Способ шлифования хромированных цилиндрических заготовок

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 5039 О А В 1/00 5 ЗОБ ПИСАН Т ЕЛЬСТ ОРСКО зводственное обьетомат" им. ХХЧ 1 сьез, Определениеифования цилинд ных деталеия, "Абразивы", в6. опти- ричеИРО- ОТОВОК(57) Изобретение о нию и может быть и ваниихромированн силовых колонн л гидроцилиндров и носится к машинос спользовано при ш ых заготовок, напр тьевых машин, ш т,п., работающих в тро лиф име токо усл Изобретениению и может бытьвании хромировасиловых колоннгидроцилиндроввиях трения, а тизношенных дета Цель изва шлифоваПри натеплоносящ ниями можн как для реш ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТРИ ГКНТ СССР(56) Мещанинец А.Амальных режимов шлских хромировэЭкспресс-информациНИИМАШ, 1982, с, 4(54) СПОСОБ ШЛИФОВАНИЯ ХРО ВАННЫХ,ЦИЛИНДРИ 4 ЕСКИХ ЗА относится к мэшиностроеиспользовано при шлифонных заготовок, например литьевых машин, штоков и т.пработающих в услоакже для восстановления лей при ремонтных рабобретения - повышение качестужном круглом шлифовании е тело с некоторыми допущео считать полубесконечным. Так ния вопросов качества поверхвиях трения, а также для восстановления изношенных деталей при ремонтных ра-ботах, Цель изобретения - повышение качества шлифовальной поверхности, Для достижения цели выбираются такие режимы резания при шлифовании хромированных заготовок с основами из термообрабатываемых сталей абразивными кругами прямого профиля с применением смазочно-охлаждающей жидкости, при которых исключается появление шлифовочных трещин в основном металле. Определены граничные температуры трещинообразования в основном металле при шлифовании хромированных термообработанных заготовок, что позволяет выбрать максимально допустимую скорость продольной подачи в зависимости от физико- механических характеристик материала под слоем хрома, размеров шлифовального круга, частоты вращения заготовки и величины поперечной подачи,ностного слоя интерес представляет поток тепла, распространяющийся только вглубь заготовки, для упрощения задачи рассмотрим передачу тепла при одномерном его потоке, При принятых допущениях определение максимальной температуры в зоне контакта сводится к решению одномерного дифФеренциального управления. С учетом введения коэффициентов на базе экспериментальных данных с применением смазочно-охлаждающей жидкости максимальная температура в зоне контакта, полученная после решения одномерного дифференциального управления. видоизменится и будет равнагде Р 7 = 28,4 Чд составляющая сЧд - с корост Яо - продол т - поперечн Ч - скоро илы резания, ь детали, м/м ьная подача, ая подача, мм сть шлифова Нин;мм/об;/дв, ход.;льного круга,м/мин; Л и Лх - коэ сти круга и слоя Си Сх - теп ихомак Кплопроводновки, Вт/(м К); териала круга ффициенты т хрома эагото лоемкость м р, Дж/;у и у - плотность материала круга и хрома, кг/мз;Н - высота шлифовального круга, м;- длина кривой контакта круга и заготовки, м.Экспериментальные и расчетные данные показали хорошую сходимость результатов. Погрешность составила не более 2 о .На максимальную контактную температуру несмотря на то, что толщина электро- осажденного хрома не превышает 0,11 мм, теплофизические характеристики основного металла влияние не оказывают.На максимальную температуру металла . в полях быстродвижущихся источников влияет только обьемная теплоемкость, а от коэффициента теплопроводности металла распределение максимальных температур в полубесконечном теле и в бесконечной изолированной пластине не зависит,Скорость охлаждения точек поверхности заготовки зависит в основном от тепло- физических характеристик шлифуемого металла, массы и скорости вращения детали, а также свойств смазочно-охлаждающей жидкости. Эта скорость определяется отношением величины падения температуры к времени охлаждения, Даже беэ применения смазочно-охлаждающей жидкости поверхность заготовки в течение первых оборотов успевает остыть до температуры окружающей среды. Если заготовка в течение 1 с совершит один оборот и ее поверхностнаяоболочка, нагретая до 800 ОС, остыла за это время до 20 С, то скорость охлаждения в данном случае составит 780 С/с.С увеличением глубины врезания абразивных зерен расстояние между очагами нагрева сокращается и оставшиеся перемычки в шлифовал ьном металле более равномерно нагревается до высокой температуры, Это способствует выравниванию температуры по ширине круга вдоль продольного движе В=97 х Сх)ах Х 1 - ег 1 Х 1 - егох 27 ао оо ) )где 6 - температуратовки в ееглубине. С;9 - интенсивност плат/м,Лх - коэффициент техрома, Вт/(м К);С - теплоемкость хро0 у - плотность хрома, кг м;Ь - толщина слоя хрома, мм;ах и ао - коэффициенты температуропроводности хрома и основного металлам /мин;Тх и то - время воздры точек в хромированнметалле, мин;еб - функция ошибок;г - радиус заготовки до хромированиямм. точки заго 35В ь источника те плопроводностима, к,ж/К; / ействия температуом слое и основном Расчеты, произведенные по формуле (1) для определения температуры в глубине заготовки иэ основного металла - стали 45 с толщиной наложенного слоя хрома 0,1 мм при поверхностной контактной температуре 510 С, показывают, что температура точки заготовки при длине контакта заготовки и шлифовального круга 0,0005 м и скорости вращения заготовки 20 м/мин на глубине 55 ния подачи и создает условия для отвода тепла из зоны шлифования в основном лишь вглубь материала шлифуемой заготовки, В результате происходит увеличение контэкт ной температуры и более глубокое распределение высокой температуры вглубь поверхностного слоя заготовки,Охлаждение нагретых поверхностей точек заготовок при шлифовании осуществля ется в основном за счет теплоотвода в массузаготовки и в смазочно-охлажадающую жидкость.