Шлифовка производится круговыми движениями

Обработка на круглошлифовальных станках

Круглое шлифование производится при вращательном движении круга со скоростью V и вращательном движении (круговой подаче S_кр) заготовки.

При шлифовании с продольной подачей (рис.7.2,а) заготовка вращается равномерно и совершает возвратно-поступательное движение. После каждого хода или двойного хода стола происходит сближение круга и заготовки. В конце операции обычно осуществляют выхаживание, т.е. выполняют несколько ходов без поперечной подачи для компенсации упругих перемещений.


а б

в г д

Рис. 7.2. Схемы круглого шлифования

Жесткие заготовки могут шлифоваться по способу врезания (рис.7.1,б), когда ширина обрабатываемой поверхности меньше ширины шлифовального круга. При этом способе круг перемещается с постоянной подачей вплоть до момента достижения необходимого размера обрабатываемой поверхности. Этот способ является более производительным и широко применяется в крупносерийном и массовом производствах при обработке цилиндрических и фасонных поверхностей.

Процесс шлифования уступами состоит из двух этапов – сначала производят шлифование врезанием с периодическим передвижением стола в продольном направлении на 0,8..0,9 ширины круга, а затем делается несколько ходов с продольной подачей без поперечного перемещения для зачистки поверхности (рис. 7.1,в).

При торцово-круглом шлифовании (рис. 7.1,г) производится комбинированная обработка одновременно цилиндрической и торцовой поверхности с подачей шлифовального круга по биссектрисе угла или последовательно в радиальном и осевом направлениях.

При глубинном шлифовании открытых поверхностей (рис.7.1,д) за один ход конический участок круга удаляет весь припуск, а цилиндрический – зачищает обработанную поверхность. Поперечная подача отсутствует.

Круглошлифовальные станки отличаются высоким уровнем точности и универсальности. Они предназначены для наружного и внутреннего шлифования цилиндрических и конических поверхностей, а также для шлифования плоских торцов деталей. К этому типу станков относятся универсальные круглошлифовальные станки, круглошлифовальные и торцекруглошлифовальные полуавтоматы, а также специализированные круглошлифовальные станки.

Основными узлами универсального круглошлифовального станка (рис.7.2) являются: станина 1, стол 3, передняя бабка 4 с коробкой скоростей, шлифовальная бабка 5 и задняя бабка 6. Станки оснащены откидным внутришлифовальным шпинделем. Для шлифования конических поверхностей предусмотрена возможность поворота вокруг вертикальных осей шлифовальной бабки, а также верхнего рабочего стола и передней бабки.

Рис.7.2 Круглошлифовальный станок

Шлифовальный круг приводится во вращение от отдельного двигателя через клиноременную передачу. Круговая подача заготовки осуществляется при помощи другого электродвигателя с бесступенчатым регулированием.

Движение продольной подачи сообщается нижнему столу с помощью гидропривода; управление движением происходит при помощи устройств, которые переключаются самим столом в его крайних положениях. Шлифовальная бабка также периодически перемещается в поперечном направлении при помощи гидравлических механизмов. Большинство станков имеют механизмы широкого регулирования режимов шлифования и средства автоматизации рабочих движений стола и шлифовальной бабки. Предусмотрена возможность использования приборов активного контроля, позволяющих измерять заготовку в процессе шлифования, а также устройства, автоматически останавливающие станок при достижении требуемого размера.

При обработке на круглошлифовальных станках заготовку чаще всего устанавливают в жестких (не вращающихся) центрах, расположенных на передней и задней бабках; при этом круговую подачу обеспечивает поводковое устройство, связанное с вращающейся планшайбой. Возможно также закрепление заготовок в кулачковых патронах, причем, при шлифовании нежестких заготовок дополнительно необходимо применять люнеты.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Как то на паре, один преподаватель сказал, когда лекция заканчивалась – это был конец пары: “Что-то тут концом пахнет”. 8704 – | 8258 – или читать все.

Виды шлифования металлов

Шлифование заключается в обработке металлов способом резания. В процессе обработки абразивными материалами (шлифовальными кругами) с детали стачивается специально оставленный припуск металла.

Шлифовальный круг состоит из мелких абразивных частиц высокой твердости, соединенных вяжущим веществом.

Процесс шлифования как один из видов резания металлов имеет особенности:

высокая скорость обработки;
снимаемый слой металла имеет сильно измельченную структуру;
шлифовальному кругу, имеющему абразивные частицы произвольной формы, невозможно придать выгодную для конкретной обработки геометрическую форму;
обработка металла сопровождается сильным нагреванием (до 1000 °C) обрабатываемой поверхности, что приводит к изменению структуры и физических свойств поверхностного слоя детали. Применение СОЖ приводит к появлению масляного тумана

Методом шлифования получают детали с высокой геометрической точностью и низкой шероховатостью. Шлифовальными кругами возможна обработка как внутренних, так и внешних поверхностей заготовки. Готовые детали имеют простую линейную форму или профильную, с ломанными образующими, поверхность.

