автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Качество поверхностей деталей из магнитномягких ферритов при алмазно-абразивном шлифовании

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ «КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ»

НЛЗІХ НЛСІФ АСАД ХАЛІЛ ХАСАН

(Іорданія)

УДК. 621.923-924

ЯКІСТЬ ПОВЕРХОНЬ ДЕТАЛЕЙ З МАГНІТНО-М'ЯКИХ ФЕРИТШ ПРИ АЛМАЗНО-АБРАЗИВНОМУ ШЛІФУВАННІ

Спеціальність 05.02. 08 — «Технологія машинобудування»

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук

Київ—1998

Робота виконана у Національному технічному університеті України «Київський політехнічний інститут».

Науковий керівник: Заслужений діяч науки і техніки, Лауреат державної премії України, доктор технічних наук, професор Гавриш Анатолій Павлович.

Офіційні опоненти: Директор НДІ Державної металургійної академії, доктор технічних наук, професор Проволоцький Олександр Євдокимович.

Доцент кафедри «Технологія приладобудування» НТУУ «КПЗ», кандидат технічних наук, доцент Антонюк Віктор Степанович.

Ведуча організаиія:

Державна академія легкої промисловості України.

Захист відбудеться “ -2. 1998 р. о 15 годин на

засіданні спеціалізованої ради Д 01.02.09 у Національному технічному університеті України «Київський політехнічний інститут» за адресою: 256056, Київ, проспект Перемоги, 37, навчальний корпус №1, аудиторія 214.

Просимо прийняти участь у засіданні ради або вислати відгук у двох примірниках з підписами, завіреними печатками Вашої організації, на ім'я вченого секретаря спеціалізованої ради по вищезазначеній адресі.

З дисертацією можна ознайомитися у науково-технічній бібліотеці НТУУ «КПІ».

Автореферат розіслано ^0 к ВіТИР 1998 р.

Вчений секретар спеціалізованої ради, > >

доктор технічних наук, професор ■ - / \/ Равська Н.С.

чЛ

з

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність поботи*. Подальше підвищення продуктивності ЕОМ і розширення кола задач, що вирішуються на них, зв'язане з істотним розвитком робіт по вдосконаленню апаратури магнітного запису (АМЗ). Робочі та експлуатаційні параметрі! АМЗ в значній мірі визначаються відповідними параметрами системи “головка-носій-головка”. Звідси слідує, що дослідження, розробка і впровадження у промисловість технології виробництва сучасних високоякісних магнітних головок і, в першу чергу, блоків відеоголовок є одним з ключових питань в справі створення апаратури, що забезпечує розвиток широкого класу означених систем.

Тому, створення науково обгрунтованої технології шліфування робочої поверхні магнітних головок і впровадження сучасних технологічних процесів у виробництво є актуальною науковою проблемою, позитивне рішення якої має народногосподарське значення.

Мета роботи. Метою дисертаційної роботи є підвищення ефективності управління вихідними параметрами магнітних головок технологічними засобами, і розробка промислових засобів шліфування блоків головок в цілому.

В роботі вирішені наступні задачі:

1. Вивчені існуючі засоби і засоби виготовлення магнітних головок, розроблені і обгрунтовані вимоги до сучасних технологічних процесів.

2. Експериментально досліджені процеси шліфування площин роз’ємів і робочих поверхонь магнітних головок з нових матеріалів, що використаються в Данії.

3. Визначені основні технологічні фактори, що впливають на якість поверхонь магнітних головок при обробці, розроблені аналітичні співвідношення, що зв'язують їх, і проаналізований технологічний процес з точки зору оптимальности його побудови.

4. Розроблені практичні рекомендації по вибору режимів обробки та інструментів для тонкого абразивного шліфування площин роз'ємів і робочих поверхонь магнітних головок.

Методика досліджень. Теоретичні і експериментальні дослідження та розробка практичних рекомендацій проводилися на основі використання сучасних досягнень теорії шліфування і абразивної обробки, різання матеріалів, теорії імовірності і математичної

'Автор висловлює глибоку вдячність науковому консультанту д. т. н., проф. Петракову Ю. В. за допомогу при підготовці спеціальних розділів дисертації.

статистики, теорії математичного планування експериментів, числових засобів аналізу із застосуванням ЕОМ. Експериментальні дослідження проводилися з використанням сучасної контрольно-вимірювальної і реєструючої апаратури.

Наукова новизна. Вперше проведене експериментальне вивчення обробки шліфуванням магнітно-м'яких сплавів 16Ю4Х (Росія), “Mu-metal” (ФРН), «Recovak» (ФРН), «Alfo» (Японія), «Zendast» (Японія), а також керамічних феритів нікель-цинкового і марганець-цинкового складів для сердечників блоків відеоголовок.

