Зуборезный инструмент для резания цилиндрических колес. Основные типы.

Зубчатые колеса — самые распространенные детали в машиностроении. Они применяются для передачи вращения между параллельными, пересекающимися и перекрещивающимися осями с помощью цилиндрических, конических, червячных и винтовых зубчатых передач.
Производство зубчатых колес представляет собой трудоемкую работу на сложном оборудовании дорогостоящим зуборезным инструментом. Годовой расход на инструмент для зуборезных станков часто превышает стоимость самого станка и в несколько раз превышает заработную плату рабочего.

В зависимости от конструкции зубчатого колеса, формы его зубьев, требований к точности и чистоте поверхностей и объема производства применяются различные способы изготовления и зуборезные инструменты.

Рассмотрим применяемые режущие инструменты, предназначенные для изготовления наиболее распространенных прямозубых цилиндрических зубчатых колес. Эти колеса могут иметь различные профили зубьев. В общем машиностроении получили преимущественное применение эвольвентные зубчатые колеса.

Размеры зубьев эвольвентных цилиндрических колес определяются исходным контуром рейки. Зубья рейки — прямолинейного профиля. По ГОСТу исходный контур зубчатой рейки (рис. 214) имеет угол профиля АЛЬФА 0 = 20°, высоту головки, равную модулю: h' = m, высоту ножки h’’= 1, 25m, шаг зубьев t = m*ПИ.

Рис. 214. Исходный контур зубчатой рейки цилиндрических колес

Так как высота ножки принимается больше высоты головки зуба, в зацеплении создается соответствующий радиальный зазор с=0, 25m. При обработке цилиндрических колес долбяками и шеверами допускается увеличение радиального зазора до 0, 35m. Радиус r1 закругления у корня зуба исходного контура устанавливается 0, 40m. Допускается увеличение радиуса r1, если это не нарушает правильности зацепления в передаче.
При окружных скоростях колес выше определенных значений, в зависимости от степени точности передачи, предусматривается применение фланкированного исходного контура, боковой профиль зубьев которого срезан при вершине на некоторую величину acm. Высота среза hc равна 0, 45m, а коэффициент величины среза аc, в зависимости от степени точности передачи и модуля, колеблется от 0, 005 до 0, 02. С уменьшением модуля и снижением точности изготовления колес величина аc возрастает. Фланкирование зубьев снижает силы удара при входе зубьев в зацепление и при выходе их из зацепления, исключает возможность кромочного зацепления, уменьшает опасность заеданий, снижает уровень шума.

В практике находят применение исходные контуры с отличающимися от предусмотренных в ГОСТе параметрами. Так, в высоконапряженных передачах авиационных двигателей используются зубчатые колеса эвольвентного зацепления с модифицированным исходным контуром, имеющим угол профиля АЛЬФА 0 = 28°. Применение нестандартных исходных контуров связано с необходимостью изготовления специального зуборезного инструмента, а поэтому их можно рекомендовать лишь в исключительных случаях. Размеры зубьев зуборезных инструментов определяются параметрами инструментальной (производственной) рейки, контур которой является как бы шаблоном к исходному контуру.

Рис. 215 Исходный контур инструментальной рейки

Так как в процессе обработки осуществляется беззазорное зацепление инструмента и обрабатываемого колеса во впадине зубьев, высота головки зуба инструментальной рейки (рис. 215) принимается равной

Высота ножки инструментальной рейки h" = 1, 25m. Благодаря такой высоте ножки в зонах вершин обрабатываемых зубьев создается радиальный зазор, т. е. наружная поверхность зубчатого колеса, соответствующая окружности выступов, не обрабатывается зуборезным инструментом. С целью разгрузки вершинных режущих кромок чистовых инструментов высоту головки производственной рейки, соответствующей черновым инструментам, делают увеличенной:

Для обеспечения боковых зазоров в передаче толщину зуба инструментальной рейки на средней линии определяют по следующей формуле:

Величина дельта Sди колеблется от 0, 145 до 0, 35 мм для модулей инструментальных реек от 1, 25 до 20 мм.

