Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Шлифование
|
|
2.9.1 Общие сведения. Шлифование – процесс обработки заготовок резанием абразивным инструментом (кругами, брусками, абразивным инструментом на гибкой основе, свободным абразивом). Абразивные зерна расположены на кругах беспорядочно и удерживаются связующим материалом. При вращении круга в зоне контакта с обрабатываемой поверхностью часть зёрен срезает материал заготовки. Обработанная поверхность представляет собой совокупность микроследов воздействия абразивных зёрен, поэтому иногда шлифование определяют как управляемое изнашивание заготовки. Скорость шлифования – 30-100 м/с. Шлифование – высокопроизводительный процесс, посредством которого можно производить чистовую обработку заготовок из различных материалов, имеющих различную твердость (для закаленных материалов – это единственный способ обработки).
Абразивный инструмент, в отличие от другого многозубого лезвийного инструмента, имеет множество режущих микролезвий, расположенных хаотично. Единичное зерно шлифовального круга может располагаться на некотором расстоянии от обрабатываемой поверхности, скользить по обработанной поверхности, проникать в обработанную поверхность на небольшую глубину и только пластически деформировать материал заготовки, проникать в обрабатываемую поверхность на глубину, достаточную для срезания стружки (удаления части материала). То есть, благодаря структуре шлифовального круга, зерна располагаются на разной высоте и по-разному воздействуют на обрабатываемую поверхность заготовки. Механизм воздействия шлифовального абразива приводит к возникновению дополнительных сопротивлений и трений по поверхности, пластических деформаций, поэтому конечный результат обработки менее предсказуем, чем в других случаях обработки поверхности. Кроме того, возникают перегревы поверхности в местах глубокого проникновения зерен, а за счет трения, даже прожоги поверхности заготовки; или появляются непрошлифованные участки, если зерно не достает до поверхности или находится на высоте скольжения. Все указанные обстоятельства требуют качественной настройки процесса шлифования, которое заключается в нескольких важных моментах:
– шлифовальный абразивный инструмент должен иметь строго определенные качества (тип абразива, величина зерен, способ нанесения их на основу, износ шлифовального круга или шкурки и др.);
– установка заготовки должна быть строго параллельна движению подачи, т.е. зазор между заготовкой и абразивом строго регламентирован;
– движение шлифовального инструмента (в т.ч., скорость, давление на инструмент и др. технологические параметры) должно проходить строго в
плоскости резания или поверхности резания, если она имеет цилиндрическую или другую фасонную форму.
2.9.2 Абразивный инструмент. Абразив – измельченные синтетические или естественные обогащенные зёрна, 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 (А12О3) и небольшого количества примесей. Нормальный электрокорунд содержит 92...95% корунда, шлак и ферросплавы. 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. Марки: 23А, 24А – применяются для шлифовальных кругов, абразивной шкурки, 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 окиси хрома. Абразив имеет повышенную механическую прочность и абразивную способность. Марки: ЗЗА – применяют для абразивного инструмента на керамической связке, абразивной шкурки, обработки свободным зерном; 34А – для абразивного инструмента на керамической связке, в том числе прецизионного класса, абразивной шкурки, 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; 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, 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 применяется для доводочных операций.
Алмаз природный – кристаллическая модификация углерода, самый твердый из известных природных материалов, обладает низкой теплопроводностью, высокой износостойкостью и низким коэффициентом линейного расширения. Марки: А8 – применяется для бурового и правящего инструментов; А5 – для абразивных инструментов на металлической связке, для дисковых пил; АЗ – для абразивных инструментов на металлической связке; А1, А2 – для шлифования стекла, керамики и бетона; АМ – для полирования деталей из закаленных сталей, стекла; АМ5 – для сверхтонкой доводки и полирования.
Алмаз синтетический обладает меньшим разбросом твердости, чем природный алмаз. Марки: 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 условия 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; АСМ5, 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; КР, КО, КОС – для изготовления шлифовальных порошков.
