Контроль качества и способы крепления шлифовальных инструментов

Для контроля зернового состава шлифовальных материалов отечественного производства применяют в зависимости от зернистости различные методы.

1. Ситовой - для шлифзерна и шлифпорошков зернистостями 200-6 включительно. Анализ производят на ситах с контрольными сетками по ГОСТ 3584-73 механическим рассевом пробы на сотрясательной машине с частотой вращения 280 ±10 об/мин перпендикулярно оси вала в горизонтальной плоскости и числом ударов в минуту 140 ±10 на центр крышки.

2. Микроскопический - для микрошлифпорошков зернистостями М40-М5 с помощью микроскопов типов "Полам", "Биолам" и др.

3. Комбинированный (ситовой плюс микроскопический) - для шлифпорошков зернистостями 5 и 4, микрошлифпорошков зернистостями М63 и М50.

4. Электронно-микроскопический для особо тонких микро шлифпорошков зернистостями М3-M1.

Проверку состояния контрольных сеток при ситовом методе контроля производят по ГОСТ 3584-73.

Зерновой состав шлифзерна и шлифпорошков, отвечающих стандарту FEPA и идущих на изготовление шлифовальных кругов, определяют на ситах с контрольными сетками по АСТМ Е-11-70 на сотрясательной машине с частотой вращения 290 об/мин и числом ударов в минуту 156. Зерновой состав материалов, идущих на изготовление шлифовальной шкурки, контролируют аналогичным способом на комплекте сит, установленных на сотрясательной машине. Учитывая, что размеры ячеек сит обычно имеют отклонения при их производстве, для проверки новых сит и последующих проверок их по мере износа применяют эталонное зерно. Зерновой состав эталонного зерна отличается от норм стандартов FEPA тем, что допуски на суммарное содержание предельной и крупной фракций в два раза ниже и изменяются от ±2 до ±4%, а допуски на суммарное содержание предельной, крупной и основной фракций находятся соответственно в пределах от ±3 до ±6%.

Микрошлифпорошки ряда "F" для изготовления шлифовальных кругов согласно стандарту FEPA контролируют фотоседиментационным методом на различных приборах. Интенсивность света измеряют с помощью фотоэлемента. Ряд приборов имеет регистрирующие потенциометры, а в некоторых оператор фиксирует значения через определенные интервалы. Для калибрования различных видов седиментационных приборов используют эталонные образцы.

Микрошлифпорошки ряда "Р" для производства шлифовальной шкурки контролируют с помощью седиментационной трубки. Метод применяют для контроля микрошлифпорошков из электрокорунда и карбида кремния. Калибрование и настройку прибора ведут по эталонным образцам.

Химический состав шлифовальных материалов контролируют спектральным (ОСТ2 МТ71-4-84) или химическим (ОСТ2 МТ71-6-85, ОСТ2 МТ71-7-83) методами. Структуру зерна определяют на рентгеновских установках и с помощью анализа шлифов в отраженном свете, микротвердость - на приборе ПМТ-3, абразивную способность - на приборе типа "Шлиф" конструкции ВолжскВНИИАШ по ТУ2.036.022 4355-012-83. Механическую прочность зерен контролируют по методике, предусматривающей раздавливание единичных абразивных зерен, а также объемное сжатие навески зерен при давлении 1,55 ГПа.

Прибор типа "Шлиф" предназначен для определения абразивной, режущей и полирующей способности шлифовальных материалов. Контроль качества шлифовальных и микрошлифовальных порошков осуществляется методом истирания их между торцами двух плоских цилиндрических образцов, совершающих планетарное движение относительно друг друга. Частицы абразивного материала в пульпе определенной концентрации истираются между дисками за 400 оборотов при частоте вращения водила 59 об/мин. Необходимое число оборотов водила задается с помощью встроенного микрокалькулятора. Прибор отличается необходимой точностью контроля, наличием электронно-управляющего устройства. Обслуживает прибор один оператор.

Разрушаемость зерен оценивают с помощью специального прибора типа ПХЗ путем воздействия на навеску зерна определенной зернистости стальных шариков определенного размера. Плотность материала устанавливают пикнометрическим и другими методами.

Прибор типа ПХЗ отличается необходимой точностью контроля, наличием электронно-управляющего устройства, простотой обслуживания, работает в полуавтоматическом режиме. Контроль качества шлифовального зерна производится методом измельчения его основной фракции в шаровой мельнице.

Насыпную плотность шлифзерна и шлифпорошков определяют на приборе конструкции ВНИИАШа при допускаемой абсолютной погрешности +0,05 г/см³. Для установления насыпной плотности микрошлифпорошков применяют прибор с точностью определения 0,02 г/см³ (для микрошлифпорошков М20-М7). Насыпную плотность шлиф- и микрошлифпорошков Эльбора и алмаза опредеделяют на приборе ПНЭА с мерным сосудом вместимостью 1 см³. Как показал опыт, насыпная плотность косвенно характеризует форму и прочность зерен и может быть применена для оценки механической прочности, методы определения которой трудоемки.