Для инструментов, предназначенных для предварительного нарезания зубчатых колес, толщину зуба Sди уменьшают на величину, соответствующую припуску на последующую чистовую обработку зубьев. Образование фланкированных зубчатых колес производится инструментальной рейкой, имеющей соответствующее утолщение у ножки зуба, высотой hфи и углом альфа фи.

При качении без скольжения начальной прямой инструментальной рейки по начальной окружности заготовки профиль зуба рейки будет занимать ряд последовательных положений, огибающая к которым будет профилем зуба колеса.

На участке, соответствующем касанию боковой стороны зуба рейки и профиля колеса, создается в рассматриваемом случае эвольвента. В зоне ножки зуба наблюдается кромочное соприкосновение вершины зуба рейки и профиля зуба колеса. Здесь создается переходная кривая в форме удлиненной эвольвенты. Она описывается точкой пересечения боковой и вершинной сторон зуба рейки при ее относительном движении во впадине зуба нарезаемого колеса. Огибающей к последовательным положениям вершинной кромки зуба инструментальной рейки будет окружность впадин, которая в соответствующей зоне также ограничивает профиль зуба колеса.

Нарезание цилиндрических зубчатых колес может производиться методом копирования и методом огибания или обкатки. К инструментам, обрабатывающим зубчатые колеса методом копирования, относятся пальцевые и дисковые зуборезные фрезы, зубодолбежные головки, одновременно нарезающие все зубья колеса и др.

Рис. 216. Способы обработки прямозубых цилиндрических колес

Схема фрезерования зубчатых колес дисковыми или пальцевыми фрезами (рис. 216, а) включает вращение фрезы вокруг своей оси, чем создается требуемая скорость резания. Заготовка, закрепленная в шпинделе делительной головки, совершает движение подачи вдоль обрабатываемой впадины зубьев. После обработки одной впадины заготовку отводят от фрезы и поворачивают на один зуб при помощи делительной головки, после чего производится прорезание следующей впадины.

Рассматриваемый способ обработки исключительно прост и не требует применения специальных зуборезных станков, но характеризуется относительно малой производительностью и пониженной точностью нарезанных колес.

При обработке одного и того же зубчатого колеса размеры пальцевой фрезы будут в неcколько раз меньшими дисковой. Пальцевая фреза обеспечивает меньшую производительность и изнашивается быстрее, чем дисковая, требуя более сложной и частой переточки. Поэтому применение пальцевой фрезы для нарезания обыкновенных колес ограничено. Пальцевые фрезы целесообразно использовать при обработке колес с большими модулями, когда размеры дисковых фрез получаются недопустимо большими.
Из всех известных способов нарезания прямозубых колес одним из наиболее производительных является способ обработки их копированием зубодолбежными головками (рис. 216, б), одновременно нарезающими все зубья колеса. Зубодолбежная головка представляет собой сложный сборный инструмент. Она состоит из корпуса в виде диска, в радиальных пазах которого установлены призматические фасонные резцы. Число резцов равно числу зубьев обрабатываемого колеса. Каждый резец прорезает только одну впадину.
В процессе зубодолбления заготовка совершает относительно головки возвратно-поступательное движение, за счет которого обеспечивается требуемая скорость резания. Направление этого движения совпадает с осью заготовки.
Для распределения работы резания на ряд двойных ходов предусматривается периодическое движение подачи резцов в радиальном направлении при каждом рабочем ходе. При холостом ходе резцы отводятся от заготовки для устранения трения задней поверхности резцов о материал заготовки. Периодические движения резцов в радиальном направлении осуществляются за счет перемещений сводящего и разводящего колец относительно корпуса головки. Зубодолбежная головка является специальным и дорогостоящим режущим инструментом. Она предназначается для обработки одного определенного колеса на специальном станке при массовом и крупносерийном производстве зубчатых колес.

