Особенности процесса шлифования

ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА ШЛИФОВАНИЯ

Шлифование - технологический метод обработки при помощи абразивных инструментов, режущими элементами которых явля­ются твердые зерна абразивных материалов.

Шлифование является процессом массового скоростного резания с образованием очень мелких стру­жек.

Шлифование чаще всего выполняется на окончательной стадии обработки (на чистовых и отделочных операциях), выполняемой после лезвийных операций резания (точения, фрезерования, строга­ния и др.), т.к. позволяет обеспечивать 6…7 квалитеты точности раз­меров при малой шероховатости поверхностей (R_а = 0,08...0,32 мкм).

Особенности процесса шлифования:

- срезание абразивным зерном небольшого слоя металла, в виде ограниченной длины и малого поперечного сечения;

- в процессе резания участвует одновременно большое число зерен;

- повы­шенное трение и нагрев детали, т.к. зерна на поверхности инструмента ориентированы по раз­ному (хаотично), поэтому часть из них не режут, а упруго деформируют обрабатываемую поверхность;

- необходимо непрерывное обильное охлаждение (СОЖ) зоны резания.

Инструментом при шлифовании могут быть: абразивные круги, головки, бруски, сегменты, листы, ленты, пасты и свободные зерна.

Наибольшее применение из них имеют шлифовальные круги.

ХАРАКТЕРИСТИКА И МАРКИРОВКА АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА

Абразивный инструмент представляет собой массу абразивных зерен, связанных между собой связующим веществом (связкой).

Твердые материа­лы, из которых образованы зерна шлифовального круга, называ­ются абразивными материалами. Процесс шлифования состоит в том, что шлифовальный круг снимает с детали тонкий слой ме­талла (стружку) острыми гранями своих абразивных зерен (рис.1).

Рис. 1. Процесс шлифования.

 

Абразивный инструмент характеризуется следующими параметрами: формой и размерами, материалом и размерами зерен, связкой, твердостью и структурой.

Абразивный инструмент изготовляется в соответствии со стандартами и техническими условиями.

Абразивные материалы

Абразивные материалы могут быть природного происхождения (естественные) и искусственные.

Природные абразивные материалы (корунд, наждак, кварцевый песок, гранат, кремень, алмаз и др.) имеют ограниченное примене­ние из-за нестабильности их физико-механических характеристик.

В машиностроении в основном используют искусственные абразивные материалы, такие как:

электрокорунды, карбиды кремния и бора, синтетические алмазы и эльбор.

Электрокорунд - искусственный корунд на основе оксида алю­миния (Аl₂О₃), выпускается в виде нескольких разновидностей (маркируется двумя цифрами и буквой «А»):

- нормальный: марок 13А, 14А, 15А, 16А;

- белый: 22А, 23А, 24А, 25А;

- хромистый: 32А, 33А, 34А;

- хромотитанистый: 91А, 92А., 93А, 94А;

- монокорунд: 43А, 44А, 45А;

- сферокорунд:ЭС.

Карбид кремния (карборунд) состоит из SiC и имеет две

раз­новидности:

- черный: 52С,53С, 54С, 55С;

- зеленый: 62С, 63С, 64С.

Карбид бора (содержит до 94% В₄С) - марки КБ.

Синтетические алмазы выпускаются в виде:

- шлифпорошков: АСО, АСР, АРВ, АРК, АРС;

- микропорошков: АСМ, АСН.

Эльбор (кубический нитрид бора): ЛО, ЛП, ЛКВ, ЛВМ, ЛПМ.

Зернистость абразивных материалов

Зернистость характеризует размеры зерен в поперечнике. В зависимости от размера различают 4 группы зерен:

- шлифзерна (номера от 16 до 200) размеры от 160 до 2000 мкм;

- шлифпорошки (от 3 до 12) - размеры от 40 до 125 мкм;

- микропорошки (от Ml 4 до М63) - размеры от14 до 63 мкм;

       - тонкие микропорошки (от М5 до M10) - от 3 до 10 мкм.

