Шлифование - технологический способ обработки металлов, позволяющий получать на деталях поверхности высокого качества с высокой точностью размеров. При изготовлении деталей машин и приборов, шлифование применяется для завершающей чистовой обработки, позволяя получить поверхность с точностью размеров по 6...7 квалитетам с шероховатостью R a = 0,08…0,32 мкм.
В настоящее время различаются следующие основные схемы шлифования: наружное круглое шлифование, внутреннее круглое шлифование, плоское и торцовое шлифование, заточка.
Ниже рассмотрим режим резания при круглом наружном и плоском шлифовании.
Режим резания при круглом наружном шлифовании
Пример 7. На кругло – шлифовальном станке 3М131 методом продольной подачи на проход шлифуется участок вала диаметром d=40h6(-0,016) и длинной l = 260 мм. Параметр шероховатости обработанной поверхности R a =0,8 мкм. Припуск на сторону h= 0,2 мм. Материал заготовки – Сталь 40Х, закалённая твёрдостью 53 HRCЭ. Способ крепления заготовки – в центрах. Эскиз обработки приводится на рисунке 20. НЕОБХОДИМО: выбрать шлифовальный круг, определить его характеристики, назначить режим резания, определить основное время обработки.
Рисунок 20. Эскиз обработки заготовки
РЕШЕНИЕ: 1.Выбираем шлифовальный круг [5]. Устанавливаем характеристику круга (карта 3 с.114). Для круглого наружного шлифования с прдольной подачей, параметра шероховатости R a =0,8 мкм, конструкционной закалённой стали с HRCЭ > 50, рекомендуется характеристика: Э,ЭБ40,СМ2К.
РЕШЕНИЕ: 1.Выбираем шлифовальный круг [5]. Выбор характеристики шлифовального круга производятся по карте 3 страница 114-115. Материал абразивного зерна, твердость и связка круга назначаются в зависимости от марки и твердости шлифуемого материала, а также от принятой скорости круга (35 или 50 м/с). Зернистость выбирается в зависимости от требуемой шероховатости поверхности (параметр шероховатости R a =0,8 мкм находится в одной подгруппе в пределах R a = 1,25 до R a = 0,8 мкм). Для данного условия шлифования по карте 3 выбираем шлифовальный круг 24А40НСМ25К, форма круга ПВД. Маркировка полной характеристики круга – ПВД 24А40НСМ25К8. Для кругло-шлифовальных станков принимают обычно круги ПП и ПВД, обеспечивающий удобное и надежное крепление круга на шпинделе шлифовальной бабки. В качестве материала абразивных зерен принимаем белый электрокорунд марки 24А зернистостью №40. Содержание основной фракции 45%, индекс зернистости Н, твёрдость круга СМ2, структура круга №5, разновидность принятой керамической связки К8.
Размеры нового круга по паспортным данным станка 3М131 диаметр круга Dk =600 мм, ширина (или высота) круга BK=63 мм
Назначаем режим резания
В процессе круглого шлифования методом продольной подачи в соответствии с ГОСТ 25762 -83 рассматриваются следующие элементы движения:
1.Вращение шлифовального круга – главное движение резания Dz. Оно характеризуется скоростью главного движения резания VK (м/с):
[27]
где DK – диаметр круга,мм; 
- частота вращения круга, мин-1
Для нашего случая DK = 600 мм, nK =1112 и 1285 об/мин.
Скорость главного движения резания находится в пределах рекомендумого диапазона. VK = 30...35 м/с.
2.Вращение заготовки – движение окружной подачи DSокр. Оно характеризуется скоростного движения окружной подачи VSокр и определяется по формуле
(28)
где d – диаметр обрабатываемой поверхности заготовки; n3 – частота вращения заготовки, мин-1. Диаметр обрабатываемой поверхности по данным d=40h6, n3=nД= 220 об/мин (карта 6, страница 127) [5].
Скорость движения окружной подачи:
Частота вращения заготовки может быть установлена на станке 3М131, имеющем бесступенчатое регулирование частот вращения заготовки в пределах 40...400 об/мин.
3.Возвратно-поступательное движение стола с заготовкой-движение продольной подачи Д Sпрод. Продольная подача S0 устанавливается в зависимости от характера шлифования (предварительного или окончательного) и ширины шлифовального круга (ВК = 63 мм):
S0=KД · BK (29)
где KД – коэффициент, учитывающий продольную подачу (в долях ширины круга); BK – ширина круга, мм.