Вивчені особливості тонкого плоского і зовнішнього круглого шліфування.

Виявлені закономірності впливу основних технологічних факторів на вихідні параметри магнітних головок з сплавів «Zendast» і “Mu-metal”, що дозволило створити раціональні технологічні процеси тонкого абразивного шліфування площин роз'ємів і робочих поверхонь блоків головок.

Вперше експериментально досліджені параметри наклепа магнітно-м’яких сплавів і параметри трещинуватих шарів феритів при різноманітних засобах обробки з використанням різноманітних технологічних засобів дослідження.

Автор захищає, технологічні основи управління вихідними параметрами магнітних головок і шорсткістю поверхні в системі шліфування, а саме:

1. Концепцію формування шорсткості поверхні при алмазно-абразивній обробці, що дозволить описати механізм утворення висоти мікронерівностей і ідентифікувати причини утворення мікронерівностей на робочій поверхні магнітної головки.

2. Результати експериментальних досліджень процесів шліфування площин роз'ємів і робочих поверхонь.

3. Результати дослідження закономірностей утворення наклепа при шліфуванні і трещинуватих шарів.

4. Показники ¿ т<р для порівняльного аналізу мікронерівностей оброблених поверхонь.

5. Теоретичну та експериментальну методики порівняльного аналізу мікронерівностей оброблених поверхонь.

6. Методику експериментального визначення сил різания, температур шліфування і вимірювання остатніх напруг в поверхневих шарах магнітних головок.

7. Експериментальну методику візуального дослідження і ідентифікації процесів алмазно-абразивного шліфування магнітно-м'яких матеріалів широкого класу.

8. Теоретичну і експериментальну методики дослідження вхідних параметрів процесу шліфування на шорсткість обробленої поверхні.

9. Результати теоретичних і експериментальних досліджень закономірностей формування шорсткості поверхні при абразивній обробці.

10. Практичні засоби управління процесом шліфування по параметру шорсткі обробленої поверхні.

Практична цінність. Обгрунтовані і експериментально підтверджені режими різання при тонкому шліфуванні площин роз'ємів напівблоків і тонкому шліфуванні робочих поверхонь магнітних головок, що забезпечують необхідні робочі параметри АМЗ. Розроблений науково обгрунтований засіб управління обробкою поверхонь за рахунок застосування спеціальної технологічної оснастки, прийомів і засобів обробки. Він дозволяє покращити відтворення робочих параметрів в партії головок.

Запропонований в роботі засіб вимірювання складових сили різання Рг і Ру, при плоскому і круглому шліфуванні, дозволяє визначити значення Рг і Ру з використанням тензометричних, індуктивних та інших типів вимірювальних приладів з метою управління якістю поверхні по параметру шорсткості поверхні.

Встановлена можливість управління яйспо поверхневого шару шляхом регулювання процесів зміцнення і відпочинку. На основі результатів робіт по дослідженню процесів шліфування магнітно-м’яких матеріалів вдається визначити раціональні області застосування абразивних і алмазних інструментів для обробки різноманітних класів магнітних головок.

Впровадження. Нові технологічні процеси впроваджені у виробництво відеоголовок на філії японської фірми «Багуо Еіеійгіс» в місті Аман (Іордания) з економічним ефектом 100000 дол. США.

Апробація результатів. Основні результати роботи доповідалися і обговорювалися на науково-технічних конференціях по новим досягненням і перспективам розвитку в області оздоблювальної обробки деталей машин, в тому числі на міжнародній науково-практичній конференції «Автоматизація проектування і виробництва виробів в машинобудуванні» (Луганск, 1996), міжнародної конференції “Ресурсоэнергосберегающие технологии в производстве” (Славск, 1996), міжнародної конференції молодих учених, присвячений 100-річчю механіко-машинобудівного факультету КШ (Київ, 1996), 4-й міжнародної науково-методичної конференції «Критичні технології, автоматизація проектування і виробництво виробів в машинобудуванні (Алушта, 1997) міжнародної конференції «Высокоэффективные технологии в машиностроении» (Алушта, 1997), науково-технічної конференції «Технологічне забезпечення дієздатності деталей машин, механізмів і інструменту» (Київ, 1998).

Публікації. По матеріалам дисертації опубліковано 8 друкованих робіт, в тому числі 4 статті.

Структура і обсяг роботи. Дисертація складається з вступу, чотирьох розділів, висновків, списку літератури. Робота містить 243 сторінки, в тому числі 156 сторінок тексту, ЗО малюнків і 47 таблиць, список літератури з 234 джерел.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

В першому розділі показане, що якісні показники апаратів магнітного запису, незалежно від призначення і області застосування, визначаються вихідними параметрами магнітних головок. В результаті теоретичних досліджень виявлені наступні фактори, що впливають на робочі параметри системи “головка-носій-головка”:

1. Крутизна спаду напруженості магнітного поля розсіювання і ефективна ширина робочого зазора сильно залежать від величини відношення магнітної проникності сердечника головки р. Гол і носія запису ц „іс- Ідеальний той випадок, коли ц пщ/Цкю— таким чином магнітні силові лінії виходять з сердечника головки строго перпендикулярно до її поверхні.

