[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2519173C1 - Centreless grinding method for very hard powdered material - Google Patents

Centreless grinding method for very hard powdered material Download PDF

Info

Publication number
RU2519173C1
RU2519173C1 RU2012144480/02A RU2012144480A RU2519173C1 RU 2519173 C1 RU2519173 C1 RU 2519173C1 RU 2012144480/02 A RU2012144480/02 A RU 2012144480/02A RU 2012144480 A RU2012144480 A RU 2012144480A RU 2519173 C1 RU2519173 C1 RU 2519173C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
abrasive
grinding
cutting
tool
grain
Prior art date
Application number
RU2012144480/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012144480A (en
Inventor
Валентин Иванович Свирщев
Антон Владимирович Трубицын
Владимир Кузьмич Флегентов
Original Assignee
Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь" filed Critical Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь"
Priority to RU2012144480/02A priority Critical patent/RU2519173C1/en
Publication of RU2012144480A publication Critical patent/RU2012144480A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2519173C1 publication Critical patent/RU2519173C1/en

Links

Landscapes

  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: force attributable to one abrasive grain is defined for an abrasive tool beforehand. Force of cutting grains retention by abrasive tool binding substance is set assuming that cutting force attributable to one abrasive grain does not exceed the force of cutting grain retention by the tool binding substance. Maximal permissible depth of grinding is determined depending on the parameters of very hard powdered material being processed, abrasive tools and grinding modes. Through-feed processing of an item is carried out for the depth not exceeding the maximal grinding depth.
EFFECT: improved quality of processed surface and abrasive tool durability due to the efficient combination of parameters of centreless grinding mode.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области обработки порошковых материалов высокой твердости шлифованием с помощью абразивного инструмента на бесцентровых шлифовальных станках.The invention relates to the field of processing powder materials of high hardness by grinding with an abrasive tool on centerless grinding machines.

Известны способы бесцентрового шлифования напроход круглых поверхностей, согласно которым изделию сообщают вращение и перемещение в осевом направлении и обрабатывают вращающимся абразивным инструментом. Эти способы, в зависимости от обрабатываемого материала и стадии (черновая, чистовая, отделочная) бесцентрового шлифования, предусматривают выбор характеристики абразивного инструмента и параметров режима шлифования из некоторых диапазонов согласно рекомендациям справочной литературы (см. Справочник технолога-машиностроителя. Т.2 / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1986, 496 с.).Known methods of centerless grinding on the passage of round surfaces, according to which the product is informed of the rotation and movement in the axial direction and treated with a rotating abrasive tool. These methods, depending on the material being processed and the stage (rough, finishing, finishing) of centerless grinding, provide for the selection of the characteristics of the abrasive tool and the parameters of the grinding mode from some ranges according to the recommendations of the reference literature (see the Handbook of a machine-building engineer. T.2 / Ed. A.G. Kosilova and R.K. Meshcheryakova. - M.: Mechanical Engineering, 1986, 496 p.).

Однако существующие рекомендации по выбору параметров режима шлифования не распространяются на изделия из высокотвердых порошковых материалов и не учитывают влияние износа и затупления зерен шлифовального круга, определяющих его стойкость, на наиболее важные выходные характеристики качества шлифованной поверхности - точность размера и шероховатость поверхности.However, the existing recommendations on the choice of grinding mode parameters do not apply to products made of highly hard powder materials and do not take into account the influence of wear and blunting of the grinding wheel grains that determine its durability on the most important output quality characteristics of the polished surface - size accuracy and surface roughness.

Стойкость абразивного инструмента при шлифовании труднообрабатываемых материалов определяется износостойкостью режущих кромок и прочностью закрепления абразивных зерен связкой абразивного инструмента. При увеличении значений параметров режима шлифования (скорости вращения VD, продольной скорости Vпр изделия, глубины резания t) возрастает нагрузка на каждую режущую кромку рабочей поверхности круга, что приводит к интенсивному их износу, а также к вырыву отдельных зерен из связки. Отмеченное, при правильном выборе характеристики абразивного инструмента, в наибольшей степени определяет стойкость инструмента и выходные характеристики качества шлифованной поверхности.The resistance of an abrasive tool when grinding hard-to-handle materials is determined by the wear resistance of the cutting edges and the strength of the abrasive grains fastening with a bunch of abrasive tools. With increasing values of the grinding mode parameters (rotation speed V D , longitudinal speed V pr of the product, cutting depth t), the load on each cutting edge of the working surface of the wheel increases, which leads to intensive wear, as well as to the breaking of individual grains from the bundle. Noted, with the right choice of the characteristics of the abrasive tool, to the greatest extent determines the tool life and the output quality characteristics of the polished surface.

