Круглое шлифование. Обработка на кругло-шлифовальных станках. Методы шлифования
Шлифование на данный момент считается главным методом финишной обработки металлов и находится на весьма бесспорно лидирующем месте в современном машиностроении.
Оно обеспечивает высочайшую точность изделий, качество и шероховатость их поверхностей, во многом определяют износостойкость поверхностного слоя и долговечность деталей, а также надежность и быстроходность всей машины в целом. Несомненно, прогресс машиностроения в известной мере зависит от возможности получать более точные изделия с максимально высоким качеством их поверхностей и более износоустойчивым поверхностным слоем.
Процесс шлифовки считается очень сложным процессом обработки поверхностей, имеющим свои специфические особенности, которыми он отличается от всех остальных процессов обработки металлов резанием инструментом из металлических сплавов, цельных твердосплавных и со сменными пластинами, которые имеют правильную геометрию.
Сложность процесса шлифовки и непостоянство режущего инструмента - шлифовального круга, в частности, создают большие сложности при практическом и теоретическом изучении данного финишного процесса обработки материалов.
Шлифование. Определение, назначение.
Процесс шлифовки считается главным прогрессивным способом резания материала. При шлифовке припуск на обработку срезается финишным инструментом - шлифовальным кругом. Шлифовальный круг является пористым телом, состоящим из разного большого количества зерен абразивного материала. Между связками имеются маленькие поры. Материалы повышенной твердости, из которых получаются зерна круга, считаются абразивными.
Метод обработки материалов шлифовальным кругом заключается в том, что данный инструмент, получая вращательное движение вокруг своей оси, снимает тончайший слой материала, образуя при этом металлические отходы - стружку, абразивные зерна, которые располагаются на режущих кромках данного круга (обод), снимают основной припуск с обрабатываемой детали.
Свойство твёрдости шлифовального круга объясняются сопротивлением связочного материала к отрыву абразивных зерен с поверхности режущих кромок круга под воздействием внешних сил – сил трения - резания.
В России насчитывают, по последним данным, 7 классов твердости, и каждый класс подразделяется в свою очередь на подклассы по степени твердости. Обозначения финишных кругов с различной твердостью приведены в таблице, расположенной ниже.
Количество абразивных зерен на периферии абразивного инструмента, а в частности – круга, очень велико и в средних частях круга оно достигает десятков, а то и до ста тысяч штук. В итоге, при шлифовке стружка снимается огромным количеством случайно распределенных режущих зерен на поверхности круга неправильной формы, что приводит к очень сильному измельчению стружки и высокому энергопотреблению.
Режущая поверхность шлифовального круга состоит из множества абразивных зерен, расположенных на его поверхности на расстоянии друг от друга, и выступающих по разной высоте. Это объясняет тот факт, что не все абразивные зерна работают одинаково.
Абразивное зерно, вращаясь с очень высокой скоростью в пределах 90 м/с или более, отсекает материал с поверхности изделия. Поэтому шлифовку следует рассматривать как сверхбыструю резку, являющейся в свою очередь царапанием поверхностных слоёв изделия с большим количеством мельчайших абразивных зерен,связаны между собой по всему кругу пучком. Полученная таким образом полированная поверхность представляет собой комбинацию рисунков шлифования, оставленных вершинами абразивных зерен круга. Качественно обработанная поверхность возникает в результате постепенного введения режущей кромки зерна в контакт с обрабатываемой поверхностью.
Круглое шлифование. Виды круглого шлифования и способы шлифования.
Финишная обработка изделия шлифовальным кругом относится к механической форме снятия припуска материала. При этом верхний слой удаляется при помощи физических свойств абразивных элементов. При помощи данного способа обрабатываются наружные поверхности деталей, имеющих цилиндрическую форму и в некоторых случаях разные отверстия.
