Обработка на шлифовальных станках

Понятие о процессе шлифования. Шлифованием называется процесс чистовой и отделочной (окончательной) обработки детален машин и инструментов путем снятия с их поверхности тонкого слоя металла шлифовальными кругами.

Шлифовальные круги самого различного профиля и размеров изготовляют из зерен абразивных материалов, связанных между собой специальной связкой. Широкое применение имеют также шлифовальные бруски и шкурки.

Шлифовальный круг можно рассматривать как фрезу с большим количеством мелких зубьев. Действительно, в процессе шлифования каждое зерно, находящееся на периферии круга, работает как зуб фрезы, снимая стружкипеременного сечения. Особенностями шлифовального круга по сравнению с другими режущими инструментамиявляются, с одной стороны, очень высокая твердость зубьев (зерен), а с другой — способность кругов к самозатачиванию.

Возможность работы при шлифовании с малыми глубинами (1—2 мк) и соответственно с малыми усилиями резания позволяет этим методом легко достигать точности 2-го класса.

Шлифование обеспечивает также высокую чистоту обработанной поверхности — до 10-го класса включительно.

Процесс резания при шлифовании осуществляется быстро, при помощи равномерно вращающегося с постоянной скоростью шлифовального круга, к которому подводится обрабатываемая поверхность детали. Зерна шлифовального круга снимают с детали весьма тонкие стружки, придавая шлифуемой поверхности высокие качества по чистоте и высокую точность обработки. В процессе шлифования за один проход круга обычно срезается припуск, равный 0,005—0,05 мм.

Скорость резания при шлифовании равна окружной скорости круга и обозначается v_K(м/сек).

Окружная скорость вращения детали при черновой обработке берется v_д= 20 - 60 м/мин, при чистовой v_д = 2 - 4 м/мин.

При круглом шлифовании слой металла t(см. рис. 170, б), снимаемый шлифовальным кругом за один двойной ход, называется глубиной резания. Глубина резания при шлифовании выражается

t= (d1-d2)/2 мм,

где d₁и d₂ — диаметры детали до шлифования и после шлифования, мм.

Глубина резания tиногда называется поперечной подачей круга за один двойной проход. Величина tберется равной 0,005 — 0,09 мм/дв. х, обеспечивающей снятие припуска hмм за — проходов.

Перемещение круга (а иногда детали) вдоль оси детали за один оборот называется продольной подачей s_nи измеряется в мм за один оборот детали или в мм/мин. Продольная подача s_nберется в зависимости от ширинышлифовального круга В мм, т. е.

S_n= (0,3 - 0,6) В.

В процессе шлифования на обрабатываемую деталь и на шлифовальный круг действуют три составляющие: тангенциальная (окружная) сила Р_г (см. рис. 170, б),радиальная сила, действующая внаправлении радиуса круга Р_у,и сила подачи Р_х. Указанные силы необходимы для расчета мощности, расходуемой на процесс шлифования, расчета на прочность деталей станка и т. д.

В процессе шлифования круг изнашивается, тупится, теряет свою форму и засаливается. Под износом шлифовального круга следует понимать затупление режущего зерна и вырывание его с рабочей поверхности круга. Если затупившиеся зерна не отделяются, а поры забиваются стружкой, вследствие чего круг начинает дробить и прижигать шлифуемую поверхность, его необходимо править. При правке круга затупившиеся зерна абразива удаляют.

При точном фасонном шлифовании для правки круга пользуются алмазно-металлическими карандашами, в которых алмазная крошка цементируется сплавом вольфрама (70—80%), меди (28— 19%) и алюминия (1—2%). В некоторых случаях точного шлифования в качестве заменителей алмаза применяют твердосплавные диски из сплавов ВКЗ, ВК6 и стальные диски с впаянной крошкой твердого сплава. Для правки кругов получили распространение минерало-керамические диски A3 и А, изготовляемые отечественной промышленностью.

При менее точных шлифовальных работах для правки крупнозернистых кругов пользуются шарошками, представляющими собой набор дисков в виде звездочек, собранных на общей оси.

Выбор шлифовальных кругов. Чтобы производительность процесса шлифования была высока, необходимо правильно выбрать шлифовальный круг по форме, виду абразивного материала, типу связки, твердости и зернистости.

В зависимости от вида шлифования шлифовальные станки делятся на круглошлифовальные — для наружного шлифования цилиндрических, конических и торцовых поверхностей; внутришлифовальные — для внутреннегошлифования цилиндрических и конических отверстий; плоскошлифовальные —для шлифования плоскостей; бесцентровые шлифовальные — для шлифования валиков, клапанов, пальцев без закрепления их в центрах; специальные шлифовальные — для шлифования коленчатых валов двигателей и т. п. и другие станки, работающие абразивными инструментами (заточные, полировочные, доводочные).

Плоскости шлифуются двумя методами: при возвратно-поступательном движении деталей и при круговом. В первом случае шлифуемой детали (рис. 1, а),закрепленной на столе 2станка, сообщается возвратно-поступательное движение, шлифовальному кругу 3 — вращательное движениеи, кроме того, после двойного хода стола 2 перемещение в поперечном направлении (вдоль оси круга). Для такой работы пользуются плоскошлифовальными станками с расположением оси шпинделя в горизонтальной плоскости и с продольным перемещением стола. Подобные станкипредназначены для плоского шлифования (периферией круга) деталей, установленных на поверхности основного или магнитного стола. Продольное перемещение стола и поперечное перемещение шлифовальной бабки осуществляется гидравлической системой управления с бесступенчатым регулированием подач.