Скоростном шлифовании

Если для процесса термообработки материалов используется сканирующий лазерный луч, скорость перемещения которого относительно обрабатываемой поверхности достаточно высока, то расплавление материала происходит лишь в очень тонком поверхностном слое толщиной в несколько микрометров или десятков микрометров. При этом процессе скоростного упрочнения (глянцевании) [56] скорость закалки может достигать 108 9 С/с, в результате чего в тонких слоях материала могут образовываться практически аморфные системы, обладающие рядом уникальных свойств, что позволяет улучшить эксплуатационные характеристики поверхности материалов.

Хотя скоростное влияние описано многими аналитическими зависимостями, однако до сих пор не ясен механизм скоростного упрочнения.

Рис. 35. Кривые скоростного упрочнения стали 08кп (0,08 % С, 0,26 % Мп, 0,02 % Si, 0,039 % S, 0,02 % Р) при Е=30 %. Температура, °С:

Рис. 61. Кривые скоростного упрочнения стали СтЗсп (0,15 % С; 0,50 % Мп; 0,21 % Si; 0,04 % Сг; 0,10 % №; 0,05 % Си) при е = 30%. Температура, °С:

Рис. 63. Кривые скоростного упрочнения стали М40 (0,41 % С; 0,67 % Мп; 0,35 % Si) при 8=30 %. Температура, "С:

Рис. 82. Кривые скоростного упрочнения образцов стали М71 (0,65 % С; 0,76 % Мп; 0,28 % Si; 0,045 % S; 0,035 % Р) при s= =30%. Температура, °С:

Рис. 160. Кривые скоростного упрочнения хромоникелевых сталей при 6-20 %. Температура, "С:

Рис. 186. Кривые скоростного упрочнения стали У8А при 8=30 % (0,82 % С; 0,28 % Мп; 0,19 % Si; 0,07 % Сг; 0,10 % Ni; 0,020 % S; 0,014 % Р). Тем-пература, °С:

Рис. 197. Кривые скоростного упрочнения стали 60С2 (0,60 % С; 0,68 % Мп; 1,80 % Si; 0,12 % Сг; 0,01 % S; 0,017 % Р) при 8=30%. Температура, °С:

Рис. 203. Кривые скоростного упрочнения стали ШХ15 (1,0 % С; 0,31 % Мп; 0,24 % Si: 1,54% Сг; 0,10% Ni; 0,10% Си: 0,018% S) при е—30 %. Обозначения см. на рис. 197

Рис. 214. Кривые скоростного упрочнения стали 130ХВ5 (1,31 % С; 0,21 % Si; 0,26 % Мп; 0,52 % Сг; 0,23 % N1; 0,2 % V; 4,82 % W) при е-20 %. Температура, °С:

26. Подосенова Н.А. Исследование качества поверхности и остаточных напряжений при скоростном шлифовании закаленных сталей // Качество поверхностей деталей машин. М.: Изд-во АН СССР. 1957. С. 85-88.

Интенсификация режима обработки не должна сопровождаться ухудшением качества поверхности. Особенно опасен перегрев, появление при шлифовании прижогов, т. е. участков с пониженной" твердостью, и трещин. При шлифовании непосредственно на поверхности может образоваться зона вторичной закалки, под которой располагается слой отпущенного металла с постепенным переходом к исходной твердости. Температурное воздействие в процессе шлифования связано со структурными преобразованиями в слое, появлением внутренних напряжений. При большой глубине распространения тепла величина вторично-закаленной зоны невелика, тепло нижележащих слоев способствует, отпуску поверхностного слоя с образованием в нем напряжений растяжения. Их формированию благоприятствует наличие в структуре аустенита. Прижоги и трещины возникают чаще всего при чрезмерно большой поперечной подаче (глубине шлифования), а также при большом биении круга или детали. Прижогов можно избежать, если увеличить. окружную скорость вращения детали или продольную подачу. При скоростном шлифовании выделяется больше тепла; число оборотов детали берется более высоким, охлаждение круга необходимо усилить. Больше

Установлено, что при шлифовании в поверхностном слое также возникают высокие остаточные напряжения, а величина и знак их изменяются в зависимости от режимов шлифования. При шлифовании высокоуглеродистой стали в случае обычных условий шлифования возникают остаточные напряжения растяжений, а при скоростном шлифовании — напряжения растяжения или сжатия. Знак остаточных напряжений в основном зави-

Увеличение скорости продольной подачи вызывает при обычном шлифовании рост растягивающих напряжений, а при скоростном шлифовании при высокой скорости вращения изделия увеличение скорости продольной подачи ведет к уменьшению растягивающих и к увеличению сжимающих напряжений.

При скоростном шлифовании к станку предъявляются особые требования. Станок должен иметь достаточно жесткую конструкцию, а также мощный привод шлифовального круга. Все вращающиеся с большой скоростью детали и узлы станка должны быть тщательно отбалансированы.

При выборе характеристики шлифовального круга по зернистости и твердости следует учесть, что при скоростном шлифовании чистота поверхности повышается на один-два класса.

При длительном шлифовании тяжелых деталей для обеспечения подачи смазки без снятия детали с центров рекомендуется пользоваться специальными центрами со смазочными канавками. При скоростном шлифовании используют центра, оснащенные твердым сплавом.

При скоростном шлифовании длинных цилиндрических деталей (класс валов) с выходом круга по обе стороны рекомендуется следующий режим резания (ВНИАШ): рабочая окружная скорость — наибольшая допустимая по прочности; скорость вращения изделия 40—50 м/мин, продольная подача стола за один оборот изделия в долях круга 0,25—0,33, подача на глубину за один двойной ход 0,01—0,05 мм в зависимости от условий жесткости крепления деталей, чистоты обработки и мощности станка.

При скоростном шлифовании чистота обработанной поверхности увеличивается на три-четыре разряда по ГОСТ 2789-51, что позволяет применять более крупнозернистые круги, чем при обычном шлифовании (вместо № 80 и 60 соответственно № 60 и 46).

Состав жидкости, рекомендуемой при скоростном шлифовании, см. [14].

тельного времени и автоматизация. Сокращению вспомогательного времени при скоростном шлифовании способствует проведение ряда