Kaip pagerinti paviršiaus šiurkštumą

Kaip pagerinti paviršiaus šiurkštumą šlifuojant koreguojant parametrus

Šiuolaikinės mechaninės gamybos srityje paviršiaus šlifavimas yra didelio{0}}tikslaus apdirbimo procesas, plačiai naudojamas įvairių komponentų, pvz., staklių kreiptuvų, formų ertmių ir sandarinimo paviršių, apdailai. Paviršiaus šiurkštumas, pagrindinis komponento mikroskopinės paviršiaus topografijos rodiklis, tiesiogiai veikia eksploatacines charakteristikas-, įskaitant atsparumą dilimui, atsparumą nuovargiui, atsparumą korozijai, sandarinimo vientisumą ir estetinę kokybę. Mažesnis paviršiaus šiurkštumas ne tik prailgina komponentų tarnavimo laiką ir padidina gaminio patikimumą, bet ir atitinka griežtus specializuotų pramonės šakų paviršiaus kokybės reikalavimus. Tačiau faktinėje gamyboje pasiekti norimą paviršiaus šiurkštumą yra sudėtinga dėl daugelio veiksnių įtakos. Šiame straipsnyje nagrinėjama, kaip efektyviai sumažinti paviršiaus šiurkštumą ir pagerinti gaminio kokybę paviršiaus šlifavimo proceso metu optimizuojant apdirbimo parametrus.

(I) Šlifavimo rato charakteristikos

Šlifavimo tipas: skirtingų tipų abrazyvai turi skirtingą kietumo, kietumo ir savaiminio{0}}galandimo laipsnį. Įprasti pavyzdžiai yra rudas lydytas aliuminio oksidas (A), baltas lydytas aliuminio oksidas (WA), chromo -legiruotas lydytas aliuminio oksidas (PA) ir žalias silicio karbidas (GC). Rudas lydytas aliuminio oksidas yra tinkamas bendram plienui šlifuoti ir užtikrina gerą eksploatacinių savybių ir sąnaudų pusiausvyrą; baltas lydytas aliuminio oksidas turi didesnį grynumą ir idealiai tinka šlifuoti kietesnes medžiagas, tokias kaip grūdintas plienas, todėl gaunama puiki paviršiaus kokybė; chromo -legiruotas lydytas aliuminio oksidas sujungia tvirtumą ir atsparumą dilimui ir dažnai naudojamas tokioms medžiagoms kaip greitaeigis plienas; žalios silicio karbido abrazyvai yra aštrūs ir atsparūs apkrovai (užsikimšimui), efektyviai sumažinant paviršiaus šiurkštumą, nors jie kainuoja didesnę kainą.

Grūdelių dydis: grūdelių dydis lemia šlifavimo disko paviršiaus aštrumą ir drožlių tarpą. Paprastai smulkesnis grūdėtumas reiškia mažesnes abrazyvines daleles ant rato paviršiaus, todėl šlifuoto ruošinio paviršiaus šiurkštumas yra mažesnis. Tačiau dėl pernelyg smulkių grūdelių ratas gali būti apkrautas, o tai iš tikrųjų gali pabloginti paviršiaus šiurkštumą. Pavyzdžiui, stambiagrūdžiai-ratai (pvz., F46) yra tinkami grubiai šlifuoti, kad būtų pašalintas didelis šlifavimo kiekis, o galutiniam šlifavimui reikalingi smulkiagrūdžiai diskai (pvz., F12 - F20).

Ryšio tipas: Įprasti jungčių tipai apima stiklintus (keraminius) ryšius (V), resinoidinius ryšius (B) ir guminius ryšius (R). Stiklinti šlifavimo diskai pasižymi geru cheminiu stabilumu ir dideliu atsparumu karščiui, todėl tinka įvairiems šlifavimo darbams. Resinoidiniai ratai turi tam tikrą elastingumo laipsnį, kuris sušvelnina šlifavimo jėgas ir sumažina vibraciją, padeda pasiekti mažesnį paviršiaus šiurkštumą; jie ypač plačiai naudojami preciziniam šlifavimui. Guminiai ratai pasižymi dideliu poringumu ir puikiu drožlių pašalinimu, todėl jie tinkami tokioms operacijoms kaip pjovimas-ir plyšimas.