Наиболее близким к предлагаемому является способ бесцентрового шлифования высокотвердого порошкового материала, при котором изделию сообщают вращение и перемещение в осевом направлении и обрабатывают вращающимся абразивным инструментом согласно предварительно рассчитанному сочетанию управляемых параметров режима шлифования по принятым критериям относительности из групп экономических или технико-экономических критериев (см. Рыжов Э.В., Аверченов В.И. Оптимизация технологических процессов механической обработки. Киев: Наукова думка, 1989. С.35-40).Closest to the proposed one is a method for centerless grinding of a highly hard powder material, in which the product is informed of axial rotation and movement and processed with a rotating abrasive tool according to a pre-calculated combination of controlled parameters of the grinding mode according to the accepted criteria of relativity from the groups of economic or technical and economic criteria (see Ryzhov E.V., Averchenov V.I. Optimization of technological processes of machining.Kiev: Naukova doom and, 1989. S.35-40).

Данный способ шлифования позволяют существенно повысить производительность и качество шлифования поверхностей. Однако он не обеспечивает требуемой стойкости абразивного инструмента при шлифовании высокотвердых порошковых материалов. Обусловлено это тем, что при расчете управляемых параметров режима шлифования, по принятым критериям относительности из групп экономических или технико-экономических критериев, не принимаются во внимание технические ограничения, учитывающие зависимость стойкости абразивного инструмента от управляемых параметров режима шлифования. В частности, не учитываются физико-механические свойства обрабатываемого материала, характеристики используемого абразивного инструмента и параметры режима шлифования (VD, Vпр, t), влияющие на силу удержания режущих абразивных зерен связкой инструмента, которая определяет стойкость инструмента. При превышении силы резания, приходящейся на каждое абразивное зерно силы удержания зерна связкой инструмента, происходит вырыв режущих зерен из связки инструмента, что отражается на качестве шлифованной поверхности - точности выполняемого размера, и приводит к возрастанию шероховатости поверхности. Отмеченное не позволяет рационально использовать потенциальные возможности повышения стойкости абразивного инструмента и получать требуемую точность обработки и шероховатость поверхности.This grinding method can significantly improve the performance and quality of grinding surfaces. However, it does not provide the required durability of the abrasive tool when grinding highly hard powder materials. This is due to the fact that when calculating the controlled parameters of the grinding mode, according to the accepted criteria of relativity from the groups of economic or technical and economic criteria, technical restrictions are not taken into account, taking into account the dependence of the resistance of the abrasive tool on the controlled parameters of the grinding mode. In particular, the physicomechanical properties of the processed material, the characteristics of the abrasive tool used and the grinding mode parameters (V D , V CR , t), which affect the holding force of the cutting abrasive grains by the tool bundle, which determines the tool life, are not taken into account. When the cutting force per each abrasive grain exceeds the grain holding force by the tool bundle, the cutting grains break out of the tool bundle, which affects the quality of the polished surface - the accuracy of the size to be performed, and leads to an increase in surface roughness. The aforementioned does not allow rational use of potential opportunities to increase the resistance of an abrasive tool and to obtain the required processing accuracy and surface roughness.

Настоящее изобретение направлено на повышение стойкости абразивного инструмента и качества обработки за счет рационального задания сочетания управляемых параметров режимов бесцентрового шлифования.The present invention is aimed at improving the durability of the abrasive tool and the quality of processing due to the rational task of combining the controlled parameters of the centerless grinding modes.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе бесцентрового шлифования изделий из высокотвердого двухкомпонентного порошкового материала, включающем сообщение изделию вращения и перемещения в осевом направлении и обработку вращающимся абразивным инструментом при выбранных параметрах режима шлифования, согласно изобретению предварительно для абразивного инструмента определяют силу, приходящуюся на одно абразивное зерно, устанавливают силу удержания режущих зерен связкой абразивного инструмента исходя из условия, что сила резания, приходящаяся на одно абразивное зерно, не превышает силу удержания режущего зерна связкой инструмента, определяют максимально допустимую глубину шлифования и обработку напроход проводят на глубину, не превышающую величины:The specified technical result is achieved by the fact that in the method of centerless grinding of products from highly hard two-component powder material, comprising communicating the product with rotation and displacement in the axial direction and processing with a rotating abrasive tool with the selected grinding mode parameters, according to the invention, the force per one abrasive grain, set the holding force of the cutting grains by a bunch of abrasive tools based on the condition That the cutting force attributable to one abrasive grain does not exceed the holding force of the cutting instrument ligament grain, determine the maximum depth of grinding and naprohod treatment is performed to a depth not exceeding the values:

