автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Качество поверхности деталей из магнито.... сплавов при абразивном шлифовании

о

> >

КИЕВОКИЯ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИШТИТУТ

На правах рукописи

Аль-ЦЬер Мунир Фатхи (Дания)

■УДК 621.923:621.024

1шество ¡юберюгссгш явшея

га г.жзггс!51гш£х оодвоз при АЕРАЗйкюа алшзшишн

Специальность 05.02.03 - Технология машиностроения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Киев - 1993

*

Работа выполнена в KиeвGKoм политехническом институте.

Научный рукождоютль: доктор технических наук, васлуханный деятель науки и техники Украины, профессор Г&ирка А. Л.

НаучкыЯ ютюультгжт: доктор технических наук ЛзОкша В. Е.

Офицкалыню сппшшшък доктор технических наук, профессор.

академик АИН Украины Пар:» Г. Г.

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Кукозоз Ю. д.

Еелудая оргшшзациа: Киевское производственное объединение "Большевик".

Зашита состоится 25 октября 1993 г. в 16 часов нчг заседании специализированного совета К 068.14.15 в Киевском политехническом институте по адресу: 252056, г. Киев. • проспект Шбеды, 37, учебный корпус 19, аудитория 341.

. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института

Автореферат разослан октября 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета' ил Т Роьезеико В. В.

- 1 -АННОТАЦИЯ

Цель» диссертационной р:. ли является повышение зффектнв-. постн управления выходными параметрами магнитных головок технологическим» средствами., и разработка промышленных методов шлифования блоков головок в целом.

В работе решены следующие задачи:

1. Изучены сущоствухите способы и методы изготовления магнитных головок, разработаны и обоснованы требования к современным технологическим процесса».!.

2. Этепсрнмигаадык) исследованы процессы плифовання плоскостей разгеиов и рабочих поверхшгтей магнитных головок из новых материалов, используемых в Дании.

3. Определены основные технологические Факторы, влияющие на качество поверхностей магнитных головок при обработке, разработаны аналитические соотношения, связывающие их. и проанализирован технолог чоский процесс с точки зрения оптимальности его построения.

•1. Размотали практические рекомендации по выбору режимов обработки и шгструментов для тонкого абразивного ши^оЕания плсс!ззстей рзэъогаз и рабочих поверхностей магнитных головок.

Адтор ззптдазт технологические основы управления выходными параютрсет юппЕпак головок и шероховатостью поверхности в системе плифоваппп. вилючагавши:

1. Концепцию формирования шероховатости поверхности при абразивной обработке, позволягаую описать механизм образования высоты ынкроверовностой и идентифицировать причины рбразования шкроперопностей па рабочей поверхности магнитной золовки.

2. Результаты экспериментальных исследований процессов шлифования плоскостей разъемов и рабочих поверхностей магнитных головок из «згшггомзгких материалов.

3. Результаты исследования закономерностей образования наклепа при вгифовалиа.

4. Показателя с. г^ для сравнительного анализа ыикронеров-

костеП обработанных поверхностей.

5. Теоротическуо и экспериментальную методики сравнительного анализа иикронеропностеа обработанных поверхностей.

- г -

6. Математическую модель, связывающую потери сигнала головки и величины перекоса линии рабочих зазоров с образующзй рабочей поверхности.

7. Ыэтодшсу экспериментального определения усилий резания, температур шлифования и измерения остаточных напряжений в поверхностных слоях магнитных головок.

8. Экспериментальную методику визуального исследования и идентификации процес. ов абразивного шлифования агнитомягких сплавов.

0. Теоретическую и экспериментальную методики исследования влияния входных параштров системы шлифования на шероховатость обработанной поверхности.

10. Ртультати теоретических и экспериментальных исследований закономерностей формирования шероховатости поверхности при абразивной обработке.

11. Практические способы управления системой штфования по параметру шероховатости обработанной поверхнскпи.

ОЕЖДЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Бурные темпы развития научно-технического прогресса выдвигают перед работниками варки и промышленности га-дачи по дальнейшему соворванствовашю » интенсификации производства, изменению в его органигашш и технологии, выявлении новых путей и возможностей научно-технического прогресса, ускорению роста производства •,„■''■

Решение поставленных задач возыоаэго только па Сазе мэгани-зашш и автоматизации производственных процессов, внедрения в промышленность новых технологических процессов и приконошш электронно-вычислительных машин OEiQ. дальпс-йзео до&шгпве производительности ЭШ и расширение круга задач, рашомых па них, использование в мзшшостроевпи развитых систем числового: программно. о управления (ЧПУ). а тагаш на их, основе управление гибкими производственными систеы^т (ПО. связано о существенным развитием работ по усовершенствованию аппаратуры магнитной записи (ЛМЗ) внешних запоминании* устройств, повышением надежности их работы и увеличению плотности записи информации.

Рабочие и эксплуатационные параметры АМЗ в значительной

степени определяется соответствующими параметрами системы "головка-носитель-головка". Поэтому исследование, разработка и освоение промышленной технолог! производства современных высоко-, качественных шгштшх головок является одним из основных ключевых вопросов в доле создания аппаратуры, обеспечивающей развитие иирокого класса указанных систем.

На основании литературных данных шжно судить о том, что в последние годы за рубежи достигнут определенный прогресс г разработке специализированных технологических процессов, предназначенных для мелкосерийного и серийного производства с механизацией наиболее трудоемких процессов.

Разработкой! магнитных голосок технологи! их изготовления в Дании занимаются несколько различных организация. Технологические процессы ориентированы на индивидуальное и мелкосерийное производство с широким использованием ручного труда рабочих выспей квалнфикацш?. и поэтому малопригодны для запуска в массовое производстве. Большшству технологических процессов присущи все основные недостатки, типичные для индивидуального и мелкосерип-ного производства прецизионных приборов: низкая производительность труда, значительные затраты ручного труда, висок- л стоимость. значительный разброс параметров, большой процент брака (в отдельных случаях до 60 X). необходимость использования осгроде-Сиеггшк иг-портпых абразивных инструментов и т. п.

Шэтому, создание научно обоснованной технологии шлифования рабочая поверхности магнитных головок и внедрение современных технологических прессов в производство является серьезной научной проблемой, положительное решение которой имеет народнохо-зяПствеппое значениэ.

Обпаа ттодпка исследований. Теоретические и экеперииен-талышэ всслэдовапля и разработка практически* рекомендация проводились па основе использования современных дютижения теории ШЕЛфоаанпя п абразивной обработки, резания материалов, :ео-рии вероятности и математичаскоЯ статистики, теории иатематичес-гсого планирования экспериментов, численных методов анализа с пришпекши ЗШ. 5кспгримецтальпые исследования проводились с использованием современной контрольно-и^ верительной и регистри-рувззй аппаратура

Научная новизна. Впервые проводеио экспериментальное изучение обработки шлифованном мапштоьягких сплавов 61НЫЛ (Россия), "ми-шеЬаГ' (ФРГ). "Носо\'аИ" (-ш'), "Л1Го" (Япоши).

Изучены особенности тот юго плоского и наружного круглого шлифования.

Выявлены закономерности влияния основных технологических ■докторов на выходные параметры магнитных головок из сплавов "Яесоуак" и "Ш-тоЪах", на основе чвю созданы рац/?яалыше технологические процессы тонкого абразивного олифоваши плоскостей разгемов п рабочих поверхностей магиитных головок с обеспечением параметров качества.

Впервые экспериментально исследованы параметры наклепа маг-нитоыягких сплавов при различных способах абразивной обработки по разработанной методике с использованием различных технологических способов исследования.