Когда глубина шлифования составляетне более 0,01 мм, контактная температура 15 обычно бывает меньше 500 С. В этом случаераспределение эоны высокой температуры вглубь заготовки будет незначительным и ее воздействием можно пренебречь.Решение одномерного дифференциаль ного управления, например, методом преобразования Фурье при определении температуры точек заготовки в ее глубине применительно к хромированной заготовке имеет следующим вид:25где чз - скорость продольной подачи,мм/мин;аЬ - предел прочности основной сталипод слоем хрома, МПа; 50Н - высота шлифовального круга, м;пз - число оборотов заготовки, минЧз - ОКРУжНаЯ СКОРОСТЬ ТОЧЕК ПОВЕРХНОсти заготовки, м/мин;Ли Л - коэффициент теплопроводности круга и хрома, Вт/мкм;С и С - теплоемкость круга и хрома,кДж/К;у и у - плотности круга и хрома, кг/м;3,0,1 мм (граничной зоне между слоем хрома и основным металлом) через 0,01 равна 25 С (Л = 2,33 Вт/ (мК): С = 1,28 кДж/К; у=2130 кг/м;Л=75,36 Вт/(м К); С=0,46 Дж/К у = 7190 кг/мз: а = 0,0022 м 2/мин; а.=0,0011 2/мин, О,=О,Зм; Н=О,О 4 м; Ло= 46,47 Вт/(м К): Со = 0,57 кДж/К) . При наружном круглом шлифовании вследствие малых дуги контакта и времени воздействия температурный режим не успевает устанавливаться. При проведении серии экспериментов установлено, что даже при незначительном нарушении режимов шлифования появляются шлифовочные трещины. Эти трещины в слое хрома не влияют на эксплуатационные свойства заготовки. К снижению эксплуатационных качеств заготовки приводят те трещины, которые возникают в основном металле, под слоем хрома, поэтому очень важно установить граничную температуру в зоне контакта шлифовального круга и заготовки, при которой возможно появление шлифовальных трещин. Шлифование проводили на различных режимах с замером температуры в зоне контакта шлифовального круга и заготовки. После шлифования заготовки расхромировали электролитическим способом. Контроль расхромирования заготовок позволил установить, при каких температурах и режимах шлифования появляются шлифовочные трещины. В результате наблюдений удалось установить, что шлифовочные трещины появляются в сталях 45, 18 ХГТ, ЗОХГСА, ЗОХГТ и 40 Х в тех случаях, когда температура в зоне контакта шлифовального круга и заготовки достигает 5 10 15 20 25 30 35 385, 465, 495, 565 и 625"С соответственно,При температурах 375. 455, 485, 555 и 615 Стрещинообрэзование не наблюдалось.Таким образом принято, что граничнойтемпературой для сталей является температура, С; для стали 45 380; для стали 18 ХГТ460; для стали ЗОХГСА 490; для стали ЗОХГТ560 и для стали 40 Х 620, при которых могутпоявляться шлифовальные трещины. Дляуказанных граничных температур можно подобрать максимальные режимы шлифования, при которых трещинообразование ненаступит,Определение граничной контактнойтемпературы трещинообразования проводилось на термообработанных сталях, служивших подложкой при хромировании.Указанная цель достигается следующимобразом. Если в формулу (1) вместо Йз,подставить величины температур, найденных экспериментально, ниже граничных,при которых возможно трещинообразование, на 5 С, а вместо Рг - его выражениечерез режимы шлифования, то после математических преобразований можно определить максимальные режимы шлифования,при которых трещинообразование в основном металле не наступит.Сравнение граничных температур трещинообразования и пределов прочностейразличных термообработанных сталей наоптимальную твердость позволили вывестиследующую зависимость при шлифованиихромированных заготовок с различнымиосновами различными шлифовальнымикругами прямого профиля, при котором трещинообрэзование в основном металле исключено: О и Оз - диаметры круга и заготовки, м; т - поперечная подача, мм/дв, ход, Формула изобретения Способ шлифования хромированных цилиндрических заготовок шлифовальными кругами прямого профиля, при котором заготовку и круг вращают, а кругу сообщают движение продольной и поперечной подач, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что. с целью повышения качества шлифования путем теплоотвода от метэллэ под слоем хрома, скорость Чз продольной подачи выбирают по формуле1650390 056(ОЬН) пз чз +к (Д)( О, +Оз ) мэ 1 к (Л С )143 Составитель В.ШульгаТехред М.Моргентал Корректор В.Гирняк Реда ор Е.па Заказ 1571 Тираж 472 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж. Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент.". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 где 06 - предел прочности, основного материала под слоем хрома, МПа;И - высота шлифовального круга,10 м;п - число оборотов заготовки, минчэ - окружная скорость точек поверхности заготовки, м/мин; ди , - коэффициенты теплопроводности круга и хрома соответственно Вт/мкм;Ск и Сх - теплоемкости круга и хрома соответственно, кДж/К;ук и у - плотности круга и хрома соответственно, кг/мз;Ок и Оэ - диаметры круга и заготовки, м; т - поперечная подача,мм/дв, ход.