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

где r - средний статистический размер зерен обрабатываемого материала;where r is the average statistical grain size of the processed material;

B=(HV1·R-A/[PZ1])/(2·(HV1-HV2)),B = (H V1 · RA / [P Z1 ]) / (2 · (H V1 -H V2 )),

HV1, HV2 - микротвердость составляющих высокотвердого двухкомпонентного порошкового материала,H V1 , H V2 - microhardness of the components of a high-hard two-component powder material,

R - среднее статистическое расстояние между центрами зерен обрабатываемого материала,R is the average statistical distance between the centers of grains of the processed material,

Figure 00000002
Figure 00000002

Kв - коэффициент формы вершины абразивного зерна, Кδ - параметр, зависящий от объемного строения стандартного абразивного инструмента и условий правки его рабочей поверхности, dа - характерный средний диаметр абразивного зерна инструмента, vk - скорость абразивного резания, VD - скорость вращения изделия, Vпр - продольная скорость изделия, d, D - диаметры соответственно изделия и абразивного инструмента, ζ - усадка стружки обрабатываемого материала, η - угол трения скольжения между абразивным зерном и обрабатываемым материалом, γ - передний угол единичного резца абразивного инструмента, [PZ1] - сила удержания режущих зерен связкой абразивного инструмента.K c is the coefficient of the shape of the tip of the abrasive grain, K δ is a parameter depending on the volume structure of the standard abrasive tool and the conditions for editing its working surface, d a is the characteristic average diameter of the abrasive grain of the tool, v k is the speed of abrasive cutting, V D is the rotation speed product, V, etc. - the longitudinal speed of the product, d, D - diameter of the product and respectively abrasive tool, ζ - shrinkage processed material swarf, η - the angle of sliding friction between the abrasive grain and the material being processed, γ - Front yz l cutter unit abrasive tool, [P Z1] - holding force cutting grain bonded abrasive tool.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Перед шлифованием изделия, выполненного из высокотвердого порошкового материала, необходимо установить максимально допустимую глубину шлифования. Для этого определяют силу резания, приходящуюся на одно режущее абразивное зерно инструмента.Before grinding the product made of highly hard powder material, it is necessary to establish the maximum allowable grinding depth. To do this, determine the cutting force per one cutting abrasive grain of the tool.

Тангенциальную составляющую Pz силы резания при круглом наружном бесцентровом шлифовании напроход определяют из выраженияThe tangential component P z of the cutting force during circular external centerless grinding the passage is determined from the expression

Figure 00000003
Figure 00000003

где НV - твердость обрабатываемого материала по Викерсу; S - осевой размер изделия; t - глубина шлифования; dа - характерный размер абразивного зерна инструмента; n=1,0…2,5 (для кругов электрокорундового абразивного инструмента на керамической связке n=1,5; для эльборовых и карбидокремниевых на керамической связке n=1,0); Kв - коэффициент формы вершины абразивного зерна; Кδ - параметр, зависящий от объемного строения стандартного абразивного инструмента и условий правки его рабочей поверхности; VK - скорость абразивного резания; VD - скорость вращения изделия, Vпр - продольная скорость изделия;where H V - hardness of the material being processed Vickers; S is the axial size of the product; t is the grinding depth; d a is the characteristic size of the abrasive grain of the tool; n = 1,0 ... 2,5 (for circles of electrocorundum abrasive tools on a ceramic bond n = 1,5; for elboric and silicon carbide on a ceramic bond n = 1,0); K in - coefficient of the shape of the top of the abrasive grain; To δ is a parameter depending on the volumetric structure of a standard abrasive tool and the conditions for editing its working surface; V K - abrasive cutting speed; V D is the rotation speed of the product, V CR is the longitudinal speed of the product;

Figure 00000004
,
Figure 00000004
,

ζ - усадка стружки обрабатываемого материала, η - угол трения скольжения между абразивным зерном и обрабатываемым материалом, γ - передний угол единичного резца абразивного инструмента.ζ is the shrinkage of the chips of the processed material, η is the sliding friction angle between the abrasive grain and the processed material, γ is the rake angle of a single cutter of the abrasive tool.

Коэффициенты Kв и Кδ, входящие в формулу (1), рассчитывают из рассмотрения объемной модели стандартного абразивного инструмента по известным зависимостям (см., например, Островский В.И. Теоретические основы процесса шлифования. - Л.: Изд-во Ленингр. унта, 1981. 144 с.).The coefficients K in and K δ included in formula (1) are calculated from consideration of the volumetric model of a standard abrasive tool according to known dependencies (see, for example, Ostrovsky V.I. Theoretical foundations of the grinding process. - L.: Leningrad Publishing House. unta, 1981. 144 p.).