Пршстическая ценность. Разработана конмепщш формирования шероховатости обработанной поверхности ыагннтомягких сплавов; по! зано, что шлифование магнитных головок возможно. Экспериментально установлено, что требуемые рабочие параметры шгнитных головок возможно обеспечить при;

а) топком шлифовании плоскостей разъемов полублоков;

б) тонкой шлифовании рабочих поверхностей магнитных головок. {

Разработан научно обоснованный способ управления обработкой . поверхностей за счет применения специальной.технологической оснастки. приемов и методов обработки. Ои позволяет улучшить повторяемость рабочих параметров в партии головок и уиопышяь разброс параметров в пределах одной мпогодорохочпоЛ голоски.

Предложенный в работе способ из изранил составляюсь устий Р(. залил Р_ и Я„ . и контактных температур при плоской и круглом

шлифовании. позволяет определить значения Й2 и Ру в процессе

плоского и круглого тлифоваг я с использованием тензометричес-ких, индуктивных и других типов датчиков, с целью управления качеством поверхности по параметру шероховатости поверхности и обрабатываемого материала.

Вероятностный критерий сравнительной оценки шероховатости поверхности используется при разработке схем управления технологическим процессом с целью получения заданных параметров шерохо-. ватости обработанной поверхности.

Установлена возможность управления качеством поверхностного слоя путей регулирования процессов упрочнения и отдыха.

Доказано, что процесса абразивной обработки магнитомягких сплавов сопровождаются упрочнением от сил резания, и одновременны;! разупрочнением от температур в зоне шлифования и доь.дкн. Маг"зл магнэтошгюк сплавов является результатом взаимодействии процессов упрочпенил ¡1 разупрочнения. Показано, что параметра).» нагиюпа гогпз управлять назначением оптимзльпих режимов плиФоез-П":1, Прогаводя абразивное плифоват.. а тонкими доеодочними ре.тм-ьаии резаша С шшшшдьинэ — старость изделия, продольная и по-перзчзка подата. глубина шди'^оЕалил), обуславливающая! возникко-еоккэ кабойьпа сия, возизгно шщчэииэ поверхностного слоя с »язкаалыгкм упрэчшшеи. с гяшкыалыюй глубиной залегания и мн-нгаазыпгл веллчп:;г,\й5 оетагочкьк напрягвиия. Эти пэ ре гая/л шли-.'овшкя спос-бс.'зуп? пслучопп миткальной перояоЕзтостн обрабо-гггяь.?: поверхности.

. Устгаэзлзкз познетость управления ¡гачэством поверхностного слоя ютсл каспг-гзпзп ялл езрезот;«! т::пз абразивного гаструмзн-

шаг сплач. а тшггз приззгэваш садам па одно зерно свидотельс- -пуст о прэкайзсяки сбрсЗогки иэлкозэршгетимл абразивными иис

трушнгаь'а. С-гаЗклкзгиШя порс^отрзз нагглзпа способствует полутакта ппгсгаго уроз. ; Еькоашлг пара>?гтроа »апнгиик головок, а У"0сгс"2;:;:э рогг.яз ^"".¿оз^кгл значительно повш'~эт' производительность труда. ■

что капигонпз текяератур о зоне обработки с пэль» позгакял пачзетт пэсерхгостпзго слоя ограничено тепловыми ха-рШСГОрПСТгаЕЦЗ !,аГ1ПП^0!.ПГ!ПК сплавов.

Га оспсво результатов работ по исследования процессов пш-фовапкя магпптогапви оплаЕоа удается определить рацнона^ндо области иргойнешм шгатрулонтсв для сбрзботкл различ-

ней классов !.;агтп;п;л голосок.

Реализация результатов. Результаты работы используются датской компанией "Биокорд" в производстве магнитных головок к высококлассным студийным аппаратам звукозаписи "Биокорд-001", что позволило заменить их ручную доводку абразивным шлифованием.

Апробация результатов. Основные результаты работы докладывались и обсулдалис! на научно-технических конфере лях по новым достижениям и перспективам развития в области отделочной обработки деталей машин:

1) Создание интегрированных гибких производств в области механической обработки и опыт их аффективной эксплуатации в лромышлекности (24-26 апреля 1990 г., г.Киев);

2) Комплексная технологическая подготовка производств средствами САПР (2-3 сентября 1989 г. г.Одесса):

3) Совершенствование систем магнитной записи (2-4 октября '.990 г., г. Киев);

4) Прогрессивные процессы механической обработки неметаллических материалов (10-12 октября 1990 г., г.Алушта);

с

б) Рессурсо-сберегаюедая технология механо-сборочного производства (22-23 мая 1990 г.. г.Днепропетровск);

6) Опыт применения отделочно-упрочняющэй и Финишной обработки деталей машин, механизмов и приборов (23-25 мая 1989 г., г.Днепропетровск);

7) Проблемы автоматизации технологических процессов в машиностроении (19-20 октября 1989 г., г.Волгоград);

Достижения и пути развития технологии машиностроения (68 июня 1990 г.. г. Ленинград).

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 234 наименований. Работа содержит 195 страниц, в том v зле 108 страниц текста, 31 риеун-. ков и 34 таблиц.

ОСШШСЗ СОДЕРНАШЯ5 РАБ0Т11

Качественные показатели аппаратов магнитной записи. независимо от назначения и области применении, определяются выходными параметрам» магнитных готовок.

Несмотря на многообразие кон трукций. магнитные голоеки удается классифицировать по конструктивным признакам, например, по назначения, по виду используемого носителя, по числу дорожек в блоке головок и др. Вместе с тем, каждой группе магнитных головок присущ! специфические технологические признаки, позволяющее упростш технологическую подготовку производства. В результате анализа бсызого числа магнитных головок можно выделить четыре основные технологических процесса их изготовления:

1. Технологический процесс изготовления рамочных магнитных

го."оес."_

2. Техшлогичесгай процесс изготовления полублочных магнитных головок.

3. Технологический процесс изготовления набопн' х магнитных головок.

4. Технологический процесс изготовления магнитных головок с пластмассовым наполнителем.

В результате теоретических исследований выявлены с'т.е¡л те факторы, влиясэде на рабочие параметры системы "головка-носитель -головка":

1. Крутизна спада !апрякенности магнитного по/л рассеивания

и эффективная ширина рабочего зазора сильно зависят от величины отношения магннтнон проницаемости сердечника головки и но-

«¿ил

сителя записи и1ЮС. Идеальный тот случай, когда > •*».

т.е. магнитные силовг" лилии выходят из сердечника головки строго перпендикулярно к ее поверхности.

2. 11ри возрастании индукшт величина статической магнитной проницаемости легированных пермаллоев изменяется от ынач равной

4п-10"3 ги/ы, до равной 4я Ю"2 Гя/и при индукции в 0,1-0,2

Тл. а затем падзет до величины порядка 4(т10~б ¡'н/м в области насыщения.

3. Еи.-осрче токи, возникающие в материалах прокладки рабочего зазора, сердечника и корпуса записывающей головки (конструктивный короткозамкнутый виток), приводят не только к бесполезным потерям энергии записывающего сигнала, но и ухудшают разрешающую способность записывающей головгл.

4. Плоскостность поверхностей разъемов полублоков оказывает вл1..шие на разрешающую способность магнитных головок через гл-чество рабочего зазора иагннтной головю!.

Ь. Необходимым и достаточным условием высокой точности обработки плоскостей разъедав полублоков считается обеспечение высокой плоскостности в сочеташш с минимальной высотой«:. микронеровностей.

б. Точность изготовления формы рабочей поверхности шлет быть охарактеризована следующими геометрическими параметрами: ступенькой в области зазора, степенью бочкообразности или седло-видности, воли'ншой перекоса линии рабо'шх зазоров относительно образующей цилиндра.

V. Еысота микронеровнос:;и рабочей поверхности магнитной головю! эквивалентна некотором!' расстоянию с^, на которое носитель у,-алой от головки.

8. Сочетание обработки п:. ладстей разгемов полублоков и рабочей поверхности магнитно» головки определяет радиус закругления ребер сердочнтсов рабочего зазора магнитной головки.

