Лекция№13 Абразивная обработка icon

Лекция№13 Абразивная обработка


Смотрите также:
Лекция 1
Лекция 12 Химико-термическая обработка стали...
Лекция №1
Конспект Лекций Лекция 1 Введение в компьютерную геометрию и графику Основные направления...
Лекция №2
Обработка конструкционных материалов...
Вводный семинар, вводная лекция, занятия по целе-полаганию, лекция-беседа...
Годишен доклад...
Лекция 17 Обработка металла давлением...
Обработка звука. Часть I обработка open и close hat...
Лекция 1 (Этапы работы с документами. Первичная обработка...
Порядок проведения частичной санитарной обработки...



страницы:   1   2   3
Лекция№13 Абразивная обработка

  1. Обработка заготовок шлифованием

  2. Особенности процесса резания при шлифовании.

  3. Силы и мощность резания

  4. Износ, стойкость и правка кругов

  5. Испытания и балансировка кругов. Правила техники безопасно­сти

  6. Абразивный инструмент

  7. Характеристика абразивных кругов

  8. Технологические разновидности процесса шлифования

  9. Станки шлифовальной группы.

  10. Производительность шлифования

  11. Технологические требования к деталям, обрабатываемым шли­фованием

  12. Отделочные операции Обработка заготовок шлифованием

Шлифование — процесс обработки заготовок резанием абра­зивным инструментом (кругами, брусками, абразивным инстру­ментом на гибкой основе, свободным абразивом). Абразивные зерна расположены в кругах беспорядочно и удерживаются связующим материалом. При вращении круга в зоне его контакта с обрабаты­ваемой поверхностью часть зерен срезает материал заготовки. Об­работанная поверхность представляет собой совокупность микро­следов воздействия абразивных зерен, поэтому иногда шлифова­ние определяют как управляемое изнашивание заготовки. Скорость резания при шлифовании 30... 100 м/с. Шлифованием можно про­изводить чистовую обработку заготовок из различных материалов, имеющих разную твердость (для заготовок из закаленных сталей — это основной способ обработки).

^ Особенности процесса резания при шлифовании. Абразивный инструмент, в отличие от лезвийного инструмента, имеет множе­ство режущих микролезвий, расположенных хаотично. Единичное зерно шлифовального круга может располагаться на некотором расстоянии от обрабатываемой поверхности, скользить по обра­ботанной поверхности (скользящие зерна), проникать в обрабо­танную поверхность на небольшую глубину и деформировать ма­териал заготовки только пластически (деформирующие зерна), проникать в обработанную поверхность на глубину, достаточную для снятия стружки (режущие зерна). По сравнению с лезвийной обработкой шлифование характеризуется повышенным сопротив­лением резанию, поскольку скользящие зерна создают дополни­тельное трение, деформирующие зерна — дополнительные упругую и пластическую деформации, а у режущих зубьев углы реза­ния неоптимальные. Кроме того, сила резания на единичном зер­не больше, но так как снимаются микростружки, суммарная сила резания невелика. За счет дополнительного трения и деформаций температура в зоне резания значительно выше, чем при лезвий­ной обработке, поэтому возможны структурные превращения металла в зоне резания (прижоги). Стружка сгорает на воздухе в виде снопа искр, что требует дополнительных мер пожарной и санитарной безопасности.

^ Силы и мощность резания. Силу резания, как и при лезвийной обработке, можно разложить на три составляющие: тангенциаль­ная сила (главная сила резания) Pzрасполагается вдоль вектора главного движения; радиальная сила Рурасполагается по нор­мали к обработанной поверхности; осевая сила резания Рх — рас­полагается против вектора движения подачи.

Силы и мощность резания рассчитывают по известным фор­мулам:





где коэффициент CPz и показатели степени а, b, с зависят от условия шлифования; Snpoд — продольная подача на оборот кру­га, мм/об; vK — скорость круга, м/с; v3 — скорость заготовки, м/с (при круглом шлифовании скорость заготовки равна круговой подаче заготовки или круга, при плоском шлифовании — про­дольной подаче заготовки); t — глубина резания, мм; , КПД кинематических цепей вращения круга и заготовки соответ­ственно.

^ Износ, стойкость и правка кругов. В процессе шлифования ре­жущие свойства круга изменяются. Абразивные зерна затупляют­ся, частично раскалываются, выкрашиваются; поры между зер­нами забиваются отходами шлифования (круг «засаливается»); поверхность круга теряет свою первоначальную форму. Как след­ствие, возрастают сила и температура резания; точность обра­ботки снижается, увеличивается вероятность прижогов. Однако при выламывании затупившихся зерен на поверхности круга обна­жаются новые, незатупившиеся зерна, т. е. круг частично самозата­чивается. В этом смысле очень важна роль связки (вещества, за­крепляющего зерна) и «твердости» круга. При слабом закрепле­нии зерна они быстрее выламываются, круг лучше самозатачи­вается, но рабочая поверхность круга быстро теряет свою фор­уму, что удобно при черновом шлифовании. При чрезмерном зак­реплении зерен круг быстро теряет свои режущие свойства, но рабочая поверхность хорошо сохраняется, что удобно при чис­товом шлифовании.

Для восстановления геометрии круга и его режущих свойств проводят правку круга. Алмазным или абразивным инструментом снимают часть рабочей поверхности круга. Толщина удаляемого слоя обычно не превышает 0,01 ...0,03 мм.

Геометрическая стойкость шлифовального круга — время (ко­личество обработанных заготовок) непрерывной работы, после которой необходима правка с целью восстановления геометричес­ких параметров рабочей поверхности. Геометрическую стойкость обычно назначают для чистового шлифования, для шлифования фасонных или конических поверхностей. Физическая стойкость шлифовального круга — время (количество обработанных загото­вок) непрерывной работы, после которой необходима правка с целью восстановления режущих свойств рабочей поверхности. Фи­зическую стойкость обычно назначают для чернового шлифования.