Коэффициент формы вершины абразивного зерна Kв зависит от характерного размер абразивного зерна da, идеализированной формы абразивного зерна (сфера, эллипсоид, конус и др.) и его ориентации в направлении резания. В зависимости от сочетания отмеченных условий из таблицы 3.2 на стр.36-37 вышеуказанного источника информации может быть выбрано расчетное выражения для определения коэффициента Kв.The coefficient of the shape of the tip of the abrasive grain K in depends on the characteristic size of the abrasive grain d a , the idealized shape of the abrasive grain (sphere, ellipsoid, cone, etc.) and its orientation in the cutting direction. Depending on the combination of the noted conditions from table 3.2 on pages 36-37 of the above source of information, the calculated expression can be selected to determine the coefficient K in .

Коэффициент Кδ зависит от объемного строения абразивного инструмента и условий правки его рабочей поверхности и находится как произведение трех коэффициентов: Кδ=KпKскKпр (стр.40), где Kп - коэффициент поверхностной пористости инструмента; Kск - коэффициент структуры круга; Kпр - коэффициент правки рабочей поверхности инструмента. Значения коэффициентов Kп и Kск для стандартных характеристик абразивных кругов приведены соответственно в таблицах 3.4 и 3.5 на стр.41. Расчетное выражение для определения коэффициента Kпр дано на стр.49. Δ factor K depends on the volume of the abrasive tool structure and conditions changes its working surface and stored as the product of three factors: δ K = K f K sa K pr (p.40), where K n - of surface porosity coefficient tool; K SK - the coefficient of the structure of the circle; K CR - dressing coefficient of the working surface of the tool. The values of the coefficients K p and K ck for the standard characteristics of abrasive wheels are given in tables 3.4 and 3.5, respectively, on page 41. Approximate expression for the coefficient K, etc. is given on page 49.

Рассмотрим реализацию заявляемого способа с использованием высокотвердого порошкового материала «Релита», который представляет собой равнораспределенные в медной связке зерна карбидов вольфрама с микротвердостью 2000…3000 HV, при микротвердости медной связки 200…300 HV.Consider the implementation of the proposed method using a high-hardness powder material Relita, which is a tungsten carbide grain equally distributed in a copper binder with a microhardness of 2000 ... 3000 H V , with a microhardness of a copper binder of 200 ... 300 H V.

На фиг. схематично представлена плоскость среза слоя материала «Релит». При этом были сделаны допущения, что форма зерен карбидов вольфрама имеет идеальную круглую форму с радиусом r, зерна равноудалены друг от друга на расстояние R, промежутки между зернами полностью и без пор заполнены медью, шлифование ведется с глубиной резания t.In FIG. a schematic representation of the cut plane of the Relit material layer. In this case, assumptions were made that the shape of the grains of tungsten carbides has an ideal round shape with a radius r, the grains are equidistant from each other by a distance R, the gaps between the grains are completely and without pores filled with copper, grinding is carried out with a cutting depth t.

Распределение зерен карбида вольфрама в медной связке данного материала характеризуется двумя средними статистическими характеристиками: r - средний радиус зерен карбидов вольфрама; R - среднее расстояние между центрами зерен карбидов вольфрама. Материал «Релит» является двухкомпонентной структурой с детерминированным расположением составляющих в плоскости среза, приведенная микротвердость HVпр которого может быть найдена из выраженияThe distribution of tungsten carbide grains in a copper binder of a given material is characterized by two average statistical characteristics: r is the average radius of tungsten carbide grains; R is the average distance between the centers of the grains of tungsten carbides. "Relit" material is a two-component structure with deterministic components located in the cutting plane, the reduced microhardness H Vred which can be found from the expression

Figure 00000005
Figure 00000005

где Δi - размер i-го элемента в сечении среза на глубине t; Hi - микротвердость i-го элемента обрабатываемого материала, n - количество компонентов порошкового материала (n=2, 1 - карбид вольфрама, 2 - медь).where Δ i is the size of the i-th element in the section of the slice at a depth t; H i is the microhardness of the i-th element of the processed material, n is the number of components of the powder material (n = 2, 1 - tungsten carbide, 2 - copper).

Из схемы, приведенной на фиг., получимFrom the circuit shown in Fig., We obtain

Figure 00000006
,
Figure 00000006
,

После подставки Δ1 и Δ2 в выражение (2) и его преобразования окончательное выражение для HVпр примет видAfter substituting Δ 1 and Δ 2 into expression (2) and transforming it, the final expression for H Vpr takes the form

Figure 00000007
Figure 00000007

где HV1 - микротвердость карбидов вольфрама, HV2 - микротвердость меди.where H V1 is the microhardness of tungsten carbides, H V2 is the microhardness of copper.