9. соработгл рабочей поверхности магнитных головок должна производиться тшаи.1 образом, чтобы обеспечить качественное

вскрытие рзбочего зазора.

10. Наклеп магнитоиягких сплавов при' обработке и сборке сердечников магнитных голове представляет собой изменение структуры материала, резко сказывающееся на его магнитных свойствах.

11. Больше значение имеет точность склейки сердечников по толщине пакета, точность совпадения пластин пакета пп контуру, а

ТШШ5 ТОЧНОСТЬ ПОДУбЛОКОВ II ГОЛОВКИ В цело 11

Необходимо обратить Ешшанне на технические требования, предъявляете к магнитнии голоькзм. Лнализ литературных данных и передового опита заводов показывает, что в качестве основных иолзю сиэрать следующие:

1. Цакшшьип продольная плотность записи. В зависимости от качества изготовления магнитной головки, при заданной скорости передЕигения магнитного носителя в продольном направлении записывается определенное ютличество сигналов или шхпульсов.

2. Шкс::иальная попоревдая плотность записи. Она зависит от количества доро-ск «агшгеиой головки на дюйм пирини лента

3. Нэксималыш износостойкость магнитных головок — это один из ваглешав; технических факторов. определяющий ее долго-почзгость, т.о. срок слуяЭы.

4. 12зи!?40за.мз!тс1!0сть иногодорожэчкых магнитных головок оп-р-здоллс? посаходп^ссть 21.-по.г.":;п!л требований повышения идентичности вюодаих параметров мегду миогодорозаз'тыми блокам.«! при и^ бистро;! заиене в аппаратуре.

5. !й1йлг!ла.ть!РЯ отдача магнитной головки — это напрямение. развиваегас ея в решило холостого хода при воспроизв дении записи (.стотонного уровга (т.е. записи, сделанной о (.шкишышн тотзом записи).

6. Оппглаьная частотная характеристика. Частотная характеристика Есспроязсод.'тай ютгагоюй головки предста- ляет собой эа-епскшсть выходного сигнала (игцу в дБ) о» частоты (Г в Гц).

В обеспечении специфических требований, предъявляема, к '.йгикг.из головгеш, спредедагосш роль принадлежи отделочной обработке. От способа и режима обработки, характеристики абразивного инструмента зависит точность, высота мнкрокеровностей и Физические свойства поверхностного слоя, подвергнутого обработке.

Для разработки научно-обоснованной технологии отделочной ойраОотш! магнитных головок, проанализирован шлющийся опыт по изготовлению головок, а таклз возиолзгасти наиболее прогрессивных способов обработки с использованием современных абразивных и алмазных инструментов.

Проведена классификация процессов изгото ления магнитных золовок по конструктивно-технологическим и техническим призиа-кам. согласно которс.. все головки мо; ут быть разде. ны на рамочные, полублочнис, наборные и головки с пластмассовым наполнителем. Наибольшее распространение получили головки полублочного вида. К ним относятся магнитные головки для панорамного кино, многодоро.т.сшис головки фирм "Date Recording Instruiront" (СШЛ), "General Instruiront Corporation" (СШЛ), "Henoywell" (США) и др. Схема ТСХ1ЮЛ01 лческого процесса их изготовления следующая: штамповка и отжиг пластин сердечников, склейка пакетов и намотка на них ютушек, изготовление (шрпусов (обойм), сборка полублоков. обработка плоскостей разгемов, сборка головок в моноблок, окончательная обработка рабочей поверхности. На базе выполненной гл' 'снфикации показана возможность проведения специфических технологии л:нх исследований, а тагав необходимость теоретико-экс-перимситалышх исследований важиейпш операций — шлифования рабочих поверхностей блоков магнитных головок.

Показано, что среди большого числа факторов, определяющих рабо'ше параметры многодорожечных магнитных головок, большое влияние на качественные показатели магнитных головок и аппаратуры магнитной записи оказывает технологические факторы:

1. Плоскостность поверхностей разъемов полублоков оказывает влияние на разрешающую способность магнитных голоеок через качество рабочего зазора. Расчеты по формулам О.йлидбауэра (при трапецеидальной и параболической форме . искривления) покаэываот. Ч'. ) отклонение от пеплоскостности поверхностей разъема долхно быть в пределах 1,0-1,5 мкм.

2. Шероховатость поверхностей плоскостей полублоков oicasu-вает непосредственное влияние ..а внутренний магнитный поток головки, будучи связанной при этом с шириной рабочего зазора. Максимальные значения шероховатостей для головок с ферритовыми сер-дечншоми приведены е таблице 1.

Таблица 1

NN п/п Ширина рабочего зазора 5. мкм Параметр шероховатости Яа. мкм

1 10 - 15 0,32 - 0,08

2 5-10 0,08 - 0,02

3 2-3 0,02 - 0,008

3. Точность обработки рабочей поверхности (ступенька в области зазора, бочкообразность или седловидность, перекоп лишш рабочих зазоров) влияют па по-ори через величину зазора б ыевду головгаи и носителем. Эти потери могут быть определены по формуле Уоллеса:

(1)

Я - «

где \ — длина волна

4. Шероховатость рабочей поверхности магнитной головки /?а связана с внутренним магннтним потоком лепти уравнением

гт• Г г _ 2п-Г

1 - е

31/

'К к.

'01

2т,-Г

Р

На

■ п

2т,-Г

(2)

01

Йз

где

Г

Гп

частота сигнала; 101 — частота первого минимума частотной характеристики.

^ — эквивалентный зазор, вызываемый шероховатостью. Ь. Радиус округления ребер сердечников & не долган провисать 0.05 ширины рабочего зазора £

6. Качество вскрытия рабочего зазора определяется отсутствие и затягивания и обеспечением одинакового ра.лера по всей длине головки.

7. Нзклоп н остаточные напряжения в поверхностном слое головок влияют на величину начальной магнитной проницаемости к0 и

коэрцитивной силы IIс . Бали получены аналитичес -ле уравнения, .

связывакиио ати параизтрм с величиной остаточных напряжении <г

для наиболее распространенных мзгнитомягких материалов:

Сплав 81 НМД (Россия)

3700

пс - 0.04*(

доджи обеспечить су. Ш имеодшся

процессе абразив-и рабочей поверхности магнитной головки, приводит к значительному увеличению эффективного рабочего зазора, вызывая ухудшение рабочих параметров магнитной головки.

Специфика технологических Фаоторов выдвигает задачу исследования и разработки специальных технологических процессов обработки магнитных головок. При ртом особое внимание должно быть уделено режимным факторам обработки, обуславливающим шшимальную величину внутренних напряжений ог

Проведен анализ влияния угловых перекосов, г&знигсатеих из-за технологических ' неточностей, на рабочие параметры блоков магнитных головок. Аналитическое уравнение связи потерь от величины несовпадения линии рабочих зазоров с образующая рабочей поверхностью позволяет осуществлять управление процессами обработки головок с целью повыззния идентичности выходных параметров между головками многодорозачных блоков.

' Величина воздуиного зазора дп мозду рабочей поверхностью

головки и носителем записи для лиЗого канала многодорожэчной магнитной головки:

дп- - В - (СЛп - О) Сеу (3)

4хf , гxi ,

где А ' яы? ' в " ' с ' 1ссз ЗГСШ?

- 1S -

Сплав "Mü-metal" (ФРГ) "о _ Зрор

йс - 0,04аi

Сплав "Racovak" (ФРГ) »0 4000

нс - 0,05аt

Сплав "Alfо" (Япония) "о 2200 "i

"с - 0,03*1

Таким образом, режим абразивной обработки

образование минимальных внутренних напряжений

эксперимен.зльным данным наклеп, возникающий в ной обработки плоскостей разъемов полублоков

Величины Ь, Я и 1 для дзнной конструкции головки определяются чертежом и условиями установки головки На аппарате. Величина для исследуемой головки ожэт Сыть измерена оптическими.

npu6opai.ni.