К инструментам, нарезающим зубчатые колеса методом обкатки, относятся зуборезные гребенки, зуборезные долбяки и червячные зуборезные фрезы.
Схема обработки прямозубых зубчатых колес зуборезными гребенками (рис. 216, е) включает возвратно-поступательные движения инструмента вдоль оси заготовки, благодаря чему обеспечивается заданная скорость резания. Заготовка, закрепленная на столе станка, совершает сложное движение обкатки, состоящее из вращения вокруг своей оси и поступательного движения, скорость которого перпендикулярна оси. Для обеспечения врезания гребенки на полную высоту зуба стол имеет подачу в направлении инструмента. Гребенка имеет ограниченное число зубьев. Поэтому в процессе нарезания осуществляется также периодическое движение пересопряжения зубьев гребенки и заготовки, т. е. движение деления.

Прерывистость процесса обкатывания является одним из основных недостатков рассматриваемого способа; это снижает производительность и может быть причиной погрешностей, возникающих при нарезании зубчатого колеса. Зуборезные гребенки применяются для обработки цилиндрических зубчатых колес внешнего зацепления на специальных зубострогальных станках. Гребенками можно нарезать блочные колеса с буртом за обрабатываемым венцом.

Схема нарезания прямозубых зубчатых колес долбяком (рис. 216, г) включает возвратно-поступательные движения инструмента вдоль оси заготовки, что обеспечивает необходимую скорость резания. Срезание стружки происходит во время рабочего хода. Во время холостого, обратного, хода с целью уменьшения трения задней поверхности о материал заготовки стол станка отводится от долбяка, а перед началом резания возвращается в исходное положение. В процессе обработки долбяк постепенно врезается в радиальном направлении в заготовку на высоту зуба. Одновременно происходят взаимосвязанные вращения долбяка и заготовки вокруг своих осей, в результате которых наблюдается обкатка, качение без скольжения начальной окружности долбяка по начальной окружности детали. При обработке долбяком процесс пересопряжения зубьев (деления) не производится, что обеспечивает большую производительность по сравнению с нарезанием гребенками. Долбяком как и гребенками, можно обрабатывать блочные колеса. Особое преимущество долбяка заключается в том, что он может нарезать зубья для колес внутреннего зацепления (рис. 216, д). Самым распространенным способом нарезания зубчатых колес является фрезерование червячной фрезой (рис. 216, в).

При обработке зубчатых колес червячными фрезами заготовка вращается вокруг своей оси и одновременно наблюдается вращение инструмента вокруг его оси. Вращение фрезы и заготовки кинематически связаны друг с другом. При одном обороте однозаходной червячной фрезы заготовка поворачивается вокруг своей оси на один зуб. Ось фрезы устанавливается наклонно относительно оси заготовки так, чтобы направления винтовых ниток фрезы совпадали с направлением зубьев нарезаемого колеса.
Кроме вращения, фреза имеет еще и поступательное перемещение вдоль оси заготовки для осуществления подачи.

Обработка зубчатых колес червячными фрезами производится на специальных зубофрезерных станках. Процесс характеризуется высокой производительностью, обусловленной непрерывностью фрезерования.

Шеверы предназначены для чистовой обработки для прямозубых и косозубых колес в диапазоне m < 0, 2-8 мм. Как работает шевер?

Вследствие скрещивания осей шевера и детали возникает составляющая скорости скольжения профилей, направленная вдоль образующих зубьев.

Шевер – это то же зубчатое колесо, но на его профиле зубьев находятся стружечные канавки (см.рис.55).

1. Зуборезные долбяки. Основные типы.

Зуборезные долбяки используются для нарезания цилиндрических колес любого типа. Однако долбяки имеют и особые области применения, в которых другие типы инструментов применять нельзя или нерационально. Это нарезание зубьев «в упор» на блочных колесах и на колесах с буртиками, нарезание колес внутреннего зацепления и т. п.

Для обработки цилиндрических зубчатых колес долбяки предпочтительно применять при нарезании колес с меньшими модулями, большими числами зубьев, меньшими ширинами венца, большими углами наклона зубьев.