2. Площинність поверхонь роз'ємів напівблоків виявляє вплив на спроможність магнітних головок через якість робочого зазору.

3. Необхідною і достатньою умовою високої точності обробки площин роз'ємів напівблоків вважається забезпечення високої площинності в поєднанні з мінімальною висотою мікронерівностей.

4. Точність виготовлення форми робочої поверхні може бути охарактеризована наступними геометричними параметрами: сходинкою в області зазору, ступенем бочковитості або сідловитосгі, величиною перекосу лінії робочих зазорів відносно утворюючого циліндра.

5. Висота мікронерівностей робочої поверхні магнітної головки еквівалентна деякій відстані в,, на яку носія усунено від головки.

6. Поєднання обробки площин роз'ємів напівблоків і робочої поверхні магнітної головки визначає радіус закруглення ребер сердечників робочого зазору магнітної головки.

7. Наклеп магнітно-м’яких сплавів при обробці і складанні сердечників магнітних головок являє собою модифікацію структури матеріалу, що різко відбивається на його магнітних властивостях.

В другому розділі показане, що в забезпеченні специфічних вимог до магнітних головок, визначальна роль належить оздоблювальній обробці. Від засобу і режиму обробки, характеристики абразивного інструменту залежить точність, висота нерівностей і фізичні властивості поверхневого шару.

Для розробки науково-обгрунгованої технології оздоблювальної обробки магнітних головок, проаналізований наявний досвід по виготовленню головок, а також можливості найбільш прогресивних засобів обробки з використанням сучасних абразивних і алмазних інструментів. Були отримані аналітичні рівняння, що зв'язують ці параметри з величиною остатніх напруг а , для найбільш розповсюджених магнітно-м'яких матеріалів:

Таким чином, режим абразивної обробки повинен забезпечити утворення мінімальних внутрішніх напруг стПо наявним експериментальним даним наклеп, що виникає в процесі абразивної обробки площин роз’ємів напівблоків і робочої поверхні магнітної головки, призводить до значного збільшення ефективного робочого зазору, викликаючи погіршення робочих параметрів магнітної головки.

Специфіка технологічних факторів висує задачу дослідження і розробки спеціальних технологічних процесів обробки магнітних головок. При цьому особлива увага повинна бути приділена режимним факторам обробки, що зумовлюють мінімальну величину внутрішніх напружень а,.

У третьому розділі наведена методика досліджень. Для експериментальних робіт були вибрані зразки типу дисків діаметром 20 мм і товщиною 1 мм з сплавів “Mu-metal”, 81НМА, «Alfo» і «Recovak». Зразки після термообробки оброблялися по різноманітним технологічним варіантам. Зважаючи на те, що для магнітно-м'яких сплавів контакти магнітної анізотропії постійні в різноманітних кристалографічних напрямках, абразивній обробці підполягала площина зразків, що досліджуються. Окремі експерименти виконані на 4 - і 7-шляхових магнітних головках, призначених для роботи з носіями запису шириною відповідно 6.25 і 25.4 мм.

Для вимірів шорсткості поверхні зразків, що досліджуються, застосовувався профілограф блочного типу фірми «Lait» (Швейцарія). Модифікації виконувалися при

Сплав 81НМА (Росія) Сплав “Mu-metal” (ФРН) Сплав “Zendast” (Япония) Сплав “Alfo” (Японія)

Ис=3700/а,

^<¡=3500/(5,

цо=4000/с,

jJo=2300/O/

Но=0,04с, Í і«—0,04а, Но=0,04а, Но=0,03а,

збільшенні 100 000 раз, при цьому у відповідності з паспортними характеристиками профілографа інструментальна помилка знаходиться в межах 0.005-0.008 мм. Неплощинність оброблених зразків вимірювалася інтерференційним склом. Точність вимірювання - одна інтерференційна смуга, що відповідає похибці порядку 0.3 мкм. Вимірювання сідловидності і бочковидності робочої поверхні магнітної головки проводилося одномікронним, з кульковим кінцем, біеніеміром типу 2Б фірми “Ном-ЯЬрцІе” (Австрія).

Для дослідження закономірностей утворення наклепа застосовувались засоби вимірів - рентгеноструктурний аналіз, металографічний аналіз, високочастотне зондування.