2.9.3 Зернистость шлифовальных материалов. В зависимости от размера зерен шлифовальные материалы делятся на четыре группы: шлифзерно (160...2000мкм), шлифпорошки (40...125мкм), микрошлифпорошки (14...63мкм), тонкие микрошлифпорошки (3... 10мкм).
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: шлифзерна и шлифпорошки обозначают как 10% размера стороны ячейки сита, на котором при просеивании задерживаются зерна основной фракции (например, 40 соответствует зерну 400мкм); микрошлифпорошки обозначают по верхнему пределу размера зерен основной фракции с добавлением индекса «М»
(например, М40 – зерно 40мкм); алмазные шлифпорошки обозначают дробью: числитель – размер стороны ячейки верхнего сита, знаменатель – нижнего сита (например, 400/250 – основная фракция от 400 до 250мкм); алмазные микропорошки и субмикропорошки обозначают дробью: числитель – наибольший, а знаменатель – наименьший размер основной фракции (например, 40/28); шлифзерна и шлифпорошки эльбора обозначают в зависимости от метода контроля: при ситовом контроле – дробью аналогично алмазным шлифпорошкам.
Таблица 2.2 – Зернистость абразивных материалов
| Абразивные материалы | Алмазные материалы | Область применения |
| М40-М5 | 1/0; 40/28-5/3 | Доводка особо точных деталей, окончательная доводка с точностью 3... 5 мкм, суперфиниширо-вание, окончательное хонингование, резьбошлифование с мелким шагом резьбы |
| 8, 6 | 63/50-50/40 | Чистовое и тонкое шлифование деталей из твердых сплавов, металлов, стекла, доводка режущего инструмента, резьбошлифование с мелким шагом резьбы, чистовое хонингование |
| 12, 10 | 125/100 — 80/63 | Отделочное шлифование, чистовое, алмазное шлифование, заточка режущих инструментов, предварительное хонингование |
| 25, 20, 16 | 200/160, 125/100 | Чистовое шлифование, заточка режущих инструментов, предварительное алмазное шлифование, профильное шлифование, шлифование хрупких материалов |
| 40, 32 | 315/250, 250/200 | Предварительное и чистовое шлифование, заточка режущих инструментов |
| 50, 63 | -- | Предварительное шлифование, отделка металлов и неметаллов, шлифование вязких материалов, отрезка, правка инструментов |
| 125, 100, 80 | -- | Правка шлифовальных кругов, ручное обдирочное шлифование |
При обозначении алмазных шлифпорошков 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, 5/0Д ГОСТ 9206-80.
Рекомендации по применению абразивных материалов различной зернистости приведены в таблице 2.2.
2.9.4 Связка абразивных инструментов. Вещество или совокупность веществ, применяемых для закрепления шлифовальных зерен и наполнителя, называется связкой. Связка влияет на геометрию рельефа рабочей поверхности круга, его износ, параметры шероховатости обработанной поверхности.
Керамические связки (К1, К2, КЗ, К4, К5, Кб, К8, К10) – 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) – при изготовлении кругов с упрочненными элементами для шлифования при скоростях 60... 100 м/с, для обдирочного шлифования, плоского шлифования торцом круга, для отрезки, прорезки пазов, заточки режущих инструментов, шлифования прерывистых поверхностей, при изготовлении мелкозернистых кругов для отделочного шлифования, алмазных и эльборовых кругов, хониговальных брусков.
Вулканитовая, глифгалевая, поливинилформалевая связки (В, В1, В2, ВЗ, В5, ГФ, ПФ, Э5, Э6) – при изготовлении ведущих кругов для бесцентрового шлифования, гибких кругов для полирования и отделки (В5), кругов для отрезки, прорезки и шлифования пазов, для профильного шлифования.
Металлические связки – при изготовлении алмазных кругов повышенной износостойкости для обработки твердых сплавов, кругов для электрохимической абразивной обработки.
Органические связки с металлическим наполнителем (Б156, БП2, ТО) – при изготовлении алмазных кругов для заточки твердосплавного режущего инструмента, для шлифования твердосплавных или керамических деталей, профильного шлифования.
Органические связки с минеральным наполнителем (Б1, 01) – при изготовлении алмазных кругов для чистовой заточки твердосплавного режущего инструмента, чистового шлифования твердосплавных деталей.