Для того чтобы устанавить на станке припятую величину S0 нужно определить скорость (м/мин) движения продольной подачей VS прод (скорость движения стола):
(30)
Для окончательного шлифования KД = 0,2…0,4 [10] таблица 55,страница 30. Принимаем KД = 0,3, тогда S0 = 0,3·63=18,9 мм/об
Скорость движения продольной подачи (скорость продольного хода стола)
На используемом станке 3М131 предусмотрено бесступенчатое регулирование скорости продольного хода стола в пределах 0,05...5,0 м/мин, поэтому принимаем VSпрод = 5м/мин
4. Поперечная подача круга SX мм/ход (в справочнике [10] названа глубиной шлифования t): SX= 0,005…0,015 мм/ход стола; учитывая высокие требования к точности обработки [ поле допуска по h6 (старое обозначение – 2-й класс) ] и шероховатости поверхности R a =0,8 мкм, приниамаем SX= 0,005 мм/ход. Так как на станке поперечные подачи регулируются бесступенчато в пределах 0,002 – 0,1 мм/ход, то принятая подача возможна.
. (31)
В соответствии с действующим стандартом подставим в формулу (31) вместо VД, t, S соответственно VSокр, Sx, S0.
(32)
Выписываем из таблицы 56, с.303 коэффициенты и показатели степеней формулы для круглого наружного шлифования с поперечной подачей на каждый ход стола, зернистости круга 40, твёрдости СМ2: CN = 2.65; r= 0,5; x=0,5; y=0,55; q=0.
Тогда Nрез =2,65·350,5·0,0050,5·18,90,55·400 = 5,5 кВт у станка 3М131 NШП= NД·η =7,5·0,8=6 кВт. Так как NШП ≥ N рез (5,5< 6) обработка возможна.
Основное время обработки.
где L – длина хода стола, при перебеге круга на каждую сторону, равным 0,5 ВК, L=l=210 мм, K – коэффициент точности учитывающий время на выхаживание, при окончательном шлифовании К=1,4 [12] стр 199 ]
ЗАДАНИЕ 7. На кругло – шлифовальном станке модели 3М131 шлифуется шейка вала диаметром d3 и длиной l. Длина вала l1. Припуск на сторону h (таблица 13). НЕОБХОДИМО: выбрать шлифовальный круг, определить его характеристики, назначить режим резания,определить основное время обработки. Дать эскиз обработки заготовки.
Таблица 13
Данные к заданию 13
| № вари- анта | Материал заготовки - Сталь | Обработка,параметр шероховатости поверхности  , мкм
| Параметры материала, мм | ||
| d3, мм | l мм | h | |||
| У7А закалённая, 61 HRCэ | Чистовая 1,0 | 0,22 | |||
| 40Х, закалённая, 53 HRC | Чистовая 0,5 | 0,15 | |||
| Ст 5 незакалённая | Предварительное 2,0 | 0,25 | |||
| 45Х, закалённая, 46,5HRCэ | Чистовая 1,0 | 0,18 | |||
| 40, закалённая, 36,5 HRCэ | Чистовая 1,0 | 0,2 | |||
| 35, незакалённая | Предварительное 2,0 | 0,25 | |||
| 45ХН, закалённая, 43,5 HRC | Чистовая 0,5 | 0,15 | |||
| 40, незакалённая | Чистовая 1,0 | 0,2 | |||
| 40, незакалённая | Предварительное 2,0 | 0,25 | |||
| 45 ХНМА, закалённая, 56 HRC | Чистовая 0,5 | 0,2 | |||
| Сталь 45, закалённая 41,5 HRC | Чистовая 1,0 | 0,15 | |||
| Серый чугун, 180 НВ | Чистовая 0,5 | 0,25 | |||
| Сталь40, незакалён | Предварительное 2,0 | 0,25 | |||
| Сталь 40Х, закалённая 51,5 HRC | Чистовая 1,25 | 0,15 | |||
| Серый чугун, 200 НВ | Чистовая 1,0 | 0,25 | |||
| Сталь Ст 5,незакалённая | Получистовая 1,25 | 0,2 | |||
| Сталь 45Х, закалённая, 53 HRC | Предварительное 2,0 | 0,15 | |||
| Серый чугун, 220 НВ | Чистовая 1,25 | 0,25 | |||
| Сталь 35, незакалённая | Предварительное 2,0 | 0,25 | |||
| Сталь 30 ХГС, закалённая, 56 HRC | Чистовая 0,5 | 0,18 |