Зуборезный долбяк представляет собой зубчатое колесо, сопряженное с обрабатываемым колесом, превращенное в режущий инструмент.

Если обычное цилиндрическое прямозубое зубчатое колесо установить на зубодолбежный станок и использовать его в качестве инструмента, то у него передние и задние углы будут равны нулю. Такой инструмент неработоспособен. Поэтому, превращая зубчатое колесо в долбяк, необходимо обеспечить на его режущих кромках положительные задние углы и соответствующие передние углы.

В машиностроении применяются следующие конструктивные типы долбяков: дисковые (рис. 249, а), чашечные (рис. 249, б), хвостовые (рис. 249, в).

Рис. 249. Типы прямозубых долбяков

Дисковые прямозубые долбяки, применяются в основном для нарезания колес наружного зацепления. Они могут быть использованы также для колес внутреннего зацепления больших диаметров. Чашечные долбяки по конструкции напоминают дисковые, но имеют увеличенные размеры глубины выточки, где размещается гайка для закрепления. Это позволяет чашечными долбяками производить нарезание колес в упор, что имеет место при обработке блоков зубчатых колес, колес с выступающими фланцами. Хвостовые долбяки в основном применяются для нарезания колес внутреннего зацепления и с малым модулем.
Наибольшее распространение в промышленности получили долбяки дисковые и чашечные с диаметрами делительной окружности 75—100 мм. Число зубьев долбяка связано с диаметром делительной окружности зависимостью:

Так как число зубьев может быть только целым, фактические делительные диаметры долбяков несколько отличаются от номинальных, Дисковые и чашечные долбяки закрепляются на оправке. Базой для крепления является отверстие, а также наружная и внутренняя опорные плоскости. Для долбяков, устанавливаемых на станках 5А12, 514, диаметр отверстия под оправку принимается равным 31, 751 мм, а на станках 516, 5А150, 5А161 — 44, 443 мм. Длина отверстия делается сравнительно небольшой (6— 12 мм), что облегчает заточку зубьев по передней поверхности.

55. Инструмент для чистовой обработки зубчатых колес. Шеверы, назначение и конструктивные особенности.

В промышленности при чистовой обработке зубчатых колес применяются шеверы-рейки, дисковые и червячные шеверы.

Шевер-рейка представляет собой зуборезную рейку, сопряженную с обрабатываемым колесом, на боковой поверхности зубьев которой прорезаны стружечные канавки (рис. 255).


Рис. 255. Шевер-рейка

В процессе шевингования обрабатываемое колесо на оправке устанавливается свободно в центрах и вводится в зацепление с. шевером-рейкой. Шевер-рейка, закрепленная на столе станка, движется возвратно-поступательно. Для последовательного удаления припуска периодически осуществляется подача, т. е. приближение оси заготовки к шеверу-рейке на величину 0, 025—0, 080 мм. Для прямозубых зубчатых колес применяют рейку с наклонными зубьями, а для косозубых колес — рейку с прямыми зубьями.

В результате возвратно-поступательного движения заготовка относительно шевера-рейки за один ход перемещается из положения А в положение В. Это перемещение можно рассматривать как совокупность перемещения АС, при котором начальный цилиндр колеса катится без скольжения по начальной плоскости шевера-рейки, и перемещения СВ, при котором происходит скольжение зубьев шевера-рейки вдоль зубьев обрабатываемого колеса. Скорость перемещения в направлении СВ будет скоростью резания. Ее величина зависит от принятого угла наклона зубьев шевера-рейки. Чем больше этот угол, тем больше и скорость резания, тем интенсивнее будет идти обработка, но при этом будет снижаться качество поверхности. Для прямозубых колес угол наклона зубьев шевера-рейки принимают равным 20—25°.
Шевер-рейка состоит из отдельных зубьев, смонтированных на плите. На боковых поверхностях зубьев прорезаются стружечные канавки (шириной 0, 8— 1, 0 мм, глубиной 1, 0 мм, с шагом 1, 6— 2, 0 мм), образующие режущие кромки.
Длина шевера-рейки выбирается из условия обработки всех зубьев колеса и равна:

Число зубьев шевера-рейки берется на 2 зуба больше числа зубьев г обрабатываемого зубчатого колеса. Ширина шевера-рейки берется в 3—4раза больше ширины заготовки, что позволяет за счет периодических перемещений заготовки поперек рейки увеличивать срок службы инструмента.

