Лекция№13 Абразивная обработка
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). ^ 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. ^ Силу резания, как и при лезвийной обработке, можно разложить на три составляющие: тангенциальная сила (главная сила резания) Pz — располагается вдоль вектора главного движения; радиальная сила Ру — располагается 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.^ 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. ^ 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
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
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.^ 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. ^ 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. ^ 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; п3 — частота 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; DSпрод — движение продольной подачи; DSnon — движение поперечной подачи.  где v3 — скорость 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 много  проходное, 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). ^ 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. ^ Для расчета машинного времени, мин, при шлифовании можно использовать формулу TM=LZi/(SMt), где L — длина обрабатываемой поверхности или длина окружности шлифуемого изделия, мм; Z— припуск под шлифование, мм; i — число проходов; SM — продольная 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: ^ — 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.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
отлично
3 Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
