Урок№21 Шліфування.

У машинобудуванні широко використовується обробка заготовок шліфуванням. Воно забезпечує виготовлення деталей з малими відхиленнями форми, розмірів, малою шорсткістю поверхні і високою продуктивністю.

Шліфуванням називають процеси обробки заготовки ріжучим інструментом, робоча частина якого містить частинки абразивного матеріалу. Оброблена поверхня являє собою сукупність мікрослідів абразивних зерен і має малу шорсткість. Як правило, ріжучий інструмент виконують у вигляді шліфувального круга, головки, бруска (рис. 11.102).

Рис. 11.103. Схема шліфування:

1 - шліфувальний круг; 2 - зерна; 3 -связка; 4 - пори; 5 - заготівля

Шліфувальний круг 1 (рис. 11.103) - пористе тіло, що складається з великого числа абразивних зерен 2, скріплених між собою зв'язкою 3. Між зв'язкою і зернами розташовані пори 4. Зерна шліфувального круга утворені з матеріалів високої твердості. Їх число досягає десятків і сотень тисяч.

Робочий профіль шліфувального круга складається з ріжучих крайок абразивних зерен, що знаходяться на різній відстані від поверхні. Внаслідок цього при даній товщині зрізу (глибині шліфування) частина різальних крайок зерен, що виходять на робочу поверхню круга, здійснює зняття стружки (зерна 1 на рис. 11.104).

1 - абразивні зерна, що здійснюють різання; 2 - здійснюють пластичне відтискування; 3 - не беруть участі в роботі; 4 - що виробляють пружне відтискування

Інша частина зерен, розташованих нижче робочої поверхні круга, входячи в контакт з оброблюваною деталлю, пластично (зерна 2) або пружно (зерна 4) відтісняється. Частина ж абразивних зерен 3 вступить в роботу після зносу попередніх.

Знімання стружки великим числом безладно розташованих зерен призводить до сильного подрібненню і виділення теплоти в зоні контакту. Для зменшення теплового впливу шліфування проводять при рясної подачі мастильно-охолоджуючих рідин.

Процес виконують на шліфувальних верстатах різного призначення. Розглянемо деякі його види та способи.

Для здійснення шліфування необхідно, щоб заготівля та шліфувальний круг мали певні відносні руху, без яких різання неможливо. Головним рухом різання є обертання інструмента (абразивного круга), рух подачі повідомляється заготівлі чи інструменту. Розрізняють шліфування периферією і торцем круга.

У першому випадку формотворною є зовнішня частина кола, що утворює якої паралельна осі його обертання, у другому - торець кола.

Залежно від розташування і форми оброблюваної поверхні заготовки 2 (рис. 11.105) шліфування підрозділяють на наступні види: зовнішнє, коли обробляється зовнішня поверхня заготовки; внутрішнє, коли обробляється внутрішня поверхня; плоске, коли обробляється плоска поверхня; профільне, коли обробляється поверхню, утворює якої являє собою криву або ламану лінію.

Кругле зовнішнє шліфування здійснюють поєднанням наступних рухів (рис. 11.105, а-в): обертання шліфувального круга 1 (головний рух різання V к), шліфований заготовки 2 навколо своєї осі (кругова подача зі швидкістю V з), прямолінійного возвратнопоступательного переміщення заготовки або шліфувального кола уздовж своєї осі (подовжня подача Sпр); поперечного переміщення шліфувального круга на заготівлю або навпаки (поперечна подача Sп). Приклад зовнішнього шліфування наведено на рис. 11.106. При шліфуванні з поздовжньою подачею поперечна здійснюється періодично наприкінці кожного подвійного або ординарного ходу столу верстата.

