Алмазного шлифования

37. ГОСТ 21318—75. Измерение микротвердости царапанием" алмазными наконечниками.— Введ. 01.07.76.

Приборы для измерения микротвердости. Мнкротвердость измеряют вдавливанием алмазных наконечников (ГОСТ 9450—76) и царапанием алмазными наконечниками.

Для измерения микротвердости выпускают микротвердомер ПМТ-3. Прибор ПМТ-3 предназначен в основном для измерения микротвердости вдавливанием алмазного наконечника, но его можно применять и для измерения микротвердости царапанием алмазными наконечниками.

При измерении микротвердости царапанием алмазными наконечниками необходимо, чтобы столик прибора с изделием перемещался вдоль оси упругих пластин механизма нагружения.

двухконтактного типа показана на рис. 61. Измерительные щупы 2 и 22 с алмазными наконечниками 1 и 23 закреплены на каретках 3, соединенных цапфами со стойками 6. Стойки совместно с горизонтально расположенными плоскими пружинами 9, 14 и 17 образуют шарнирные параллелограммы, обеспечивающие возможность перемещения измерительных щупов в вертикальной

Измерительную головку устанавливают на столе шлифовального станка. Для автоматического подвода скобы в положение измерения и возврата в исходное положение при установке и снятии обрабатываемой детали используется гидравлический цилиндр //, управляемый от гидросистемы станка. Для крепления головки к гидроцилиндру предусмотрена направляющая 38 типа «ласточкин хвост». Два сменных измерительных щупа 16и 20, оснащенных сферическими алмазными наконечниками 17 и 19, прикреплены к двум параллельно расположенным кареткам 22 и 37, подвешенным к корпусу прибора на параллелограммах из плоских пружин 14 и 24. Измерительное усилие обеспечивается упругими элементами 25, натяжение которых регулируется при помощи винтов 26 и 31. К нижней части каретки 37 прикреплен индуктивный датчик 12, якорь 13 которого установлен на каретке 22, несущей верхний измерительный щуп. Взаимное перемещение измерительных щупов в процессе обработки детали на шлифовальном станке вызывает изме^ нение воздушного зазора в датчике и, следовательно, изменение его индуктивного сопротивления. Возникающий в результате этого переменный электрический сигнал усиливается и поступает к показывающему прибору и в блок командных реле. При достижении определенного, заранее установленного размера обрабатываемой детали, срабатывают соответствующие реле, коммутируются внешние электроцепи и подаются команды для управления автоматическим циклом обработки.

Прибор устанавливают на бабке изделия шлифовального станка так, что его измерительные рычаги 4 к 36 (рис. 10, и), оснащенные алмазными, наконечниками 2 и 38, через полый шпиндель 3 бабки изделия станка вводятся в обрабатываемое отверстие детали 39 поочередно со шлифовальным кругом / с помощью кулака 8 распределительного вала станка, пружины 9 и рычажной" системы 6. Измерительное устройство прибора подвешено к неподвижной каретке 28 на системе плоскопараллельных пружин 25.

Принципиальная схема измерительной головки прибора показана на рис. 15. Изменение диаметра отверстия кольца воспринимается алмазными наконечниками / подвижных рычагов 2, положение которых определяет величину зазора между измерительным соплом 9 и пяткой 8. Расход сжатого воздуха через указанный зазор преобразуется пневматическим прибором мод. 249 в показания по шкале с ценой деления 0,01 мм и выдачу команд для управления станком.

Конструкция измерительной головки показана на рис. 21. Корпус S крепят на каретке,расположенной.спереди на станине станка. После установки в патроне обрабатываемого кольца каретка перемещается вдоль оси станка и концы наружных измерительных рычагов 2 с закрепленными на них алмазными наконечниками 5 входят в отверстие кольца. При вводе в отверстие рычаги находятся в сведенном положении. После начала шлифования, через некоторое время,когда обрабатываемая поверхность становится достаточно гладкой, чтобы исключить выкрашивание алмазов, в гидроцилиндр арретира подается масло под давлением 12—15 кГ/см*, и шток 6, отжимая рычаги 7, освобождает измерительные рычаги, которые расходятся под действием цилиндрических пружин 10.

Микротвердость, кгс/мм2 (ГОСТ 9450—76). На приборе (ГОСТ 10717—75) измеряется твердость тонких листов, фольги, пленок, покрытий и т. д. при толщине, не меньшей 10-кратной предполагаемой глубины отпечатка. Условия измерения пористых, анизотропных и других неоднородных материалов определяются ТУ на конкретные изделия. Установлены два метода испытания по отпечатку: 1) по восстановленному — определением его размера (основной метод) ; 2) по невосстановленному — измерением его глубины (дополнительный метод). Измерения производятся алмазными наконечниками, имеющими форму: четырехгранной пирамиды (условное обозначение (#п) для более мягких и толстых материалов; трехгранной пирамиды (Н\?)> ромбической пирамиды ЯО) и бицилиндра (Ят). Измерение самых тонких (3 мкм) листов производится с нагрузкой 0,049; 0,098; 0,196; 0,490; 0,981; 1,962; 4,905 Н (гири массой 5; 10; 20; 50; 100; 200; 500 г). В ГОСТ 9450—76 приведены формулы и таблицы для определения числа микротвердости по размеру отпечатка.