Kietumo pasirinkimas: šlifavimo disko kietumas reiškia disko atsparumą abrazyvinių grūdelių išslinkimui. Jei kietumas yra per didelis, grūdeliai lengvai neišsisuka, todėl ratas greitai nublunka ir padidėja paviršiaus šiurkštumas. Ir atvirkščiai, jei kietumas yra per mažas, grūdeliai per anksti pasislenka, todėl greitai susidėvi ratai ir pablogėja ruošinio paviršiaus tikslumas. Renkantis kietumą, reikia atsižvelgti ir į šlifuojamos medžiagos kietumą, ir į šlifavimo būdą. Pavyzdžiui, šlifuojant kietas medžiagas reikia naudoti minkštesnį diską, kad būtų lengviau laiku atnaujinti abrazyvinius grūdelius, o kietesnis diskas gali būti tinkamas minkštoms medžiagoms šlifuoti.

(II) Šlifavimo parametrai

Šlifavimo greitis: šlifavimo greitis reiškia tiesinį šlifavimo disko greitį. Tam tikrame diapazone padidinus šlifavimo greitį, per laiko vienetą padidėja šlifavimo procese dalyvaujančių abrazyvinių grūdelių skaičius ir sumažėja atskirų grūdelių pjovimo storis, taip sumažinant paviršiaus šiurkštumą. Tačiau, jei greitis viršija kritinę ribą, išcentrinė jėga gali sukelti abrazyvinių grūdelių, esančių rato periferijoje, nuskridimą ir sukelti vibraciją, o tai iš tikrųjų padidina paviršiaus šiurkštumą. Be to, dėl pernelyg didelio šlifavimo greičio smarkiai pakyla šlifavimo temperatūra, o tai neigiamai veikia ruošinio paviršiaus kokybę ir šlifavimo disko tarnavimo laiką. X
Tiekimo greitis: pastūmos greitis apima tiek išilginį, tiek skersinį pastūmos greitį. Per didelis išilginis pastūmos greitis padidina atskirų abrazyvinių grūdelių pjovimo apkrovą, gilina šlifavimo žymes ir padidina paviršiaus šiurkštumą. Per didelis skersinis pastūmos greitis sukelia suspaudimo trintį tarp šlifavimo disko ir ruošinio, dėl kurio atsiranda nudegimų ir įbrėžimų. Todėl, išlaikant gamybos efektyvumą, padavimo greitis turėtų būti sumažintas, kad būtų pagerinta paviršiaus kokybė.

Šlifavimo gylis: šlifavimo gylis reiškia kiekvieno šlifavimo metu pašalintos medžiagos storį. Per didelis šlifavimo gylis padidina šlifavimo jėgas ir temperatūrą, o tai gali lengvai sukelti rato apkrovą ir ruošinio deformaciją ir taip paveikti paviršiaus šiurkštumą. Paprastai šlifavimo gylis galutinio šlifavimo metu turi būti nedidelis, kad būtų užtikrinta paviršiaus kokybė.

(III) Apdirbimo sistemos standumas

Staklių standumas: paties paviršiaus šlifuoklio standumas daro didelę įtaką apdirbimo tikslumui ir paviršiaus kokybei. Jei mašinos standumas yra nepakankamas, šlifavimo jėgos sukelia elastingą mašinos komponentų deformaciją, pakeičiant santykinę padėtį tarp šlifavimo disko ir ruošinio ir paveikiant paviršiaus šiurkštumą. Pavyzdžiui, konstrukcinis dizainas ir pagrindinių komponentų, -tokių kaip mašinos lova, darbastalis ir veleno galvutė,{3}} medžiagų pasirinkimas turi įtakos bendram mašinos tvirtumui.