Доказана необходимость оптимизации методов обработки головок, управления их качеством путем назначения рациональных режимов обработки и выбором состава алмаз но-абразивного .шструмента.

Анализ технических возможностей различных методов ота -точной абразивной обработки показывает, что обеспечить требования, предъявляемые к магнитным головкам, может тонкое шлифование. Достижение требуемого качества поверхностного слоя магннтомягких материалов обеспечивается за счет ¿.г>кменениа режимов тонкого отделочного шлифования, уменьшения зернистости кругов и повышения эластичности их связок, замена ручной обработки механизированной и др. При шлифовании абразивными кругами 63СШ4.СМ2ГЛ могут бить получени наиболее высокие характеристики качества поверхностного слоя мапттс..1ягких материалов в сравнении с другими абразивными инструмента)"', /лк показал анализ данных экспериментов по абразивному шлифованию высоконластичных и магннтомягких материалов, стопень н глубина ншиэпа поверхностного слоя материала .зависит от режимов илифованга, при этом глубина наклепа достигает 100 кзш, а маолшальныэ изменения структуры материала и изменен;« мжротаердоети наблюдается в слоях около 10 мкм. В ряде опубл--кованных работ имеются ссылки на природу упрочнения магннтомяг гялс нзтериалоз, но ни одш! из авторов не показал, как и в каких пределах усилия пл 5ования и температуры в зоне резания, возникшее при различных условиях шлифования, влияет на наклеп, ос-таточню напралэшш и магнитные свойства в поверхностном слое мзгиитоыягких материалов.

Для разработки промналевной технологии абразивной обработки с управлением признаками качества магнит'чх голс^ок важное значение «шее? исследование резания и контактных темь^ратур шлифования магннтошгких материалов, и влияния их величин на параметры наг-г.эпа, остаточные напряжения и уровень магнитных свойств поверхностных слоев этих материалов после обработки.

Применение новых магннтомягких »'чтериалов типа 81 НМЛ. "Л1Го", "Ми-кйЬаГ', "КвсоуаК" и отсутствие сведений по аиг'чор.а

нню изделии из этих материалов обуславливает необходимость проведения исследования в этом направлении.

Для экспериментальных работ были выбраны образцы типа листов диаметром 20 мм и толщиной 1 мм из сплавов "î.ii-metal", 811ШЛ, "Alfo" и "Hüccak". Отожженные образцы обрабатывались по различным технологическим вариантам. Принимая г:> внимание. что для магш.томягких сплавов контакты магнитной анизотропии постоянны в различных кристаллографических направлениях абразивной обработке подвергалась плоская поверхность исследуемых образцов. Отдельные эксперименты выполнены на 4- и 7-дорожечных магнитных головках, предназначенных для работы с ленточным носителем записи шириной соответственно 6,25 и 25,4 мм.

Для измерений шероховатости поверхности исследуемых образцов применялся профилограф блочного типа фирмы "Lait" (Швейцария). Измерения выполнялись при увеличении 100 ООО раз, при этом в соответствии с паспортными характеристиками профилографа инструментальная ошибка находится в пределах 0,005-0,008 мин.

Неплоскостность обработанных образцов измерялась интерьере г 'ионными стекла),ш. Точность измерения — одна интерференционная полоса, что соответствует погрешности порядка 0,3 иол.

Измерение седлообразностн и бочкообразности рабочей поверхности магнитной головки производилось одномикронным, с шариковым наконечником, биениемером типа 2Б фирмы "Horst-Shpule" (Австрия) . с

Для исследования закономерностей образования наклепа применялись современные методы измерений — рентгеноструктурный анализ, металлографический анализ, высокочастотное зондирование.

Рентгеноструктурное исследование наклепа выполнено на ионизационной установке "Komuca" (Франция) в a-Fo-излучении. ли чини наклепа оценивались по искажениям JI рода и уширению интерференционной линии 311 — B(31i) Рептгеноструктурная

сгемка .¡роизводилась при скорости вращения образца 0,5 град, /мин и скорости перемещения диаграммной ленты 1 200 мм/ч. При выбранных условиях рентгеновской съемки и в соответствии с паспортными характеристиками установки инструментальная погрешность измерений составляет: по параметру В(зц) — 0,000011 мм, по параметру

— 0.00001.

Для определения глубины наклепанного слоя производилось послойное травление (электрополироька) образцов с шагом 4-5 мкм.' Толщина снятого слоя измерялась на вертикальном оптиметре JBT с ценой деления 1 мкм. На каждом из травленных уровней производился полный цикл рентгеноструктурных измерений. Травление продолжалось до достижения глубинных слоев с параметрами необработанного образца. Для злектрополировки применялся следующий состав электролита: фосфорной кислоты — 85%, хромового ангидрида —

15 Реиш злектрополировки: температура ванны — 80 °С, плот-

о

ноеть 7огл — 1.7 А/сь^*. расстояш. меаду катодом и образцом — 4.0 кл, распологвнкз электродов — вертикальное, время травления — 15 о.

1.йтод рентгеноструктурного анализа в сочетании с послойной злеетрополкровкоя позволяет косвенно определить величину магнит-И1Я свойств серхгаго слоя деформированной поверхности, глубину пшешпа и в первом приближении — закон изменения магнитных свойств в наклзпзжгай гояе.

. Изтад (лэтглглгрг^етасетго анализа получил широкое ^имене-иг,2 при иауят тесгадоваиияк, аналогичных предпринятому каш. Сущность мэтода вэ'^шэ.отсд а определении каклепа по измерении !.глсро7Г.срдеста слзез, затегакда на разной глубине от механичес -ки обработанной поверхности. Кккротвердость слоев, различно уда ясшгих о? поверхности, определялась с' помощью параллельных срезов.

Производилось кзмэрешю ии^ротЕердостн отокглчт« необрабо-тан.Ш'л образют. Затеи определялась шжротвердость исследуемой поверхности. Сгравяшоя послойно наклепанные слои с шагом <1-5

измзрялн ыжротвордость на различных уровнях наклепанной попа Одковрзкзию с измерением микротверлости оп. оделялась степень наказпа К - . гдо Но — микротвердость отые«енкых необработанных образцов.

Шсокочастотный электромагнитный метод основан на не кот с л;/ особенностях проникновения и распространения электромагнитного потока высокой частоты в различных матер..лг.ах. Для иоследораний толщины наклепа, а татаэ толгдаы любых покрытий къ ч-гнь/кой.

немагнитной и непроводяирй основах разработан ряд приборов, принцип работы которых основан на том, что высокочастотный электромагнитный поток, излучаемый датчиком, индуцирует в поверхностном слое исследуемого объекта вихревые токи, являющиеся причиной возникновенит противодействующего электромагнитного потока и ваттных потерь в поверхностном слое. Осл пленный электромагнитный поток возвращается в датчик. Всякое ослабление магнитного поля вызывает усиление электрического потока 1 катушке датчика, возбудившей магнитный поток. Этот электрический ток усиливается и измеряется. При исследовании закономерностей образования наклепа производились измерения величины наклепа по сравнению с параметрами необработанного отожженного образца ("эталона").

Измерении винтообразности магнитных головок, т. е. перекоса линии рабочих зазоров относительно базирующей цилиндрической части рабочей поверхности, производились по идентичности электроакустических параметров. В выбранном режиме испытаний измерим отдачу головок на фиксируемой частоте. При наличии винтооОраз-ног "и уровень отдачи изменяется от минимума на крайних до максимума у г одних каналов головки. Если винтообразность отсутствует, отдача должна быть идентичной по всем каналам магнитной головки.

