Исследование эффективности процесса глубинного шлифования в условиях поверхностно-упрочняющей обработки деталей

Шлифование является наиболее распространенным процессом окончательной механической обработки деталей, работающих в тяжелонагруженных условиях. Поэтому, качество поверхностного слоя деталей, достигнутое при шлифовании, определяет уровень их эксплуатационных свойств. При шлифовании процессы трения в зоне контакта круга с заготовкой интенсифицированы, что объясняется рядом причин. Во-первых, режущим элементом является абразивное зерно, имеющее неправильную форму. Во-вторых, инструмент состоит из множества хаотично закрепленных в связке зерен, часть которых лишь касается обрабатываемой поверхности, не снимая стружки или не вдавливаясь в металл. В-третьих, шлифование осуществляется с очень высокими скоростями резания (до 100 м/с и более) и, следовательно, с частым контактированием зерен с поверхностью детали в зоне резания. В результате интенсификации процессов трения в зоне обработки развивается чрезвычайно высокая тепловая напряженность. Вследствие выделения большой тепловой мощности в зоне резания при шлифовании развиваются контактные температуры, достигающие значений, превышающих в ряде случаев температуру плавления металла. Благодаря хорошей теплопроводности стали теплота с высокой скоростью распространяется вглубь детали и стружки, что обуславливает структурные изменения в поверхностном слое сталей. Глубинное упрочняющее шлифование, в отличие от обычного, реализуется при больших глубинах резания примерно (0,1-2,0)10-3 м и малых скоростях перемещения детали порядка (1-12)10-3 м/с. Резание осуществляется абразивными кругами из электрокорунда твердостью C1-T1. Эффект упрочнения достигается за счет совместного влияния термического и силового воздействий с образованием в слое специфического мелкодисперсного мартенсита закалки твердостью до HRC 67...70 (при исходной HRC 18...20). Таким образом, создается возможность совмещения 2-х операций: шлифования и термообработки. При изменении элементов режима резания может реализоваться широкий спектр условий обработки, отличающихся уровнем энергетического воздействия на поверхностный слой материалов, что закономерно предопределяет появление в нем различных структур. Однако на практике сих пор не решена задача управления качеством поверхностного слоя деталей в зависимости от режимов шлифования, что, в конечном счете, позволило бы получить не только упрочненный слой, но и избежать появления различного рода дефектов.