Методы обработки при наружном круглом шлифовании.

 

При круглом наружном шлифовании наружных поверхностей применяют разнообразные методы обработки:

шлифование методом продольной подачи;

глубинное шлифование;

шлифование методом врезания;

бесцентровое шлифование и др.

Так как при шлифовании снимают незначительный слой метал­ла, то шлифуют поверхности обычно после их чистового обтачи­вания. Величина назначаемого припуска под шлифование зависит от качества предшествующей механической обработки, например, точение под шлифование, и от искажения формы детали при тер­мообработке, предшествующей шлифованию. В приложении 1 приведены рекомендуемые нормы припусков и параметры точно­сти при обработке на круглошлифовальных станках.

При всех видах шлифования стремятся выбрать максимальную скорость абразивного круга (скорость резания), но ее ограничива­ет прочность самого шлифовального круга. При простом шлифо­вании Скорость крута составляет 30...35 м/с, а при скоростном (круг особой прочности) — до 75 м/с.

Шлифование наружных цилиндрических поверхностей ме­тодом продольной подачи. При этом методе шлифования заго­товку 6 чаще всего устанавливают (базируют) в центрах 1 и 7 (рис. 2). Крутящий момент Мкр от шпинделя 2 станка к заготовке мо­жет передаваться через хомутик 4 и поводок 3. Заготовка вращает­ся с круговой подачей ωзаг. Ширину В шлифовального круга 5, вра­щающегося с угловой скоростью ωкр, выбирают меньше длины L обрабатываемой поверхности.

 

 

Рисунок 2 – Схема шлифования с продольной подачей.

 

 

Шлифование ведут с малой глу­биной резания (0,05...0,2 мм), а припуск на шлифование снима­ют за несколько проходов, состоящих из рабочих и холостых хо­дов (выглаживание). Продольную подачу 5прод задают на один оборот заготовки в долях ширины В шлифовального круга (Sпрод = = (0,3.„0,8)В).

Объем снимаемого материала за единицу времени зависит так­же от скорости вращения заготовки, максимальная величина кото­рой ограничивается засаливанием шлифовального круга. Обычно скорость вращения заготовки выбирают в пределах 15...60 м/мин с учетом глубины резания и подачи. При шлифовании толщина снимаемого слоя металла соизмерима с величиной деформации (прогиба) заготовки, которая силами резания отжимается от шли­фовального круга. Поэтому при шлифовании различают рабочие и холостые ходы, при которых заготовку шлифуют без подачи на глубину. Расчетное время на шлифование умножается на коэффи­циент доводки (1,2... 1,5), который определяют как отношение об­щего числа ходов к числу рабочих ходов.

Метод глубинного шлифования является разновидностью шлифования с продольной подачей. При глубинном шлифовании заготовка 1 также может устанавливаться в центрах (рис. 1.17). Глубину Л резания назначают до 0,3 мм с условием снятия припу­ска на шлифование за один проход. Небольшую продольную по­дачу Sпрод задают в долях ширины В абразивного круга 2 (Sпрод = (0,1...0,15)В). Заготовка вращается с круговой подачей ωэаг, а круг вращается с угловой скоростью ωкр. При этом методе шлифо­вания абразивный круг сильно изнашивается, поэтому переднюю кромку С шлифовального круга правят по специальному профи­лю, чтобы замедлить изнашивание круга.

Шлифование наружных цилиндрических поверхностей ме­тодом врезания (поперечной подачи). При шлифовании этим методом заготовка 6 также может устанавливаться в центрах 1 и 7 (рис. 1.18).

 

Ширину В абразивного круга выбирают несколько

 

 

больше длины L обрабатываемой поверхности. Заготовка враща­ется с круговой подачей ωзаг, а абразивный круг вращается с угло­вой скоростью ωкр. Поперечная подача Sвр (врезание) на один обо­рот заготовки 6 составляет 0,001...0,005 мм. Поперечная подача прекращается при снятии слоя металла на глубину припуска.

Для исключения копирования поверхностью детали мелких не­ровностей шлифовального круга применяют небольшое продоль­ное возвратно-поступательное относительное перемещение S0СЦ заготовки и шлифовального круга (осциллирующее движение). Это движение исключает появление поперечных рисок на обрабо­танной поверхности детали и улучшает качество обработанной по­верхности.

Наружное круглое шлифование с продольной подачей приме­няют для обработки заготовок значительной длины, шлифованием с поперечной подачей обрабатывают небольшие детали, где ши­рина круга перекрывает длину обрабатываемой поверхности, шлифованием с глубинной подачей обрабатывают короткие, но жесткие детали.

На круглошлифовальных станках возможна обработка загото­вок с конической поверхностью. При обработке пологого конуса верхняя часть стола станка может быть повернута на нужный угол к оси шпинделя шлифовального круга. Заготовки с большим утлом конуса шлифуют при повернутой на заданную величину бабке шлифовального круга.

Угловое расположение круга рекомендуется при одновременном шлифовании шейки вала и торца. При такой технологической схе­ме торец заготовки шлифуется периферией круга, что уменьшает контакт круга с заготовкой, обеспечивает улучшение качества об­работанной поверхности и исключает возможность прижогов.