Для тонкого шлифования применены мелкозернистые абразивы на основе карбида кремния зеленого (63С) фирмы "Ног1оис (Англия) зернистостью 50, 28, 20. 14 и 7 мкм. Для сравнения отдельные образцы обработаны абразивными кругами на основе электрокорунда белого (23А) фирмы "ЗЬоип" (США) зернистостью 50, 28, 7 мкм и нонокорунда (М) Днепропетровского абразивного комбината (Украина) зернистостью 28 мкм. Большинство абразивных кругов изготовлено на глиФгалевой (Гл) связке. Круги имели твердость в пределах 337-400 кг/мм2 (3 370-4 ООО Н/ш?'). Измерение твердости кругов произведено на приборе ТКН. Отдельные образцы обработаны абразивными кругами на керзмичесой связке (К).

Для тонкого шлифования с отделочными режимами резания, был выбран прецизионный плоскошл1И'<еальный станок РГ-250 фирмы "Л1«*егК" (ФРГ). Для наружного круглого шлифования применялся цх-цчзнонный круглошлифовальный станок модели 54-125 (ФРГ). Точ-

ность и жесткость станков соответствует боианилм обеспечения Б1 .-жой точности технологических факторов магнитных головок. Режимы шлифования изменялись в следующих продолах: тонкое плоское шлифование — скорость круга — 22 м/с; продо.-- пая подача .(скорость изделия) —2; 5; 10; 15 м/мин; поперечная подача —0,1; 0,2; 0,5; 0,7; 1,0 мм/дв. ход; глубина шлифования —0,002; 0,01; 0,02: 0,05 мм; тонкое иг ужное шлифование -■ - скорость круга — 30 м/с; продолжая подача — 5; 1 '_>; 35; 70 мм/мин; скорость изделия — 30; 40; СО м/мин; глубина пллфованм — 0,0025; 0,01 мм; выхаживание — 4-6 раз.

Для измерения составляющих усилий резания на плоскошлифо-валыюм станке был применен специальный измерительный тензомет-рический стол. Нижняя плита стола крепилась неподвижно на столе станка. На верхней плите устанавливалось приспособление с испытываемыми образцами из магнитомягких материалов. Сбё плиты стола были связаны друг с другом двумя специальными упругими элементами. На каждом из упругих элементов было наклеен- по 16 тенэодат-чиков (база 20 мм, со||ротивление 20 См), включенных по полумог товой схеме (по 16 датчиков в каждом полумосте) для измерения составлявших Р, и . Яля усиления сигналов датчиков применялся

тензоусилитель ТА-5 с выходо... на шлейфовый осциллограф Н102 (фирма "Брюэль и Кэрр". Дания). Перед началом экспериментов тек-зостол тарировался с подашь» стандартных кругов для устан ления пены деления выходного сигнала шлейфового осциллографа ь единицах нагрузки.

В данной работе для измерения контактной температуры при плоском и круглом шлифовании магнитомягких материалов были выбраны двухэлектродные термопары, горячим спаем которых являлся шлифуемый образец. Метод двухэлектродиой термопары дает возможность получить сравнительно высокую ТЗЛС. т. е. работать без усилителя, что уменьшает инерционность термопары. В качестве м. е-ризла термоэлектродов применялись хромель и аяшинель .яаметром 0.2 мм, которые в диапазоне исследуемых температур имеют линейную характеристику и еноссбкы рцпержать кратковременные нагревы

без искажения показаний в пределах 1 2Б0 °С. (

Чтобы исключить ошибки от скачков при малая перемещениях шпиндельной голоеки станка, набор глубины производился по инди-

катору с ценой деления 0,001 мм при помощи автоматического прибора контроля режимов резания и с применением приспособления для измерения действительного съема металла после шлифования.

Расчет величины остаточных напряжений производился по методике, разработанной А. Л. Маталкным. и Е. II Некрасовым. Экспериментальное изучение остаточных напряжений проиэ&одилос! по методу Н. Н Давиденкова.

Измерения паОочих параметров экспериментальных маогодорэ-кечных магнитных головок проводились на универсально:.) лентопротяжном механи?ме Фирмы "Атрех" (США). обеспечивающем получение стандартного ряда скоростей ?• диапазоне 4,76-152,00 ск/с. Для испытаний применялась лента типа РЕ-41 (фирма "Сэуег*.", Бель-п...). Отдельные опыты (для сравнения данный) выполнены с лентой "Ашрех" (США). Режимы испытаний (ток записи, ток подмагничиза-ния, частота подмагшгшвания) выбирались в каздом конкретном случае с учетом конструктивных особенностей головок и исходи из условий обеспечения наилучших рабо'шх парамэтров.

В ряде случаев производилось определенна эффективной сирины рабочего зазора магнитных головок. ГЬ казздому из исследуемых технологических вариантов производилась обработка от 3-х до 7-ш1 образцов или магнитных головок. Из результатов измерений определялось среднее арифметическое значение наОлццаешй величины.

Сравнение н оценка средних, а тасгл определенна достогер-ности полученных результатов производились методами теории Ееро-ятиостг и математической статистики. Для оценки случайности или существенности расхождения средних арифметических значений, ви-численних по данным двух выборок, применялся метод (.-распредели кия (Стьюдента).

В некоторых случаях для решения вопроса о том. что онипюе распределение наблюдаемых величин приближенно нормально к, получения возможности оценки сгоэстескности различий мевду выборками по критерию Стьюдента применялся метод статистической групшфов-ки и отклонений от выборочных средних (к) внутри групп с обгеди-ненчем указшшых отклонений по ряду групп, т.е. о приведением их к х - О. Подсчитав выравнивающие частоты и произведя отклонения по вероятностной бумаге, угверкдались в том, что гипотеза о нормальности распределения исследуемых величии не мэкэт быгь отвергнута.

Для исследования статистической сеязи между величинами, оп-!>-. ¡еденными в результате эксперимента, применялся метод корреляционного анализа, как для случаев парной, так и для множественной корреляции.

Б отдельных случаях для определения связи между исследуемыми величинами применялись расчеты по методу наименьших квадратов.

¡h основании математического анализа, выполненного в соответствии с изложенной методикой, формулировались заключения и общие выводы. Достоверность полученных таким образом результатов характеризуется уровнем вероятности 95 %.

3 соответствии с разработанной методикой проведено изучение влияния технологических факторов тонкого шлифования поверхностей деталей иэ магнитомягких сплавов, используемых для изготовления многодорояечных блоков магнитных головок.

Наиболее подробно произведено исследование влияния тонкого шлифования на высоту неровностей образцов из ci.-авов "Mu-retal", 81НМА, "Recovak" и "AI ¡о" при использовании абразивных кругг'р карбида кремния зеленого зернистостью 14 мкм на глифгалевой связке — 03СМ14Г.И (HORTON).

Сравнение шероховатостей >-оверхностей образцов, обработанных в идентичных условиях, приводит к выводу, что они несущественно отличаются друг от друга. Это позволяет сделать еыр что при тонком шлифовании магнитомягких сплавов вид магнитомягкого сплава существенного влияния на высоту шероховатостей .¡е оказывает.

Высота микронеровностей изменяется с изменением глубины аянфования t, поперечной подачи Sn , и скорости изделия 7;i .

Сравнение средних по методу Стьюденга для случая зависимых переменных экспериментальных образцов, обработанных при фиксированных значениях двух варьируемых величин (например, Чц и '> и

при переменной третьей (например, Sn )' показывает что .^следуемые совокупности существенно различны.

Аналогичные результаты получены при сравнении люСых выбсрок для подач 0,1-1,0 мм/дв. ход и скоростей 2-1Б м/мин. Причем!. с увеличением разницы »«жду подачами сравниваемых выборок и разницы между скоростями, отличие между табличным и расчетным распре-

делением Стьюдента возрастает. Это позволяет сделать вывод, что существует сьнаь между высотой неровностей Ra и глубиной резания t типа Ra - f(t), где Sf) - const, V'(( - const.

Используя методы статистического аначиза, нетрудно показать, что имеется связь мевду высотой неровностей Rh и поперечной подачей SfJ типа Ra - Г(S(J ). где - const, t - const. Аналогичная статистическая связь существует между высотой неровнсс-тей Ra и скоростью VH , выражаемая зависимостью Ra - Г(УИ ), где

t - const, F. - const.