^ Испытания и балансировка кругов. Правила техники безопасно­сти. Если установить на станок шлифовальный круг с трещинами или с превышением допустимой для него скорости резания, то при работе его разорвет. Поэтому предприятие-изготовитель ис­пытывает каждый выпущенный им круг на наличие трещин и микротрещин. Круги диаметром более 150 мм испытывают на спе­циальных станках при вращении со скоростью, в 1,5 раза превы­шающей рабочую скорость данного круга. Рабочую скорость обя­зательно указывают на торце круга. Запрещено хранить круги на­валом. При хранении кругов желательно между ними проложить кар­тонные прокладки. Перед установкой круга на станок его необходи­мо проверить на наличие трещин. Визуальная проверка покажет наличие больших трещин. Лучше провести проверку на звук. Круг подвешивают на нити и деревянным молотком простукивают. Дре­безжащий звук означает наличие микротрещин, круг должен быть забракован. При установке круга на оправку недопустим непосред­ственный контакт металлических торцев оправки и круга — необхо­димы картонные прокладки.

При шлифовании возникают автоколебания, вызванные не­уравновешенностью шпинделя, электродвигателя, кинематичес­ких передач и других частей шлифовального станка. Однако наи­большие колебания возникают при неуравновешенности самого шлифовального круга. Эти колебания опасны тем, что в круге воз­растают напряжения (его может разорвать). Наличие этих колеба­ний значительно ухудшает качество обработки, увеличивается вероятность прижогов, износ круга и станка. Предприятия-изго­товители и предприятия крупносерийного производства испыты­вают шлифовальные круги на специальных балансировочных ма­шинах. Выявленный дисбаланс исправляют, заливая свинцом дефектные участки круга. Перед установкой кругов диаметром бо­лее 80мм их вместе с планшайбой балансируют вручную {статичес­кая балансировка).

Абразивный инструмент. Абразивные материалы (абразив) — из­мельченные синтетические или естественные обогащенные зерна, твердость которых превышает твердость обрабатываемого материа­ла. Высокая стабильность физико-механических свойств синтети­ческих абразивных материалов резко ограничила область приме­нения естественных материалов. В машиностроении применяются следующие абразивные материалы.

Электрокорунд состоит из корунда (А1203) и небольшого ко­личества примесей. Нормальный электрокорунд содержит 92... 95 % корунда, шлак и ферросплавы. Выпускаемые марки: 13А — применя­ется для абразивного инструмента на органической связке; 14А — для абразивного инструмента на органической и керамической связ­ках; 15А — для абразивного инструмента на керамической связке, в том числе прецизионного класса.

Белый электрокорунд содержит 98...99 % корунда и алюминат натрия. Выпускаемые марки: 23А, 24А — применяется для шли­фовальных кругов, абразивной шкурки, для обработки свободным зерном; 25А — для абразивного инструмента на керамической связке, в том числе прецизионного класса.

Хромистый электрокорунд получают в дуговых печах плавкой глинозема с добавкой оксида хрома. Абразив имеет повышенную механическую прочность и абразивную способность. Выпускаются марки: ЗЗА — для абразивного инструмента на керамической связ­ке, абразивной шкурки, для обработки свободным зерном; 34А — для абразивного инструмента на керамической связке, в том чис­ле прецизионного класса, абразивной шкурки, для обработки сво­бодным зерном.

Титанистый электрокорунд марки 37А применяют для инстру­ментов на керамической связке при обработке сталей. Цирконистый электрокорунд марки 38А используют в инструментах для обди­рочного шлифования и шлифования с высокими скоростями.

Сферокорунд (марка ЭС) получают в виде полых корундовых сфер. Абразив эффективен при обработке мягких и вязких матери­алов (кожа, резина, пластмасса, сплавы цветных металлов).

Монокорунд марок 43А, 44А применяют для абразивного ин­струмента на керамических связках, марки 45А — для абразивно­го прецизионного инструмента. Корунд марки 92Е используют для полирования деталей из стекла и металлов.

Техническое стекло — бой листового и бутылочного стекла; марка 71Г применяется для обработки дерева.

Кремень марки 81 применяют для обработки дерева, кожи, эбонита.

Карбид кремния — химическое соединение кремния с углеро­дом. Черный карбид кремния марок 53С, 54С, 55С применяется для шлифования твердых сплавов, чугуна, цветных металлов, стек­ла, пластмасс. Зеленый карбид кремния марок 63С, 64С применяется для тонкого шлифования металлорежущего инструмента, твер­дых сплавов, керамики, правки шлифовальных кругов.

Карбид бора используют для доводочных операций.

Алмаз природный: марка А8 применяется для бурового и правя­щих инструментов; А5 — для абразивных инструментов на металли­ческой связке, для дисковых пил; A3 — для абразивных инструмен­тов на металлической связке; Al, А2 — для шлифования стекла, керамики и бетона; AM — для полирования деталей из закаленных сталей, стекла; АМ5 — для сверхтонкой доводки и полирования.

Алмаз синтетический: марка АС2 применяется для инструмен­тов на органических связках при чистовой обработке и доводке сталей и твердых сплавов; АС4 — для обработки керамики и дру­гих хрупких материалов; АС6 — для работы при повышенных на­грузках; АС 15 — для работы в тяжелых условиях при резке стекла, шлифовании керамики и железобетона; АС20, АС32 — при буре­нии, хонинговании, правке шлифовальных кругов; АРВ1 — при хонинговании чугунов, резки стеклопластика; АСМ — для довод­ки и полирования закаленных сталей и твердых сплавов; АСМ 5, АСМ1 — для сверхтонкой доводки.