Виды шлифования

В промышленности используется несколько видов шлифования металлических изделий:

Обдирочное шлифование. Применяется для съема больших припусков кругами с крупными абразивными частицами прямого и чашечного профиля.
Отрезка. Резка металла на части абразивным материалом — самый скоростной метод деления металла.
Круглое шлифование. Обрабатываемая вращающаяся деталь закреплена в центрах и перемещается относительно рабочего инструмента.
Бесцентровое шлифование. Обработка ведется двумя кругами, вращающимися с разными скоростями. Рабочий круг имеет скорость до 35 м/с, а ведущий инструмент вращается со скоростью в несколько десятков раз меньшей.
Внутреннее шлифование. Применяется для обработки отверстий цилиндрической и конической конфигурации. Различные формы детали и конструктивные особенности станка предполагают шлифовку неподвижной или вращающейся детали. Обрабатывающий инструмент вращается вокруг своей оси и вокруг оси детали с круговой подачей.
Плоское шлифование. Обработка деталей линейных размеров ведется как плоскостью круга, так и его торцом.
Заточка режущего инструмента. Применяется для доведения режущего инструмента других видов (токарные резцы, сверла, фрезы) до оптимальных параметров.
Резьбошлифование. Обработка профильной резьбы, проходных метчиков, калибров и роликов. Также используется в шлифовке ходовых винтов металлорежущего оборудования.
Зубошлифование. Обработка зубчатых колес, шестерен различных видов.
Шлицешлифование. Шлифовка шлицевых соединений всех профилей для достижения нужного профиля.
Хонингование. Обработка отверстий до заданной шероховатости.
Суперфиниширование. Шлифование с минимальным снятием металла. С изделий удаляется огранка и волнистость, упрочняется поверхностный слой с сохранением структуры металла. Выполняется головкой с несколькими абразивными брусками.
Жидкостное полирование. Выполняется выбросом наполненной абразивом жидкости под большим давлением.
Ленточная обработка. Шлифование изделий бесконечной абразивной лентой.
Доводка и притирка. Обработка абразивными пастами с целью достижения особо высокой точности изделий.

Более подробно рассмотрим круглое шлифование.

Круглое шлифование

Круглая обработка разделяется на наружную и внутреннюю шлифовку изделий. При наружном шлифовании заготовка вращается в центрах или зажимается патроном. Возможно шлифование с продольной подачей изделий или врезная обработка.

Круглое наружное шлифование возможно при следующих движениях:

вращении абразивного круга, являющимся главным движением резания;
вращении детали вокруг собственной оси (круговая подача детали);
линейном поступательном перемещении детали или рабочего инструмента вдоль своей оси, называемом продольной подачей;
поперечном движении шлифовального круга на деталь (или наоборот), называемом подачей на глубину обработки.

Продольная подача сопровождается периодическим поперечным движением рабочего стола.

Врезное шлифование наружных поверхностей осуществляется вращением рабочего инструмента или вращением изделий вокруг собственной оси. Также возможна круговая подача заготовки, совмещаемая с подачей шлифовального инструмента.

Бесцентровый метод шлифования заключается в установке заготовки на опорный нож между рабочим и подающим кругами. При этом возможны все вышеперечисленные движения заготовки и инструмента.

Внутреннее круглое шлифование происходит с помощью продольной подачи инструмента или заготовки. Также имеет место шлифование врезанием. Выполняются все те же движения, что и при наружной обработке с продольной подачей. Для внутреннего круглого точения характерны врезной и бесцентровый способы обработки деталей.

Проход внутренних отверстий требует особого подбора оснастки. Во избежание вибраций, при которых ухудшается качество поверхности и ускоряется износ инструмента, необходим минимальный вылет шлифовального шпинделя.

Чтобы не допустить конусности сквозных отверстий, рабочий инструмент должен выходить с обеих сторон на одинаковую длину. Глухие отверстия обрабатываются при минимальном выдвижении шлифовального инструмента.

Внутреннее шлифование характеризуется сильным нагревом заготовки, требующим принудительного охлаждения.

Применяется круглое внутреннее шлифование при точной обработке отверстий с закаленной поверхностью или в деталях, изготовленных из особо твердых материалов. Также метод используется для прохода выточек, шпоночных и шлицевых пазов.

В заключение нужно сказать, что общим способом повышения качества обработки поверхностей является шлифование на максимальных скоростях вращения.

Получить консультацию

по инструменту, методам обработки, режимам или подобрать необходимое оборудование можно связавшись с нашими менеджерами или отделом САПР

Также Вы можете подобрать и приобрести режущий инструмент и оснастку к станку, производства Тайваня, Израиля

Отправляя заявку, вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности

Обработка шлифованием

Для всех технологических способов шлифовальной обработки главным движением резания V_к (м/с) является вращение круга. При плоском шлифовании возвратно-поступательное перемещение заготовки является продольной подачей S_пp (м/мин) (рис. 1, а).