Tvirtinimo tvirtumas: tvirtinimo detalės naudojamos ruošiniui pritvirtinti, o jų standumas tiesiogiai veikia ruošinio stabilumą šlifavimo metu. Dėl nepakankamo armatūros tvirtumo ruošinys gali pasislinkti arba vibruoti veikiant šlifavimo jėgoms, todėl paviršius gali būti nelygus. Todėl rinkdamiesi armatūrą įsitikinkite, kad ji yra pakankamai tvirta ir tiksli.

Ruošinio tvirtinimo metodas: tinkamas suspaudimo metodas gali padidinti apdirbimo sistemos standumą. Tokie metodai, kaip kelių{1}}taškų atrama ir tolygus suspaudimo jėgų pasiskirstymas, padeda sumažinti ruošinio deformaciją šlifavimo metu ir taip sumažinti paviršiaus šiurkštumą. (IV) Aušinimo ir tepimo sąlygos

Aušinimo skysčio tipas: dažniausiai naudojami aušinimo skysčiai yra emulsijos, sintetiniai skysčiai ir jonizuotas vanduo. Emulsijos pasižymi geromis aušinimo, tepimo ir valymo savybėmis; jie efektyviai sumažina šlifavimo temperatūrą, sumažina šlifavimo disko apkrovą ir pagerina paviršiaus kokybę. Sintetiniai skysčiai užtikrina puikią rūdžių prevenciją ir ekologiškumą, todėl yra tinkami naudoti su griežtais vandens kokybės reikalavimais. Jonizuotas vanduo pasižymi puikiomis aušinimo savybėmis, tačiau labai ėsdina įrangą, todėl naudojant reikia imtis apsaugos priemonių.

Aušinimo skysčio srautas ir slėgis: tinkamas srautas ir tinkamas slėgis užtikrina savalaikį šlifavimo metu susidariusios šilumos ir drožlių pašalinimą, palaiko šlifavimo disko aštrumą ir sumažina paviršiaus šiurkštumą. Nepakankamas srautas arba slėgis neleidžia aušinimo skysčiui efektyviai atlikti savo aušinimo ir tepimo funkcijas, todėl šlifavimo temperatūra pakyla ir paviršiaus kokybė pablogėja.

(I) Šlifavimo diskų parinkimas ir apdirbimas

Tinkamas šlifavimo disko pasirinkimas: pasirinkite tinkamą šlifavimo diską visapusiškai atsižvelgdami į tokius veiksnius kaip medžiagos tipas ir ruošinio kietumas, apdorojimo reikalavimai ir esamos staklių galimybės. Pagrindiniai veiksniai yra abrazyvinis tipas, smėlio dydis, sukibimo tipas ir rato kietumas. Pavyzdžiui, baigiant-šlifuoti didelio-kietumo legiruotojo plieno dalis, galima pasirinkti ratą, pagamintą iš balto lydyto aliuminio oksido su smulkiu grūdėtumu (F12–F16), stiklintu sluoksniu ir vidutinio kietumo (H–L).

Reguliariai aprengkite šlifavimo diską: naudojimo metu šlifavimo disko abrazyviniai grūdeliai palaipsniui nusidėvi ir tampa nuobodu, o paviršius tampa nelygus, dėl to padidėja paviršiaus šiurkštumas. Todėl šlifavimo diską reikia periodiškai apdoroti, kad būtų atkurtas jo aštrumas ir lygumas. Pagrindiniai apdirbimo būdai yra tekinimas, valcavimas ir šlifavimas. Tarp jų tekinimo būdas apima deimantinį pjaustytuvą pjovimui išilgai šlifavimo disko ašies, todėl paviršiaus šiurkštumas yra mažas; valcavimo metodas naudoja besisukantį volelį rato paviršiui suspausti ir padengti, todėl jis tinkamas dideliems- plotams; o šlifavimo būdo metu naudojamas specializuotas apdirbimo ratas, skirtas darbiniam ratui šlifuoti, kad būtų pasiektas didelis apdirbimo tikslumas.

