ШЛИФОВАНИЕ

Шлифование применяется как окончательный или предварительный вид обработки после точения, строгания, фрезерования и пр. Оно относится к абразивному виду обработки.

Процессы абразивной обработки получают широкое распространение. Это объясняется внедрением в промышленность труднообрабатываемых сталей и сплавов, новых методов получения заготовок с минимальными припусками, рассчитанными в большинстве случаев только на абразивную обработку, и с возросшими требованиями к точности деталей и качеству поверхности.

Появление новых типов шлифовальных станков и новых абразивных материалов – синтетических алмазов, кубического нитрида бора, хромистого электрокорунда и др. – дало возможность широко использовать абразивную обработку не только на чистовых, но и на подготовительных (резка) и черновых (обдирка) операциях.

Абразивные инструменты характеризуются видом материала, зернистостью, связкой, твердостью, структурой, формой и размерами. Абразивные материалы делятся на естественные и искусственные.

Естественные материалы:

Кварц (П) - минерал, состоящий из Al₂O₃.

Наждак (Н) – мелкокристаллическая окись алюминия (25-60% Al₂O₃).

Корунд (Е и ЕСБ) – минерал, состоящий в основном из зерен Al₂O₃.

Алмаз (А) – чистый углерод.

Искусственные материалы:

Электрокорунд нормальный (Э) – в основном из Al₂O₃ , получают путем плавки из шихты, составленной из естественных пород.

Электрокорунд белый (ЭБ) – получают при плавке в электропечах технического глинозема.

Карбид кремния – химическое соединение кремния с углеродом, зеленый (КЗ), черный (КЧ).

Карбид бора – B₄C – получают из технической борной кислоты и кокса в электропечах.

Синтетические алмазы (АС) – имеют то же строение, что и естественные алмазы и те же свойства. Марки алмазов – АСО, АСП и АСВ отличаются по величине прочности.

Зернистость характеризует крупность зерна, его линейный размер.

Шлифзерно – номера абразивных порошков 200…16 при величине зерна 2500…100 мк;

Шлифпорошки – номера абразивных порошков 12…4 при величине зерна 160…40 мк;

Микропорошки – номера М40…М1 при величине зерна 40…1 и мельче их.

Шлифование по виду поверхностей, подвергаемых обработке подразделяют на круглое, бесцентровое, внутренне и плоское.

При круглом шлифовании (см. рис. 44) деталь устанавливается в центрах, а абразивный круг совершает возвратно-поступательное движение (продольная подача S) вдоль оси детали (иногда может перемещаться деталь относительно шлифовального круга). Поперечная подача (S¢) составляет 0,02…0,06 мм за один проход. В конце шлифования обычно производится несколько проходов без поперечной подачи – до прекращения искрения.

Рисунок 44. Схема круглого шлифования в центрах.

Рисунок 45. Схема круглого бесцентрового шлифования.

1 – деталь; 2 – нож; 3 – шлифовальный круг; 4 – ведущий круг

Рисунок 46. Схема внутреннего шлифования на патронных станках.

Рисунок 47. Планетарное внутренне шлифование

Рисунок 48. Шлифование плоское.

а – периферией круга; б – торцом круга.

При бесцентровом шлифовании деталь не имеет центра вращения. Обрабатываемая деталь находится в контакте с опорным ножом, шлифовальным и ведущим кругами. Оба круга вращаются в одном направлении с разными окружными скоростями. Скорость ведущего круга равна 25…30 м/мин, а шлифовального – 30…35 м/с, т.е. в 60-100 раз больше, чем у ведущего (см. рис. 45). Деталь вращается со скоростью примерно ведущего круга, т.к. трение ведущим кругом и деталью больше ввиду большой разницы скоростей.

Внутреннее шлифование является одним из основных способов обработки отверстий, при котором может быть достигнута точность обработки по 1-3 классу (6-7 квалитет) и шероховатости поверхности по 7-9 классу. Внутреннее шлифование применяют при обработке цилиндрических и конических сквозных и глухих отверстий в деталях (в глухих отверстиях следует предусмотреть место для выхода шлифовального круга) из незакаленной и закаленной стали, чугуна, цветных металлов. Станки для внутреннего шлифования подразделяются на патронные, планетарные и бесцентровые.

Патронные станки получили наибольшее распространение и служат для шлифования деталей средних размеров, которые удобно закреплять в патроне станка. На патронных станках внутренние поверхности (так же как и наружные) могут обрабатываться с продольной (рис. 46а) или поперечной (рис 46б) подачей.

Планетарные станки применяются для обработки отверстий в крупногабаритных деталях и могут быть вертикальными и горизонтальными (см. рис. 47).

Бесцентровые шлифовальные станки используются для обработки цилиндрических и конических отверстий после шлифования наружных поверхностей деталей, при этом обеспечивается высокая концентричность наружной и внутренней поверхностей.,

Плоское шлифование является наиболее распространенным способом обработки плоскостей и фасонных линейных поверхностей, к которым предъявляются высокие требования по точности и шероховатости поверхности. Плоское шлифование производится периферией и торцом круга (см. рис. 48а и б). Шлифование торцом круга более производительный процесс, так как он допускает обработку плоскостей большой ширины или одновременно у группы деталей.

В настоящее время применяются станки шлифовальные с несколькими головками, позволяющими шлифовать одновременно плоскости горизонтальные, наклонные, вертикальные, но в этом случае ширина круга должна быть равна ширине обрабатываемой поверхности. Схема таких станков аналогична схемам продольно-фрезерного или продольно-строгального станка, но головки с кругами имеют только настроечное поперечное (или угловое) перемещение.

Размеры обрабатываемых деталей на таких станках 2,6х8 м. Кроме того, существует специальные шлифовальные станки для шлифовки зубчатых колес, шлицевых поверхностей, червяков и для заточки и правки режущего инструмента.