Для обработки поверхности на всю ширину b заготовка или круг должны перемещаться с поперечной подачей S_п (мм/дв. ход). Это движение происходит прерывисто (периодически) при крайних положениях заготовки в конце продольного хода. Периодически происходит и подача S_в на глубину резания. Это перемещение осуществляется также в крайних положениях заготовки, но в конце поперечного хода.

Читайте также: Готовая конструкция

Рис. 1. Основные схемы шлифования

При круглом шлифовании (рис. 1, б) продольная подача происходит за счет возвратно-поступательного перемещения заготовки. Подача S_пp (мм/об. заг) соответствует осевому перемещению заготовки за один ее оборот. Вращение заготовки является круговой подачей S_кр (м/мин).

Подача S_п (мм/дв. ход или мм/ход) на глубину резания для приведенной схемы обработки происходит при крайних положениях заготовки. Движения, осуществляемые при внутреннем шлифовании, показаны на рис. 1, в.

Обработка заготовок на кругло-шлифовальных станках

Круглое шлифование цилиндрических поверхностей может быть выполнено по одной из четырех схем (рис. 2).

Рис. 2. Схемы обработки заготовок на кругло шлифовальных станках

При шлифовании с продольной подачей (рис. 2, а) заготовка вращается равномерно (S_кр) и совершает возвратно-поступательные движения (S_пр). В конце каждого хода заготовки шлифовальный круг автоматически перемещается на S_п и при следующем ходе срезается новый слой металла определенной глубины, пока не будет достигнут необходимый размер детали.

Скорость V_k вращательного движения круга обеспечивает скорость резания.

Производительный способ обработки — врезное шлифование (рис. 2, б) применяют при обработке жестких заготовок в тех случаях, когда ширина шлифуемого участка может быть перекрыта шириной шлифовального круга. Круг перемещается с постоянной подачей S_п (м/об. заг) до достижения необходимого размера детали. Этот же метод используют при шлифовании фасонных поверхностей и кольцевых канавок. Шлифовальный круг заправляют в соответствии с формой поверхности или канавки.

Глубинным шлифованием (рис. 2, в) за один проход снимают слой материала на всю необходимую глубину. На шлифовальном круге формируют конический участок длиной 8 – 12 мм. В ходе шлифования конический участок удаляет основную часть срезаемого слоя, а цилиндрический участок зачищает обработанную поверхность. Поперечная подача отсутствует.

Шлифование уступами (рис. 2, г) — это сочетание методов, представленных на рис. 2, а, б. Процесс шлифования состоит из двух этапов. На первом этапе шлифуют врезанием с подачей S_п, передвигая периодически стол на 0,8 – 0,9 ширины круга (показано штриховой линией). На втором этапе делают несколько ходов с продольной подачей S_пр для зачистки поверхности при выключенной подаче S_п.

Во многих случаях на деталях необходимо обеспечить правильное взаимное расположение цилиндрических и плоских (торцовых) поверхностей. Для выполнения этого условия шлифовальный круг заправляют по схеме на рис. 2, д и поворачивают на определенный угол. Шлифуют коническими участками круга. Цилиндрическую поверхность шлифуют аналогично схеме на рис. 2, о, с периодической подачей S_п на глубину резания. Обработка торцовой поверхности детали заканчивается чаще всего с подачей вручную при плавном подводе заготовки к кругу,

Наружные конические поверхности шлифуют по двум основным схемам. При обработке заготовок на центрах (рис. 3, а) верхнюю часть стола поворачивают вместе с центрами на угол а так, что положение образующей конической поверхности совпадает с направлением продольной подачи S_пр. Далее шлифуют по аналогии с обработкой цилиндрических поверхностей. При консольном закреплении заготовок (рис. 3, б) на угол a (половина угла конуса) поворачивается передняя бабка.

Рис. 3. Схемы шлифования конических поверхностей

Обработка заготовок на внутришлифовальных станках

Внутреннее шлифование применяют для получения высокой точности отверстий на заготовках, как правило, прошедших термическую обработку. Возможно шлифование сквозных, несквозных (глухих), конических и фасонных отверстий. Диаметр шлифовального круга составляет 0,7 – 0,9 диаметра шлифуемого отверстия. Кругу сообщают высокую частоту вращения: она тем выше, чем меньше диаметр круга.

На рис. 4, а приведена схема шлифования с закреплением заготовки в кулачковом патроне. На внутришлифовальных станках также обрабатывают и внутренние торцовые поверхности. Внутренние фасонные поверхности шлифуют специально заправленным кругом методом врезания.

Рис. 4. Схемы обработки на внутри шлифовальных станках

Внутренние конические поверхности шлифуют с поворотом передней бабки так, чтобы образующая конуса расположилась вдоль направления продольной подачи.