2.9.5 Твердость абразивного инструмента. Величина, характеризующая свойство инструмента сопротивляться нарушению сцепления между зернами и связкой при сохранении его характеристик в пределах установленных норм, называется твердостью абразивного инструмента. Принята следующая шкала твердостей: BMI, ВМ2 – весьма мягкие; Ml, М2, М3 – мягкие; СМ1, СМ2 – среднемягкие; CI, С2 – средние; СТ1, СТ2, СТЗ – среднетвердые; TI, Т2 – твердые; ВТ – весьма твердые; ЧТ – чрезвычайно твердые.
Мягкие и среднемягкие круги (М2 – 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 резьбы 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 шлифования обдирочного, предварительного и бесцентрового шлифования профильных и прерывистых поверхностей, заготовок малого диаметра, хонингования закаленных деталей. Весьма твердые и чрезвычайно твердые круги (ВТ, ЧТ) используют для шлифования шариков подшипников, правки шлифовальных кругов.
2.9.6 Структура абразивного инструмента. Она определяет соотношение 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 высоких номеров структур изготавливают высокопористыми. Поры и капилляры сообщаются между собой за счет использования выгорающих парообразователей. В характеристике таких кругов обязательно указывается парообразователь.
2.9.7 Виды абразивных инструментов. Различают следующие виды абразивных инструментов: абразивные шкурки, абразивные круги, абразивные головки.
Абразивный инструмент на гибкой основе. Такой инструмент с нанесенным на нем 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. Существуют: шлифовальный лист – полоса прямоугольной формы длиной до 1000мм шириной 70...1000мм; шлифовальная лента – полоса прямоугольной формы, ширина которой значительно меньше ее длины (шлифовальную ленту с замкнутым контуром называют бесконечной шлифовальной лентой), несклеенная лента выпускается в бобинах, размеры: длина 25...100м, ширина 2, 5...1500мм; шлифовальный диск – шкурка в форме круга (диски могут иметь радиальные прорези); шлифовальная трубка – шкурка в форме цилиндра (если диаметр трубки равен или больше ее высоты, ее называют шлифовальным кольцом); шлифовальный конус (тип К) или усеченный конус (тип КУ) – шкурка в виде соответствующей геометрической фигуры; лепестковый шлифовальный круг – радиально расположенные и закрепленные одной стороной шлифовальные листы.
Шлифовальные круги. 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 по ГОСТ 2424 – 83* приведены в таблице 2.3, а шлифовальных головок – в таблице 2.4.
Круги прямого профиля (тип 1) – наиболее распространенная форма. Кольцевые круги (тип 2) применяются для плоского шлифования торцом круга, крепятся на планшайбе с помощью цементирующих веществ.
Таблица 2.3 – Основные формы шлифовальных кругов
Таблица 2.4 – Основные формы шлифовальных головок
Круги с коническим профилем (типы 3 и 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.п. Чашечные круги (тип 6) используют 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 шлифовальных кругов других типов. Тарельчатые круги (тип 14) применяют для резьбо-, шлице- и зубошлифования, заточки многозубых режущих инструментов. Круги с запрессованными крепежными элементами (тип 36) используют для плоского шлифования протяженных поверхностей торцом круга.
Характеристика абразивных кругов. Производительность и качество абразивной обработки, стойкость инструмента, себестоимость операции во многом зависят от правильного выбора шлифовального круга. В характеристику круга входят все параметры, определяющие строение, состав, свойства, форму, геометрические размеры, точность их исполнения и допускаемую скорость резания. Например, абразивный круг 24А 16 М2 8 К5/ПСС 40 15 тип 1 35 м/с ГОСТ2424 – 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
АW 8 х 10 24А 25-Н СТ1 6 А 35 м/с ГОСТ2447 – 80: головка цилиндрическая диаметром 8 мм и высотой 10 мм, белый электрокорунд, зернистость 25Н, степень твердости СТ1, 6-й номер структуры, связка керамическая, класс точности А, рабочая скорость 35 м/с.