Шеверы-рейки не получили распространения на отечественных заводах в силу сложности их изготовления и монтажа.

Дисковый шевер находит наибольшее применение и представляет собой цилиндрическое зубчатое колесо, сопряженное с нарезаемым, на боковой поверхности зубьев которого образованы стружечные канавки. Оси шевера и обрабатываемого зубчатого колеса являются скрещивающимися прямыми. При обработке шевер и колесо вводятся в беззазорное зацепление и образуют винтовую передачу. Шевер приводится во вращение и ведет обрабатываемое зубчатое колесо, насаженное на оправку, свободно установленную в центрах. Как известно, винтовая пара характеризуется точечным контактом зубьев, т. е, мгновенным контактом между шевером и зубчатым колесом, который будет происходить не по линии, как при шевинговании рейкой, а в одной точке. Точки контакта, наблюдаемые в различные моменты времени, образуют на поверхности зуба линию, идущую на боковой поверхности от дна впадины до вершины зуба. Эта линия контакта и будет обработана шевером при неизменном взаимном расположении осей шевера и колеса. Поэтому, чтобы обработать полностью боковую поверхность зубьев, обрабатываемому колесу сообщают возвратно-поступательное движение вдоль своей оси. После каждого двойного хода колеса происходит радиальная подача, т. е. оси шевера и колеса сближаются до тех пор, пока толщина зубьев обрабатываемого колеса не будет равна требуемой.

Чтобы при указанной схеме обработки (рис. 256) прямозубого зубчатого колеса определить исходную боковую поверхность зубьев шевера zи, выбирают систему координат хуz, не связанную ни с шевером ни с обрабатываемым колесом, и сообщают ей поступательное движение со скоростью V.

Рис. 256. Схема шевингования

При проектировании дисковых шеверов необходимо стремиться к выбору максимальных делительных и соответственно наружных диаметров шевера. С увеличением диаметров шеверов возрастает число их зубьев, обеспечивается более удобная для изготовления форма зубьев, повышается стойкость инструмента и стабильность процесса шевингования. Диаметр отверстия под оправку у рассматриваемых шеверов принимается равным 63, 5 мм. Ширина В среднемодульных шеверов общего назначения равна 20, 25, 30 мм. Минимальная ширина В должна быть такой, чтобы линии контакта зубьев шевера с зубьями

56. Зубострогальные резцы. Принцип работы, особенности конструкции.

Зубострогальные резцы получили наибольшее применение для нарезания прямозубых конических колес. Они применяются на чистовых операциях и работают по методу обката, а также на черновых операциях - по методу копирования. В последнем случае используются те же станки, что и при методе обкаточного огибания, но работающие при выключенном движении обката.

Строгание каждого зуба колеса производится двумя резцами на станках-полуавтоматах. Здесь резцы 1 и 2, установленные в суппорте на люльке станка, представляют собой впадину зуба воображаемого производящего колеса 3, с которым в процессе зубонарезания находится в зацеплении обрабатываемое колесо 4.

Рис. 2.5. Нарезание прямозубых конических колес.
а - схема резания; б - кинематическая схема зуборезного станка.

В процессе обката заготовка колеса 3, установленная в бабке 4, при вращении вокруг своей оси кинематически связана с вращением люльки 2. На схеме также показаны: 5 - гитара деления; 6 - механизм деления; 7 - электропривод; 8 - гитара обкатки.

В процессе обработки резцы l получают возвратно-поступательное движение от кулачков (на схеме не показаны) и работают попеременно. При движении к точке О пересечения образующих начальных конусов производящего и нарезаемого колес одну боковую поверхность зуба колеса обрабатывает (при прямом ходе) первый резец, а другую боковую поверхность (при обратном ходе) - второй резец. Движение обката осуществляется за счет поворота заготовки и люльки вокруг своих осей.