Для тонкого шліфування застосовані мілкозерністі абразиви на основі карбіду кремнію зеленого (63С) фірми «N011011» (Англія) зернистістю 50, 28, 20, 14, 7 мкм. Для порівняння окремі зразки оброблені абразивними кругами на основі електрокорунду білого (23А) фірми «8юип» (США) зернистістю 50, 28, 7 мкм і монокорунду (М) Дніпропетровського абразивного комбінату зернистістю 28 мкм. Більшість абразивних кругів виготовлена на глифталієвому (Гл) зв'язку. Круги мали твердість в межах 337-400 кг/мм2 (3370-4000 НУмм2). Вимірювання твердості кіл зроблене на приладі ТКН. Окремі зразки оброблені абразивними колами на керамічному зв'язку (К).

Для тонкого шліфування з оздоблювальними режимами різання, був вибраний прецізійний плоскошліфувальний верстат ІТ-350 фірми «Abaweгk» (ФРН). Для зовнішнього круглого шліфування застосовувався прецізійний круглошліфувальний верстат моделі Яи-125 (ФРН). Точність і жорсткість верстатів відповідає вимогам забезпечення високої точності технологічних факторів магнітних головок. Режими шліфування змінювалися в наступних межах: тонке плоске шліфування - швидкість кола -22 м/с; продольна подача (швидкість виробу) - 2; 5; 10; 15 м/хв; поперечна подача - 0.1; 0.2; 0.5; 0.7; 1.0 мм/дв.хід; глибина шліфування - 0.002; 0.01; 0.02; 0.05 мм; тонке зовнішнє шліфування - швидкість кола - ЗО м/с; продольна подача - 5; 15; 35; 70 мм/хв; швидкість виробу - ЗО; 40; 60 м/хв; глибина шліфування - 0.0025; 0.01 мм; вихажування - 4-6 разів.

Для алмазного шліфування застосовувались малозернисті кола 7, 14, 20 і 50 мкм на керамічному, бакелітовому і металевому зв'язку. Для шліфування періферіею алмазного кола застосовувався верстат “Місгоп-ІР” (Швейцарія) з діапазоном режимів - число обертів шпінделя 500-16000 об/хв, число обертів стола 2-10 об/хв, вертикальна подача 130 мкм.

Для вимірювання складових зусиль різання на плоскошліфувальному верстаті був застосований спеціальний тензометричний стіл. Нижня плита стола закріплювалась непорушно на столі верстату. На верхній плиті встановлювалося пристосування із зразками, що виготовляються із магнітно-м'яких матеріалів. Обидві плити стола були зв'язані між собою двома спеціальними пружними елементами. На кожному з елементів було наклеєно по 16 тензодатчиків (база 20 мм, опір 20 Ом), включених по полумостовій схемі (по 16 вимірювальних приладів в кожному полумості) для виміру складових Рг і Ру. Д ля підсилення сигналів вимірювального приладу застосовувався тензопідсилювач ТА-5 з вгогідом на шлейфовий осцилограф НІ 02.

В даній роботі для вимірювання контактної температури при плоскому і круглому шліфуванні магнітно-м'яких матеріалів були вибрані двухелектродні термопари, гарячим спаєм яких є зразок, що шліфується. Засіб двухелектродиої термопари дасть можливість отримати порівняльно високу ТЕДС, тобто працювати без підсилювача, що зменшує інерційність термопари. В якості матеріалу термоелектродів застосовувались хромель і алюминель діаметром 0.2 мм, що в діапазоні температур, що досліджуються, мають лінійну характеристику і здатні витримати короткочасний нагрів без викривлення показань в межах 1250° С.

Розрахунок величини остатніх напруг вироблявся по методиці, розробленої А. А. Маталіним і Є. Н. Некрасовим. Експериментальне вивчення остатніх напруг - по засобу Н.

Н. Давиденкова.

Вимірювання робочих параметрів експериментальних багатошляхових магнітних головок на універсальному стрічкопротяжному механізмі фірми «Атрех» (США), що забезпечує отримання стандартного ряду швидкостей у діапазоні 4.76-152.00 см/с. Для іспитів застосовувалась стрічка типу РЕ^ІІ (фірма «СеуеП», Бельгія). Окремі експерименти (для порівняння даних) виконані зі стрічкою «Атрех» (США).

Порівняння і оцінка середніх, а також визначення вірогідності отриманих результатів вироблялися засобами теорії імовірності і математичної статистики. Для оцінки випадковості або суттєвості розбіжності середніх арифметичних значень, обчислених по даним двох вибірок, застосовувався засіб ^розподілення (Стьюдента). В деяких випадках для вирішення питання про те, що досвідчений розподіл величин, що спостерігаються, близько до нормального і отримання можливості оцінки суттєвості відмінностей між вибірками по критерію Стьюдента застосовувався засіб статистичного угруповування і відхилень середніх (х) всередині груп з об'єднанням означених відхилень по ряду груп, тобто з приведенням їх до х=0. Підрахував частоти, що вирівнюють і

виробивши відхилення по вірогідному плану, затверджувались в тому, що гіпотеза про нормальний розподіл величин, що досліджуються, не може бути відкинута.