На рис. 1.19 приведена схема обработки заготовки 3 с угловым расположением шлифовального круга 1. Обрабатываемую заго­товку зубчатого колеса устанавливают на оправке 2 в поводковом патроне 5 и базируют по отверстию и впадинам зубьев. Торцовый поджим зубьев к шарикам 4 обеспечивается штоком 6 пневмати­ческого цилиндра 7.

При наружном бесцентровом шлифовании обрабатываемую заготовку, лежащую на направляющем ноже, пропускают между двумя абразивными кругами: шлифующим (рабочим) и ведущим. Поворот оси ведущего круга на определенный угол в вертикаль­ной плоскости обеспечивает перемещение обрабатываемой заго­товки вдоль оси шлифующего круга при одновременном враще­нии заготовки вокруг своей оси.

Применяют также метод бесцентрового шлифования с попе­речной подачей шлифующего круга. В этом случае оси шлифую­щего и ведущего круга строго горизонтальны.

Достоинством бесцентрового шлифования является его высо­кая производительность, превышающая в несколько раз произво­дительность центрового шлифования. Однако наряду с этим пере­наладка бесцентрового станка для шлифования деталей других размеров требует значительного времени, поэтому бесцентровое шлифование выгодно применять в условиях крупносерийного производства. Кроме того, при наружном бесцентровом шлифова­нии деталей с обработанным отверстием нельзя добиться концен­тричности внешней поверхности к внутренней.

На рис. 1.20 дан общий вид бесцентрово-шлифовального станка. При бесцентровом шлифовании обрабатываемую заготовку 2 уста-

 

 

навливают на опорном ноже 4 между двумя кругами — шлифую­щим 1 и ведущим 3, вращающимися в одном направлении, но с раз­ной частотой вращения. Скорость вращения обрабатываемой заго­товки близка к скорости вращения ведущего круга. Скорость враще­ния шлифующего круга составляет 30... 40 м/с. Так как трение между ведущим кругом (повернутым на угол α = 1...7°) и шлифуемой заго­товкой больше, чем между заготовкой и шлифующим кругом, обра­батываемая заготовка захватывается ведущим кругом.

На бесцентрово-шлифовальных станках шлифуют заготовки, имеющие цилиндрические и фасонные, а также короткие кониче­ские поверхности.

На рис. 1.21 приведена схема обработки на бесцентрово­шлифовальном станке гладких цилиндрических деталей с буртика­ми: стержня клапана (рис. 1.21, а) и толкателя клапана (рис. 1.21, б). Как правило, цилиндрические детали с буртиками шлифуют до упора 4, устанавливаемого с прижимом к центру обрабатываемой заготовки 2. Опорный торец заготовки должен быть чистым и без забоин.

В том случае, если заготовку (фасонную или ступенчатую) нель­зя продвигать между кругами, применяют шлифование по методу врезания. Обрабатываемую заготовку кладут на опорный нож по­сле отвода ведущего круга от шлифующего. Затем продвижением ведущего круга на заготовку ее прижимают к шлифующему кругу. После шлифования ведущий круг отводят от заготовки, которую выталкивают.

Если шлифуемая заготовка может быть пропущена полностью между ведущим и шлифующим кругами (т. е. если она не имеет за­плечиков и уступов), ее шлифуют с продольной подачей (напроход). В этом случае легко осуществить автоматизацию станка, установив на нем автоматическое загрузочное устройство.

Создание абразивной промышленностью высокопрочных по­ристых кругов на керамической связке, допускающих в процессе шлифования скорость вращения круга 50 м/с и более, способ­ствовало внедрению в производство высокопроизводительного скоростного шлифования. При такой скорости вращения круга значительно уменьшаются глубина резания на одно зерно, а следо­вательно, и изнашивание круга, повышается его стойкость и улуч­шается шероховатость обработанной поверхности на один-два класса. При скоростном шлифовании повышается не только ско­рость вращения заготовки до 50 м/с, но и продольная и попереч­ная подачи.

Для скоростного шлифования применяют круги плоского пря­мого профиля с той же твердостью, что и при обычном шлифова­нии. Производительность повышается в 1,5—2 раза при одновре­менном снижении расхода круга на деталь приблизительно на 40 %.

При обработке шлифованием возможно применение устройств, позволяющих измерять диаметральные размеры дорабатываемой детали непосредственно в процессе осуществления операции.

На рис. 1.22 приведена схема прибора для контроля диаметров валов в процессе шлифования. Измерительное устройство состоит из трех основных частей: масляного амортизатора 1, индикатор­ной державки 4 и сменной скобы 7, устанавливаемой в держав­ке 4. Наконечники 6 и 8 сменной скобы являются упорными; под­вижный наконечник 5 воспринимает отклонения шлифуемой шейки изделия 9 и передает их индикатору 3. Нижний упорный наконечник 8 касается изделия не в диаметральной плоскости наконечника 5, а в точке, смещенной примерно на 15° в направлении вращения шлифуемого вала, что делает более надежной и устойчи­вой посадку всей индикаторной скобы на изделие. Измерительное устройство закрепляется на кожухе 2 шлифовального круга 10.

Если вместо индикатора 3 или в дополнение к нему закрепить в скобе электроконтактный датчик, можно автоматизировать управ­ление станком.