Kuidas parandada pinna karedust

Kuidas parandada pinna karedust pinna lihvimisel parameetrite reguleerimise abil

Kaasaegse mehaanilise tootmise valdkonnas on pinnalihvimine ülitäpne{0}}töötlusprotsess, mida kasutatakse laialdaselt erinevate komponentide, nagu tööpinkide juhikute, vormiõõnsuste ja tihenduspindade viimistlemiseks. Pinna karedus, mis on komponendi mikroskoopilise pinna topograafia põhinäitaja, mõjutab otseselt jõudlusnäitajaid-, sealhulgas kulumiskindlust, väsimustugevust, korrosioonikindlust, tihenduse terviklikkust ja esteetilist kvaliteeti. Madalama pinnakareduse saavutamine mitte ainult ei pikenda komponentide kasutusiga ja suurendab toote töökindlust, vaid vastab ka spetsialiseeritud tööstusharude rangetele pinnakvaliteedi nõuetele. Kuid tegelikus tootmises on soovitud pinnakareduse saavutamine paljude tegurite mõju tõttu keeruline. Selles artiklis uuritakse, kuidas töötlusparameetreid optimeerides tõhusalt vähendada pinna karedust ja parandada toote kvaliteeti pinna lihvimisprotsessi ajal.

(I) Lihvketta omadused

Abrasiivi tüüp: erinevat tüüpi abrasiividel on erinev kõvadus, sitkus ja iseterituvus{0}}. Tavalisteks näideteks on pruun sulatatud alumiiniumoksiid (A), valge sulatatud alumiiniumoksiid (WA), kroom-legeeritud sulatatud alumiiniumoksiid (PA) ja roheline ränikarbiid (GC). Pruun sulatatud alumiiniumoksiid sobib üldiste teraste lihvimiseks ning pakub head jõudluse ja kulude tasakaalu; valge sulatatud alumiiniumoksiid on kõrgema puhtusastmega ja sobib ideaalselt kõvemate materjalide (nt karastatud terase) lihvimiseks, mis annab suurepärase pinnakvaliteedi; kroom-legeeritud sulatatud alumiiniumoksiid ühendab sitkuse kulumiskindlusega ning seda kasutatakse sageli selliste materjalide jaoks nagu kiirteras{5}}; rohelised ränikarbiidist abrasiivid on teravad ja vastupidavad koormusele (ummistumisele), vähendades tõhusalt pinna karedust, kuigi need on kallimad.

Tera suurus: Tera suurus määrab lihvketta pinna teravuse ja laastude vaba ruumi. Üldjuhul tähendab peenem tera suurus väiksemaid abrasiivseid osakesi ratta pinnal, mille tulemuseks on maapinna karedus maapinnal. Liiga peened tera suurused võivad aga muuta ratta koormuse suhtes kalduvaks, mis võib tegelikult pinna karedust halvendada. Näiteks jämedateralised-kettad (nt F46) sobivad jämedaks lihvimiseks, et eemaldada suures koguses materjali, samas kui viimistlemiseks on vaja peeneteralisi-rattaid (nt F{10}} F20).

Sideme tüüp: Levinud sidemetüübid hõlmavad klaasistatud (keraamilisi) sidemeid (V), resinoidsidemeid (B) ja kummisidemeid (R). Klaasitud sidemega lihvkettad pakuvad head keemilist stabiilsust ja kõrget kuumakindlust, mistõttu sobivad need laia valiku lihvimisrakenduste jaoks. Resinoidse sidemega ratastel on teatud elastsus, mis pehmendab lihvimisjõude ja vähendab vibratsiooni, aidates saavutada väiksemat pinnakaredust; neid kasutatakse eriti laialdaselt täppislihvimisel. Kummist liimitud rattad on suure poorsusega ja suurepärase laastuvabaduse tõttu sobivad sellisteks toiminguteks nagu -ära lõikamine ja pilude lõikamine.

Kõvaduse valik: Lihvketta kõvadus viitab ketta vastupidavusele abrasiivsete terade eemaldumisele. Kui kõvadus on liiga kõrge, ei eraldu terad kergesti, mistõttu ratas tuhmub kiiresti ja pinna karedus suureneb. Vastupidiselt, kui kõvadus on liiga madal, eralduvad terad enneaegselt, mis põhjustab rataste kiiret kulumist ja kahjustab tooriku pinna täpsust. Kõvaduse valikul tuleb arvestada nii lihvitava materjali kõvadust kui ka lihvimisviisi. Näiteks tuleks kõvade materjalide lihvimisel kasutada pehmemat ketast, et hõlbustada abrasiivsete terade õigeaegset uuendamist, samas kui pehmete materjalide lihvimiseks võib sobida kõvem ketas.