Анализ выражения (3) показывает, что HVпр двухкомпонентного материала «Релит» зависит от глубины шлифования t, размеров карбида вольфрама r и их взаимного расположения R.Analysis of expression (3) shows that H Vred bicomponent material "relit" depends on the depth of grinding t, tungsten carbide size r and their mutual location R.

Подставляя (3) в (1), получим выражения для определения силы резания PZ при шлифовании двухкомпонентного порошкового материалаSubstituting (3) into (1), we obtain expressions for determining the cutting force P Z during grinding of a two-component powder material

Figure 00000008
Figure 00000008

Число режущих зерен N0 на площадке контакта абразивного инструмента и изделия при глубине шлифования t для круглого наружного бесцентрового шлифования определяется из выраженияThe number of cutting grains N 0 at the contact area of the abrasive tool and the product at a grinding depth t for circular external centerless grinding is determined from the expression

Figure 00000009
Figure 00000009

где LK - длина дуги контакта при круглом наружном бесцентровом шлифовании; d, D - диаметры соответственно обрабатываемого изделия и абразивного инструмента (шлифовального круга); δ - среднее расстояние между режущими абразивными зернами.where L K is the length of the contact arc during circular external centerless grinding; d, D are the diameters of the workpiece and abrasive tool (grinding wheel), respectively; δ is the average distance between the cutting abrasive grains.

После подстановки и преобразования окончательно выражение для N0 примет видAfter substitution and transformation, the final expression for N 0 takes the form

Figure 00000010
Figure 00000010

Сила резания PZ1, приходящаяся на одно режущее абразивное зерно, определяется из выраженияThe cutting force P Z1 per one cutting abrasive grain is determined from the expression

Figure 00000011
Figure 00000011

При шлифовании высокотвердых порошковых материалов целесообразно применять абразивный инструмент в виде карбидокремниевых шлифовальных кругов на керамической связке, для которых n=1. С учетом этого для удобства последующего анализа, представим (6) в следующем видеWhen grinding highly hard powder materials, it is advisable to use an abrasive tool in the form of silicon carbide grinding wheels with a ceramic bond, for which n = 1. With this in mind, for the convenience of the subsequent analysis, we represent (6) in the following form

Figure 00000012
Figure 00000012

где

Figure 00000013
Where
Figure 00000013

Для обеспечения высокой стойкости абразивного инструмента мы должны создать условия шлифования, при которых сила резания, приходящаяся на одно абразивное зерно, была бы меньше либо равна силе удержания зерен связкой шлифовального круга.To ensure high resistance of the abrasive tool, we must create grinding conditions under which the cutting force per one abrasive grain would be less than or equal to the holding force of the grains by the bond of the grinding wheel.

Figure 00000014
Figure 00000014

где [PZ1] - сила удержания режущих зерен связкой абразивногоwhere [P Z1 ] is the retention force of the cutting grains by a bunch of abrasive

инструмента. (По данным Якимова А.В. Оптимизация процесса шлифования. М.: Машиностроение 1975. 176 с., сила удержания карбидокремниевых зерен для кругов на керамической связке, в зависимости от размера зерна и твердости круга, находится в диапазоне [PZ1]=5…10 H).tool. (According to Yakimov A.V. Optimization of the grinding process. M .: Mechanical engineering 1975. 176 p., The holding force of silicon carbide grains for ceramic bonded wheels, depending on the grain size and hardness of the wheel, is in the range [P Z1 ] = 5 ... 10 H).

Получим из выражения (8) с учетом (7) выражение для задания предельно допустимой глубины шлифования t, обеспечивающей высокую стойкость абразивного инструмента при круглом наружном бесцентровом шлифовании высокопрочного порошкового материалаWe obtain from expression (8), taking into account (7), an expression for setting the maximum permissible grinding depth t, which provides high durability of the abrasive tool with round external centerless grinding of high-strength powder material

Figure 00000015
Figure 00000015

Преобразовав, получим следующее квадратное уравнениеHaving transformed, we obtain the following quadratic equation

t2-2·r·t+[(HV1·R-A/[PZ1])/(2·(HV1-HV2))]2=0t 2 -2 · r · t + [( H V1 · RA / [P Z1]) / ( 2 · (H V1 -H V2)) ] 2 = 0

Для упрощения дальнейших преобразований, заменить выражение в квадратных скобках через В. Тогда из решения квадратного уравнения получим предельно допустимую глубину шлифованияTo simplify further transformations, replace the expression in square brackets with B. Then from the solution of the quadratic equation we get the maximum allowable grinding depth

Figure 00000016
.
Figure 00000016
.