Заготовки больших размеров и массы шлифовать описанными выше методами нерационально. В этих случаях применяют планетарное шлифование (рис. 4, б). Заготовку закрепляют на столе станка неподвижно. Шлифовальный круг вращается вокруг своей оси, а также вокруг оси отверстия S_пл, что аналогично круговой подаче (положение круга, совершившего в планетарном движении пол-оборота, показано штриховой линией). Планетарным шлифованием можно обрабатывать внутренние фасонные и торцовые поверхности.

Обработка заготовок на плоскошлифовальных станках

На практике наиболее распространены четыре схемы плоского шлифования (рис. 5). Шлифуют периферией и торцовой поверхностью круга. Заготовки 2 закрепляют на прямоугольных или круглых столах 1 с помощью магнитных плит, а также в зажимных приспособлениях. Возможно закрепление одной или одновременно многих заготовок. Заготовки размещают на столах, затем включают ток и они притягиваются к магнитной плите.

Прямоугольные столы совершают возвратно-поступательные движения, обеспечивая продольную подачу. Подача на глубину резания дается в крайних положениях столов. Поперечная подача необходима в тех случаях, когда ширина круга меньше ширины заготовки (рис. 5, а).

Рис. 5. Схема обработки заготовок на плоскошлифовальных станках

Круглые столы (рис. 5, в) совершают вращательные движения, обеспечивая круговую подачу. Остальные движения совершаются по аналогии с движениями при шлифовании на прямоугольных столах.

Более производительно шлифование торцом круга, так как одновременно в работе участвует большое число абразивных зерен (рис. 5, б, г). Но шлифование периферией круга с использованием прямоугольных столов позволяет выполнить большее число разнообразных видов работ. Способом шлифования периферией круга обрабатывают, например, дно паза, производят профильное шлифование, предварительно заправив по соответствующей форме шлифовальный круг, и выполняют другие работы.

Взаимодействие шлифовального круга с поверхностью заготовки

На металлорежущих станках различают главное движение резания и движения подач. Главное движение осуществляет процесс резания, а движения подач обеспечивают контакт инструмента со всей обрабатываемой поверхностью. Главное движение резания совершается со значительно большей скоростью, чем движения подач. При шлифовании главным движением является вращение шлифовального круга с угловой скоростью со. Движения подач обычно вращательные или поступательные и осуществляются в результате относительного перемещения круга или заготовки.

Скорость главного движения резания (скорость шлифования) v — скорость перемещения режущих кромок круга (м/с) при его вращении — определяется по формуле

где со — угловая скорость круга, рад/с; D_K — диаметр шлифовального круга, мм; п — частота вращения круга, мин -1 .

При шлифовании различают три вида движений подач: касательное, осевое и радиальное (рис. 1.6).

Касательное движение подачи — движение подачи, осуществляемое в плоскости, касательной к рабочей поверхности круга и проходящей через линию контакта круга с заготовкой.

Рис. 1.6. Схемы рабочих движений при плоском шлифовании периферией (а) и торцом (6) круга, при круглом наружном шлифовании (в)

Осевое движение подачи — движение подачи, выполняемое в направлении оси шлифовального круга.

Радиальное движение подачи — движение подачи, осуществляемое в направлении радиуса круга в точке его взаимодействия с заготовкой.

При круглом и плоском шлифовании па станках с вращающимся столом касательная подача осуществляется вращением заготовки с угловой скоростью со₃. В остальных случаях движения подач обычно являются поступательными.

Обозначение скоростей движений подач: v_s — скорость движения касательной подачи; г)$ — скорость движения осевой подачи; — скорость движения радиальной подачи.

Под подачей понимают расстояние, пройденное заготовкой или шлифовальным кругом в данном направлении движения подачи за один цикл (ход, двойной ход, оборот) другого движения. Подачи обозначают следующим образом: касательная — S_K, осевая — 5_0С, радиальная — 5_р. Они измеряются в миллиметрах на ход, миллиметрах на двойной ход, миллиметрах на оборот. Ход — это движение подачи в одну сторону при возвратно-поступательном движении.

Скорость движений подач имеет существенно меньшие значения по сравнению с v, поэтому за скорость резания принимают скорость главного движения резания.

Глубина резания t — расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеренное перпендикулярно к последней, за один ход или оборот касательного движения подачи. При шлифовании периферией круга глубина шлифования равна радиальной подаче, при шлифовании торцом — осевой подаче.

Для снятия слоя материала (припуска) при плоском врезном шлифовании после каждого хода или двойного хода касательного движения подачи стола с заготовкой периодически осуществляется радиальная подача S_p. При круглом врезном шлифовании для снятия припуска радиальное движение подачи выполняется непрерывно при перемещении круга в радиальном направлении с заданной скоростью v_Sp (рис. 1.7). Радиальная подача (5_р, мм/об) в этом случае определяется по формуле

где — скорость радиального движения подачи шлифовальной бабки с кругом, мм/мин; п₃ — частота вращения заготовки, мин -1 .