Таким образом, проведении., анализ показывает, что высота неровностей "а закономерно связана с режимными факторами шлифования t, Sn и Vи .

йоследомание фактической связи между высотой неровностей И режимными Факторами шлифования методами корреляционного аначиза поэ.- лило определить >;оличеетвенные соотношения (.«аду исследуемыми факторами.

Уравнение множественной корреляции для исследуемых факторов имеет вид: •

На - 0,Z625Sn + Б. It + 0,005£Л'И - 0,0458 ( 4)

Уравнение (4) при подстановке в него конкретных значений в отдельных случаях дает значительные различия по сравнению с высотой неровностей, полученной экспериментально.

.¡чет высот неровностей для 80 конкретных экспериментальных режимов показал, что уменьшить наблюдаемую мевду расчетом и опытом разницу возможно в виде деления всего диапазона рекишв на две группы:

1 л группа - изменение подачи Sn - 0.1-0,2 мм/дв. X' ;;

изменение глубины шлифования t - 0,002-0,010 мм; изменение скорости изделия VH - 2-4 м/мнн;

2-я группа - изменение подачи S„ - 0,6-1,0 мм/дв. ход;

изменение глубины шлифования t - 0.02-0,05 мм; изменение скорости изделия Vu - Б-1Б м/ига.

п

С учетом принятой классификации и не меняя в корне уравнение (4), связь мевду исследуемыми факторами с высокой точность«

- ai -

описывается уравнениями вида:

1-я группа йз - 0.2625S,, + S.lt + 0,0055V„ - 0.0033 ( 5)

¿1 H

2-я группа Ра - 0,2625Sn + 5, lt + O.O05£V -0,06 . (6)

Расчитанные по (б) и (6) значения Ra отличаются от экспериментальных на 12-16 %, что позволяет использовать полученные Формулы в практических расчетах. Зная конкретные 5П . ¿.и v для

данного абразивного инструмента можно ориентировочно определить Еысоту неровностей /?а и оценить (с точки зрения требований, предъявляемых к магнитной головке) приемлемость выбранных режимов шлифования.

Нч рис. 1 показано графическое изображение корреляционной связи высоты неровностей Ra с режимными факторами шлифования.

Полученные выводы подтверждаются при тонком плоском шлифовании магнитомягких сплавов абразивами зернистостью М23. Ш4 и }<7 марки NORTON 63СМ14ГЛ, 63СМ7ГЛ И S70UN 23А)£?ЭГл. 23АМ7ГЛ.

Обобагя все зкси' риментадьные данные необходимо сделать следующий вывод: для обеспечения минимальной высоты неровностей Ra тонкое плоское шлифование магнитомягких сплавов необходимо производись со скоростью иэдел"ч V - 2 м/мин, глубиной шлифования I - 0,002 мм и поперечной подачей - 0,1-0,2 мм/дв. ход.

При идентичных режимах шлифования и зернистости абр.-.;ивных инструментов наиболее нивку» шероховатость поверхностей обеспечивает абразивы на основе карбида кремния зеленого.

В результате вычислений получены следующие корреляционные уравнения связи:

а) для абразивов типа NORTON — lia - 0,006А - 0,0078

б) для абразивов типа ST0UN — Ра - 0.0068А - 0,0225 Увеличение шероховатости с ростом зернистости абразива '"о-

гвч быть объяснено увеличением сечения среза а,г , что оответс-

твует общим положениям теории шлифования. Полученные зависимости могут быть применены и» практике. Вчня требования к шероховатости поверхности головки, выбрав режимы резания, нетрудно определить зернистость шлифовального круга для обработки головок.

Независимо от вида материала верна абразива, а такяе неза-

¡4 мкм.

2.5 2,0 1,5 1,0

п.5.

Ка

°'5 У ^Ш

а)

Я а,

мкм

2,5 2.0

1,0

0,5

■ Ра, МКМ

2.5-1 2,0 1,5 1,0 0,5

МКМ.

2.5' 2.0' 1.51,0 0.51

0.5 V &.& б)

1Г

о) г)

Рис. 1. Корреляционная связь ыззду высотой неровностей Па и поперечной подачей Бд при тонко« плоском шгафовапик тгнитомяг-ких сплавов абразивом НОЙТОМ бЗСМКГл:

а — Уп -2 ч/мин; б — 1'я -б м/мип; в — \'п -10 м/мин; г — --15 м/мин; 1 — ЫЭ,05 км; 2 — 1-0,02 мм; ? — Ь -0,01 мм; 4 — 1-0,002 мм; е — "Ш-пюЬаГ; о — "ЯвсОуа!-."; л — "АЗГо"; а — 81НМА; Ра — выборочная средняя опытных данных из п »

висимо от зернистости абразива, применение органических связок типа глифталевых способотчует уменьшению шероховатости обработанной поверхности в среднем на один разряд.

Обобщая экспериментальные данные, необход <о сделать следующей вывод: для обеспечения минимальной высоты неровностей тонкое наружное круглое шлифование магнитомягких сплавов необходимо производить со скоростью изделия 30 м/мин, глубиной резании 0,0025 мм, продольной подачей 0,02 мм/об (5 мм/мин) при ооильном охлаждении. При использовании абразивов NORTON 63СМ14Гл вылолне-нне приведенных рекомендаций обеспечивает получение низкой шероховатости поверхности.

В процессе акепериментов установлено, что режим резания при тонком шлифовании существенного влияния на неплоекостность но-лублокоь не оказывает. Это объясняется небольшим влиянием усилия резания в режимах тонкого шлифования на рост напряжений, определяющих упругие деформации деталей после съема их со станка. Наиболее высокую точность возможно получить, f.. именяя абраяивы NORTON зернистостью 7-i4 мкм на гллфгалевой связке.

Показано, что точность обработки практически не зависит от катериала зерна и вида связки абразивного инструмента.

Расслаивание сердечников )и шлифовании плоскостей разъемов полублоков зависит от режимных Факторов обработки, а также от характеристики абразивного инструмента; независимо от зерг- стос-ти абразивных инструментов расслаивание возрастает с ужесточением режимов обработки. Расслаивание практически отсут'-. вует при шлифовании с глубиной резания 0,002 мм, поперечной подачей 0,1 мм/дв. ход и скоростью обрабатываемого изделия 2 м/мин.

Наибольшее влияние на точность рабочей поверхности магнитных головок при тонком шлифовании оказывает точность предварительной сборки магнитных головок. Для получения максимальной точности формы рабочей покергности, сборка магнитных гол^-юк (вклейка сердечников в по луб лаки, вклейка экранов и т. ) должна выполняться с точностью 0,03-0,05 мм.

Для получения точности фор;,« рабочей поверхности магнитных головок в пределах 0,5 мкм и менее, тонкое наружно« круглое шлифование магнитных головок необходиш производить со следуютлми режимами шлифования: скорость круга — 35 м/с: nf дольная подача — 5-70 мм/мин; скорость изделия — 30-50 м/мин; глубина резания

- 24 -

— 0,0025-0,01 мм; шлифование с обильным охлаждением.

Силы резания при шлифовании металлов являются источником возникновения высоких температур в зоне резания и остаточных пластических деформаций в поверхностных слоях изделия. Силы резания при шлифовании зависят от прочностных характеристик обрабатываемого материала, характеристик шлифовального е. уга к режимов шлифования.

Анализ показывает, что с увеличен!' 'М глубины шлифован.« нормальная и т&и'енциальная составляющие усилия резания закономерно возрастают. Это объясняется как ростом нагрузки, приходящейся на единичное рекущее абр"=(Иьное зерно, так и увеличением числа зерен в зоне контакта шлифовального круга с изделием. При а i* азивном шлифовании применение мелкозернистых кругов на глиф-талевой связке снижает величину тангенциальной и нормальной составляющих усилия резан..я. Это объясняется большей упругостью глифталевой связки по сравнению с керамической.