Таким образом, если проводить шлифование на глубину, не превышающую величины t = r r 2 B 2

Figure 00000017
, то гарантированно будет обеспечена высокая стойкость абразивного инструмента и требуемое качество обработки.Thus, if grinding is carried out to a depth not exceeding t = r - r 2 - B 2
Figure 00000017
, then the high durability of the abrasive tool and the required quality of processing will be guaranteed.

Для осуществления предлагаемого способа перед началом шлифования двухкомпонентного твердосплавного порошкового материала, необходимо определить максимально допустимую глубину шлифования по формуле t = r r 2 B 2

Figure 00000018
где r - средний статистический радиус зерен высокотвердого порошкового материала; B=(HV1·R-A/[PZ1])/(2·(HV1-HV2)), HV1, HV2 - микротвердость составляющих двухкомпонентного порошкового материала, R - среднее статистическое расстояние между центрами зерен высокотвердого порошкового материала,To implement the proposed method before grinding two-component carbide powder material, it is necessary to determine the maximum allowable grinding depth by the formula t = r - r 2 - B 2
Figure 00000018
where r is the average statistical radius of the grains of high hardness powder material; B = (H V1 · RA / [P Z1 ]) / (2 · (H V1 -H V2 )), H V1 , H V2 - microhardness of the components of a two-component powder material, R - average statistical distance between the centers of grains of high-hard powder material,

Figure 00000019
Figure 00000019

Figure 00000020
, Kв - коэффициент формы вершины абразивного зерна, Kδ - параметр, зависящий от объемного строения стандартного абразивного инструмента и условий правки его рабочей поверхности, da - характерный размер абразивного зерна инструмента, VK - скорость абразивного резания, VD - скорость изделия, Vпр - продольная скорость изделия, d, D - диаметры соответственно обрабатываемого изделия и шлифовального круга, ζ - усадка стружки, η - угол трения скольжения, γ - передний угол единичного резца, [PZ1] - сила удержания режущих зерен связкой абразивного инструмента. Затем изделию сообщают вращение и перемещение в осевом направлении и обрабатывают вращающимся абразивным инструментом с глубиной резания, не превышающей найденного значения t.
Figure 00000020
, K в is the coefficient of the shape of the tip of the abrasive grain, K δ is a parameter depending on the volumetric structure of a standard abrasive tool and the conditions for editing its working surface, d a is the characteristic size of the abrasive grain of the tool, V K is the speed of abrasive cutting, V D is the speed of the product , V CR - longitudinal speed of the product, d, D - diameters of the workpiece and grinding wheel, ζ - shrinkage of the chips, η - angle of sliding friction, γ - rake angle of a single cutter, [P Z1 ] - holding force of cutting grains by a bunch of abrasive tools but. Then the product is informed of the rotation and displacement in the axial direction and is treated with a rotating abrasive tool with a cutting depth not exceeding the found value of t.

Эффективность осуществления шлифования по предлагаемому способу заключается в сохранении высокой стойкости абразивного инструмента при обеспечении требуемых показателей качества обработки.The effectiveness of grinding according to the proposed method is to maintain high durability of the abrasive tool while ensuring the required processing quality indicators.

Эксплуатационные испытания предложенного способа шлифования проведены на бесцентровом шлифовальном станке 3М184И с шлифовальным кругом 1 500×150×305 54CP40N7V35A. Обработке подвергались круглые изделия в виде втулок подшипников погружного нефтяного оборудования из материала «Релит» диаметром 30 мм и толщиной стенки 8 мм ⌀30с8( 0,143 0,110

Figure 00000021
),
Figure 00000022
0,04, Ra 0,80), на режимах: скорость абразивного резания - 35 м/с, скорость вращения изделия - 1,56 м/с, продольной скорость изделия - 0,054 м/с. Расчетное значение предельно допустимой глубины шлифования для указанных условий шлифования составило 3·10-5 м. Обработку изделия согласно предлагаемому способу проводили при глубине шлифования t=1·10-5 м, не превышающей допустимую величину, и при глубине шлифования, превышающей расчетную - t=8·10-5 м (базовый вариант).Operational tests of the proposed grinding method were carried out on a centerless grinding machine 3M184I with a grinding wheel 1,500 × 150 × 305 54CP40N7V35A. Round products in the form of bushings for bearings of submersible oil equipment made of Relit material with a diameter of 30 mm and a wall thickness of 8 mm ⌀30 s8 ( - 0.143 - 0,110
Figure 00000021
),
Figure 00000022
0.04, Ra 0.80), in the modes: abrasive cutting speed - 35 m / s, product rotation speed - 1.56 m / s, longitudinal product speed - 0.054 m / s. The calculated value of the maximum permissible grinding depth for the indicated grinding conditions was 3 · 10 -5 m. The product was processed according to the proposed method with a grinding depth t = 1 · 10 -5 m not exceeding the permissible value, and with a grinding depth exceeding the calculated one - t = 8 · 10 -5 m (basic version).