При круглом наружном шлифовании скорость касательного движения подачи (v, м/мин) определяется по формуле

где (й₃ — угловая скорость вращения заготовки, с -1 ; d₃ — диаметр обрабатываемой поверхности заготовки, мм; п₃ — частота вращения заготовки, мин -1 .

Если длина (ширина) шлифуемой поверхности превышает высоту круга, то используют осевое движение подачи (см. рис. 1.6). При плоском шлифовании оно осуществляется периодически после завершения каждого хода или двойного хода стола с заготовкой в касательном движении подачи. При круглом шлифовании осевое движение подачи представляет собой возвратно-поступательное движение, направление которого меняется па противоположное после каждого хода, причем в этот момент осуществляется движение радиальной подачи круга.

Зона контакта шлифовального круга с заготовкой определяется длиной дуги контакта L (см. рис. 1.7), которая может быть определена из зависимости

Рис. 1.7. Схема круглого наружного врезного шлифования:

I — положение круга в начале шлифования; II — промежуточное положение;

III — положение круга в конце шлифования

Знак «+» относится к круглому наружному шлифованию, знак «-» — к внутреннему.

Важным параметром, характеризующим производительность процесса шлифования, является интенсивность съема материала заготовки (мм 3 /с):

или интенсивность съема материала, приведенная к единице высоты шлифовального круга:

где В_к — высота круга, мм.

При шлифовании круг воздействует на обрабатываемую заготовку с некоторой силой, превышающей силу сопротивления обрабатываемого материала деформированию и разрушению. Эту силу называют силой резания Р. Она является равнодействующей всех сил, действующих со стороны контактирующих абразивных зерен круга на обрабатываемую поверхность заготовки. Силу резания Р в соответствии с направлениями движений подач раскладывают по трем взаимно перпендикулярным осям на три составляющие: касательную Р_г, радиальную Р_у и осевую Р_х (рис. 1.8). При врезном шлифовании Р_х обычно равна нулю. В этом случае удобно

Рис. 1.8. Действие составляющих силы резания на обрабатываемую заготовку и шлифовальный круг:

1 — шлифовальный круг; 2 — заготовка

использовать значения составляющих силы резания, приведенные к одному миллиметру ширины шлифования (Р, Н/мм):

где В_ш — ширина шлифования, мм.

Сила резания определяется свойствами (прочностью, твердостью, пластичностью) обрабатываемого материала, количеством режущих зерен круга, одновременно участвующих в работе, коэффициентом трения между взаимодействующими поверхностями заготовки и инструмента. Снижение твердости шлифовальных кругов сопровождается уменьшением силы резания.

Характерной особенностью шлифования является то, что касательная составляющая силы резания Р_г меньше радиальной составляющей Р_у. Для большинства случаев значения Р_у/Р₂ находятся в пределах 1,5. 3. Основными причинами этого являются малая толщина срезов и преобладание отрицательных передних углов резания. Осевая составляющая силы резания Р_х, как правило, существенно меньше Р₂ и Р_у.

Второй характерной особенностью шлифования является непостоянство силы резания в процессе обработки. При тонкой правке круга может наблюдаться уменьшение силы резания, при грубой — увеличение. При шлифовании труднообрабатываемых материалов может происходить периодическое увеличение и уменьшение сил резания.

Колебания при шлифовании вызывают периодическое смещение рабочей поверхности круга относительно обрабатываемой поверхности. При этом глубина шлифования периодически меняется, что приводит к образованию волнистости и увеличению шероховатости на обработанной поверхности. Влияние вынужденных колебаний на процесс шлифования можно уменьшить, ликвидируя их источники и используя специальные устройства для демпфирования (гашения) колебаний.

В большинстве случаев неуравновешенность шлифовального круга является основным источником вынужденных колебаний при шлифовании. Балансировка шлифовального круга при эксплуатации станков — необходимое условие получения высокого качества шлифованных поверхностей, повышения надежности шпиндельного узла, снижения износа шлифующего и правящего инструментов.

Влияние неуравновешенности круга на процесс шлифования можно рассмотреть по схеме, представленной на рис. 1.9. Предположим, что шлифовальный круг, имеющий дисбаланс Д, установлен на шпиндель плоскошлифовального станка так, что ось его цилиндрической рабочей поверхности совпадает с осью вращения. При вращении шпинделя с рабочей скоростью неуравновешенность круга вызывает появление центробежной силы (F_n):

где т — неуравновешенная масса; / — расстояние от оси вращения до центра неуравновешенной массы, м; со — угловая скорость шпинделя с кругом, рад/с -1 ; Д — дисбаланс круга, кг • м (Д = ml).

Сила F_n вызывает деформацию шпинделя и смещение оси круга на г/д = FJc, где с — коэффициент жесткости шпиндельного узла, Н/м.