На основі математичного аналізу, виконаного у відповідності з викладеною методикою, формулювалися укладення і загальні висновки. Вірогідність отриманих таким чином результатів характеризується рівнем імовірності 95%.

У відповідності з розробленою методикою проведене вивчення впливу технологічних факторів тонкого шліфування поверхонь деталей з магнітно-м'яких сплавів, що використаються для виготовлення багатошляхових головок.

В 4-му розділі найбільш докладно проведено дослідження впливу тонкого шліфування на висоту нерівностей зразків зі сплавів “Mu-metal”, 81НМА, «Recovak», «Alfo» і «Zendast» при використанні абразивних кіл карбіду кремнію зеленого зернистістю 14 мкм на глифталієвому зв'язку - 63СМ14Гл (NORTON).

Порівняння шорсткостей поверхонь зразків, оброблених в ідентичних умовах, призводить до висновку, що вони несуттєво відрізняються один від другого. Це дозволяє зробити висновок, що при тонкому шліфуванні магнітно-м'яких сплавів вид магнітно-м'якого сплаву істотного впливу на висоту шорсткостей не виявляє.

Висота мікронерівностей змінюється з модифікацією глибини шліфування t, поперечної подачі Sn, і швидкості виробу Уд.

Порівняння середніх по крітерію Стьюдента для випадку залежних змінних експериментальних зразків, оброблених при фіксованих значеннях двох варійованих величин (наприклад, Уд і t) і при змінній третій (наприклад, Sn) показує, що досліджуються сукупності істотно різноманітні,

Аналогічні результати отримані при порівнянні будь-яких вибірок для подач 0.1-1.0 мм/дв.хід і швидкостей 2-15 м/хв. Причому із збільшенням різниці між подачами вибірок, що порівнюються і різниці між швидкостями, відзнака між табличним і розрахунковим розподілом Стьюдента зростає. Це дозволяє зробити висновок, що існує зв’язок між висотою нерівностей Ra і глибиною різання t типу Ra = f (t), де Sn - const, Уд - const.

Використовуючи засоби статистичного аналізу, неважко показати, що є зв'язок між висотою нерівностей Ra і поперечною подачею Sn типу Ra=f (Sn), де V,n=const, t=const. Аналогічний статистичний зв'язок існує між висотою нерівностей Ra і швидкістю Уд, залежність, що має вигляд: Ra=f (Уд), де t=const, S=const.

Дослідження фактичного зв'язку між висотою нерівностей і режимними факторами шліфування засобами кореляційного аналізу дозволило визначити кількісні

співвідношення між факторами, що досліджуються. Рівняння множинної кореляції для факторів ,що досліджуються, має вид:

Яа=0, 2625Бп+ 5.11+0.0055 Уд- 0.0468

На рис. 1 показане графічне зображення кореляційного зв'язку висоти нерівностей Яа з режимними факторами шліфування.

Отримані висновки підтверджуються при тонкому плоскому шліфуванні магнітно-м'яких сплавів абразивами зернистістю М28, М14 і М7 марки МОЯТОК 63СМ14Гл, 63СМ7Гл і 8ТОШ 23АМ28Гл, 23АМ7Гл.

Узагальнюючи всі експериментальні дані, необхідно зробити наступний висновок: для забезпечення мінімальної висоти нерівностей Ла тонке плоске шліфування магнітно-м'яких сплавів необхідно реалізовувати зі швидкістю виробу Уд=2м/хв, глибиною шліфування ¡=0, 002 мм і поперечною подачею 8п=0, 1-0, 2 мм/дв.хід.

При ідентичних режимах шліфування і зернистості абразивних інструментів найбільш низьку шорсткість поверхонь забезпечують абразиви на основі карбіду кремнію зеленого.

В результаті обчислень отримані наступні корреляційні рівняння зв'язку:

а) для абразивів типу КОЯТОИ - Яа = 0.006 А - 0.0078;

б) для абразивів типу БТОІЖ - Яа = 0.0068 А - 0.0225.

Для встановлення оптимального режиму шліфування, що забезпечує максимальне збереження вхідних магнітних властивостей сплаву, були проведені дослідження величини миттєвої контактної температури, усередненої по ширині кола, від режимів різання при плоскому шліфуванні.