2.9.8 Технологические разновидности процесса шлифования. По характеру обрабатываемых поверхностей можно различить четыре основные схемы шлифования: обработка круглых наружных поверхностей, обработка круглых внутренних поверхностей, обработка плоских поверхностей, обработка сложных (фасонных) поверхностей.
Круглое наружное шлифование в центрах (в патроне). При данной схеме шлифования в заготовке предварительно выполняют центровые отверстия. Диаметр шлифовального круга не зависит от диаметра обрабатываемой поверхности. Он определяется прочностью круга, параметрами станка, технологическими факторами обработки. Шлифование в основном производят периферией круга. Шлифовальному кругу придаются главное движение Dr, и движения поперечной и (или) продольной подачи. Движение круговой подачи DД придается заготовке.
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, в миллиметрах на ход стола или шлифовальной бабки, в миллиметрах на двойной ход стола или шлифовальной бабки, в миллиметрах в минуту.
Многопроходным шлифованием с продольной подачей (рисунок 2.32, а) производят обработку с частичным выходом шлифовального круга из контакта (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.
а – многопроходное; б – глубинное; в, г – с поперечной подачей одно- и много-проходное соответственно; д, е – с тангенциальной подачей одно- и многопроходное соответственно; ж – врезное; Dr – главное движение; DД – движение круговой подачи; Ds – движение подачи; Dsпрод – движение продольной подачи; Dsпоп – движение поперечной подачи; DsпродТ – движение тангенциальной подачи
Рисунок 2.32 Схемы круглого наружного шлифования в центрах
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 (рисунок 2.32, 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. 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 Dsпоп). В конце обработки проводится выхаживание. Этот метод более производителен, чем шлифование с продольной подачей. Точность обработки существенно зависит от геометрической точности круга, поэтому круг необходимо чаще править. Этим методом можно обрабатывать короткие фасонные поверхности.
При однопроходной схеме (рисунок 2.32, 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) (рисунок 2.32, 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 и т.п.), конических и фасонных поверхностей.
При обработке методом тангенциальной подачи шлифовальному кругу придается равномерное или дискретное движение подачи (Ds т) 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 (рисунок 2.32, д) можно шлифовать фасонные поверхности. При многопроходной обработке (рисунок 2.32, 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 (рисунок 2.32, ж).
Круглое наружное бесцентровое шлифование. При наружном бесцентровом шлифовании (рисунок 2.33) заготовку 2 не закрепляют в центрах или в патроне, она опирается на нож 3 и базируется по обработанной поверхности, что существенно повышает точность обработки. Заготовка получает вращение от ведущего круга 4, скорость движения которого в 60 – 100 раз меньше скорости движения шлифующего круга 1. При расположении ведущего и шлифующего кругов на скрещивающихся осях заготовка получает дополнительное прямолинейное движение вдоль оси шлифующего круга. Вращение заготовке можно передавать магнитной планшайбой 5 (рисунок 2.33, д). В этом случае заготовка базируется торцом и удерживается силами магнитного притяжения.
Шлифованием с поворотом ведущего круга и продольной подачей (рисунок 2.33, а) или поворотом направляющей линейки (рисунок 2.33, б) обрабатывают большие партии (500 – 1000 шт. в смену) гладких цилиндрических деталей (штифты, пальцы, подшипниковые кольца). Эти способы шлифования имеют большую производительность. Шлифованием с ведущим кругом и радиальной подачей шлифующего круга (рисунок 2.33, в) обрабатывают цилиндрические, конические, ступенчатые и фасонные поверхности сравнительно небольшой длины. Шлифование с тангенциальной подачей шлифующего круга (рисунок 2.33, г) позволяет обрабатывать те же поверхности, а при специальной наладке и плоские.
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 тангенци-альной подачи; Dsпоп – движение поперечной подачи
Рисунок 2.33 Схемы круглого наружного бесцентрового шлифования
Шлифование с поперечной подачей и установкой заготовки на магнитной планшайбе (см. рисунок 2.33, д) позволяет с большой точностью обрабатывать цилиндрические поверхности небольшой длины (например, кольцо подшипника). Для обработки цилиндрических или конических деталей небольшой длины (к примеру, стержень клапана) применяют шлифование с упором (рисунок 2.33, е).