(II) Optimizuokite šlifavimo parametrus

Padidinkite šlifavimo greitį: atitinkamai padidinkite šlifavimo greitį iki staklių leidžiamų ribų. Paprastai taikomas laipsniškas greičio didinimo metodas: grubiai šlifuojant pradėkite nuo mažesnio greičio, kad pašalintumėte didžiąją šlifavimo dalį, tada palaipsniui didinkite greitį pus{1}}ir baigiant šlifuoti. Pavyzdžiui, šlifuojant greitaeigių plieninių įrankių pjovimo briaunas paviršiniu šlifuokliu, pradinis grubiojo šlifavimo greitis buvo nustatytas 30 m/s, padidintas iki 45 m/s, kai šlifuojama pusiau, ir padidinta iki 60 m/s galutiniam šlifavimui; tai galiausiai sumažino paviršiaus šiurkštumą (Ra) nuo pradinio 3,2 μm iki 0,8 μm.

Sumažinti pastūmą: pagrįstai sumažinkite išilginį ir skersinį pastūmą, atsižvelgiant į ruošinio medžiagą ir apdirbimo ribą. Baigiamajame šlifavimo etape padavimo greitis gali būti išlaikomas labai žemas arba galima atlikti kelis kartus šlifuojant kibirkštiniu būdu (šlifavimas be papildomo įterpimo), kad būtų dar labiau patobulinta paviršiaus apdaila. Pavyzdžiui, šlifuojant aliuminio lydinio plokštę, grubaus šlifavimo metu išilginis padavimo greitis buvo 0,05 mm/aps., o baigiant šlifuoti – buvo sumažintas iki 0,02 mm/aps., o po to sekė du kibirkštinio{5}}praėjimai; tai sumažino paviršiaus šiurkštumą (Ra) nuo 1,6 μm iki 0,4 μm.

Kontroliuokite šlifavimo gylį: šlifavimo gylis galutinio šlifavimo metu neturėtų būti per didelis; paprastai jis nustatomas nuo 0,01 iki ... ...0,03 mm diapazone. Ruošiniams, kurių apdirbimo laisvė yra didelė, pirmiausia galima atlikti grubų šlifavimą,-paliekant tam tikrą ribą galutiniam šlifavimui-, o po to baigiamas šlifavimo procesas. Šis metodas padeda išvengti paviršiaus kokybės problemų, kurias sukelia per didelis šlifavimo gylis.

(III) Apdirbimo sistemos standumo didinimas

Prižiūrėti staklių įrangą: Reguliariai tikrinkite ir prižiūrėkite paviršiaus šlifuoklį; nedelsdami nustatykite ir pataisykite problemas, tokias kaip komponentų susidėvėjimas arba atsipalaidavimas, kad užtikrintumėte, jog mašina išlaiko gerą standumą. Pavyzdžiai apima lovos kreiptuvų tiesumo ir lygiagretumo patikrinimą, darbo stalo ir veleno galvutės tarpų reguliavimą ir labai susidėvėjusių rutulinių varžtų keitimą.

Pagerinkite armatūros dizainą: suprojektuokite ir pagaminkite specializuotus pakankamai tvirtus armatūras, kad būtų užtikrintas ruošinio stabilumas šlifavimo metu. Priklausomai nuo ruošinio formos ir dydžio, galima naudoti integruotus arba modulinius tvirtinimo elementus, kad padidėtų sąlyčio plotas tarp tvirtinimo elemento ir ruošinio, taip paskirstant suspaudimo jėgas. Pavyzdžiui, šlifuojant mažų veleno komponentų partiją, buvo sukurtas specializuotas įtaisas su V-blokais ir prispaudimo plokštėmis; tai efektyviai padidino suspaudimo standumą ir sumažino vidutinį paviršiaus šiurkštumą (Ra) 0,5 μm.

Optimizuokite suspaudimo strategijas: naudokite tinkamas suspaudimo sekas ir metodus, kad išvengtumėte ruošinio deformacijos, kurią sukelia netinkamas suspaudimas. Didelių, plonasienių ruošinių tvirtumui padidinti galima naudoti užpildus arba pagalbines atramas. Pavyzdžiui, šlifuojant didelio aliuminio lydinio korpuso apatinį paviršių, korpuso viduje buvo įkišti laikini atraminiai blokai, kad būtų išvengta deformacijos proceso metu, taip užtikrinant apatinio paviršiaus lygumą ir paviršiaus šiurkštumą.