Кубический нитрид бора (эльбор, кубонит) синтезирован из нитрида бора, упакованного в гексагональную решетку; имеет более высокую, чем у алмаза, теплостойкость, не имеет химичес­кого сродства к железу. Марки ЛО, ЛП применяются для изготов­ления абразивного инструмента на органической, керамической и металлической связках, абразивных паст и шкурок; марки КР, КО, КОС — для изготовления шлифовальных порошков.

В зависимости от размера зерен шлифовальные материалы де­лятся на четыре группы: шлифовальное зерно (160...2000 мкм); шлифовальные порошки (40... 125 мкм); микрошлифовальные по­рошки (14...63 мкм); тонкие микрошлифовальные порошки (3... 10 мкм).

Совокупность абразивных зерен шлифовального материала в установленном интервале размеров называют фракцией. Фракцию, преобладающую по массе, объему или числу зерен, называют ос­новной. Характеристику конкретной совокупности абразивных зе­рен, выраженную размерами зерен основной фракции, называют зернистостью.

В зависимости от группы материалов приняты следующие обо­значения зернистости: шлифовальное зерно и шлифовальные по­рошки — 0,1 размера стороны ячейки сита, на котором при про­сеивании задерживаются зерна основной фракции (например, 40 соответствует зерну 400 мкм); микрошлифовальные порошки -по верхнему пределу размера зерен основной фракции с добавле­нием индекса М (например, М40 — зерно 40 мкм); алмазные шли­фовальные порошки — дробь: числитель — размер стороны ячей­ки верхнего, знаменатель — нижнего сита (например, 400/250 - основная фракция от 400 до 250 мкм);

Таблица 7.10 Минимальное содержание фракции, %, для различной зернистости

Индекс



Зернистость

200-8

6-4

М63-М28

М20-М14

М10-М5

В





60

60

55

П

55

55

50

50

45

Н

45

40

45

40

40

Д

41



43

39

39

алмазные микропорошки и субмикропорошки — дробь: числитель — наибольший, знаме­натель — наименьший размер основной фракции (например, 40/28); шлифовальное зерно и шлифовальные порошки эльбора — в зависимости от метода контроля, при ситовом контроле — дробь аналогично алмазным шлифовальным порошкам.

В зависимости от процентного содержания основной фракции приняты различные индексы зернистости (табл. 7.10).

При обозначении алмазных шлифовальных порошков указы­вается марка шлифовального материала, зернистость и стандарт. Например: шлифпорошок АС6 160/125 ГОСТ 9206 — 80; микро­порошок АСН 40/28 ГОСТ 9206 — 80; субмикропорошок АСМ5 0,5/0,1 ГОСТ 9206-80.

Рекомендации по применению абразивных материалов различ­ной зернистости приведены в табл. 7.11.

Таблица 7.11 Рекомендации по применению абразивных материалов различной зернистости

Зернистость материалов

Область применения

абразивных

алмазных




М40-М5

1/0, 40/28-5/3

Доводка особо точных деталей; оконча­тельная доводка с точностью 3... 5 мкм; суперфиниширование, окончательное хонингование; резьбошлифование с мелким шагом резьбы

8,6

63/50-50/40

Чистовое и тонкое шлифование деталей из твердых сплавов, металлов, стекла; доводка режущего инструмента; резьбошлифование с мелким шагом резьбы; чистовое хонингование

12, 10

125/100-80/63

Отделочное шлифование; чистовое, алмазное шлифование, заточка режущих инструментов; предварительное хонингование

25, 20, 16

200/160 125/100

Чистовое шлифование; заточка режущих инструментов; предварительное алмазное шлифование; профильное шлифование; шлифование хрупких материалов

40, 32

315/250 250/200

Предварительное и чистовое шлифова­ние; заточка режущих инструментов

50, 63




Предварительное шлифование; отделка металлов и неметаллов; шлифование вязких материалов; отрезка; правка инструментов

125, 100, 80



Правка шлифовальных кругов; ручное обдирочное шлифование

Связка абразивных инструментов — вещество или совокупность веществ, применяемых для закрепления шлифовальных зерен и наполнителя. Связка влияет на геометрию рельефа рабочей поверх­ности круга, его износ, параметры шероховатости обработанной поверхности.

Керамические связки (К1; К2; КЗ; К4; К5; Кб; К8; К10) ис­пользуются для всех основных видов шлифования, кроме прорез­ки узких пазов, обдирочных работ: К2, КЗ — для инструмента из карбида кремния; К2 — для мелкозернистого инструмента; К1, К5, К8 — для инструмента из электрокорунда; К1 — для шлифо­вания и заточки алмазным кругом твердосплавного режущего ин­струмента совместно со стальной державкой или корпусом.

Бакелитовые связки (Б; Б1; Б2; БЗ; Б4; Б156; БП2; БУ) приме­няются для изготовления кругов с упрочненными элементами для шлифования при скоростях 60... 100 м/с: обдирочное шлифова­ние; плоское шлифование торцем круга; отрезка; прорезка пазов; заточка режущих инструментов; шлифование прерывистых поверх­ностей; для изготовления мелкозернистых кругов для отделочно­го шлифования, алмазных и эльборовых кругов, хонинговальных брусков.

Вулканитовая, глифталевая, поливинилформалевая связки (В; В1; В2; ВЗ; В5; ГФ; ПФ; Э5; Э6) используются для изготовления ведущих кругов для бесцентрового шлифования, гибких кругов для полирования и отделки (В5), кругов для отрезки, прорезки и шлифования пазов, профильного шлифования.

Металлические связки применяются для изготовления алмаз­ных кругов повышенной износостойкости для обработки твердых сплавов, кругов для электрохимической абразивной обработки.