Рис. 11.105. Схеми основних видів шліфування:

а - зовнішнє методом поздовжньої подачі; б - зовнішнє методом поперечної подачі; в - зовнішнє безцентрове; г - внутрішнє методом поздовжньої подачі; д - плоске периферією круга при поступальному русі деталі; е - плоске торцем круга при поступальному русі деталі; V до, V з, V кш, V кс - руху відповідно кола, заготовки, шліфуючого кола, провідного кола

Рис. 11.106. Зовнішнє шліфування вала

При круглому зовнішньому шліфуванні методом зрізання (рис. 11.105, б) висота кола більше довжини шлифуемой деталі, тому необхідності в поздовжньої подачі немає, а поперечна проводиться безперервно протягом обробки.

Процес шліфування на без центрів шліфувальних верстатах характеризується високою продуктивністю. Заготовки обробляють в незакріпленому стані, і для них не потрібно центрових отворів.

На станині 1 без центрів шліфувального верстата (рис. 11.107) встановлені два кола: шліфуючий на бабке2 і ведучий на бабці 4.

Рис. 11.107. Схема без центрів шліфувального верстата

Кожен з них піддається періодичної правці за допомогою механізмів 3 і 5. Заготівля обертається на ножі 6 і одночасно контактує з обома колами. Щоб заготовка переміщалася по ножу з рухом поздовжньої подачі, бабку ведучого кола повертають на невеликий кут.

Рис. 11.108. Верстат безцентрового шліфування

Якщо шліфують заготовки з уступами, то бабку ведучого круга не повертають, а вся вона переміщається по напрямних станини до певного положення. Заготівлю .2 (рис. 11.108) встановлюють на ніж 4 між двома колами - шліфуючим 3 і ведучим 1.

Ці кола обертаються в одному напрямку, але з різними швидкостями. Тертя між ведучим кругом і заготівлею більше, ніж між нею і робочим кругом. Внаслідок цього вона захоплюється в обертання зі швидкістю, близькою до окружної швидкості ведучого кола. Перед шліфуванням його встановлюють похило під кутом 1-7 ° до осі обертання заготовки. Вектор швидкості цього кола розкладається на складові, і виникає швидкість руху подачі, тому заготівля переміщається по ножу уздовж своєї осі і може бути прошліфована на всю довжину. Чим більше кут, тим більше подача. Такі верстати легко автоматизувати, встановивши похилий лоток, по якому заготовки будуть сповзати на ніж, проходити процес шліфування і падати в тару.

Кругле внутрішнє шліфування здійснюють поздовжньої подачею S ін шліфувального круга або заготівлі та врізанням. Для нього необхідні ті ж рухи, що і при круглому зовнішньому. Один з внутрішньошліфувальних верстатів показаний на рис. 11.109.

Рис. 11.109. Внутрішліфувальний верстат

Плоске шліфування здійснюють на плоскошліфувальних верстатах. За принципом роботи вони діляться на дві групи: для шліфування периферією круга і для торцевого шліфування. За характером руху розрізняють верстати з прямолінійно-поворотним і обертальним рухом стола. Верстат для шліфування периферією круга показаний на рис. 11.110.

Рис. 11.110. Верстат для плоского шліфування

Плоскошліфувальний верстат з прямокутним столом складається з станини 1, столу 2, стійки 4, шліфувальної бабки 3 і приводу стола.

Швидкість різання при шліфуванні істотно перевершує швидкість різання при лезвийной обробці і становить від 25-35 м / с для звичайного шліфування до 60 м / с для високошвидкісного. При шліфуванні швидкість різання значно перевершує швидкість подачі.

Профільне шліфування здійснюється із застосуванням профілю круга, відповідного контуру поверхні оброблюваної деталі. Деякі приклади виконання профільного зовнішнього шліфування наведено на рис. 11.111.

Рис. 11.111. Приклади профільного шліфування:

а - шлицевой вал; 6 - замок лопаток; в - черв'ячний вал

Метод шліфування забезпечує точність обробки до 6-7-го квалітету і шорсткість оброблюваної поверхні R a = 1,25 ÷ 0,32 мкм для звичайного, R а = 0,38 ÷ 0,08 мкм для точного і R a = 0,08 ÷ 0,02 мкм для оздоблювального шліфування.

Шліфування, призначене для видалення з заготовок дефектного шару, називають обдирні.

Д/з: ст.168-169