Толщина стенки измеряется ультразвуковым резонансным методом с погрешностью ±3 мкм, площадь усреднения 3 мм2. Наружный диаметр измеряется контактным методом с применением индуктивного датчика с алмазными наконечниками, не оставляющими следа. Погрешность измерения ±1,0 мкм. Внутренний диаметр измеряется пневматическим методом с погрешностью ±1,0 мкм. Результаты контроля всех перечисленных выше измерений записываются на бумагу.

Возможности газодинамических опор иллюстрируются созданной в ЭНИМСе гаммой электропневмошпинделей с частотой вращения до 250 тысяч оборотов в минуту (рис. 18.17), предназначенных для внутреннего и координатного шлифования отверстий малого диаметра, сверлильно-фрезерной обработки печатных плат, алмазного шлифования деталей из сверхтвердых и хрупких материалов.

большой удельный расход алмазов, обычно используют алмазные круги зернистостью не ниже 60/40 или 50/40, при этом некоторого снижения шероховатости добиваются непродолжительным выхаживанием. Характерно, что, хотя шероховатость задней и передней поверхностей твердосплавных пластинок при шлифовании кругами из карбида кремния и алмаза одинаковой зернистости почти одинакова, размер неровностей непосредственно на режущей кромке при алмазной обработке в несколько раз меньше. В этом одно из основных преимуществ алмазного шлифования; объясняется оно тем, что при работе алмазным кругом сила резания и ее изменение-значительно меньше, чем при обычном шлифовании.

Глубинный метод позволяет существенно повысить показатели алмазного шлифования, приблизить их к показателям абразивной заточки. При электроалмазной обработке, например (см. стр. 83), эти" показатели значительно перекрыты. . . "

Заметного снижения себестоимости алмазного шлифования можно добиться уменьшением снимаемого припуска, особенно применением комбинированной абразивно-алмазной обработки, когда основная часть припуска снимается крупнозернистыми кругами из зеленого карбида кремния. Чистовое шлифование в этом случае целесообразно проводить алмазными кругами на металлической связке, которые имеют большую размерную стойкость, или более производительными кругами на органической связке. Экономически целесообразный припуск при этом равен 0,25—0,35 мм. Заточку резца с пластинкой из твердого сплава Т15К6 с сечением державки 25 X16 мм можно, например, производить алмазным кругом АЧК 150—АСО10М5— 100% при скорости круга 20—30 м/с, глубине шлифования 0,02— 0,05 мм/дв. ход и при продольной подаче 1,0—1,5 м/мин. Интенсивность съема при этом составляет 130—170 мм3/мин при удельном расходе алмаза 1,25 мгс/гс.

Уменьшилась также огранка и волнистость. Режим алмазного шлифования был следующий: скорость резания 20 м/с, скорость вращения детали 54 м/мин, продольная подача 0,5 мм/об, СОЖ.— 2%-ный содовый раствор. Расход алмазов при длине обработки 1420 мм составил 1,35 карата. Производительность труда по сравнению с доводкой шкуркой и абразивной пастой возросла в 12 раз [97].

24. Гаврилов В. Н., Бурочкин Ю. П. Влияние связки круга на процесс электролитического алмазного шлифования. — «Станки и инструмент», 1969, № 2, с. 33—34.,

Предварительное и чистовое шлифование кругами зернистостью 80/63— 200/160 мкм наиболее экономично при 75—100%-ной концентрации кругов на бакелитовой связке и 100—150%-ной концентрации кругов на металлической связке. При профильном шлифовании кругами типа А2П следует использовать круги высокой концентрации. Круги, изготовляемые методом гальванического покрытия, могут иметь концентрацию до 200%. Выбор характеристики круга и режимов алмазного шлифования твердых сплавов приведен в табл. 27.

На выносливость сталей заметное влияние оказывает финишная опера-ция — шлифование, т.е. важное значение имеет, какими кругами его про-водили. У закаленной стали ШХ15 условный предел коррозионной выносливости в 3 %-ном растворе NaCI при базе 5 • 107 цикл после шлифования алмазным, боразонным и электрокорундовым кругами составляет соответственно 65; 25 и 17 МПа [39]. У закаленной стали 40Х наблюдается такая же закономерность, однако различие в величине условного предела коррозионной выносливости значительно меньше. При электрокорундовом шлифовании происходит отпуск закаленных сталей на глубину 110—150 мкм, микротвердость поверхностных слоев уменьшается на 15—20 % и возникают растягивающие остаточные напряжения 370— 570 МПа. При алмазном шлифовании, благодаря лучшим режущим свойствам алмазов, температура и давление в зоне контакта круга и изделия меньше, чем при электрокорундовом, поэтому в поверхностных слоях закаленных сталей обнаружено некоторое повышение микротвердости и наличие остаточных сжимающих напряжений до 900—1200 МПа [39]. Остается, однако, непонятным, почему при столь значительных сжимающих напряжениях, возникающих в поверхностных слоях образцов в результате алмазного шлифования и низкой шероховатости поверхности, предел выносливости увеличился несущественно, а в коррозионной среде на 10-50 МПа.

Подробно влияние электрокорундового, боразонного, алмазного шлифования, а также тонкого точения на формирование структурно-

Примечание. В числителе — данные электрокорундового, в знаменателе — алмазного шлифования.

1. Маханов А. М. Исследование процесса круглого наружного алмазного шлифования легированных сталей. Автореферат кандидатской диссертации. Куйбышев, 1968.