Органические связки с металлическим наполнителем (Б 156; БП2; ТО) применяются для изготовления алмазных кругов для заточки твердосплавного режущего инструмента, шлифования твердосплавных или керамических деталей, профильного шлифо­вания. Органические связки с минеральным наполнителем (Б1, 01) используются для изготовления алмазных кругов для чисто­вой заточки твердосплавного режущего инструмента, чистового шлифования твердосплавных деталей.

Твердость абразивного инструмента — величина, характеризу­ющая его свойство сопротивляться нарушению сцепления между зернами и связкой при сохранении характеристик инструмента в пределах установленных норм. Установлена следующая шкала твер-достей: ВМ1, ВМ2 — весьма мягкие; Ml, М2, МЗ — мягкие; СМ1, СМ2 — среднемягкие; С1, С2 — средние; СТ1, СТ2, СТЗ — среднетвердые; Tl, Т2 — твердые; ВТ — весьма твердые; ЧТ — чрезвычайно твердые.

Мягкие и среднемягкие круги (Ml —СМ2) используют для плоского шлифования кругами на бакелитовой основе, шлифова­ния периферией керамическими кругами, шлифования деталей из твердых сплавов, закаленных сталей, цветных металлов и их сплавов. Среднемягкие и средние связки (СМ2 —С2) применяют для чистового шлифования, шлифования резьб с крупным шагом. Средние и среднетвердые круги (С2 — СТ2) используют для шли­фования и резьбошлифования заготовок из незакаленных сталей, чугуна, вязких материалов, хонингования. Среднетвердые и твер­дые круги (СТ2 —Т2) применяют для обдирочного и предвари­тельного шлифования, шлифования профильных и прерывистых поверхностей, заготовок малого диаметра, бесцентрового шли­фования, хонингования закаленных деталей. Весьма твердые и чрезвычайно твердые круги (ВТ, ЧТ) используют для шлифова­ния шариков подшипников, правки шлифовальных кругов.

Структура абразивного инструмента определяется соотноше­нием объемов шлифовального материала, связки и пор. Различа­ют 16 номеров структур. Абразивные инструменты зернистостью 125 — 80 изготавливают структурой № 3 и 4, зернистостью 50—40 — № 5 и 6, зернистостью 25 —12 — № 6 и 7. Круги высших номеров структуры изготавливают высокопористыми, поры и капилляры сообщаются между собой за счет использования выгорающего парообразователя, который обязательно указывается в характе­ристике таких кругов.

^ Абразивный инструмент на гибкой основе с нанесенным слоем (слоями) абразива, закрепленного связкой, называют шлифоваль­ной шкуркой. Шлифовальные шкурки выпускают на бумажной, тканевой, комбинированной, фибровой и других основах. В зави­симости от вида основы и свойств связки различают шкурку во­достойкую, неводостойкую, термостойкую и др. В зависимости от числа слоев шлифовального материала, нанесенных на шкурку, различают одно- и двухслойную шкурку. Если шлифовальный слой нанесен на обеих сторонах основы, шкурка называется двусто­ронней.

Шлифовальный лист — полоса прямоугольной формы длиной до 1000 мм, шириной 70... 1000 мм. Шлифовальная лента — поло­са прямоугольной формы, ширина которой значительно меньше ее длины. Шлифовальную ленту с замкнутым контуром называют бесконечной шлифовальной лентой. Несклеенная лента называется бобиной (выпускается длиной 25... 100 м, шириной 2,5... 1500 мм).


Таблица 7.12Формы шлифовальных кругов



Шлифовальный диск — шкурка в форме круга. Диски могут иметь радиальные прорези. Шлифовальная трубка — шкурка в форме цилиндра. Если диаметр шлифовальной трубки равен или больше ее высоты, трубку называют шлифовальным кольцом. Шлифоваль­ный конус (тип К) или усеченный конус (тип КУ) — шкурка в виде соответствующей геометрической фигуры.

Типаж и размеры шлифовальных кругов зависят от размеров и кон­фигурации обрабатываемой заготовки, требований к результатам обработки, вида обработки и характеристик станка. Основные типы шлифовальных кругов приведены в табл. 7.12 (ГОСТ 2424—83*), а шлифовальных головок — в табл. 7.13.

Круги прямого профиля (тип 1) — наиболее распространенная форма. Кольцевые круги (тип 2) применяются для плоского шли­фования торцем круга, крепятся на планшайбе с помощью цемен­тирующих веществ. Круги с коническим профилем (типы 3, 4), круги с выточками (типы 5, 7, 10, 23) имеют универсальное при­менение. Благодаря выточкам имеется лучший доступ круга при подводе к обрабатываемой поверхности, возможность одновре­менной обработки цилиндрической и торцевой поверхностей, обработки буртов, фланцев и т.д. Чашечные круги (тип 6) предназ­начены для заточки и доводки режущего инструмента, внутренне­го и плоского шлифования. Чашечные конические круги (тип 11) предназначены для заточки и доводки режущего инструмента, плоского шлифования в случаях, когда затруднено применение кругов других типов. Тарельчатые круги (тип 14) применяют для резьбо-, шлице- и зубошлифования, заточки многозубых режущих инструментов. Круги с запрессованными крепежными элементами (тип 36) используются для плоского шлифования протяженных поверхностей торцем круга.