В машиностроении чаще всего применяют в производстве такие виды шлифовки как: наружная круглая и внутренняя круглая. Круглая наружная шлифовка подходит для обрабатывания цилиндрических, как было упомянуто выше, и изделий, имеющих коническую форму поверхности, которые могут иметь ровную поверхность или иметь на поверхности «ступеньки». Заготовка, несомненно, на станке размещается в центрах, дабы избежать ухудшения качества обрабатываемой поверхности.
Абразивный инструмент должен быть выбран в зависимости от типа и состояния обрабатываемого материала, его размеров, а так же в зависимости от формы обрабатываемой поверхности.
При продольной подаче круга материал снимается в несколько проходов с минимальной глубиной врезания в обрабатываемый материал. В некоторых случаях материал снимается за один проход с глубиной резания до 0,4 мм и продольной подачей до 6 мм / об.
Основное металлическое сокращение сделано в передней части колеса. Остальная часть инструмента обеспечивает отделку. При удалении больших припусков часть круга скрывается пошагово. Эффективность при глубоком шлифовании выше, чем у метода с продольной подачей, на 30%, однако точность работы ниже.
Для повышения точности рекомендуется после снятия большего припуска выполнить несколько проходов с продольной подачей для очистки поверхности. Глубокое шлифование подходит для обработки чаще всего твердых деталей.
Комбинированное шлифование - это обработка с поперечной и продольной подачей, таким методом можно обрабатывать твердые предметы большой длины.
Грубое шлифование осуществляется с большими допусками - от 3 до 5 мм, его можно использовать для предварительной обработки поверхности инструментом.
Точное шлифование популярно, поэтому вы можете достичь точной обработки 2-3 классов. Снятие припуска определяется в зависимости от диаметра детали и состояния поверхности (до 0,5 мм).
Тонкого шлифования легко добиться 1-2 классами точности. Оно выполняется при помощи мелкозернистого круга со скоростью более 40 м / с, скоростью вращения деталей до 10 м / мин и глубиной врезания до 50 мкм.
Наружное круговое шлифование в основном используется для чистовой и получистовой обработки деталей на универсальных и специальных дисковых шлифовальных машинах. Таким образом, вы можете обрабатывать один объект или работать в серийном и крупносерийном производстве.
Следует помнить, что внешние операции шлифования легче автоматизировать.
Круглое внутреннее шлифование предназначено для обработки цилиндрических или конических внутренних поверхностей. Шлифовальные станки используют такие способы шлифования отверстий: с продольной подачей, зенковки с боковой подачей или с дополнительным движением круга, с планетарным движением шлифовального круга.
Обработка длинных кромок очень точна и оставляет после себя минимальную шероховатость Утопленная версия используется для обработки глухих и коротких отверстий. Шлифуя внутреннюю коническую поверхность отверстия, необходимо поворачивать головку с помощью рукоятки. Для работы с отверстием и концами деталей из одной установки на переднем поворотном кронштейне установлено поворотное устройство с торцевым колесом. Для внутреннего шлифования диаметр шлифовального круга всегда меньше диаметра отверстия в элементе. Из-за малого диаметра круг быстро изнашиваются.
Внутреннее шлифование может быть выполнено с продольной подачей инструмента (или непосредственно) детали. Вы также можете использовать метод встраивания. Все операции такие же, как для наружной обработки с продольной подачей. Методы вставки и центральной обработки подходят для внутреннего точения.
Прохождение внутренних отверстий требует правильного подбора оборудования. Чтобы свести к минимуму вибрации, которые ухудшают качество обработки и ускоряется износ инструмента, требуется небольшой диапазон шпинделя.
Чтобы предотвратить сужение сквозных отверстий, инструмент должен иметь одинаковую длину с обеих сторон. Слепые отверстия шлифуются, когда шлифовальный инструмент слегка вытянут.
Круглое внутреннее шлифование подходит для точной обработки отверстий с упрочненной поверхностью или для обработки деталей из особо твердых материалов. Также метод кругового шлифования используется для прохождения канавок, шлицев, шпоночных пазов.
Для улучшения обработки поверхности шлифование должно выполняться с максимальной скоростью.