Внутреннее шлифование в патроне. В данном случае диаметр шлифующего круга ограничен диаметром обрабатываемого отверстия, поэтому диаметр круга равен 0, 5 – 0, 8 диаметра обрабатываемого отверстия.
При внутреннем шлифовании в патроне движение круговой подачи DД осуществляется за счет вращения заготовки.
Способы обработки, виды движений, придаваемых абразивному кругу и заготовке (рисунок 2.34), аналогичны наружному шлифованию в центрах (см. рисунок 2.31).
а, б – соответственно одно- и многопроходное с продольной подачей;
в, г – соответственно одно- и многопроходное с поперечной подачей;
Dr – главное движение; DД, – движение круговой подачи;
Dsпрод – движение продольной подачи; Dsпоп – движение поперечной подачи
Рисунок 2.34. Схемы внутреннего шлифования в патроне
Внутреннее бесцентровое шлифование. Круговая подача в этом случае осуществляется за счет вращения заготовки, которую устанавливают на двух вращающихся роликах или на неподвижной опоре (рисунок 2.35, а), или на трех вращающихся роликах (рисунок 2.35, б), при этом ролик большего диаметра является ведущим.
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 и т.д.). 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.
а – с установкой на двух роликах; б – с установкой на трех роликах; Dr – главное движение; DД – движение круговой подачи; DB – движение ведущего ролика;
Dsпрод – движение продольной подачи; Dsпоп – движение поперечной подачи
Рисунок 2.35 Схемы внутреннего бесцентрового шлифования
Планетарное внутреннее шлифование. Заготовка при этом способе шлифования неподвижна. Для осуществления движения круговой подачи шпинделю шлифовальной бабки придают дополнительное вращение вокруг оси обрабатываемого отверстия. При многопроходном шлифовании с продольной подачей (рисунок 2.36, а) осуществляют черновую и чистовую обработку сквозных и глухих отверстий относительно большой длины в корпусных деталях. Однопроходное (глубинное) шлифование с продольной подачей (рисунок 2.36, б)более производительно, но точность обработки ниже.
а, б – соответственно много- и однопроходное шлифование с продольной подачей; в – многопроходное шлифование с продольной и поперечной подачами;
г – однопроходное шлифование с поперечной подачей; Dr – главное движение;
Ds прод –движение продольной подачи; Ds поп– движение поперечной подачи
Рисунок 2.36. Схемы внутреннего планетарного шлифования
При многопроходном шлифовании с продольной и поперечной подачами (рисунок 2.36, в)осуществляют обработку ступенчатых отверстий в корпусных деталях. При однопроходном (глубинном) шлифовании с поперечной подачей (рисунок 2.36, г) осуществляют черновую обработку сквозных, глухих, цилиндрических, конических и фасонных отверстий относительно малой длины в корпусных деталях большой жесткости.
Плоское шлифование. В данном случае 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. Плоское шлифование характеризуется наличием прямолинейной продольной подачи Ds прод (при установке заготовок на вращающийся стол – круговой подачей), поперечной подачей Ds поп и вертикальной (нормальной) подачей Ds В.
Плоское шлифование выполняется периферией или торцом круга. При шлифовании торцом круга колебания инструментального шпинделя меньше влияют на рельеф обработанной поверхности, поэтому обеспечивается большая точность и меньшая шероховатость обработанной поверхности.
Плоское шлифование периферией круга. Многопроходная схема с линейной продольной, поперечной и вертикальной подачами (рисунок 2.37, 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 (рисунок 2.37, б) применяют для обработки относительно большой партии деталей небольших размеров (кольца, втулки).
Плоское шлифование торцом круга. Многопроходная схема с линейной продольной, поперечной и вертикальной подачами (рисунок 2.37, в) применяется для чернового и чистового шлифования больших плоских поверхностей (плиты, столы). 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, поперечной и вертикальной подачами применяется для чернового шлифования. Однопроходная схема с линейной продольной подачей применяется только для чернового шлифования поверхностей с шириной обработки меньше диаметра круга.