Шліфування сплаву «АІҐо» малозернистими абразивними колами ЖЖТОК 63СМ14 при швидкості обертання шліфувального кола 13 м/с і глибині шліфування 0.003-

0.005 мм зумовлює виникнення в зоні обробки контактних температур менш гранично припустимих (200° С). При обробці пермалойових сплавів типу «Яесоуак» шліфуванння малозернистими абразивними колами зумовлює виникнення мінімальних температур.

По результатах дослідження параметрів наклепа можна зробити наступні висновки:

1.Обробка абразивами на гліфталієвому зв’язку забезпечує менший наклеп, ніж при обробці абразивами на керамічному зв'язку: ширина лінії В (зп>, величина викривлень II виду Д а/а і мікротвердість Нд більше при використанні керамічної зв'язки.

а) б)

в) г)

Рис. 1. Кореляційний зв'язок між висотою нерівностей Ra и поперечною подачею Sn при тонкому плоскому шліфуванні магнігно-мя' ких сплавів абразивом NORTON 63СМ14Гл. Позначення:

a- Va“ 2 м/хв; б- Ун- 5 м/хв; в - V„= 10 м/хв; г- VH= 15 м/хв; • - Mu-metal 1 -t=0,05 мм; 2_-1=0,02 мм; 3 - t=0,01 мм; 4 - tr-0,002 мм; ° - Recovak; Д - Alfo; □ - 16Ю4Х.

Ra - вибірна середня дослідних даних з п=5.

2. При шліфуванні магнітно-м'яких сплавів наклеп мінімальний при використанні абразивів на основі карбиду кремнію зеленого. Найбільш виразно цей висновок виявляється при шліфуванні великозернистими абразивами.

3. Наклеп зменшується із зменшенням зернистості абразивного інструменту.

Вивчення зв'язку між деякими параметрами иаклепа засобами кореляційного

аналізу дозволило отримати зв'язок між початковою магнітною проникністю ц про і параметрами наклепа Нд і Ср.

_ К _ К

ЦПро 0,9Ср-38,3 Міч’°~ 0,046Нд + 3,78

де К=35106-/Е, Е - модуль пружності.

4. Глибина наклепаної зони істотно залежить від розміру зерна, зменшуючись від 25 мкм при розмірі зерна 50-55 мкм, до 5-10 мкм при розмірі зерна 7-14 мкм. Модифікація магнітних властивостей у наклепаній зоні відбувається по параболичному закону.

При шліфуванні малозернистими колами спостерігається зниження температур до 100-200° С і основне значення має силовий вплив шліфувального кола. В результаті, у поверхневому шарі металу повинні формуватися остатні напруги стиску. Проведені дослідження осгатних напруг підтвердили вище викладене. Глибина залягання максимальних напруг, що розтягують, (рис. 2) не перевищує 5-8 мкм. Розрахунок остатніх напруг в поверхневому шарі технічного заліза при шліфуванні колом МОІІТСЖ 63С25К5 (0=600° С), показав, що максимальна величина напруг розтягу дорівнює 25.3 кг/мм2, тобто порядок величин максимальних значень напруг, що розтягують, отриманих експериментально (30 кг/мм2) і по розрахунку (25 кг/мм2), відповідають один одному.

Розроблена технологія алмазного шліфування-полірування прецізійних пазів у порівнянні з тою, що застосовується у вітчизняній промисловості, дозволяє:

- знизити собівартість виготовлення магнітних головок за рахунок підвищення в 1.5-2 разів продуктивності обробки і скорочення у 2 рази витрати алмазних кіл;

- забезпечити отримання параметру Ла шорсткості обробленої поверхні не більш

0.063 мкм і зниження величини сколів на кромках у 3 рази.

Математична обробка експериментів дозволила встановити зв'язок між глибиною трещинуватого шару її, зернистістю шліфувального кола О, числом обертів шпінделю п, числом обертів стола N і вертикальною подачею І. Виведена наступна залежність:

р _ |У>,626 ^,56*^0,732 ^0,500

Позначення:

---------сплав 81НМА; ------------технічне залізо; ~Х- ~Х- -Х' розрахункові.

З урахуванням проведених досліджень і оптимального поєднання якості поверхні і продуктивності обробки для тонкого плоского шліфування феритів відеоголовок можуть бути рекомендовані наступні абразиви і режими обробки:

М08АСМ40/28 100%..............................................Для чорнового шліфування

М012АСМ7 100%.................................................Для чистового шліфування

Число обертів злектрошпинделя... 16000-20000 об/хв

Число обертів стола............8 об/хв

Вертикальна подача...........................................................10-15 мкм

В означених режимах продуктивність шліфування при обробці складає 900-2500 деталей в зміну.