ВНИИАШем разработан электромагнитный метод контроля параметров шлифовальных материалов. Метод реализуется с помощью приборов, обладающих точностью, разрешающей способностью, быстродействием и надежностью, что позволяет использовать их при промышленном контроле всех видов шлифовальных материалов.

Установка и крепление круга на шпинделе станка должны обеспечить надежность и безопасности в работе, жесткость и отсутствие вибраций системы СПИД. В практике встречаются разнообразные виды крепления кругов - как механические, так и с помощью склеивания. Раз меры посадочных мест кругов и сегментов регламентированы по ГОСТу 2270-54 и ГОСТу 3881-53.

Отверстие в круге предназначено для центрирования, а не для закрепления, поэтому между ним и шпинделем дол жен быть зазор в пределах 0,1-0,8 мм в зависимости от размера отверстия. Зазор предохраняет круг от разрыва при чрезмерном нагреве шпинделя. При большом зазоре перед посадкой круга шпиндель обертывается бумагой или тонкой резиной для предохранения внутренней поверхности от повреждения. Отверстие круга заливается свинцом или другим мягким металлом, а затем растачивается на требуемый диаметр.

Рис. 1. Крепление шлифовального круга между фланцами

Одним из распространенных способов является крепление на конце шпинделя между фланцами при помощи гайки (рис. 1). Диаметр фланцев должен, как правило, быть не менее 0,5 и в крайнем случае не менее 1/3 его диаметра. Для уменьшения поверхности соприкосновения и лучшего прилегания внутренние торцы фланцев снабжаются кольцевыми выступами шириной около 0,06 диаметра круга. Диаметры обоих фланцев должны быть одинаковыми и не иметь биения при вращении круга. Между каждым фланцем и кругом небольшого размера должна быть помещена прокладка из картона толщиной 1 -2 мм. Для больших кругов (свыше 250 мм) прокладка берется из прорезиненного материала. Диаметр прокладок делается несколько больше диаметра фланцев.

Рис. 2. Варианты крепления шлифовальных кругов

Во избежание самоотвинчивания гайки при вращении внутреннего фланца вместе с кругом, необходимо предусмотреть заклинивание этого фланца на шпинделе. Резьба на шпинделе для гайки и контргайки делается обратной (обычно левой) вращению круга для избегания отвинчивания во время работы. Затяжка гайки и контргайки не должна быть чрезмерной, чтобы не вызывать излишних напряжений в круге. Головки закрепляются на шпильке при помощи склеивания (рис. 2, а). Для лучшего крепления конец шпильки снабжается насечкой или накаткой. Крепление кругов малых диаметров осуществляется при помощи затяжного винта (рис. 2, б), на который посажен круг, упирающийся в торец шпинделя. Прокладки ставятся между торцами головки винта и шпинделя.

На рис. 2, в показана посадка кругов на концах шпинделей с креплением при помощи винта.

Рис. 3. Варианты крепления шлифовальных кругов при помощи переводных фланцев

Для кругов с большим отверстием применяются различные виды крепления при помощи переводных фланцев. Стандартные конструкции их представлены на рис. 3 с размерами, установленными по ГОСТу 2270-54. Круги могут быть посажены также и при помощи склеивания в планшайбе. В качестве склеивающего вещества применяется жидкое стекло, сера, бакелитовый лак, целлулоид и т. п.

Список литературы:

1. Палей М.М. Технология производства металлорежущих инструментов: Учеб. пособие для студентов втузов, обучающихся по специальности “Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты”. – 2-е изд., перераб. и доп. – М: Машиностроение, 1982.

2. Палей М.М., Дибнер Л.Г., Флид М.Д. Технология шлифования и заточки режущего инструмента. – М: Машиностроение, 1988.

3. Металлорежущие инструменты: Учебник для вузов по специальностям “Технология машиностроения”, “Металлорежущие станки и инструменты” / Г.Н.Сахаров, О.Б.Арбузов, Ю.Л.Боровой и др. – М: Машиностроение, 1989.

4. Справочник инструментальщика / И.А.Ординарцев, Г.В.Филиппов, А.Н.Шевченко и др.; под общ. ред. И.А.Ординарцева. – Л: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1987.

5. Обработка металлов резанием: Справочник технолога / А.А.Панов, В.В.Аникин, Н.Г.Бойм и др.; Под общ. ред. А.А.Панова. – М: Машиностроение,1988.

6. Металлорежущие инструменты / Г.Н. Сахаров, О.Б. Арбузов и др. М.: Машиностроение, 1989.– 328с.

7. Кожевников Д.В., Гречишников В.А., Кирсанов С.В. Режущий инструмент./Под ред. С.В. Кирсанова.– М.: Машиностроение,2007. – 528с.

8. Справочник конструктора-инструментальщика./ Под. ред. В.А. Гречишникова и С.В. Кирсанова.– М.: Машиностроение.2006.–542 с.

9. Балабанов А.Н. Краткий справочник технолога-машиностроителя.– М.: Изд-во стандартов, 1992. –464 с