Таблица 7.13 Формы шлифовальных головок









Рис. 7.62. Перспективные виды шлифовальных кругов:

а — круги высокопрочных форм; б — круги с прерывистой рабочей

поверхностью

В последнее время в машиностроении применяется высокоско­ростное и силовое шлифование, поэтому перспективным направ­лением является изготовление кругов высокопрочных форм или упрочнение круга (рис. 7.62, а). Высокопрочным является круг, сечение которого балка равного сопротивления или трапеция, од­нако профилирование и эксплуатация таких кругов вызывает не­которые затруднения. Упрочнения круга можно добиться, если область, прилегающую к посадочному отверстию, выполнить из плотного и прочного абразивного материала, так как именно она испытывает наибольшие напряжения. По этой же причине в кру­ги вклеивают металлическую или полимерную втулку. Круги, ра­ботающие периферией, упрочняют одним или двумя стальными кольцами, приклеенными к торцу. Круги, работающие торцем, выполняют без центрального отверстия. Центральную часть, не несущую значительные нагрузки, выполняют из низкокачественно­го абразива. На шпиндель станка круг устанавливается с помощью стальной планшайбы, приклеенной к торцу круга. Как вариант, возможно крепление круга за крепежные отверстия, равномерно расположенные по окружности. Армирование кругов прокладка­ми из стекловолокна также является упрочнением.

Перспективным направлением повышения производительности и качества шлифования является применение кругов с прерывис­той рабочей поверхностью (рис. 7.62, б): с выточками, пазами, спиральными прорезями, канавками, насечками; к ним относят­ся и сегментные круги.

^ Характеристика абразивных кругов. Производительность и каче­ство абразивной обработки, стойкость инструмента, себестоимость операции во многом зависят от правильного выбора шлифовально­го круга. В характеристику круга входят все параметры, определяю­щие строение, состав, свойства, форму, геометрические размеры, точность их исполнения и допускаемую скорость резания. Напри­мер: абразивный круг 24А 16 М2 8 К5/ ПСС 40 15 тип 1 35 м/с ГОСТ 2424 — 80: электрокорунд белый, зернистость 16, твердость М2, структура 8, связка керамическая К5, парообразователь — полистирол марки ПСС, зернистость 40, объемное содержание полистирола при прессовании равно 15 %, форма — круг прямого профиля, рабочая скорость 35 м/с; абразивная головка AW 8 х 10 24А 25-Н СТ1 6 А 35 м/с ГОСТ 2447 — 82*: головка цилиндричес­кая, диаметром 8 мм, высотой 10 мм, белый электрокорунд, зер­нистость 25Н, степень твердости СТ1, 6-й номер структуры, связ­ка керамическая, класс точности А, рабочая скорость 35 м/с.

^ Технологические разновидности процесса шлифования. По ха­рактеру обрабатываемых поверхностей можно различить четыре основные схемы шлифования: обработка круглых наружных по­верхностей; обработка круглых внутренних поверхностей; обра­ботка плоских поверхностей; обработка сложных (фасонных) по­верхностей.

При круглом наружном шлифовании в центрах в заготовке пред­варительно выполняют центровые отверстия. Диаметр шлифоваль­ного круга не зависит от диаметра обработанной поверхности, он определяется прочностью круга, параметрами станка, технологи­ческими факторами обработки. В основном шлифование произво­дят периферией круга. Шлифовальному кругу придаются главное движение Д. и движения поперечной и (или) продольной подачи. Движение круговой подачи Da придается заготовке. Скорость глав­ного движения, м/с, определяется по формуле



где . — диаметр шлифовального круга, мм; — частота враще­ния круга, об/мин.

Круговая подача определяется по формуле



где v3 — скорость движения заготовки, м/мин; — максималь­ный диаметр обрабатываемой поверхности, мм; частота вра­щения заготовки, об/мин.

Продольная подача измеряется в долях ширины шлифовального круга за оборот детали, в миллиметрах на оборот детали, в милли­метрах в минуту, в метрах в минуту. Поперечная подача и подача под углом измеряются в миллиметрах на оборот детали, миллиметpax на ход стола или шлифовальной бабки, в миллиметрах на двой­ной ход стола или шлифовальной бабки, в миллиметрах в минуту. При многопроходном шлифовании с продольной подачей (рис. 7.63, а) обработку производят с частичным выходом шлифо­вального круга из контакта (на величину 20... 30 % ширины круга). Если обрабатываемая шейка ограничена торцевой поверхностью, на заготовке предварительно протачивают канавку для выхода шли­фовального круга. После каждого двойного хода круга (заготовки) круг подается в радиальном направлении на заготовку на величи­ну глубины резания. В конце обработки один или несколько про­ходов выполняют без радиальной подачи круга (выхаживание). Данная схема применяется для черновой и чистовой обработки поверхностей сравнительно большой длины (валы, оси). При об­работке конических поверхностей заготовка поворачивается на угол, равный половине угла при вершине конуса. При однопро­ходном шлифовании с продольной подачей (глубинное шлифо­вание) весь припуск снимают за один проход (рис. 7.63, б). Для улучшения работы круга его заправляют на конус или уступами. Глубинное шлифование более производительно, чем многопро­ходное, но точность обработки ниже. Данная схема применяется для черновой и получистовой обработки деталей большой жесткости.



Рис. 7.63. Схемы круглого наружного шлифования в центрах:

а — многопроходное; б — глубинное; в, г — с поперечной подачей одно- и многопроходное соответственно; д, е — с тангенциальной подачей одно- и мно­гопроходное соответственно; ж — врезное; Dr — главное движение; Д, — движе­ние круговой подачи; Ds — движение подачи; DSпрод — движение продольной подачи; DSnon — движение поперечной подачи; DST — движение тангенциальной подачи

При обработке конических поверхностей заготовка повора­чивается на угол, равный половине угла при вершине конуса.