Траектория перемещения оси рабочей поверхности круга представляет собой окружность с радиусом г/_д, высота волнистости шлифованной поверхности /г_в может достичь значения 2у_А за счет колебаний образующей круга в зоне шлифования. Чтобы избежать влияния дисбаланса, требуется правка круга. После правки рабочая поверхность круга не будет иметь колебаний по отношению к шлифуемой поверхности при вращении с рабочей скоростью, так

Рис. 1.9. Схема влияния неуравновешенности круга на процесс шлифования:

1 — шлифовальный круг; 2 — заготовка

как центр вращения О и центр цилиндрической рабочей поверхности круга О’ будут совпадать.

Автоколебания, самовозбуждающиеся при шлифовании, наиболее ярко проявляются при шлифовании периферией круга, когда длина дуги контакта абразивного инструмента с обрабатываемой заготовкой мала. Амплитуда автоколебаний всегда растет с увеличением продолжительности шлифования после правки круга.

Рабочая поверхность круга после правки не является идеальной, она имеет небольшую волнистость с различным шагом ?_г– и высотой h_K (рис. 1.10, а). Волнистость поверхности круга является

Рис. 1.10. Принципиальная схема волнистости рабочей поверхности круга: 1 – шлифовальный круг; 2 – заготовка причиной периодического изменения силы резания, действующей на обрабатываемую заготовку с частотой = v/lj (Гц), где /* задана в метрах, v — в метрах в секунду. При шлифовании периодически изменяющаяся сила резания вызывает колебания заготовки в центрах.

С увеличением продолжительности обработки волнистость на рабочей поверхности круга интенсивно увеличивается (рис. 1.10, б). Волнистость рабочей поверхности круга и колебания заготовки имеют взаимную связь и влияют друг на друга.

Шлифовальные станки

Шлифовальные станки – отдельная категория металлообрабатывающих станков, которые предназначены для производства операций шлифовки. Имеется несколько основных видов этих станков, которые различаются по конструкции, принципу работы и виду обрабатываемых поверхностей. Рассмотрим каждый из них по отдельности.

Круглошлифовальный станок

Станки кгруглошлифовальной подгруппы (рис. 1) предназначены для производства шлифовальных операций на наружных и внутренних поверхностях тел вращения.

Рисунок 1. Круглошлифовальный станок.

Конструктивно круглошлифовальный станок состоит из станины (1), стола (2) двух бабок (3,5), в которых закрепляется цилиндрическая или коническая деталь и приводной бабки (4), в которой закреплен рабочий орган. Рабочим органом на этом станке является шлифовальный круг. Здесь имеются различия в способе подачи вращательного движения, которые часто комбинируются в зависимости от требуемого эффекта:

вращается сама заготовка;
вращается шлифовальный круг;
вращается и заготовка, и круг.

В общем случае заготовка закрепляется в центрах. Запускается приводной электродвигатель шлифовального круга. Выбирается скорость вращения круга и скорость подачи. Круг подается на заготовку. Осуществляется продольная подача с определенной скоростью. В процессе работы шлифовальный круг снимает металл с поверхности заготовки, тем самым сглаживая неровности и уменьшая шероховатость.

Также различаются способы подачи шлифовального круга при обработке детали (рис. 2).

Рисунок 2. Способы шлифования.

Основные способы шлифования поверхностей тел вращения следующие:

с осуществлением продольной подачи;
с заглублением;
с врезанием;
с последовательным врезанием;
комбинированный.

Станки для круглого шлифования подразделяются на следующие категории:

стандартные;
специализированные;
универсальные;
бесцентровые;
врезные.

Самым распространенным является стандартный круглошлифовальный станок.

Внутришлифовальный станок

Внутришлифовальные станки (рис. 3) предназначены для обработки внутренних цилиндрических, конически и сферических поверхностей.

Рисунок 3. Внутришлифовальный станок.

Процедура внутреннего шлифования предназначена для финальной обработки внутренних поверхностей деталей. Одним из положительных эффектов, помимо убирания неровностей и понижения шероховатости, является исправление отклонения внутренней поверхности детали от оси вращения. Такое отклонение появляется, как правило, из-за погрешностей при производстве предыдущих металлорежущих операций.

Плоскошлифовальный станок имеет две бабки. В одной из них установлен патрон. В патроне закрепляется деталь. Вторая бабка имеет собственный привод. В ней установлен держатель, в котором фиксируется шлифовальный инструмент. Передняя бабка неподвижна. Подача осуществляется перемещением задней бабки на салазках. Часто подобные станки оснащаются дополнительным подводом смазывающе-охлаждающей жидкости.

Плоскошлифовальный станок

Плоскошлифовальные станки (рис. 4) предназначены для обработки плоских поверхностей деталей с использованием абразивного инструмента, как правило, шлифовального круга.

Рисунок 4. Плоскошлифовальный станок.

Конструктивно плоскошлифовальный станок состоит из станины, на которой установлен стол. В нем закрепляется обрабатываемая деталь. На станине устанавливается суппорт. В зависимости от степени подвижности элементов, плоскошлифовальные станки подразделяются на три подгруппы:

с подвижным столом;
с подвижным суппортом;
с подвижным столом и суппортом.