ОСНОВШ РЕЗУЛЬТАТИ

1. Сформульовані вимоги до технологічних процесів обробки головок і визначені технологічні можливості забезпечення високої якості робочих параметрів магнітних головок. Обробка магнітних головок повинна забезпечити отримання шорсткості в межах 1^-0,04-0,02 мкм, неплощинності поверхонь роз'єму напівблоків - 0.6-1.0 мкм, відхилення профілю продольного перетину (бочковидність, сідловидність) робочої поверхні - менш 1.0 мкм, глибина наклепа - 5-10 мкм.

2. Показане, що основні положення теорії шліфування і абразивної обробки (вплив режимних факторів обробки, матеріалу зерна і зернистості абразивних інструментів, зв'язки абразивів, змащувально-охолоджувальної рідини і наклепа) підтверджуються при тонкому шліфуванні магнітно-м'яких сплавів.

3. Вперше експериментально досліджені параметри наклепа магнітно-м'яких сплавів і трещинуватих шарів феритів при різноманітних засобах абразивної обробки по розробленій методиці з використанням різноманітних засобів дослідження. Доведене, що результати іспитів засобом високочастотного зондування, рентгеносгруктурним і металлографічним засобами корельовані, завдяки чому можна обмежитися аудитом наклепа однім з трьох засобів.

4. Визначені залежності між шорсткістю поверхонь, параметрами наклепа, глибиною трещинуватого шару феритів і режимними факторами різноманітних засобів абразивної обробки магнітно-м'яких сплавів. На основі аналізу отриманих залежностей розроблені практичні рекомендації для обробки магнітних головок (режими обробки, інструменти).

5. Встановлене, що для обробки плоских поверхонь рекомендується наступні режими і інструменти: швидкість виробу, Уд= 2-5 м/хв; глибина різання, t=0.002-0.005 мм; поперечна подача, Sn= 0.1-0.2 мм/дв.хід; абразивний інструмент— кола NORTON 63СМ7Гл, бЗСМ14Гл.

6. Високопродуктивне шліфування прецізійних пазів у в ідео головках з полі - і монокристалічних феритів рекомендується виконувати алмазними колами форми 1А1 марки САМ зернистістю 7/5... 10/7 мкм зі 100-150%-ною концентрацією алмазів зі наступними режимами шліфування: швидкість кола - 6000-7500 об/хв; швидкість продольной подачі - 10-15 мм/хв; глибина різання - 0.08-0.10 мм; - змащувально-охолоджуюча рідина - 5%-ний розчин змульсола “Аквол-10М”.

7. Для забезпечення необхідного поєднання шорсткості поверхні і глибини залягання трещинуватих шарів тонке плоске шліфування феритів відеоголовок необхідно виконувати з наступними рекомендаціями: для чорнового шліфування - алмазне коло М08АСМ40/28 100%; для чистового шліфування - алмазне коло М012АСМ7 100%; число обертів шпінделя - 16000-20000 об/хв; число обертів стола - 8 об/хв; вертикальна подача -10-15 мкм; змащувально-охолоджуюча рідина - 5%-ний розчин змульсола “Аквол-10М”.

8. Показане, що кругле зовнішнє шліфування магнітних головок необхідно виконувати з урахуванням наступних рекомендацій: швидкість виробу, Уд=30-40 м/хв; глибина різання, 1=0.0025 мм; поперечна подача, Srr= 5-10 мм/хв; абразив - NORTON 63СМ14Гл; значне охолоджування; точність сборки - 0.03-0.05 мм.

9. Показане, що поряд з підвищенням якості, обробка магнітних головок шліфуванням дозволяє різко зменшити трудомісткість виготовлення, підвищити продуктивність праці на операціях абразивної обробки в 8-15 раз. Широке впровадження шліфування магнітних головок на заводах фірми «Sanjo Electric» (Іорданія) дозволяє отримати умовно-річну економію в розмірі біля 100000 дол. США.

Список публікацій по темі дисертації

1. Хасан H.H. Тонке шліфування магнітом'яких феритів. Сб.: “Машинобудівник-96” (Доповіді молодих вчених наукової конференції, присвяченої 100-річчю механіко-машинобудівного факультету Київського політехнічного інституту), Київ, 1996. С.22.

2. Гавриш А.П., Хасан H.H. Финишная обработка магнитных головок. Сб.: “Критические технологии, автоматизация проектирования и производства изделий в машиностроении” (Труды 4“ международной научно-технической конференции), Сумы-Алушта, 1997. С. 9-10.

3. Гавриш А.П., Хасан H.H. Оптимизация формирования пазов в ферритовых заготовках магнитных головок. “Вестник Национального технического Университета “Киевский Политехнический Институт”, Машиностроение^., “Либщь”, №32,1997.С.76-79

4. Гавриш АП., Хасан Н.Н. Алмазное шлифование ферритовых сердечников видеоголовок. “Вестник Национального технического Университета “Киевский Политехнический Институт”, Машиностроение, К., “Либщь”, №32, 1997. С. 134-136.