(IV) Aušinimo ir tepimo sąlygų gerinimas

Pasirinkite tinkamą aušinimo skystį: pasirinkite tinkamą aušinimo skystį pagal šlifuojamą medžiagą ir specifinius apdorojimo reikalavimus. Naudojant standartines anglinio plieno dalis, emulsiniai{1}}aušinimo skysčiai yra ekonomiški ir labai efektyvūs; sunkiai apdirbamoms medžiagoms, tokioms kaip nerūdijantis plienas, galima pasirinkti sintetinius skysčius, kurių sudėtyje yra ekstremalaus -slėgio (EP) priedų, siekiant pagerinti aušinimo ir tepimo efektyvumą.

Aušinimo skysčio srauto ir slėgio reguliavimas: sureguliuokite aušinimo skysčio srautą ir slėgį pagal faktines šlifavimo sąlygas. Paprastai didesnis srautas ir slėgis užtikrina geresnį aušinimo ir tepimo poveikį; tačiau reikia pasirūpinti, kad aušinimo skystis nepatektų ant operatoriaus. Norint tiksliai nukreipti aušinimo skystį į šlifavimo zoną, gali būti sumontuoti purkštukai ir pertvaros. Pavyzdžiui, šlifuojant titano lydinio dalį, padidinus aušinimo skysčio srautą nuo 8 l/min iki 12 l/min ir slėgį nuo 0,5 MPa iki 0,8 MPa, šlifavimo temperatūra efektyviai sumažėjo, todėl paviršiaus šiurkštumas (Ra) sumažėjo nuo 2,5 μm iki 1,2 μm.

Apdirbimo įmonė užsakė gaminti variklių cilindrų galvutes, reikalaudama, kad sujungiami paviršiai būtų labai lygūs ir žemas paviršiaus šiurkštumas (Ra Mažiau nei 0,8 μm). Gamykla procesui naudojo M7130 paviršiaus šlifuoklį. Pradinis bandomasis šlifavimas naudojant standartinius parametrus neatitiko paviršiaus šiurkštumo reikalavimų ir dėl to buvo matomos pleškėjimo žymės. Atlikus analizę ir koregavimą, buvo įgyvendintos šios priemonės

Šlifavimo disko keitimas: originalus diskas, -pagamintas iš rudo lydyto aliuminio oksido su F46 smėliu, stiklintu sluoksniu ir K-klasės kietumu-, buvo pakeistas ratu, pagamintu iš balto lydyto aliuminio oksido su F20 grūdėtumu, dervos jungtimi ir J{5}} klasės kietumu. Naujasis ratas pasižymi smulkesniais abrazyviniais grūdeliais ir tam tikru elastingumu, kuris padeda sumažinti paviršiaus šiurkštumą.

Šlifavimo parametrų reguliavimas: šlifavimo greitis padidintas nuo 25 m/s iki 35 m/s, išilginis padavimo greitis sumažintas nuo 0,08 mm/aps iki 0,03 mm/aps., o šlifavimo gylis reguliuojamas 0,02 mm tikslumu. Padidinus šlifavimo greitį ir sumažinus padavimo greitį, sumažėjo atskirų abrazyvinių grūdelių pjovimo apkrova, todėl paviršiaus apdaila buvo lygesnė.

Padidintas apdirbimo sistemos tvirtumas: staklės buvo išsamiai patikrintos ir prižiūrimos; sureguliuoti tarpai darbastalyje ir suklio galvutėje, pakeisti susidėvėję rutuliniai varžtai. Be to, buvo sukurtas specializuotas įtaisas, skirtas padidinti ruošinio tvirtinimo tvirtumą.

Optimizuotos aušinimo ir tepimo sąlygos: standartinė emulsija pakeista sintetiniu skysčiu, kuriame yra didelio{0}}slėgio priedų; aušinimo skysčio srautas padidintas nuo 10 L/min iki 15 L/min, o slėgis padidintas nuo 0,4 MPa iki 0,6 MPa.