(II) Lihvimisparameetrid

Lihvimiskiirus: Lihvimiskiirus viitab lihvketta lineaarsele kiirusele. Teatud vahemikus suurendab jahvatuskiiruse suurendamine jahvatusprotsessis osalevate abrasiivsete terade arvu ajaühikus ja vähendab üksikute terade lõikepaksust, vähendades seeläbi pinna karedust. Kui aga kiirus ületab kriitilist läve, võib tsentrifugaaljõud põhjustada ratta perifeeria abrasiivsete terade lendu ja tekitada vibratsiooni, mis tegelikult suurendab pinna karedust. Lisaks põhjustavad liiga suured lihvimiskiirused lihvimistemperatuuri järsu tõusu, mõjutades ebasoodsalt nii töödeldava detaili pinna kvaliteeti kui ka lihvketta kasutusiga. X
Ettenihe: Ettenihe hõlmab nii piki- kui ka põikisuunalisi ettenihkekiirusi. Liigne pikisuunaline ettenihke kiirus suurendab üksikute abrasiiviterade lõikekoormust, süvendab lihvimisjälgi ja suurendab pinna karedust. Liigne põikisuunaline etteanne põhjustab lihvketta ja töödeldava detaili vahel muljumishõõrdumist, mis põhjustab põletusjälgi ja kriimustusi. Seetõttu tuleks pinnakvaliteedi parandamiseks tootmistõhusust säilitades minimeerida etteandekiirust.

Lihvimissügavus: Lihvimissügavus viitab iga lihvimiskäigu ajal eemaldatud materjali paksusele. Liigne lihvimissügavus suurendab lihvimisjõude ja -temperatuure, mis võib kergesti põhjustada ratta koormuse ja tooriku deformatsiooni, mõjutades seeläbi pinna karedust. Üldjuhul peaks lihvimissügavus viimistluslihvimisel jääma väikesesse vahemikku, et tagada pinna kvaliteet.

(III) Töötlemissüsteemi jäikus

Tööpingi jäikus: pinnalihvija jäikus mõjutab oluliselt töötlemise täpsust ja pinna kvaliteeti. Kui masina jäikus on ebapiisav, põhjustavad lihvimisjõud masinaosade elastset deformatsiooni, muutes lihvketta ja tooriku suhtelist asendit ning mõjutades pinna karedust. Näiteks mõjutab masina üldist jäikust -peamiste komponentide konstruktsioon ja materjalivalik, nagu masina alus, töölaud ja spindlipea{3}.

Kinnitusseadme jäikus: Kinnitusi kasutatakse tooriku kinnitamiseks ja nende jäikus mõjutab otseselt tooriku stabiilsust lihvimise ajal. Armatuuri ebapiisav jäikus võib põhjustada töödeldava detaili nihkumist või vibratsiooni lihvimisjõudude mõjul, mille tulemuseks on pinna ebaühtlane karedus. Seetõttu veenduge kinnitusdetaili valimisel, et see pakub piisavat jäikust ja positsioneerimistäpsust.

Töödeldava detaili kinnitusmeetod: õige kinnitusmeetod võib suurendada töötlemissüsteemi jäikust. Sellised meetodid nagu mitmepunktiline tugi ja kinnitusjõudude ühtlane jaotus aitavad minimeerida töödeldava detaili deformatsiooni lihvimise ajal, aidates sellega kaasa pinna kareduse vähenemisele. (IV) Jahutus- ja määrimistingimused

Jahutusvedeliku tüüp: tavaliselt kasutatavad jahutusvedelikud hõlmavad emulsioone, sünteetilisi vedelikke ja ioniseeritud vett. Emulsioonid pakuvad häid jahutus-, määrimis- ja puhastusomadusi; need alandavad tõhusalt lihvimistemperatuure, vähendavad lihvketta koormust ja parandavad pinna kvaliteeti. Sünteetilised vedelikud tagavad suurepärase roostetõrje ja keskkonnasõbralikkuse, muutes need sobivaks kasutamiseks rangete veekvaliteedi nõuetega. Ioniseeritud vesi pakub suurepäraseid jahutusomadusi, kuid on seadmeid väga söövitav, mistõttu on kasutamise ajal vaja kaitsemeetmeid.

Jahutusvedeliku voolukiirus ja rõhk: piisav vool ja sobiv rõhk tagavad jahvatamisel tekkiva kuumuse ja laastude õigeaegse eemaldamise, säilitavad lihvketta teravuse ja vähendavad pinna karedust. Ebapiisav vool või rõhk takistab jahutusvedelikul oma jahutus- ja määrimisfunktsioone tõhusalt täitmast, mis põhjustab kõrgemat lihvimistemperatuuri ja halveneb pinna kvaliteet.