При черновом нарезании движение обката выключается и оба резца совершают только возвратно-поступательное движение и нарезают зубья с прямолинейным профилем по методу копирования. Таким способом нарезают колеса модулем m = 2, 5... 16 мм и диаметром до 800 мм. При этом из целой заготовки за одну операцию нарезают зубья модулем m < 4 мм, а свыше - за две операции: черновую и чистовую (за несколько ходов в зависимости от модуля и требуемой точности). Колеса диаметром 800...3000 мм обрабатывают строганием по шаблону на специальных станках, например модели 5Е283 и др.

Рис. 2.6. Зубострогалный резец

Зубострогание из-за прерывистости процесса и низких скоростей резания (12...15 ^м / _мин) является малопроизводительным способом. Однако этот способ универсален, инструменты дешевы, просты по конструкции и обеспечивают высокую точность обработки (6...8-я степень). Поэтому зубострогание получило широкое применение как в мелкосерийном, так и в крупносерийном производстве.

57. Дисковые зуборезные фрезы. Принцип работы, особенности конструкции

Дисковые зуборезные фрезы представляют собой дисковые фрезы с фасонными режущими кромками. Применяются для нарезания прямозубых и реже косозубых колес (m = 0, 3...26 мм) на универсально-фрезерных станках с делительным устройством.

В процессе зубонарезания фреза вращается вокруг своей оси, а движение подачи задается заготовке, установленной в делительном устройстве станка, параллельно ее оси. В начале захода фреза врезается на полную глубину впадины и далее перемещается вдоль нее. Процесс последовательной обработки впадин между зубьями нарезаемого колеса производится путем деления на один окружной шаг. Основным достоинством такого инструмента является простота переточки. Как и все инструменты с затылованными зубьями, дисковые модульные фрезы перетачиваются по передней грани. Процесс зубонарезания ими прост в наладке и кинематике и не требует применения специальных зуборезных станков. Однако такой способ нарезания зубьев является малопроизводительным и обеспечивает низкую точность из-за погрешностей деления и установки фрезы относительно заготовки. Зубья фрезы, как правило, затылованные, имеют далеко не оптимальную геометрию режущих кромок, что приводит к снижению режимов резания и стойкости инструмента.

Число зубьев у фрез с затылованным зубом из-за необходимости иметь большой припуск на переточку мало, что также отрицательно сказывается на производительности и качестве обработанной поверхности. Поэтому данным инструментом нарезаются колеса самой низкой (9-й и 10-й) степени точности.

При нарезании прямозубых колес методом копирования профиль режущих кромок является копией профиля впадины между зубьями колеса, который делится на рабочую часть, выполняемую по эвольвенте, и нерабочую часть у дна впадины, находящуюся ниже основной окружности радиусом r_b1

С целью снижения числа типоразмеров фрез их целесообразно изготавливать комплектами из ограниченного количества фрез, каждая из которых предназначается для изготовления колес с числом зубьев в определенном диапазоне.

Особенности конструкции и геометрические параметры дисковых зуборезных фрез. Основные размеры фрез выбираются так же, как и для обычных дисковых фасонных фрез.

Величина задних углов α _Ni переменная. Она уменьшается в точках боковых режущих кромок около вершины до 1°30' даже при α _в = 12...15°.

Передний угол у стандартных фрез равен нулю, что ухудшает условия резания, но упрощает изготовление, переточку и контроль профиля зубьев фрез.

При нарезании колес крупных модулей удаление больших объемов металла из впадин занимает много времени. С целью повышения производительности для предварительного (чернового) фрезерования используют фрезы со вставными ножами, часто оснащенными напайными твердосплавными пластинами. В этом случае профиль зубьев можно брать упрощенный - прямобочный или трапециевидный.