В суппорте имеется шлифовальная головка, в которой закрепляется абразивный круг. Приводится круг в движение электродвигателем. Для изменения частоты вращения имеется коробка скоростей.

Шлифование осуществляется возвратно-поступательными движениями заготовки относительно абразивного круга или с постоянной подачей в одном направлении до завершения прохода.

Бесцентрошлифовальный станок

Этот тип является разновидностью круглошлифовального станка. Бесцентрошлифовальный станок (рис. 5) используется для обработки деталей, закрепить которые в центрах не представляется возможным. Это связано либо с отсутствием возможности захвата детали патроном, либо с габаритами.

Рисунок 5. Бесцентрошлифовальный станок.

Бесцентрошлифовальный станок имеет два шлифовальных круга, каждый из которых приводится в движение собственным электромотором. Один из кругов, как правило, закрепляется статично или имеет настройку положения лишь по высоте. Второй круг подвижный и может перемещаться в более широких диапазонах. Снизу имеется так называемый опорный нож, который служит для поддержки обрабатываемой детали.

Различают три основные шлифовальные операции на этом станке.

Продольное шлифование. Этой операции подвергаются детали с гладкими поверхностями различных длин и диаметров. Подача осуществляется при повороте одного из абразивных кругов или при изменении положения опорного ножа.
Врезное шлифование. При помощи врезного шлифования обрабатываются детали с коническими и сферическими поверхностями, многоступенчатые валы и прочие детали с форменной поверхностью.
Шлифование до упора. Применяется как промежуточная операция между продольным и врезным шлифованием. Таким способом обрабатываются детали, которые имеют слишком большую длину или такую форму поверхности, при которой другие типа шлифования не подходят. Когда шлифовальный круг подходит к своей крайней точки, деталь удаляется из зоны обработки и происходит повторная установка.

Хонинговальный станок

Хонинговальные станки (рис. 6) применяются для обработки наружных и внутренних поверхностей деталей, которые имеют цилиндрическую или коническую форму. Для проведения операции шлифования на этом станке применяется специальная хонинговальная головка.

Рисунок 6. Хонинговальный станок.

Шпиндель хонинговального станка в процессе работы совершает одновременно возвратно-поступательные и вращательные движения. При этом на поверхность обрабатываемой детали наносится своеобразный микрорельеф.

Операция хонингования наиболее широко применяется в автомобилестроении. Внутренняя поверхность цилиндров ДВС шлифуется именно таким способом. После хонингования на поверхности цилиндров образовываются микробороздки, которые удерживают масло, что увеличивает ресурс двигателя.

Читайте нас в Яндекс Дзен и подписывайтесь во Вконтакте.

Круглое шлифование

Круглое шлифование относят к механическому виду обработки металла резаньем. В этом случае поверхностный слой снимается за счет действия абразива. Таким способом обрабатываются внешние поверхности валов и различные отверстия.

Обработка поверхностей (наружных и внутренних) состоит из тонкого, чистового, а также предварительного шлифований.

Существуют такие способы шлифовки металла:

с продольной подачей;
глубинное;
уступами;
врезанием.

Обработка металла на станках

Круглое шлифование можно использовать для работы с цилиндрическими, коническими и фасонными поверхностями. Такие действия производятся на круглошлифовальных станках.

Когда мастер применяет способ шлифования с продольной подачей, заготовка, которую следует обработать, устанавливается в центрах инструмента. Если деталь недостаточно жесткая, для опор могут быть применены люнеты, их устанавливают через определенные промежутки на столе рабочего инструмента. В процессе обработки предмет вращается со скоростью до 20 м/мин и перемещается вдоль своей оси, то есть производиться круговая подача. В конце хода шлифкруг перемещается перпендикулярно оси вращения на определенную глубину резания. Такой способ часто используют для работы с длинными валами.

Когда мастер применяет глубинное шлифование, припуск на заготовке срезается за один проход до 0,4 мм. Шлифкруг при этом заправляется на конус. Последний является шлифующей частью, а цилиндрический участок круга – зачищающей. Продольная подача определяется от исходных параметров заготовки, то есть ее диаметра.

Шлифование врезанием используется при обработке коротких или фасонных поверхностей. Так, форма, соответствующая шлифуемому профилю, придается образующей. Заготовка двигается по вращающей, а шлифовальный круг перемещается и вращается поперечно. Данный метод шлифования достаточно производительный и подходит для обработки жестких валов.

Обработка уступами – это соединение продольной и поперечной подач при шлифовке заготовок. Сперва вручную производится шлифование заготовки уступами с поперечной подачей круга. После этого круг следует перемещать вдоль оси вращения на определенный размер шага. Затем необходимо сделать несколько шлифовальных проходов для зачистки следов ступенчатой обработки.

