышенную затупляемость абра­зивных зерен и требует больших затрат энергии. Особенно плохо обрабатываются стали, имеющие присадки кремния и алюминия. Карбиды вольфрама, молибдена, ванадия и другие имеют высо­кую твердость, чем и объясняется худшая обрабатываемость со­держащих их сталей и повышенный расход кругов. Также плохо шлифуются стали и сплавы, сочетающие высокую прочность и вязкость (например, плохо шлифуются такие специальные стали как 12ХН2А, 18Х2Н4ВА, Х18НЮТ, 4Х14Н14В2М).

Стали аустенитной структуры шлифуются хуже, чем стали, имеющие мартенсито-трооститную структуру, а последние, хуже чем стали, имеющие перлитную и сорбитную структуры. Шлифо­вание аустенитных сталей рекомендуется вести кругами из белого электрокорунда и из монокорунда. При шлифовании легирован­ных сталей повышается опасность возникновения прпжогов и об­разования трещин. Поэтому в данном случае следует применять круги с возможно более открытой структурой, обильное охлажде­ние и специальные добавки в охлаждающую жидкость. Шлифо­вание жаропрочных сплавов, например титановых, лучше вести кругами из зеленого карбида кремния. При применении этих кругов удается повысить удельную производительность. Магнит­ные сплавы, содержащие окись алюминия, также плохо шли­фуются. Их рекомендуется шлифовать крупнозернистыми средне­твердыми (СТ1—СТЗ) кругами.

Магнитные сплавы имеют весьма низкую теплопроводность, малую прочность при разрыве, невысокую твердость (HRC 45—55) и настолько высокую хрупкость, что их обработка металлическим инструментом из-за больших сколов чрезвычайно затруднена. При шлифовании сколы образуются в меньшей степени. Алюминий и его сплавы рекомендуется шлифовать крупнозернистыми кру­гами с высокой скоростью и небольшой глубиной резания.

Чугуны содержат большое количество кремния, влияние кото­рого сказывается сильнее, чем влияние углерода, поэтому они шлифуются лучше кругами из карбида кремния. Двухкарбидные твердые сплавы лучше шлифуются кругами из зеленого карбида кремния и однокарбидные — кругами из черного карбида кремния.

Таким образом, обрабатываемость материалов зависит от их свойств. Опыты, проведенные для определения обрабатывае­мости различных сплавов и сталей, показали, что при одной и той же твердости и одинаковых условиях шлифования они обра­батываются по-разному. Под показателем обрабатываемости или коэффициентом шлифуемости понимают отношение съема металла в объемных единицах к износу круга в этих же единицах, что и определяет удельную производительность шлифования. Для раз­ных материалов она колеблется весьма в больших пределах. Так, по данным американской фирмы Нортон К°, обычные углеро­

дистые стали имеют показатель обрабатываемости кругами из белого электрокорунда и монокорунда 40—80, быстрорежущие стали на вольфрамовой основе от 4,0 до 12,0, а жаропрочные сплавы на титановой основе и молибденовые стали от 0,5 до 5 и редко больше. Чем выше жаростойкость, тем хуже обрабаты­ваемость, тем больше износ круга, тем труднее обеспечить высо­кую точность при шлифовании. Удельная производительность стали ШХ15 при шлифовании кругами на керамической связке равна 5—15.