При обработке методом поперечной подачи шлифовальный круг равномерно или дискретно подается в радиальном направ­лении (движение DSnon). В конце обработки проводится выхажи­вание. Этот метод более производителен, чем шлифование с про­дольной подачей. Точность обработки существенно зависит от геометрической точности круга, который необходимо чаще пра­вить. Этим методом можно обрабатывать короткие фасонные по­верхности. При однопроходной схеме (рис. 7.63, в) кругу придают осциллирующие движения вдоль оси заготовки, что повышает точность обработки. Данная схема применяется для черновой и чистовой обработки относительно коротких шеек заготовок боль­шой жесткости, конических и фасонных поверхностей. При мно­гопроходной схеме (уступами) (рис. 7.63, г) возможна последо­вательная обработка нескольких шеек, что обеспечивает малую величину несоосности обработанных поверхностей. Данная схе­ма применяется для черновой и чистовой обработки относитель­но коротких шеек заготовок большой жесткости (ступенчатые валы, блоки шестерен, шейки коленчатого вала), конических и фасонных поверхностей.

При обработке методом тангенциальной подачи шлифоваль­ному кругу придается равномерное или дискретное движение по­дачи (DST) в тангенциальном направлении. Преимущество метода заключается в том, что в конце рабочего хода съем постепенно уменьшается, в момент совпадения осей круга и заготовки проис­ходит выхаживание; шлифовальную бабку станка можно располо­жить внизу станка; существенно повышается точность обработки; облегчается автоматизация процесса. При однопроходной обра­ботке (рис. 7.63, д) можно шлифовать фасонные поверхности. При многопроходной обработке (рис. 7.63, е) возможно последо­вательное шлифование нескольких шеек. Данные схемы применя­ются для чернового и чистового шлифования относительно ко­ротких цилиндрических, конических и фасонных поверхностей. При необходимости одновременной обработки шейки и прилега­ющего к ней торца применяют врезное шлифование с подачей круга под углом к оси заготовки (рис. 7.63, ж).

При круглом наружном бесцентровом шлифовании (рис. 7.64, а) заготовка 2 опирается на нож 3 и базируется по обработанной поверхности, что существенно повышает точность обработки. За­готовка получает вращение от ведущего круга 4. Скорость движе­ния ведущего круга в 60—100 раз меньше скорости движения шлифовального круга 1. При расположении ведущего и шлифо­вального кругов на скрещивающихся осях заготовка получает до­полнительное прямолинейное движение вдоль оси шлифовально­го круга. Вращение заготовке можно передавать магнитной планшайбой 5 (рис. 7.64, д). В этом случае заготовка базируется торцем и удерживается силами магнитного притяжения.

При вращении заготовки от ведущего круга ее скорость (круго­вая подача) определяется по формуле



где v3 — скорость движения заготовки, м/мин; диаметр веду­щего круга, мм; — частота вращения ведущего круга, об/мин; — коэффициент, учитывающий проскальзывание ведущего круга и заготовки; — угол наклона оси ведущего круга или ножа (на­правляющей линейки) к оси заготовки, обычно = 2...6°.

Скорость продольного перемещения заготовки, мм/мин, равна



Шлифованием с поворотом ведущего круга и продольной по­дачей (см. рис. 7.64, а) или поворотом направляющей линейки (рис. 7.64, б), имеющим высокую производительность, обрабаты­вают большие партии (500—1000 шт. в смену) гладких цилиндри­ческих деталей (штифты, пальцы, подшипниковые кольца). Шли­фованием с ведущим кругом и радиальной подачей шлифующего круга (рис. 7.64, в) обрабатывают цилиндрические, конические, ступенчатые и фасонные поверхности сравнительно небольшой длины. Шлифование с тангенциальной подачей шлифующего круга (рис. 7.64, г) позволяет обрабатывать те же поверхности, а при специальной наладке и плоские. Шлифование с поперечной подачей и установкой заготовки на магнитной планшайбе (см. рис. 7.64, д) позволяет с большой точностью обрабатывать цилиндрические поверхности небольшой длины (например, кольцо подшипника).



Рис. 7.64. Схемы круглого наружного бесцентрового шлифования:

а — с продольной подачей; б — с поворотом направляющей линейки; в — с радиальной подачей; г — с тангенциальной подачей; д — на планшайбе; е — с упором; 1 — шлифовальный круг; 2 — заготовка; 3 — нож; 4 — ведущий круг; 5 — планшайба; Dr — главное движение; DB — движение ведущего круга; DST — движение тангенциальной подачи; DSnоп — движение поперечной подачи

Для обработки цилиндрических или конических деталей неболь­шой длины (к примеру, стержень клапана) применяют шлифова­ние с упором (рис. 7.64, ё).

При внутреннем шлифовании в патроне диаметр шлифовального круга ограничен диаметром обрабатываемого отверстия и равен 0,5...0,8 диаметра обрабатываемого отверстия.

При внутреннем шлифовании в патроне движение круговой подачи DД осуществляется за счет вращения заготовки со скорос­тью



где скорость движения заготовки, м/мин; — диаметр об­рабатываемого отверстия, мм; п3частота вращения заготовки, об/мин.

Схемы обработки заготовок при внутреннем шлифовании в пат­роне (рис. 7.65) аналогичны схемам обработки при круглом на­ружном шлифовании в центрах (см. рис. 7.63).

При внутреннем бесцентровом шлифовании круговая подача осу­ществляется за счет вращения заготовки со скоростью






Рис. 7.65. Схемы внутреннего шлифования в патроне:

а, б — соответственно одно- и многопроходное с продольной подачей; в, г — соответственно одно- и многопроходное с поперечной подачей; D. — главное движение; БЛ — движение круговой подачи; DSпроддвижение продольной подачи; DSnonдвижение по­перечной подачи.



где v3скорость движения заготовки, м/мин; DBK — диаметр ведущего круга, мм; nВ.К — частота вращения ведущего круга, об/мин; — коэффициент, учитывающий проскальзывание ве­дущего круга и заготовки.