.fe экспериментальных данных следует, что при абразивном шлифовании нагрузка, приходящаяся на одно абразивное зерно, растет весьма интенсивно до глубины приблизительно 0,012 мм. При дальнейшем увеличении глубннн шлифования величина расчетной наг-оузки изменяется незначительно, иоэтому дальнейшее увеличение сил резания связано, в основном, только с увеличением числа "ре-хущих" абразивных зерен и зоне контакта шлифовального круга о изделием.

При эластичных связках нагрузка на одно зерно в меньшей степени зависит от глубины резания.

При шлифовании мелкозернистыми кругами значения P¡^3) и

Pyfпримерно ь 100 раз меньше, чем при илиФоьании круиновер-

HI гыми кругами. Таким значительным уменьшением по, уальной составляющей усилия резания единичным серном и объясняется, в основном, снижение степени упрочнения поверхностного слоя при использовании мелкозернистых кругов.

Для установления отвального режима шлифования, обеспечивающего максимальное сохранение исходных магнитных свойств сплава, были проведены исследования величины мгновенной контактной температуры, усредненной по ширине круга, от реюмоа резания при плоском шлифовании.

Шлифование сплава " А1 Го" мелкозернистыми абразивными кругами NORTON 63СМ14 при сгарости вращения шлифовального круга 13 м/с и глубинах шлифования 0,003-0,005 мм обуславливает возникновение в зоне обработки контактных температур меньше предельно

допустимых (200 °С). При обработке пермаллоевых сплавов типа "Recovak" шлифование мег-озернистыми абразивными кругами обуславливает возникновение минимальных температур.

1Ъ результатам исследования параметров наклепа можно сделать следующие выводы:

1.' Обработка абразивами на глифталевой связке обеспечивает меньший наклеп, чем при обработке абразивами на керамической

связке: пирина линии • величина искажений II рода и

микротвердость Ид больше при использовании керамической связки.

Уменьшение наклепа при шлифовании абразивами на гли^алевой связке может быть объяснено меньшей жесткостью и большей :-лче-тичностью глифталевой ¡вязки, • ослабляющих силовое воздействие зерен на обрабатываемый материал.

2. При плифовании магнитомягких сплавов наклеп минимален при использовании абразивов на основе карбида кремния зеленого. Наиболее отчетливо этот вывод проявляется при шлифовании крупнозернистыми абразива-/.!!.

СбоОкая экспериментальные данные для крупнозернистых л мелкозернистых абразивных инструментов, необходимо сдрлать общий вывод об уменьшении наклепа при шлифовании кругами NORTON ЗС. Уменьшение наклепа можно объяснить большей хрупкостью зерен карбида кремния. способных при шлифовании воспринимать и передавать дэЗхзрмируемым мккрообъемам металла меньшие нагрузки, чем зерна элеотрокорунда белого и монокорунда

3. Наклеп уменьшается с уменьшением зернистости абразивного инструмента.

{^тематическая обработка результатов экспериментов методами корреляционного анализа позволила определить связь между параметрами наклепа В^ Нд, Ср и зернистостью абразивов Л

йнгимзльиьМ наклеп обеспечивается при шлифовании кругами K0RTCN 63СШ4Гл-бЗС!ОТл. Повышение степени наклепа с укрупнением зерна можно объяснить более мощным воздействием крупного зерна

на микрообгем металла, в связи с чем возрастает степень пластической деформации. Необходимо отметить, что полученные выводы о закономерностях образования наклепа подтверждаются различными Физическими методами измерений. Это свидетельствует о наличии внутренней связи между различными параметрами наклепа и повышает достоверность результатов исследований. Изучение св>.и между некоторыми параметрами наклепа методами корреляционного анализа позволило получить связь между начальт ж магнитной пронкщй-мостыо и0 и параметрами наклепа Нд и Ср

к

(7)

О.вСр ~ 33.3

к

(8)

" О.ОШя + 3,78 35 1(Р

где Я --. £ — модуль упругости.

Е

Выражения (7) и (8) позволяют оценить уровень магнитных свойств наклепанного слоя без выполнения сложного комплота специальных измерений (например, рентгеновских).

4. Глубина наклепанной зоны существенно зависит от размера зерна, уменьшаясь от 25 г,км при размере зерна 50-55 мкм до 5-10 икм при размере зерна 7-14 мил.

Изменение магнитных свойств в пыелзпанной вокэ происходит по параболическому затону.

шлифовании мелкозернисты;.!:! кругами наблюдается сшшзнке

температур до 100-200 °С и превалируйте значение имеет силовое воздействие шлифовального круга В результате, в поверхностном сое металла додяны формироваться оетаточнш напряженка скатЕи. Проведенные исследования остаточных иопряшпй подтвердив! вышеизложенное. Глубина залегания каютшалышх растягивающих напряжений (рис.2) не превышает 5-8 ыкм. Расчет остаточных напряжений в поверхностном слое технического кзлева при влифэвшши кругом

ыоетон 63С25К5 (в - 600 °С). показал, что максимальная величина

напряжений растяжения р"пка 26,3 кг/мм2, т.е. порядок величин максимальных 8качений растягивающих напрякзиий. полученных экспериментально, ( "0 кг/мм2 ) и по расчету (26 кг/мм2 ), соответс-

твунг друг другу.

В процессе влифования абразивами NORTON бЗСбГл действие теплового ¿актора уменьшается и глубина залегания капрякзниП раетятения снижается с 35-40 до 20 нкм. При уменьшении вернис-тости абразивных кругов до 14 мкм в поверхностном слое образуются напряжения сжатия, глубина залегания которых достигает 10 мкм.. т.е. силовой фактор становится превалирующим.

При шлифовании абразива«! NORTON бЗСМКГл значение удельной нагрузки »газе; .о снижается. при ьтом работа плаотичесой

деформации единичного зерна умекьиаэтся и снижается величина остаточных напряжений с kit кя.

Применение эластичных глиоталевых связок круга способствует г равнивашик значений толщины среза az и тадаэ приводит к ушиь-

шению величины максим»чьных остаточных нопрякзний скати;; С па £025 %) и глубины их аалегани?. (а 2-4 раза) по сравнения с кх екачениями. полученными при шшфовашш таких материалов кругами на керамических связках.

Тагаш образом, минимальная величина и глубина ваязгагакг остаточных напряжений сжатия при абразивном шлифовании ыокзт бшь обеспечена применением мелкозернистых влиФозалышх крутой на эластичны;: связках типа NORTON 63Ж14ГЛ. Глубина аакогшшя (¿ак-симальных значений капрякзкий скатка и их сеякчкиа пэ расчету хорошо согласуются с экспериментальными дашаап:.

До последнего времени на практике било кгрокэ раопростраз:э-I" мне ,ие об ухудшении рабочих параметров югнстшх головок при механизированной обработке, в связи с чом. ручная обработка прецизионных многодорокэчных магкиткых голого;; па импортны:: аЗравп-вах типа "Кндий" а "Арканзас" является практически едкпешншш ( оедством обеспечения их рабочих параметров. Осшбочиость тагах суждений была доказана на первых йтапах пастоявэП работы.

Нш® приведены выводы по результатам непшокий раЗочих параметров блоков магнитных головок, _обработашшх ко различны« технологическим вариантрм.

Анализируя экспериментальные данные нетрудно вамзткть. что рабочие параметры магнитных головог соотбэтстбу&т тэхничзекгн: условиям 'при олифоваиип абразившж HORTOi! 63CL44 на глкФталевоР. связке.

Сопоставляя параметры головок, обработанных абразивами с одинаковой зернистостью (например, 28 и 50 мкм) и с различным материалом зерна, можно прийти к выводу, что предпочтение необходимо отдать обработке абразивами типа НОКТО" "ЗС.

Объяснение этому следует искать в меньшей наклепываемости пермаллоев и более низкой шероховатости при обработке абразивными инструментами на оснор карбида кремния зеленого.

