Шлифование

ШЛИФОВАНИЕ

Понятие о шлифовании

В машиностроении широко используют обработку заготовок шлифованием. Шлифовальные станки современных моделей обеспечивают высокую производительность, незначительные отклонения формы и размеров деталей, малые параметры шероховатости поверхности. Эти станки наряду с другими металлорежущими станками встраивают в автоматические линии.

Шлифованием называют обработку резанием с помощью специального инструмента - шлифовального круга. Шлифовальный круг 1 (рис.1) - это пористое тело, состоящее из большого числа частиц абразивного материала высокой твердости (абразивных зерен 4, скрепленных между собой связкой 2). Абразивные зерна на режущих поверхностях круга расположены произвольно и имеют различную геометрическую форму. Поэтому все зерна работают неодинаково. Число зерен достигает десятков и сотен тысяч. Круг 1, вращаясь вокруг своей оси, при перемещении заготовки 5 снимает тонкий слой металла (сильно измельченную стружку) вершинами абразивных зерен. Шлифовальные круги различают по виду абразивного и связующего материалов, зернистости, твердости, структуре (строению), форме и размерам. Шлифованием обрабатывают гладкие и ступенчатые валы, сложные коленчатые валы, шлицевальные валы, кольца и длинные трубы, зубчатые колеса, направляющие станин, плоские поверхности и отверстия корпусных деталей и т.д.

Рис.1. Схема плоского шлифования:

1 - шлифовальный круг; 2 - связка; 3 - поры (воздух); 4 - абразивные зерна; 5 - заготовка;

- направление движения подачи; - направление движения резания

Шлифование выполняют на шлифовальных станках различного назначения. На рис.2 показаны основные узлы шлифовального станка.

Рис.2. Основные узлы круглошлифовального (а) и внутришлифовального (б) станков:

1 - шлифовальный круг; 2 - заготовка; 3 - шлифовальная бабка; 4 - задняя бабка; 5 - стол; 6 - станина; 7 - пульт; 8 - шпиндельная бабка; 9 - центры; 10 - патрон

Шлифовальный круг 1 устанавливают и закрепляют на шпинделе шлифовальной бабки 3, которая может перемещаться относительно станины 6 в продольном или поперечном направлении с помощью стола 5 или суппорта. Заготовку 2 закрепляют в патроне 10 шпиндельной бабки 8 (рис.2, б) или в центрах 9 шпиндельной бабки 8 и задней бабки 4 (см. рис.2, а).

Заготовка 2 приводится в движение электрическими или гидравлическими приводами.

Виды и способы шлифования

Для осуществления шлифования необходимо, чтобы заготовка и шлифовальный круг совершали определенные относительные движения. При шлифовании главным движением резания является вращение инструмента (шлифовального круга), а движения подачи (они могут быть различными) сообщаются заготовке или инструменту. Различают шлифование периферией круга и торцом круга; в первом случае режущей частью является наружная поверхность круга, образующая которой параллельна оси его вращения, а во втором случае - торец круга.

Различают следующие виды шлифования: наружное (рис.3, а-в), когда обрабатывают наружную поверхность заготовки; внутреннее (рис.3, г), когда обрабатывают внутреннюю поверхность заготовки; плоское (рис.3, д, е), когда обрабатывают плоскую поверхность; профильное, когда обрабатывают профильную поверхность, образующая которой представляет собой кривую или ломаную линию.

Рис.3. Схемы основных видов шлифования:

- скорость круга; - скорость заготовки; - скорость ведущего круга; - направление движения продольной подачи; - направление движения поперечной подачи;

1 - шлифовальный круг; 2 - заготовка; 3 - кож; 4 - направляющий круг; - угол поворота направляющего круга

Шлифование поверхности вращения называют круглым шлифованием, сферической поверхности - сферошлифованием, боковых поверхностей зубьев зубчатых колес - зубошлифованием, боковых сторон и впадин профиля резьбы - резьбошлифованием, шлицевых поверхностей - шлицешлифованием.

Различают также шлифование в центрах (заготовку крепят в центрах) и в патроне (заготовку крепят в патроне). В машиностроении наиболее часто применяют круглое (наружное и внутреннее) и плоское шлифование.

Круглое наружное шлифование (см. рис.3, а) осуществляют сочетанием следующих движений: вращения шлифовального круга 1 (главное движение резания), вращения шлифуемой заготовки 2 вокруг своей оси (круговая подача ), прямолинейного возвратно-поступательного перемещения заготовки или шлифовального круга вдоль своей оси (продольная подача ), поперечного перемещения шлифовального круга на заготовку (или наоборот) (поперечная подача или подача на глубину резания). При шлифовании с продольной подачей поперечная подача осуществляется периодически (в конце каждого двойного или одинарного хода стола станка).

При круглом наружном шлифовании методом врезания (см. рис.3, б) высота круга равна или больше длины шлифуемой заготовки, поэтому нет необходимости в продольной подаче, а поперечная подача производится непрерывно в течение обработки. При бесцентровом наружном шлифовании (см. рис.5, е) заготовку 2 устанавливают на опорном ноже между шлифовальным (рабочим) 1 и направляющим (ведущим) 4 кругами. Круг 4 сообщает заготовке 2 вращение () и подачу , для чего круг 4 устанавливают под небольшим углом к оси круга 1.

Круглое внутреннее шлифование (см. рис.3, г) осуществляют продольной подачей шлифовального круга (или заготовки) и врезанием. Для выполнения этого вида шлифования с продольной подачей необходимы те же движения, что и при круглом наружном шлифовании.

При внутреннем врезном и внутреннем бесцентровом шлифовании заготовку не закрепляют.

Плоское шлифование осуществляют периферией (см. рис.3, д) и торцом (см. рис.3, е) круга.

Скорость резания при шлифовании значительно превосходит скорость подачи и скорость резания при лезвийной обработке (25...35 м/с при обычном, 35...60 м/с при скоростном и свыше 60 м/с при высокоскоростном шлифовании).

Шлифование, предназначенное для удаления с заготовок дефектного слоя, называют обдирочным. Шлифование одной или нескольких заготовок одновременно несколькими кругами называют многокруговым.