Чтобы отшлифовать конические поверхности, следует установить параллельно образующую периферийной поверхности шлифкруга относительно образующей конической поверхности или наоборот. Этого можно достичь, повернув стол или переднюю бабку инструмента с заготовкой на угол конусности. Также можно достичь желаемого поворотом шлифбабки и поперечной подачей заправленного на конус шлифкруга в сочетании с вращательным движением.

Круглое наружное шлифование

Круглое наружное шлифование подходит для обработки цилиндрических и конических деталей, которые могут быть гладкими или ступенчатыми. Обрабатываемая заготовка ставится в центрах.

Достичь продольной подачи можно при помощи стола, делая возвратно-поступательное движение. Поперечная подача возможна по окончании каждого или двойного хода стола. Абразивный круг необходимо подбирать, исходя из типа и состояния материала обрабатываемой поверхности, а размеры – исходя из формы.

При продольной подаче припуск снимается за несколько проходов при минимальной глубине резания. При глубинной работе припуск снимается за один проход с глубиной резания до 0,4 мм максимум и продольной подачей до 6 мм/об.

Основной срез металла осуществляется передней частью круга. Остальной участок инструмента обеспечивает чистовую обработку. При снятии больших припусков часть круга заправляют ступеньками. Производительность при глубинном шлифовании выше метода с продольной подачей на 30%, однако точность работы при этом ниже.

Для повышения точности рекомендуется после съема припуска сделать несколько шагов с продольной подачей для зачистки поверхности. Глубинное шлифование подходит для обработки жестких деталей.

Врезное шлифование позволяет обработать поверхность по всей ее длине. Такой способ может применяться, когда ширина шлифуемой поверхности не превышает 200 мм.

Шлифование с поперечной подачей – довольно производительный способ. Здесь зерно абразива срезает свежий слой металла, а обработка происходит при наиболее коротком пути перемещения круга. Помимо шлифования цилиндрических и конических поверхностей мастер может взять в работу и фасонные поверхности.

Комбинированное шлифование – это работа с поперечной и продольной подачами, можно обработать жесткие заготовки большой длины.

Наружное круглое шлифование может быть обдирочное, точное и тонкое.

Обдирочное шлифование производится с большими припусками – от 3 до 5 мм, может использоваться для предварительной обработки лезвийным инструментом.

Популярным является точное шлифование, с помощью которого можно достичь точности обработки 2-3 класса. Снимаемый припуск определяется в зависимости от диаметра детали и состояния поверхности (до 0,5 мм).

Тонким шлифованием легко добиться 1-2 класса точности. Производится оно мелкозернистым кругом при скорости свыше 40 м/с, скорости вращения детали до 10 м/мин и глубине врезания до 50 мкм.

Круглое наружное шлифование применяется в основном для окончательной и чистовой обработки деталей на универсальных и специальных круглошлифовальных станках. Таким способом можно шлифовать одну заготовку или работать в условиях серийного и массового производства.

Операции круглого наружного шлифования легче поддаются автоматизации.

Круглое внутреннее шлифование

Круглое внутреннее шлифование предназначено для обработки внутренних поверхностей цилиндрической или конической формы. На шлифстанках используют такие способы шлифования отверстий: с продольной подачей, врезное с поперечной подачей или с дополнительным движением круга, с планетарным движением шлифкруга.

Шлифование с продольной подачей очень точное и оставляет минимум шероховатости. Врезной вариант используется для обработки глухих, а также коротких отверстий. Внутреннюю коническую поверхность отверстия шлифуют, повернув бабку с деталью. Для работы с отверстием и торцом детали с одной установки на передней бабке ставят качающееся приспособление с торцовым кругом. При внутреннем шлифовании диаметр шлифкруга всегда меньше диаметра отверстия детали. Из-за маленького диаметра круги быстро изнашиваются.

Внутреннее шлифование можно осуществить при помощи продольной подачи инструмента (или непосредственно) детали. Также можно использовать метод врезания. Действия все те же, что применяются при наружной обработке с продольной подачей. Для внутреннего круглого точения подходят врезной и бесцентровой методы обработки.

Проход внутренних отверстий требует правильного подбора оснастки. Чтобы минимизировать вибрации, от которых ухудшается качество обработки, а также ускоряется износ инструмента, необходим небольшой вылет шпинделя.

Чтобы не допустить конусности сквозных отверстий, инструмент должен выходить на одинаковую длину с двух сторон. Глухие отверстия шлифуются в момент минимального выдвижения шлифинструмента.

Внутренняя обработка характеризуется сильным нагревом детали, а это требует ее охлаждения (принудительного).

Круглое внутреннее шлифование подходит для точной обработки отверстий с закаленной поверхностью или для работы с деталями из особо твердых материалов. Также метод круглого шлифования используется для прохода выточек, шлицевых, шпоночных пазов.

Чтобы повысить качество обработки поверхностей, следует производить шлифование на максимальных скоростях вращения.