(I) Lihvketta valik ja töötlemine

Õige lihvketta valik: valige sobiv lihvketas, võttes põhjalikult arvesse selliseid tegureid nagu töödeldava detaili materjali tüüp ja kõvadus, töötlemisnõuded ja olemasolevad tööpinkide võimalused. Peamised tegurid hõlmavad abrasiivset tüüpi, liiva suurust, sideme tüüpi ja ratta kõvadust. Näiteks kõrge kõvadusega legeerterasest detailide-lihvimisel- võib valida valgest sulatatud alumiiniumoksiidist, peene sõmerusega (F12–F16), klaasistatud sidemega ja keskmise kõvadusega (H–L) ketta.

Riietage lihvketas regulaarselt: kasutamise ajal kuluvad lihvketta abrasiivsed terad järk-järgult ja muutuvad tuhmiks ning pind muutub ebaühtlaseks, mis põhjustab pinna kareduse suurenemist. Seetõttu vajab lihvketas selle teravuse ja tasasuse taastamiseks perioodilist riietamist. Peamised töötlemismeetodid hõlmavad treimist, valtsimist ja lihvimist. Nende hulgas hõlmab treimismeetod teemantlõikuri kasutamist piki lihvketta telge lõikamiseks, mis annab madala pinnakareduse; rullimismeetodil kasutatakse ratta pinna kokkusurumiseks ja viimistlemiseks pöörlevat rullikut, mis muudab selle sobivaks suurel-pinnal; ja lihvimismeetodis kasutatakse tööketta lihvimiseks spetsiaalset lehtketast, mis saavutab suure täpsuse.

(II) Optimeerige jahvatusparameetreid

Suurendage lihvimiskiirust: suurendage sobivalt lihvimiskiirust tööpingi poolt lubatud piirides. Üldiselt kasutatakse järkjärgulist kiiruse suurendamise lähenemisviisi: alustage jämeda lihvimise korral väiksema kiirusega, et eemaldada suurem osa jahvatusest, seejärel suurendage järk-järgult kiirust pool{1}}viimistlemisel ja viimistlemisel. Näiteks teras-kiirete tööriistade lõikeservade lihvimisel pindlihvimismasinal määrati algseks töötlemata lihvimiskiiruseks 30 m/s, pool-lihvimisel suurendati kiirust 45 m/s ja viimistletud lihvimisel 60 m/s; see vähendas lõpuks pinna karedust (Ra) algselt 3,2 μm-lt 0,8 μm-ni.

Ettenihke vähendamine: vähendage mõistlikult piki- ja põikisuunalist ettenihkekiirust töödeldava detaili materjali ja töötlusvaru alusel. Viimistletud lihvimisetapis saab etteandekiirust hoida väga madalana või kasutada pinnaviimistluse edasiseks täiustamiseks mitut sädeme{1}}lihvimist (lihvimine ilma täiendava etteandeta). Näiteks alumiiniumisulamist plaadi lihvimisel oli pikisuunaline etteandekiirus jämeda lihvimise ajal 0,05 mm/pööre ja viimistletud lihvimisel vähendati 0,02 mm/pööretele, millele järgnes kaks sädeme{5}}väljalaskmist; see alandas pinna karedust (Ra) 1,6 μm-lt 0,4 μm-ni.

Kontrolli lihvimissügavust: lihvimissügavus viimistluslihvimisel ei tohiks olla ülemäärane; see on tavaliselt seatud vahemikku 0,01 kuni ... ...0,03 mm. Suure töötlemisvaruga toorikute puhul saab esmalt teostada jämedat lihvimist,-jättes kindla varu lõplikuks lihvimiseks-, millele järgneb lihvimisprotsess. See lähenemine aitab vältida liigsest lihvimissügavusest põhjustatud pinnakvaliteedi probleeme.

(III) Töötlemissüsteemi jäikuse suurendamine

Hooldage tööpinkide seadmeid: kontrollige ja hooldage regulaarselt pinnalihvijat; tuvastage ja parandage kiiresti probleemid, nagu komponentide kulumine või lõtvus, et tagada masina hea jäikus. Näited hõlmavad voodijuhikute sirguse ja paralleelsuse kontrollimist, töölaua ja spindli peatoe vahede reguleerimist ning tugevalt kulunud kuulkruvide väljavahetamist.