Сравнивая рабочие параметры магнитных головок, обработанных абразивам зернистостью 50, 28 и 14 мкм, необходимо сделать вывод о закономерном улучшении параметров с уменьшением зернистости инструментов.

Шлифование плоскостей разъемов полублоков супкстЕенно улучшает параметры магнитных головок, что объясняется улучшением качества поверхности.

На заключительном этапе исследований была произведена механизированная обработка рабочей поверхности многодорожечных магнитных головок в сочетании с механизированной'обработкой плоскостей разъемов.

Анализ показывает, что параметры головок пои комплексной механизированной обработке лучше, чем при ручной обработке. Механизированная обработка обесп швает идентичность рабочих параметров в партии магнитных головок. Кроме того, улучшается идентичность параметров в пределах одной ыногодоро.тйчной магнитной головки.

Особо следует отметить, что комплекс выполненных исследований обеспечил возможность записи-воспроизведения сигналов с длиной волны менее 4 мкм при неравномерности частотной характеристики в пределах 10-12 дБ. При этих условиях реализована плотность записи более 210 импульсов/мм.

Комплексная механизированная обработка блоков магнитных головок для записи гармонических сигналов (в сочетании с рекомендациями по сборке) позволила осуществить запись частг-ы 20 кГц при неравномерности частотной характеристики в пр 5елах 6-7 дБ. Полученные рабочие параметры магнитных головок соответствуют уровню параметров головок передовых фирм.

- 80 -ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Щоведен анализ технологических Факторов, определяющих рабочие параметры многодорожечньвс магнитных головок. Показано, что технологические факторы оказывают (нри прочих равных условиях) значительное влияние на рабочие параметры мне одорокечных магнитных головок.

2. Сформул"оованы требования к телеологическим процессам обработки головок и определены технологические возможности обеспечения выссого качества рабочих параметров магнитных головок. Обработка магнитных головок ; ша обеспечить получение шероховатости в пределах Ra - 0.04-0,02 мкм, неплоскостности поверхностей разъема полублоков — 0,6-1,0 мкм, отклонение профиля продольного сечения (бпчкообразность. еедлообразность) рабочей поверхности — менее 1.0 мкм. глубины наклепа — 6-10 мкь.;.

3. Отсутствие опубликованных данных обусловлено необходимостью проведения экспериментальных исследований процессов отделочной обработки новых магннтокягких сплавов. Впервые произведено экспериментальное изучение обработки шлифованием магнитоклг-ких сплавов "Mu-motal", 8ИГ~'А. "Alfo", "Recova?;". Изучены особенности тонкого плоского и наружного круглого шлифования. Установлено единство закономерностей при обработке различных магни-томягких сплавов.

Показано, что параметры точности обработки, наклепа и высот" нер-чностей при ручной доводке магпитомягких сплавов на отечественных и зарубежных абразивных инструментах примерно одинаковы. Так, например, ручная доводка на абразиве "Кндий" приводит к шероховатости в пределах Ra - 0.085-0.038 иш и глубине наклз-г / около 15 мкм. Такие se параметры обеспечивает ручная доводи! на чугунных притирах, шаржированных ыикропоровкаыи монокорунда зернистостью 1.0 мкм (Ra - 0.038-0,040 иш, наклеп около 1С мкм). Этим опровергнуто распространенное на практика мнение о возможности обеспечения ^аОочах парааэтров специальные югнитннх головок только с покопаю обработки абразивами типа "Инднй" п "Арканзас". Доказано, что требуеше рабочие параметры магнитных головок могут быть Обь«,печены путем тонкого шийования ебравкз-ными кругами Tima NORTOíJ и ST0UIÍ.

Обработ!*?. .агнитонягких сплавов вяйФэранквн обсспэчнвгэт

результаты не хуже, чем ручная доводка: параметры точности и ше-р^ловатости примерно одинаковы, в то время как наклеп при обработке шлифованием значительно меньше, чем при ручной доводке. Так, например, если при ручной доводке на абр -иве "Индий1: возникает наклеп глубиной до 16 мкм, то при шлифовании глубина наклепа не превышает 5-10 мкм.

4. Показано, что основные положения теории шлифования и абразивной обработки (влияние режимных Факторов обработки, материала зерна и зернистости абразивных инструментов, связки абразивов, смаэочно-охлаждащей жидкости и др. на шероховатость поверхности. параметры точности и наклепа) подтверждаются при тонком шлифовании магнитомягких сплавов.

5. Впервые экспериментально исследованы параметры наклепа магнитомягких сплавов при различных способах абразивной обработки по разработанной методике с использованием различных технологических способов исследования. Доказано, что результаты испытаний методом высокочастотного зондирования, рент-эноструктурным и металлографическими методами коррелированы, благодаря чему мож1^ ограничиться контролем наклепа одним из трех способов.

6. Определены зависимости между шероховатостью поверхностей. параметрами наклепа и ре* шкмн Факторами различных способов абразивной обработки магнитомягких сплавов. На основе анализа полученных зависимостей разработаны практические реком" 'дации для обработки магнитных головок (режимы обработки, инструменты).

. На основе анализа результатов исследования процес :ов абразивной обработки магнитомягких сплавов показано, что шлифование магнитных головок возможно. Экспериментально установлено, что рабочие параметры многодорожечньос магнитных головок возможно обеспечить при:

а) тонком шлифовании плоскостей разъемов полублоков;

б) тонком пи ковании рабочей поверхности магнитных голорок.

7. Установлено, что для обработки плоских поверхностей рекомендуются следуювше режимы и инструменты:

скорость изделия, V.. - 2-5 м/мин:

глубина резания, t - 0,002-0.005 мм:

поперечная подача. Sn - 0,1-0,2 мм/дв. ход:

абразивный инструмент — круги NORTON 63СМ7Гл. бЗСШ4Гл.

6. Показано, что круглое шлифование магнитных головок необходимо выполнять с учетом следующих рекомендаций: скорость изделия, V;f - о j-49 м/мин; глубина резания, I - 0,0025 мм; поперечная подача. S;] - 5-10 мм/мин; абразив - NORTON 63СШ4Гл; обильное охлаждение; точность сборки — 0,03-0,05 мм.

9. Показано, что обработка многодорожечных магнитных головок шлифованием обеспечивает получение рабочих параметров (частотная характер.ютика и отдача), соответствующих требованиям технических' условий.

10. Пр,...1енение специальной технологической оснастки, приемов и методов обработки, позволяет улучшить повторяемость рабочих парамет; .¡в в партии головок и уменьшить разброс параметров в пределах одной многодорожечной головки.

11. Показано, ч > наряду с повышением качества, обработка магнитных головок шлифованием позволяет резко уменьшить трудоемкое 1 изготовления, -повысить производительность труда на операциях абразивной обработки в 8-15 раз, снизить разрядность работ. Широкое внедрение шлифования магнитных головок.на заводах фирма "Biokord" (Дакия) позволяет получить условно-годовую экономию в размере 50 ООО Dit

Публикация результатов. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в следующих статьях:

1. ГавришА. П.. Дль-Ehep Мунир Factors controlling opera-tine parameters of the system Magnetlo Head-Recording Mîdiuitv-Magnetlc head / International Journal or Applied Magnetic in Materials, M 2. 1993.

2. Гаврив А. П., Аль-ffiaep Мунир Study of technical Factors t.:feet upon Magnetic head parameters / International Journal of Applied Magnetic in Materials. M 2. 1993.

3. ГавришА.П.. Аль-Uhep Мунир Main Requirements Гог magnetic heads / International Journal of Applied Magnetic in Materials, N 2. 1993.

4. Любимов R E., Аль-Иэер Иуиир Абразивное влифование магнитных головок / Сб.: ^временная технология упрочнения, восстановления ir механической обработки деталей с покрытиями. Киев.

УДЭНТЗ, 1693.