Зернистость алмазных и эльборных порошков обозначается дробью: в числителе - наибольший размер, в знаменателе - наименьший размер зерен данной фракции, в микрометрах (например: 200/160).

Содержание основной фракции зерен указывается после зернистости буквенным индексом В, П, Н, Д (в %).

ОСНОВНЫЕ СХЕМЫ ШЛИФОВАНИЯ

По характеру обрабатываемых поверхностей технологические схемы шлифования можно разделить на три основных вида:

1) Круглое шлифование - обработка наружных и внутренних поверхностей вращения;

2) Плоское шлифование - обработка плоских поверхностей;

3) Профильное шлифование - обработка сложных фасонных поверхностей.

Круглое шлифование

К процессам круглого шлифования относится обработка поверхностей вращения: цилиндрических, конических и фасонных, гладких и ступенчатых, наружных и внутренних, сквозных и глухих.

Рис.3. Схемы круглого наружного шлифования.

 

При круглом шлифовании обрабатываемая деталь всегда вращается вокруг своей оси (Рис.3).

Рис.4. Схемы круглого внутреннего шлифования.

Рис.5. Схема круглого бесцентрового шлифования.

В зависимости от способа крепления заготовки и вида обраба­тываемой поверхности круглое шлифование может быть различным.

а) Наружное шлифование в центрах или патроне:

- периферией круга с продольной подачей (Рис.103 а);

- врезное, только с поперечной подачей (Рис.103 б);

- глубинное, только с продольной подачей (Рис.103 в);

- шлифование уступами (Рис.103 г): сначала врезное, а затем с продольной подачей;

- одновременное шлифование цилиндрической и торцевой поверхностей.

б) Внутреннее шлифование:

- заготовка закреплена в патроне (Рис.103 а);

- планетарное шлифование громоздких деталей (Рис.103 6).

в) Бесцентровое шлифование (Рис.104).

Плоское шлифование

Различают две схемы плоского шлифования (Рис.105).

Рис.6. Схемы плоского шлифования.

а) Периферией круга:

с продольной и круговой подачами стола (Рис.6 а, б);

б) Торцом круга:

с продольной и круговой подачами стола (Рис.6 в, г);

Профильное шлифование

К процессам профильного шлифования относятся: обработка резьб и зубчатых колес, шлифование сфер и сложных фасонных поверхностей с перемещением детали или круга по копиру, кулачку или шаблону.

Основными схемами профильного шлифования являются:

а) Резьбошлифование: однониточное и многониточное.

б) Зубошлифование:

- фасонным кругом;

- одним или двумя тарельчатыми кругами;

- абразивным червяком.

в) Шлифование сфер: периферией и торцом круга.

г) Шлифование сложных фасонных поверхностей.

д) Ленточное шлифование.

ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА ШЛИФОВАНИЯ

Шлифование - технологический метод обработки при помощи абразивных инструментов, режущими элементами которых явля­ются твердые зерна абразивных материалов.

Шлифование является процессом массового скоростного резания с образованием очень мелких стру­жек.

Шлифование чаще всего выполняется на окончательной стадии обработки (на чистовых и отделочных операциях), выполняемой после лезвийных операций резания (точения, фрезерования, строга­ния и др.), т.к. позволяет обеспечивать 6…7 квалитеты точности раз­меров при малой шероховатости поверхностей (R_а = 0,08...0,32 мкм).

Особенности процесса шлифования:

- срезание абразивным зерном небольшого слоя металла, в виде ограниченной длины и малого поперечного сечения;

- в процессе резания участвует одновременно большое число зерен;

- повы­шенное трение и нагрев детали, т.к. зерна на поверхности инструмента ориентированы по раз­ному (хаотично), поэтому часть из них не режут, а упруго деформируют обрабатываемую поверхность;

- необходимо непрерывное обильное охлаждение (СОЖ) зоны резания.

Инструментом при шлифовании могут быть: абразивные круги, головки, бруски, сегменты, листы, ленты, пасты и свободные зерна.

Наибольшее применение из них имеют шлифовальные круги.