Результаты испытаний показали, что при шлифовании по предложенному способу с глубиной t=1·10-5 м, не превышающей расчетную величину, стойкость шлифовального круга между правками возросла в 3…3,2 раза по сравнению с базовым вариантом, стабильно во времени обеспечиваются 7 квалитет точности выполняемых размеров и шероховатость шлифуемых поверхностей не грубее Ra 0,5.The test results showed that when grinding according to the proposed method with a depth of t = 1 · 10 -5 m, not exceeding the calculated value, the resistance of the grinding wheel between dressings increased by 3 ... 3.2 times compared with the base case, 7 are stably provided over time the quality accuracy of the dimensions to be performed and the roughness of the surfaces to be grinded are not coarser than Ra 0.5.

При обработке же изделий с глубиной шлифования t=8·10-5 м, превышающей расчетную, после 20 минут шлифования абразивный круг, за счет интенсивного износа, не обеспечивает требуемую точность и шероховатость обрабатываемого изделия. Приходится постоянно корректировать глубину врезания шлифовального круга для получения необходимого размера, а шероховатость шлифуемых поверхностей достигает значения до Ra 2,5.When processing products with a grinding depth of t = 8 · 10 -5 m that exceeds the calculated one, after 20 minutes of grinding the abrasive wheel, due to intensive wear, does not provide the required accuracy and roughness of the processed product. It is necessary to constantly adjust the depth of cut of the grinding wheel to obtain the required size, and the roughness of the surfaces to be grinded reaches a value of up to Ra 2.5.

Таким образом, предложенный способ шлифования обеспечивает существенное повышение стойкости абразивного инструмента при стабильном обеспечении требуемых показателей качества обрабатываемой поверхности.Thus, the proposed method of grinding provides a significant increase in the durability of the abrasive tool with stable provision of the required quality indicators of the processed surface.

Claims (1)

Способ бесцентрового шлифования изделий из высокотвердого двухкомпонентного порошкового материала, включающий сообщение изделию вращения и перемещения в осевом направлении и обработку вращающимся абразивным инструментом при выбранных параметрах режима шлифования, отличающийся тем, что предварительно для абразивного инструмента определяют силу, приходящуюся на одно абразивное зерно, устанавливают силу удержания режущих зерен связкой абразивного инструмента исходя из условия, что сила резания, приходящаяся на одно абразивное зерно, не превышает силу удержания режущего зерна связкой инструмента, определяют максимально допустимую глубину шлифования t и проводят обработку изделия напроход на глубину, не превышающую величину, определяемую по формуле:
Figure 00000023
,
где r - средний статистический радиус зерен высокотвердого порошкового материала;
В=[НV1·R-А/[РZ1])/(2·(НV1V2));
НV1, НV2 - микротвердость составляющих двухкомпонентного порошкового материала;
R - среднее статистическое расстояние между центрами зерен высокотвердого порошкового материала;
Figure 00000024

Figure 00000025
;
Kв - коэффициент формы вершины абразивного зерна;
Kδ - параметр, зависящий от объемного строения стандартного абразивного инструмента и условий правки его рабочей поверхности;
da - характерный размер абразивного зерна инструмента;
VK - скорость абразивного резания;
VD - скорость изделия;
Vnp - продольная скорость изделия;
d, D - диаметры соответственно обрабатываемого изделия и абразивного инструмента;
ζ - усадка стружки;
η - угол трения скольжения;
γ - передний угол единичного зерна;
[PZ1] - сила удержания режущих зерен связкой абразивного инструмента.
A method for centerless grinding of products from a high-hard two-component powder material, comprising communicating the product with rotation and displacement in the axial direction and processing with a rotating abrasive tool with the selected grinding mode parameters, characterized in that the force per one abrasive grain is first determined for the abrasive tool, and the holding force is established cutting grains of a bunch of abrasive tools based on the condition that the cutting force per one abrasive grain Does not exceed the holding force of the cutting instrument ligament grain, determine the maximum depth t and grinding processing is carried out on the products naprohod depth not exceeding a value determined by the formula:
Figure 00000023
,
where r is the average statistical radius of the grains of high hardness powder material;
B = [H V1 · R-A / [P Z1 ]) / (2 · (H V1 -H V2 ));
Н V1 , Н V2 - microhardness of the components of a two-component powder material;
R is the average statistical distance between the centers of the grains of highly hard powder material;
Figure 00000024