Зубья лучше выполнять не затылованными, а остроконечными с заточкой по передней и задней граням. Это дает возможность увеличить значения задних углов до оптимальных величин, увеличить число зубьев, а следовательно, повысить стойкость и производительность фрез. Передние углы берут положительными (до γ = 10...15°), что облегчает процесс резания. С этой же целью используют наборы из 2-4 фрез, насаживаемых на одну оправку.

В этом случае каждая фреза удаляет определенную часть металла из впадины между зубьями колеса. После прохода набора фрез колесо поворачивается на один зуб с помощью делительного устройства. Таким образом предварительное нарезание зубьев производится методом бесцентроидного огибания с делением припуска между фрезами в наборе, Окончательно профиль впадины формируется чистовой фрезой, припуск на которую благодаря такой схеме резания снижается. Это способствует повышению точности нарезаемых колес и стойкости фрез.

58. Абразивные инструменты. Назначение и типы.

Абразивный инструмент широко применяют при обработке различных деталей машин, механизмов и приборов. в подшипниковой, автомобильной и моторостроительной пром-ти станки для абразивной обработки составляют более 50% общего числа станков. абразивную обработку широко применяют в инструментальной промыш-ти, где все окончательные операции производят с применением абразивных инструментов. он – режущий инструмент, предназначенный для абразив обработки. имеет определенную геометрическую форму, состоит из абразивных зерен требуемого материала и размера скрепленных между собой связкой. соотношение м/у количеством связки и пор определяет твердость инструмента м/у количеством зерна и связки – его структуру.

Виды: абразивные материалы делят на природные (кварц, наждак, корунд и алмаз) и искусственные (электрокарунд, карбид кремния, карбид бора, синтетические алмазы, КНБ). электрокорунд нормальный – для обдирочного шлифования деталей кругами. электрокорунд белый, хромистый – для окончательного и скоростного шлифования стальных заготовок, электрокорунд циркониевый - для обдирочного шлифования стальных заготовок, монокорунд – для окончательного шлифования деталей из труднообрабатываемых сталей и сплавов, карбид кремния зеленый – для обработки заготовок из твердых сплавов, карбид кремния черный – для обработки заготовок из вольфрамовых твердых сплавов чугуна цветных металлов. природные алмазы применяют в стройиндустрии при обработке камня, технического стекла, бетона, керамики и тд, при обработке заготовок из твердых сплавов и цветных металлов. порошки из синтетических алмазов – при изготовлении инструментов для предварительного хонингования, бурения, правки шлифовальных кругов. КНБ – для обработки заготовок из стали и чугуна. эльбор – для изготовления инструментов на органической связке и шлифовальной шкурки. абразивные инструменты работают при высоких скоростях резания.

59. Способы наружного и внутреннего шлифования

В зависимости от формы обрабатываемой поверхности шлифование делится на следующие виды:

1. Плоское шлифование.

Рис. 3.2.1. Схемы обработки заготовок плоским шлифованием: а) периферией круга; б) торцем круга

Применяется для шлифования плоских поверхностей, отсюда его название. Плоское шлифование может производиться периферией (рис. 3.2.1, а) или торцем круга (рис. 3.2.1, б).

Шлифование периферией круга менее производительно, чем шлифование торцем круга, но более точно.

При шлифовании торцем круга одновременно в работе участвует большее число абразивных зерен, чем при шлифовании периферией круга. Но шлифование периферией круга с использованием прямоугольных столов позволяет выполнить большее число разнообразных видов работ.

Рис. 3.2.2. Схемы непрерывной обработки заготовок на плоскошлифовальных станках с круглым столом: а) периферией круга; б) торцем круга

Главным движением резания VК (м/с) для всех технологических способов шлифовальной обработки является вращение круга. Прямолинейное поступательное движение подачи при плоском шлифовании совершает заготовка вместе со столом станка. Последовательность подач при плоском шлифовании – продольная Sпр (м/мин), затем поперечная Sп (мм/дв. ход), затем вертикальная Sв. Поперечная подача Sп необходима в тех случаях, когда ширина круга меньше ширины заготовки (см. рис. 3.2.1, а). Движение Sп происходит прерывисто (периодически) при крайних положениях заготовки в конце продольного хода. Периодически происходит и подача Sв на глубину резания. Это перемещение осуществляется также в крайних положениях заготовки, но в конце поперечного хода.