Заготовку устанавливают на двух вращающихся роликах и не­подвижной опоре (рис. 7.66, а) или на трех вращающихся роликах, ролик большего диаметра является ведущим (рис. 7.66, б).



Рис. 7.66. Схемы внутреннего бесцентрового шлифования:

а — с установкой на двух роликах; б — с установкой на трех роликах; Dr — главное движение; Dд — движение круговой подачи; DВ — движение ведущего ролика; DSпрод — движение продольной подачи; DSпоп — движение поперечной подачи

В обоих случаях наружная базовая поверхность должна быть окончательно обработанной. При установке заготовки на двух роликах шлифуют цилиндрические отверстия в деталях сравнительно небольшой длины (кольца, втулки). При установке заготовки на трех роликах возможно шлифование с продольной или поперечной подачей шлифовального круга. При обработке с продольной подачей про­изводят черновое, получистовое и чистовое шлифование цилинд­рических отверстий в кольцах и втулках. При обработке с попе­речной подачей производят черновое шлифование отверстий в жестких втулках и кольцах.

При внутреннем планетарном шлифовании заготовка неподвиж­на. Для осуществления движения круговой подачи шпинделю шли­фовальной бабки придают дополнительное вращение вокруг оси обрабатываемого отверстия. При многопроходном шлифовании с продольной подачей (рис. 7.67, а) осуществляют черновую и чис­товую обработку сквозных и глухих отверстий относительно боль­шой длины в корпусных деталях. Однопроходное (глубинное) шлифование с продольной подачей (рис. 7.67, б) более произво­дительно, но точность обработки ниже. При многопроходном шлифовании с продольной и поперечной подачами (рис. 7.67, в) осуществляют обработку ступенчатых отверстий в корпусных де­талях. При однопроходном шлифовании с поперечной подачей (рис. 7.67, г) осуществляют черновую обработку сквозных, глу­хих, цилиндрических, конических и фасонных отверстий относи­тельно малой длины в корпусных деталях большой жесткости. При плоском шлифовании главное движение Dr придается ре­жущему инструменту — шлифовальному кругу. Движения подачи придаются заготовке и кругу. Заготовку устанавливают на магнит­ный стол станка или в приспособлениях (например, в тисках, в синусных тисках, на синусной линейке), устанавливаемых на маг­нитном столе.



Рис. 7.67. Схемы внутреннего планетарного шлифования:

а, б — соответственно много- и однопроходное с продольной подачей; в — мно­гопроходное с продольной и поперечной подачами; г — однопроходное с попе­речной подачей; Dr — главное движение; DSпрод движение продольной подачи; DSпоп движение поперечной подачи

Плоское шлифование характеризуется наличием прямолиней­ной продольной DSпрод (при установке заготовок на вращающийся стол — круговой подачей), поперечной DSпоп и вертикальной (нор­мальной) DSb подач. Продольную подачу (скорость детали) измеря­ют в метрах или миллиметрах в минуту. Поперечную и вертикаль­ную подачи осуществляют после каждого двойного (одинарного) хода стола станка с заготовкой относительно круга и измеряют в миллиметрах на двойной (одинарный) ход стола станка. Припуск снимается за несколько ходов (многопроходное шлифование) или за один ход (однопроходное, силовое, или глубинное, шлифова­ние). Глубинное шлифование более производительно, чем многопроходное, но требует большей жесткости технологической сис­темы СПИД и менее точное.

Плоское шлифование выполняется периферией или торцем круга. При шлифовании торцем круга колебания инструменталь­ного шпинделя меньше влияют на рельеф обработанной поверх­ности, поэтому обеспечивается большая точность и меньшая ше­роховатость обработанной поверхности.

Плоское шлифование периферией круга по многопроходной схеме с линейной продольной, поперечной и вертикальной пода­чами (рис. 7.68, а) применяется для чернового и чистового шли­фования поверхностей с относительно большой шириной или ком­плектов деталей (шпонки, линейки, клинья). Однопроходная схе­ма с линейной продольной и поперечной подачами применяется только для чернового шлифования поверхностей. Шлифование с круговой подачей (рис. 7.68, б) применяют для обработки отно­сительно большой партии деталей небольших размеров (напри­мер, кольца, втулки).

Плоское шлифование торцем круга по многопроходной схеме с линейной продольной, поперечной и вертикальной подачами (рис. 7.68, в) применяется для чернового и чистового шлифова­ния больших плоских поверхностей (плиты, столы).

Однопроходная схема с линейной продольной, поперечной и вертикальной подачами применяется для чернового шлифования.



Рис 7.68. Схема плоского шлифования.

а периферией круга с продольной, поперечной и вертикальными подачами; б периферией круга с круговой подачей; в торцем круга с продольной, поперечной и вертикальной подачей; г торцем круга с круговой подачей; DSпрод движение продольной подачи; DSпоп движение поперечной подачи; DSв движение верткальной подачи; DSкруг движение круговой подачи; Dr главное движение.

Многопроходная схема с линейной продольной и вертикаль­ной подачами применяется для чернового и чистового шлифова­ния поверхностей с шириной обработки меньше диаметра круга. Однопроходная схема с линейной продольной подачей применя­ется только для чернового шлифования поверхностей с шириной обработки меньше диаметра круга. Шлифование с круговой пода­чей (рис. 7.68, д) применяют для обработки относительно боль­шой партии деталей небольших размеров (кольца, втулки).

^ Станки шлифовальной группы. В условиях единичного и серий­ного производства широко используются универсальные кругло-шлифовальные, плоскошлифовальные и бесцентрово-шлифовальные станки.