Figure 00000025
;
K in the - shape factor top abrasive grain;
K δ is a parameter depending on the volumetric structure of a standard abrasive tool and the conditions for editing its working surface;
d a is the characteristic size of the abrasive grain of the tool;
V K is the speed of abrasive cutting;
V D is the speed of the product;
V np is the longitudinal velocity of the product;
d, D are the diameters of the workpiece and abrasive tool, respectively;
ζ - shrinkage of the chips;
η is the angle of sliding friction;
γ is the rake angle of a single grain;
[P Z1 ] - the holding force of the cutting grains of a bunch of abrasive tools.
RU2012144480/02A 2012-10-18 2012-10-18 Centreless grinding method for very hard powdered material RU2519173C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012144480/02A RU2519173C1 (en) 2012-10-18 2012-10-18 Centreless grinding method for very hard powdered material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012144480/02A RU2519173C1 (en) 2012-10-18 2012-10-18 Centreless grinding method for very hard powdered material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012144480A RU2012144480A (en) 2014-04-27
RU2519173C1 true RU2519173C1 (en) 2014-06-10

Family

ID=50515178

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012144480/02A RU2519173C1 (en) 2012-10-18 2012-10-18 Centreless grinding method for very hard powdered material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2519173C1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1301670A1 (en) * 1985-03-27 1987-04-07 Московский институт электронной техники Method for determining cutting ability of grinding wheel
RU2351453C2 (en) * 2004-08-24 2009-04-10 Сэнт-Гобэн Эбрейзивз, Инк. Centreless grinding method and grinding tool used

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1301670A1 (en) * 1985-03-27 1987-04-07 Московский институт электронной техники Method for determining cutting ability of grinding wheel
RU2351453C2 (en) * 2004-08-24 2009-04-10 Сэнт-Гобэн Эбрейзивз, Инк. Centreless grinding method and grinding tool used

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Рыжов Э.В. и др. Оптимизация технологических процессов механической обработки, Киев, Наукова думка, 1989, с.35-40. Слонимский В.И. Теория и практика бесцентрового шлифования, М-Л, 1952, с.147-153. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012144480A (en) 2014-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Daneshi et al. Effect of dressing on internal cylindrical grinding
CN104411430B (en) Cutting element
Karpuschewski et al. Magneto-abrasive machining for the mechanical preparation of high-speed steel twist drills
Kumar et al. Optimization of cylindrical grinding process parameters on C40E steel using Taguchi technique
Aurich et al. Influence of the machining conditions when preparing cutting edges with elastic bonded grinding wheels
Marschalkowski et al. On the characteristics of high-performance internal peel grinding using electroplated CBN wheels
Starkov et al. Comparative analysis of performance of cubic boron nitride and microcrystalline alumina tools in profile grinding of form cutters
RU2519173C1 (en) Centreless grinding method for very hard powdered material
Novák et al. Influence of grinding wheel dressing on the roughness of final surface and cutting force during GGG60 grinding
Padda et al. Effect of Varying Surface Grinding Parameters on the Surface Roughness of Stainless Steel [J]
Kundrak et al. COMPARATIVE STUDY OF MATERIAL REMOVAL IN HARD MACHINING OF BORE HOLES.
Biermann et al. A study of grinding silicon nitride and cemented carbide materials with diamond grinding wheels
Dubovska et al. Qualitative aspects of machined surfaces of high strength steels
Effgen et al. A new method for the preparation of cutting edges via grinding
Nadolny et al. Single-pass grinding--an effective manufacturing method for finishing
Patel et al. Magnetic abrasive finishing of AISI52100
Gupta et al. Effects of process parameters on the surface finish of flat surfaces in magnetic assist abrasive finishing process
Yan et al. Study on material removal mechanism of fine-crystalline ZrO2 ceramics under two dimensional ultrasonic grinding
CN108067949A (en) A kind of screw-on cutter radial accuracy grinding method
Candioto et al. Metal finishing using manual grinding with lamellar sanding wheels as grinding tools
Kumar et al. Experimental analysis and optimization of cylindrical grinding process parameters on surface roughness of En15AM steel
JP2016130581A (en) Slide component and its manufacturing method
JP6165388B1 (en) Abrasive tools
Líska et al. Investigation of microgeometry on diamond burnished surfaces
Shamray et al. Performance of micro-grinding pins with different bonding while micro-grinding Si3N4