Armatuuri kujunduse parandamine: projekteerige ja valmistage spetsiaalseid kinnitusvahendeid, mis on piisavalt jäigad, et tagada töödeldava detaili stabiilsus lihvimise ajal. Olenevalt tooriku kujust ja suurusest saab kinnituse ja tooriku vahelise kontaktpinna suurendamiseks kasutada integraalseid või modulaarseid kinnitusvahendeid, jaotades sellega kinnitusjõude. Näiteks väikeste võllikomponentide partii jahvatamisel kavandati spetsiaalne kinnitus V-plokkide ja kinnitusplaatidega; see suurendas tõhusalt kinnituste jäikust ja vähendas keskmist pinnakaredust (Ra) 0,5 μm võrra.

Kinnitusstrateegiate optimeerimine: kasutage sobivaid kinnitusjärjestusi ja meetodeid, et vältida ebaõigest kinnitusest põhjustatud tooriku deformatsiooni. Suurte õhukeseseinaliste toorikute puhul võib jäikuse suurendamiseks kasutada täiteaineid või abitugesid. Näiteks suure alumiiniumisulamist korpuse põhjapinna lihvimisel sisestati korpuse sisse ajutised tugiplokid, et vältida deformatsiooni protsessi käigus, tagades sellega põhjapinna tasasuse ja pinnakareduse.

(IV) Jahutus- ja määrimistingimuste parandamine

Sobiva jahutusvedeliku valimine: valige sobiv jahutusvedelik jahvatava materjali ja konkreetsete töötlemisnõuete alusel. Standardsete süsinikterasest osade puhul on emulsioon-põhised jahutusvedelikud nii kulu-tasuvad kui ka väga tõhusad; Raskesti-töötletavate-materjalide (nt roostevaba teras) jaoks saab jahutus- ja määrimisomaduste parandamiseks valida sünteetilisi vedelikke, mis sisaldavad äärmusliku-rõhu (EP) lisandeid.

Jahutusvedeliku voolukiiruse ja rõhu reguleerimine: reguleerige jahutusvedeliku voolukiirust ja rõhku tegelike jahvatustingimuste alusel. Üldiselt annavad suuremad voolukiirused ja rõhud parema jahutus- ja määrimisefekti; siiski tuleb hoolitseda selle eest, et jahutusvedelik ei pritsiks operaatorile. Jahutusvedeliku täpseks jahvatusala poole suunamiseks saab paigaldada düüsid ja deflektorid. Näiteks jahutusvedeliku voolukiiruse suurendamine 8 l/min-lt 12 l/min ja rõhu suurendamine 0,5 MPa-lt 0,8 MPa-le titaanisulamist detaili lihvimisel alandas tõhusalt lihvimistemperatuuri, mille tulemusel vähenes pinna karedus (Ra) 2,5 µm-lt 1,2 µm-ni.

Töötlemistehas tellis mootori silindripeade tootmise, nõudes, et vastaspinnad oleksid kõrge tasapinnaga ja madala pinnakaredusega (Ra vähem kui 0,8 μm või sellega võrdne). Tehas kasutas protsessi jaoks pinnalihvijat M7130. Esialgne proovilihvimine standardsete parameetritega ei vastanud pinna kareduse nõuetele ja tulemuseks olid nähtavad pragunemisjäljed. Pärast analüüsi ja kohandamist rakendati järgmised meetmed

Lihvketta vahetamine: algne ratas, -valmistatud pruunist sulatatud alumiiniumoksiidist F46 teraga, klaasistatud sidemega ja K-klassi kõvadusega-, asendati kettaga, mis oli valmistatud valgest sulatatud alumiiniumoksiidist F20 teraga, vaigu sidemega ja J{5}-klassi kõvadusega. Uuel rattal on peenemad abrasiivsed terad ja teatud elastsusega side, mis aitab vähendada pinna karedust.

Lihvimisparameetrite reguleerimine: lihvimiskiirust suurendati 25 m/s-lt 35 m/s-le, pikisuunalist etteandekiirust vähendati 0,08 mm/pööretest 0,03 mm/pöördeni ja lihvimissügavust reguleeriti 0,02 mm täpsusega. Lihvimiskiiruse suurendamine ja etteandekiiruse vähendamine vähendas üksikute abrasiiviterade lõikekoormust, mille tulemuseks on sileda pinnaviimistlus.

Suurenenud töötlemissüsteemi jäikus: tööpink läbis põhjaliku kontrolli ja hoolduse; reguleeriti töölaua ja spindlipea vahesid ning vahetati välja kulunud kuulkruvid. Lisaks töötati tooriku kinnitusjäikuse suurendamiseks välja spetsiaalne kinnitus.

Optimeeritud jahutus- ja määrimistingimused: standardne emulsioon asendati sünteetilise vedelikuga, mis sisaldas äärmusliku-rõhuga lisandeid; jahutusvedeliku voolukiirust suurendati 10 L/min-lt 15 L/min-le ja rõhku tõsteti 0,4 MPa-lt 0,6 MPa-le.