Круглошлифовальный станок представлен на рис. 7.69, а. На верх­них направляющих станины 8 установлен стол 1. На верхней, по­воротной части 2 стола размещен поворотный суппорт 10 с перед­ней 4, задней 17 бабками и коробкой скоростей 3. На задней части станины расположена шлифовальная бабка 6 с шлифовальным кругом 5. Стол станка перемещается в продольном направлении штоком 11 гидроцилиндра 9. При шлифовании длинных коничес­ких поверхностей заготовка устанавливается в центрах передней и задней бабок (рис. 7.70, а). Верхняя часть стола поворачивается на половину угла при вершине конуса заготовки. При шлифовании коротких конусных поверхностей заготовку зажимают в патроне передней бабки, которую поворачивают на требуемый угол с по­мощью поворотного суппорта (рис. 7.70, б).

Внутришлифовальный станок имеет аналогичную компоновку. Однако у него нет задней бабки, а шлифовальная бабка выполне­на консольной. Так как круги для внутришлифовальных работ имеют малый диаметр, механизм главного движения должен обес­печить высокие обороты шлифовального круга (до 10 000 об/мин).



Рис. 7.69. Станки шлифовальной группы:

а — круглошлифовальный; б — бесцентрово-шлифовальный; в — плоскошлифо­вальный; 1 — стол; 2 — верхняя, поворотная часть стола; 3 — коробка скоростей; 4 — передняя бабка; 5 — абразивный круг; б — шлифовальная бабка; 7 — задняя бабка; 8 — станина; 9 — гидроцилиндр; 10, 16 — поворотные суппорты; 11 — шток; 12, 14 — механизмы правки; 13 — ведущий круг; 75 — бабка ведущего Круга; 17 — задняя бабка (колонна); 18 — стол ведущего круга; 19 — нож; 20

магнитная плита




Рис. 7.70. Шлифование наружных конических поверхностей:

а — в центрах; б — в патроне; / — передняя бабка; 2 — поводок; 3 — шлифоваль­ный круг; 4— задняя бабка; 5— центр; 6— заготовка; 7— патрон; 8— поворот­ный суппорт; а — угол при вершине конуса заготовки

Производительность внутришлифовальных станков невысока, так как консольное расположение шлифовальной бабки и консоль­ное закрепление шлифовального круга не обеспечивают необхо­димой жесткости системы СПИД, кроме того, требуется частая правка круга.

Бесцентрово-шлифовальный станок показан на рис. 7.69, б. На станине 8 размещена шлифовальная бабка 6 с абразивным кругом 5. На верхних направляющих станины установлен стол 1 и вертикальная колонна 77с поворотным суппортом 16 и бабкой 15 ведущего круга 13. Каждый из кругов периодически правят с по­мощью механизмов для правки 12 и 14. Заготовку устанавливают на нож 19 между шлифовальным и ведущим кругами, которые выбираются таким образом, чтобы трение между заготовкой и

ведущим кругом было больше трения между заготовкой и шлифо­вальным кругом. Если необходимо продольное перемещение заго­товки, ведущий круг поворачивают на угол 1...7" относительно оси заготовки. Появляется осевая составляющая силы трения, кото­рая придает заготовке осевое движение подачи, и гладкие цилинд­рические заготовки (цилиндры, кольца) можно подавать непре­рывно, что резко повышает производительность обработки.

Плоскошлифовальный станок показан на рис. 7.69, в. На попе­речных направляющих станины 8 установлена вертикальная ко­лонна 17, по вертикальным направляющим которой перемещает­ся шлифовальная бабка 6 с абразивным кругом 5. Круг частично закрыт защитным кожухом. По горизонтальным направляющим станины перемещается стол 1. Продольные движения стола осу­ществляются штоком 11 гидроцилиндра 9. В направляющих стола могут устанавливаться заготовка, машинные тиски, синусные тиски или стол, магнитная плита (стол) 20. На магнитной плите могут размещаться заготовка, синусные тиски или стол.

^ Производительность шлифования. Для расчета машинного вре­мени, мин, при шлифовании можно использовать формулу

TM=LZi/(SMt),

где L — длина обрабатываемой поверхности или длина окружно­сти шлифуемого изделия, мм; Zприпуск под шлифование, мм; i — число проходов; SMпродольная подача изделия, мм/мин; t — глубина шлифования, мм.

Производительность шлифования (без учета холостых, вспо­могательных ходов, непроизводительных потерь времени) равна

Q = SMt/(LZ).

Технологические требования к деталям, обрабатываемым шли­фованием. Базовые поверхности (рис. 7.71) необходимо предвари­тельно обрабатывать. Они должны обеспечивать точную и надежную установку и закрепление заготовки. При обработке поверхно­стей 1 на плоскошлифовальных станках в качестве базовой необ­ходимо выбрать наиболее развитую плоскость 2. При базировании в патроне в качестве базовой следует принять цилиндрическую по­верхность 3, при базировании в центрах — центровые отверстия 5 или установочные фаски 7. Между шейками вала и торцами, из-за непрерывного осыпания круга, образуется галтель 8. Если галтель недопустима, следует предусмотреть переходную технологическую канавку 4 для выхода шлифовального круга.



Рис. 7.71. Технологические требования к заготовкам, обрабатываемым

шлифованием:

^ 1 — обрабатываемая поверхность; 2, 3, 5, 7 — базовые поверхности; 4 — техно­логическая канавка; 6 — точные поверхности; 8 — галтель; 9 — проточка

Точные поверхности 6 необходимо разделять проточками 9, которые можно не обра­батывать. Желательно избегать конструирования поверхностей с большим перепадом диаметров. При подрезании торца после протягивания шлицов желательно иметь наружные выточки, ко­торые обеспечат безударную работу резца.





оставить комментарий
страница1/3
Дата25.11.2011
Размер0.58 Mb.
ТипЛекция, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

страницы:   1   2   3
отлично
  3
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх