Исследование процесса хонингования детали из чугуна брусками из СВС-материалов
- Авторы: Антипова Е.Д.1, Гришин Р.Г.1
-
Учреждения:
- Самарский государственный технический университет
- Выпуск: Том 1 (2022)
- Страницы: 371-372
- Раздел: Технология механической обработки деталей машин
- URL: https://journals.eco-vector.com/osnk-sr/article/view/107879
- ID: 107879
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Обоснование. Одна из важнейших задач в развитии машиностроительной отрасли — повышение качества и точности обрабатываемых поверхностей деталей машин, что в перспективе позволяет снизить затраты на производство и увеличить срок службы работы механизмов. Особое внимание уделяется оптимизации механической обработки с помощью внедрения современного оборудования, более прогрессивного обрабатывающего инструмента, изменения режимов обработки и применения новых методов изготовления абразивных инструментов. Важную роль также отводят окончательным видам обработки, таким как: шлифование, суперфиниширование, хонингование, полирование [1, 2]. Следовательно, разработка новых видов абразивного инструмента и оптимизация режимов обработки данными инструментами являются основной задачей для технологии машиностроения.
Цель — исследовать процесс хонингования цилиндрических отверстий детали из чугуна брусками из материалов, полученными методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС-материалов).
Методы. Бруски изготавливались по существующей [3] технологии из СВС-корунда на керамической К5 и вулканитовой В1 связках и испытывались в процессе хонингования втулок из чугуна СЧ-21 (HB ≥ 240) с размерами отверстия Ø 130 мм, длиной 250 мм. Использовалась стандартная конструкция хонинговальной головки с 4 брусками. После процесса хонингования, на профилометре модели 252 проводились измерения параметров шероховатости Ra , Rmax и опорной длины профиля tp, т.к. именно эти параметры влияют на эксплуатационные характеристики деталей.
Проведенные исследования по оптимизации режимов обработки позволили выявить самые оптимальные: скорость обработки V = 70 м/мин, подача S = 20 м/мин, давление брусков р = 0,8 МПа, время обработки τ = 30 с, охлаждение — керосин. Обработка велась несколькими видами брусков из СВС-корунда, как на керамической, так и на вулканитовой связке: СВС КР6Н7К5, СВСКР6Н7В1, СВС TiC6Н7В1. Для сравнения испытывались на данных режимах и бруски из карбида кремния зеленого 63С6П7К5. Зернистость выбрана с учетом того условия, что при размере зерен более 8 последние дробятся и становятся меньше. После обработки на профилометре модели 252 производились замеры параметров шероховатости: Ra , Rmax, средний шаг неровностей Sm и опорная длина профиля tp, т. к. именно они оказывают максимальное влияние на эксплуатационные характеристики обрабатываемых деталей.
Результаты. Установлено, что с увеличением твердости (например с СМ1 до СТ2) величина Ra уменьшается для всех видов абразива и связок (рис. 1). Это непосредственно связано с процессом самозатачивания, который пропорционален удельному износу qm. Величина qm увеличивается с повышением твердости (рис. 2). Это справедливо для всех видов зерен. Производительность Qm обратно пропорциональна самозатачиваемости брусков, что характерно для брусков из СВС-корунда на связках К5 и TiC на вулканитовой связке, так как керамическая связка имеет большую прочность по сравнению с вулканитовой, и процесс истирания зерен способствует снижению работоспособности.
Рис. 1. Влияние твердости абразивных брусков на шероховатость поверхности. Бруски: 1 — СВС КР6Н7K5; 2 — 63C6П7K5; 3 — СВС КР6Н7В1; 4 — СВС TiC6Н7В1
Рис. 2. Влияние твердости абразивных брусков на показатели процесса обработки. Бруски: 1 — СВС КР6Н7K5; 2 — 63C6П7K5; 3 — СВС КР6Н7В1; 4 — СВС TiC6Н7В1
Выводы. Проведенное исследование показало, что при обработке детали из серого чугуна СВС-бруски на вулканитовых связках составляют высокую конкуренцию брускам из 63С на бакелитовых и керамических связках, а подходящая твердость для их стабильной работы принимается от М до СТ. Для брусков из СВС-корунда на керамических связках рекомендуемая область твердости от М3 до СМ1. Таким образом, опытным путем была доказана конкурентная способность брусков на вулканитовых связках в сравнении с традиционными абразивными брусками.
Полный текст
Обоснование. Одна из важнейших задач в развитии машиностроительной отрасли — повышение качества и точности обрабатываемых поверхностей деталей машин, что в перспективе позволяет снизить затраты на производство и увеличить срок службы работы механизмов. Особое внимание уделяется оптимизации механической обработки с помощью внедрения современного оборудования, более прогрессивного обрабатывающего инструмента, изменения режимов обработки и применения новых методов изготовления абразивных инструментов. Важную роль также отводят окончательным видам обработки, таким как: шлифование, суперфиниширование, хонингование, полирование [1, 2]. Следовательно, разработка новых видов абразивного инструмента и оптимизация режимов обработки данными инструментами являются основной задачей для технологии машиностроения.
Цель — исследовать процесс хонингования цилиндрических отверстий детали из чугуна брусками из материалов, полученными методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС-материалов).
Методы. Бруски изготавливались по существующей [3] технологии из СВС-корунда на керамической К5 и вулканитовой В1 связках и испытывались в процессе хонингования втулок из чугуна СЧ-21 (HB ≥ 240) с размерами отверстия Ø 130 мм, длиной 250 мм. Использовалась стандартная конструкция хонинговальной головки с 4 брусками. После процесса хонингования, на профилометре модели 252 проводились измерения параметров шероховатости Ra , Rmax и опорной длины профиля tp, т.к. именно эти параметры влияют на эксплуатационные характеристики деталей.
Проведенные исследования по оптимизации режимов обработки позволили выявить самые оптимальные: скорость обработки V = 70 м/мин, подача S = 20 м/мин, давление брусков р = 0,8 МПа, время обработки τ = 30 с, охлаждение — керосин. Обработка велась несколькими видами брусков из СВС-корунда, как на керамической, так и на вулканитовой связке: СВС КР6Н7К5, СВСКР6Н7В1, СВС TiC6Н7В1. Для сравнения испытывались на данных режимах и бруски из карбида кремния зеленого 63С6П7К5. Зернистость выбрана с учетом того условия, что при размере зерен более 8 последние дробятся и становятся меньше. После обработки на профилометре модели 252 производились замеры параметров шероховатости: Ra , Rmax, средний шаг неровностей Sm и опорная длина профиля tp, т. к. именно они оказывают максимальное влияние на эксплуатационные характеристики обрабатываемых деталей.
Результаты. Установлено, что с увеличением твердости (например с СМ1 до СТ2) величина Ra уменьшается для всех видов абразива и связок (рис. 1). Это непосредственно связано с процессом самозатачивания, который пропорционален удельному износу qm. Величина qm увеличивается с повышением твердости (рис. 2). Это справедливо для всех видов зерен. Производительность Qm обратно пропорциональна самозатачиваемости брусков, что характерно для брусков из СВС-корунда на связках К5 и TiC на вулканитовой связке, так как керамическая связка имеет большую прочность по сравнению с вулканитовой, и процесс истирания зерен способствует снижению работоспособности.
Рис. 1. Влияние твердости абразивных брусков на шероховатость поверхности. Бруски: 1 — СВС КР6Н7K5; 2 — 63C6П7K5; 3 — СВС КР6Н7В1; 4 — СВС TiC6Н7В1
Рис. 2. Влияние твердости абразивных брусков на показатели процесса обработки. Бруски: 1 — СВС КР6Н7K5; 2 — 63C6П7K5; 3 — СВС КР6Н7В1; 4 — СВС TiC6Н7В1
Выводы. Проведенное исследование показало, что при обработке детали из серого чугуна СВС-бруски на вулканитовых связках составляют высокую конкуренцию брускам из 63С на бакелитовых и керамических связках, а подходящая твердость для их стабильной работы принимается от М до СТ. Для брусков из СВС-корунда на керамических связках рекомендуемая область твердости от М3 до СМ1. Таким образом, опытным путем была доказана конкурентная способность брусков на вулканитовых связках в сравнении с традиционными абразивными брусками.
Об авторах
Евгения Дмитриевна Антипова
Самарский государственный технический университет
Email: antipova.ev.smr@yandex.ru
студентка, группа 21-ФММТ-121-М, факультет машиностроения, металлургии и транспорта
Россия, СамараРоман Георгиевич Гришин
Самарский государственный технический университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: grg-s1@mail.ru
научный руководитель, кандидат технических наук, доцент; заведующий кафедрой технологии машиностроения, станки и инструменты
Россия, СамараСписок литературы
- Маслов Е.Н. Теория шлифования материалов. Москва: Машгиз, 1974. 320 с.
- Якимов А.В. Оптимизация процесса шлифования. Москва: Машиностроение, 1975. 176 с.
- Носов Н.В. Абразивная обработка деталей инструментами из СВС-материалов. Самара: СамГТУ, 2005. 362 с.
Дополнительные файлы