Небольшие детали шлифуют на высокопроизводительных шлифовальных станках непрерывного действия с круглым столом (рис. 3.2.2).

2. Круглое шлифование.

Применяется для шлифования цилиндрических и конических поверхностей вращения, отсюда его название. Круглое шлифование делится на следующие подвиды: наружное, внутреннее, внутреннее планетарное, бесцентровое наружное и бесцентровое внутреннее.

Рассмотрим схемы круглого шлифования.

2.1. При круглом наружном шлифовании (рис. 3.2.3) обрабатывается наружная цилиндрическая поверхность. Продольная подача Sпр происходит за счет возвратно-поступательного перемещения заготовки. Подача Sпр (мм/об. заг) равна осевому перемещению заготовки за один ее оборот. Вращение заготовки является круговой подачей Sкр (м/мин).

Подача Sп (мм/дв. ход или мм/ход) на глубину резания для приведенной схемы обработки происходит при крайних положениях заготовки.

Рис. 3.2.3. Схема круглого наружного шлифования

2.2. При круглом внутреннем шлифовании (рис. 3.2.4) характер движений инструмента и заготовки и последовательность подач те же, что и при круглом наружном шлифовании, только обрабатывается внутренняя цилиндрическая поверхность.

Рис. 3.2.4. Схема круглого внутреннего шлифования

2.3. Внутреннее планетарное шлифование (рис. 3.2.5) применяют при обработке заготовок больших размеров и массы, которые шлифовать описанными выше способами нерационально. Заготовку закрепляют на столе станка неподвижно. Шлифовальный круг вращается не только вокруг своей оси, но также вокруг оси отверстия заготовки (планетарная подача Sпл), что аналогично круговой подаче заготовки при обычном внутреннем шлифовании (положение круга, совершившего в планетарном движении пол-оборота, показано на рис. 3.2.5 штриховой линией).

Рис. 3.2.5. Схема внутреннего планетарного шлифования

2.4. Бесцентровое наружное шлифование (рис. 3.2.6) наружных цилиндрических поверхностей производится в незакрепленном состоянии обрабатываемых заготовок, и для них не требуется центровых отверстий. Поэтому данный способ шлифования характеризуется высокой производительностью.

Рис. 3.2.6. Схема бесцентрового наружного шлифования

Заготовку 3 (см. рис. 3.2.6) устанавливают на нож 2 между двумя кругами – рабочим 1 и ведущим 4. Эти круги вращаются в одном направлении, но с разными скоростями. Трение между ведущим кругом и заготовкой больше, чем между ней и рабочим кругом. Вследствие этого заготовка увлекается во вращение со скоростью, близкой к окружной скорости ведущего круга.

Перед шлифованием ведущий круг устанавливают наклонно под углом 1 – 7 0 к оси вращения заготовки. Вектор скорости этого круга разлагается на составляющие и возникает продольная подача Sпр. Поэтому заготовка перемещается по ножу вдоль своей оси и может быть прошлифована на всю длину. Чем больше угол наклона ведущего круга, тем больше подача Sпр. Процесс легко автоматизировать, установив наклонный лоток, по которому заготовки будут сползать на нож, проходить процесс шлифования и падать в тару.

2.5. Аналогичный принцип работы используют при бесцентровом внутреннем шлифовании для обработки цилиндрических и конических отверстий в заготовках, имеющих наружную цилиндрическую поверхность (рис. 3.2.7). Заготовку 1 устанавливают по наружной поверхности между тремя вращающимися элементами: опорным роликом 2, прижимным роликом 3 и ведущим барабаном 4. Шлифующий круг 5 располагают в отверстии консольно, он движется возвратно-поступательно вдоль оси отверстия.

Рис. 3.2.7. Схема бесцентрового внутреннего шлифования