5. Гавриш А.П., Хасан Н.Н., Солдатенко Л.А, Некоторые факторы, определяющие разрешающую способность магнитных головок. “Вестник Национального технического Университета “Киевский Политехнический Институт”, Машиностроение, К., “Либщь”, №32, 1997. С. 143-150.

6. Гавриш А.П., Хасан НН. Алмазное шлифование магнитных материалов. Тезисы доклада на международной научно-практической конференции “Автоматизация проектирования и производства изделий в машиностроении”, Луганск, ВУГУ, 1996. С.З.

7. Гавриш А.П., Хасан H.H. Новый подход к выбору СОЖ при шлифовании магнитных материалов. Тезисы доклада на международной конференции “Ресурсоэнергосберегающие и экологически чистые технологии в производстве деталей”, п. Славск, 1996. С.27.

8. Гавриш А.П., Хасан Н.Н. К вопросу о полимеризации эпоксидных компаундов при производстве ферритовых магнитных головок. Тезисы доклада международной научно-технической конференции ’’Технология и оборудование для переработки полимерных материалов”, п. Славск, 1996. С.31.

Здобувач

Хасан H. Н.

АНОТАЦІЯ

ХасаїГНазіх Насіф. ЖІСТЬ ПОВЕРХОНЬ ДЕТАЛЕЙ З МАГШТНО-ШГКИХ ФЕРИТІВ ПРИ АЛМАЗНО-АБРАЗИВНОМУ ШЛІФУВАННІ.- Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.08 -Технологія машинобудування. НТУУ “КПГ”, Київ, 1998 р.

В дисертації викладено результати експериментального дослідження обробки шліфуванням магнітно-м'яких сплавів 16Ю4Х (Росія), “Mu-metal” (ФРІІ), «Recovak» (ФРН), «Alfo» (Японія), «Zendast» (Японія), а також керамічних феритів нікель-цинкового і марганець-цинкового складів для сердечників блоків відеоголовок. Вивчені особливості тонкого плоского і зовнішнього круглого шліфування деталей головок. Виявлені закономірності впливу основних технологічних факторів на вихідні параметри магнітних головок з сплавів «Zendast» і “Mu-metal”, що дозволило створити раціональні технологічні процеси тонкого абразивного шліфування площин роз'ємів і робочих поверхонь блоків головок. Ключові слова: алмазно-абразивна обробка, магнітні головки.

АННОТАЦИЯ

Хасан Назих Насиф. КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ ИЗ МАГНИТНОМЯГКИХ ФЕРРИТОВ ПРИ АЛМАЗНО-АБРАЗИВНОМ ШЛИФОВАНИИ,- Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.02.08 - Технология машиностроения. НТУУ “КПИ”, Киев, 1998 р.

В дисертации изложены результаты экспериментальных исследований обработки шлифованием магнитно-мягких сплавов 16Ю4Х (Россия), “Mu-metal” (ФРГ), «Recovak» (ФРГ), «Alfo» (Япония), «Zendast» (Япония), а также керамических ферритов никель-цинкового и марганец-цинкового составов для сердечников блоков видеоголовок. Изучены особенности тонкого плоского и наружного круглого шлифования деталей головок. Виявлены закономерности влияния основных технологических факторов на виходные параметры магнитних головок из сплавов «Zendast» и “Mu-metal”, что позволило создать рациональные технологические процессы тонкого абразивного шлифования поверхностей разъемов и рабочих поверхностей блоков головок. Ключевые слова: алмазно-абразивная обработка, магнитные головки.

SAMMARY

Nazieh Nasif Hasan. QUALITY OF SURFACES OF DETAILS FROM MAGNETIC-MILD FERRITES UNDER DIAMOND-ABRASIVE GRINDING.- a Manuscript. Thesis on cosearching for a teaching degrees of candidate of technical sciences on professions 05.02.08 -Technology of machine building. NTUU "KPI", KIEV, 1998.

In thesis are stated results of experimental studies of processing by polishing is magnetic-mild alloys 16Ю4Х (Russia), "Mu-metal", "Recovak" (Germany), "Alfo", "Zendast" (Japan), as well as ceramic ferrite a nickel-zinc and manganese-zinc compositions for blocks of videoheads. Studied particularities fine flat and external round polishing the details of heads. Reveal regularities of influence of main technological factors on output parameters of magnetic heads from alloys "Zendast" and "Mu-metal”, that has allow to create rational technological processes of fine abrasive polishing the surfaces of connectors and working surfaces of blocks of heads. Keywords', diamond-abrasive processing, magnetic heads.

Підп. до друку 27.04.98 р. Формат 60x84'/,,. Ум. друк. арк. Тираж 100 прим.

Видавничий відділ КЛТКМ м.Київ, вул. Борщагівська, 124