Контактні температури при ельборовому шліфуванні композитних деталей з відходів високолегованих сталей для вузлів друкарської техніки

Abstract

Стаття присвячена аналізу особливостей виникнення миттєвих контактних температур при тонкому ельборовому шліфуванні нових антифрикційних самозмащувальних композитів, синтезованих на основі регенерованих шліфувальних відходів високолегованих сталей з домішками твердого мастила фториду кальцію — Р6АМ5+(4‒8)%CaF2 та 8Х4В2МФС2+(4‒8)%CaF2. Показано, що фінішна обробка розроблених високолегованих композитів шліфувальними кругами з ельбору BN на еластичній Бр1 бакелітно-гумовій зв’язці за технологічних режимів: швидкість руху кругу 22 м/с і глибина різання в діапазоні 0,03–0,005 мм викликає появу найнижчих температурних величин (113‒300° С) в поверхневих локальних областях деталі. Це обумовлює формування найменших спотворень структури і фізичних властивостей поверхневого шару деталі, з якого відбувається зрізання надтонких мікростружок. Виявлено, що величини температур на оброблюваних поверхнях значно нижчі із застосуванням ельборових кругів на еластичній Бр1 зв’язці, ніж на керамічній К1 зв’язці. Це пояснюється тим, що бакелітно-гумова зв’язка більш еластична, ніж керамічна. Тому при застосуванні ельборових кругів на бакелітно-гумовій зв’язці Бр1 сили різання, які утворюються при зрізанні шліфувальним кругом тонких мікростружок, забезпечують меншу глибину проникнення інструменту у поверхню обробки композиту. Через це змінюються умови різання — суттєво зменшується переріз мікростружки, що призводить до зниження контактних температур та сприяє перерозподілу напружень у поверхневому шарі, при цьому поліпшуються умови формування геометрії поверхні з мінімальними величинами параметру шорсткості Ra. Дослідження впливу зернистості ельборового кругу на виникнення миттєвих контактних температур у зоні різання показали, що застосування дрібнозернистого ріжучого інструменту істотно, майже у 1,5–1,6 рази, знижує величини контактних температур у зоні різання. Дослідження показали, що у випадку обробки композитів з використанням кругів з ельбору підвищеної міцності ЛП спостерігається поява вищих температур у зоні різання на противагу використанню кругів звичайної міцності ЛО. Це пояснюється тим, що ельборові круги з більш міцними зернами поступово викришуються і частково руйнуються під дією сил різання через схильність ельбору ЛП до крихкості. Такі явища викликають збільшення миттєвих контактних температур через участь сколотих фрагментів ельборових зерен у процесі різання. Для мінімізації температурного впливу на структуру і властивості робочих поверхонь композитних деталей доцільно виконувати фінішне шліфування кругами з ельбору звичайної міцності ЛО на еластичній зв’язці Бр1, зернистістю від 14 до 20 мкм, за 100 % концентрації ельбору, що є передумовою забезпечення високих параметрів якості поверхонь. Результати досліджень показали, що мінімізація температури в зоні оброблення, яка не спричиняє зміни структури і зниження вихідних властивостей робочих поверхонь деталей, може бути забезпечена дотриманням наступних технологічних параметрів фінішного ельборового шліфування: швидкість руху кругу Vкр — 22,0 м/с, швидкість обертання композитної деталі Vв — 2,0 м/хв, глибина різання t = 2,0‒5,0 мкм, з безперервним охолодженням 3 % водяним розчином емульсії соди з мінеральним мастилом, які можуть бути рекомендовані для тонкої фінішної обробки деталей друкарського обладнання.

Keywords

• миттєві контактні температури
• ельборові інструменти
• антифрикційні композити
• режими шліфування