Шлифование с круговой подачей (рисунок 2.37, г) применяют для обработки относительно большой партии деталей небольших размеров (кольца, втулки).
а – периферией круга с линейной подачей; б – периферией круга с круговой подачей; в – торцом круга с линейной подачей; г – торцом круга с круговой подачей; Dr – главное движение; Ds прод – движение продольной подачи;
Ds поп – движение поперечной подачи; Ds В – движение вертикальной подачи;
Ds круг – движение круговой подачи
Рисунок 2.37 Схемы плоского шлифования
2.9.9 Станки шлифовальной группы. В условиях единичного и серийного производства широко используются универсальные круглошлифовальные, плоскошлифовальные и бесцентрово-шлифовальные станки.
Круглошлифовальный станок (рисунок 2.38, а)состоит из станины 8, передней 4 изадней 17 бабок, шлифовальной бабки 6. На верхних направляющих станины установлен стол 1. Верхняя часть 2 стола выполнена поворотной, на ней установлен поворотный суппорт 10. На поворотном суппорте размещены передняя бабка с коробкой скоростей 3 и задняя бабка. На задней части станины размещена шлифовальная бабка с абразивным 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. Верхняя часть стола поворачивается на половину угла при вершине конуса. При шлифовании коротких конусных поверхностей заготовку зажимают в патроне передней бабки, которую поворачивают на требуемый угол с помощью поворотного суппорта.
а – круглошлифовальный; б – бесцентрово-шлифовальный; в – плоскошлифовальный; 1 – стол; 2 – верхняя, поворотная часть стола; 3 – коробка скоростей;
4 – передняя бабка; 5 – абразивный круг; 6 – шлифовальная бабка; 7 – задняя бабка; 8 – станина; 9 – гидроцилиндр; 10, 16 – поворотные суппорты; 11 – шток;
12, 14 – механизмы правки; 13 – ведущий круг; 15 – бабка ведущего круга;
17 – колонна (задняя бабка); 18 – стол ведущего круга; 19 – нож;
20 – магнитная плита
Рисунок 2.38 Станки шлифовальной группы
Внутришлифовальный станок имеет аналогичную компоновку. Однако у него нет задней бабки, а шлифовальная бабка выполнена консольной. Поскольку круги для внутришлифовальных работ имеют малый диаметр, механизм главного движения должен обеспечить высокие обороты шлифовального круга (до 10 000 об/мин).
Производительность внутришлифовальных станков значительно ниже, так как консольное расположение шлифовальной бабки и консольное закрепление шлифовального круга не обеспечивают необходимой жесткости системы СПИД, вдобавок требуется частая правка круга.
Бесцентрово-шлифовальный станок показан на рисунок 2.38, б. На станине 8 размещена шлифовальная бабка 6 с абразивным кругом 5. На верхних направляющих станины установлен стол 18 с вертикальной колонной 17, на которой размещены поворотный суппорт 16 и бабка 15 ведущего круга 13.
Каждый из кругов периодически правят с помощью механизмов для правки 12 и 14. Заготовку устанавливают на нож 19 между шлифующим и ведущим кругами.
Круги выбираются таким образом, чтобы трение между заготовкой и ведущим кругом было больше трения между заготовкой и шлифующим 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. При этом гладкие цилиндрические заготовки (цилиндры, кольца) можно подавать непрерывно, что резко повышает производительность обработки.
Плоскошлифовальный станок показан на рисунке 2.38, в. На поперечных направляющих станины 8 установлена вертикальная колонна 17. По вертикальным направляющим колонны перемещается шлифовальная бабка 6 с абразивным кругом 5, частично закрытым защитным кожухом. По горизонтальным направляющим станины перемещается стол 1. Продольные движения стола осуществляются штоком 11 гидроцилиндра 9. В направляющих стола устанавливаются заготовка, машинные тиски, синусные тиски или стол, магнитная плита (стол) 20. На магнитной плите могут устанавливаться заготовка, синусные тиски или плита.
|
|