Обработка заготовок на шлифовальных станках. При обработке стальной детали на шлифовальном станке была совершена
Обработка шлифованием
Обработка шлифованием
Для всех технологических способов шлифовальной обработки главным движением резания Vк (м/с) является вращение круга. При плоском шлифовании возвратно-поступательное перемещение заготовки является продольной подачей Sпp (м/мин) (рис. 1, а).
Для обработки поверхности на всю ширину b заготовка или круг должны перемещаться с поперечной подачей Sп (мм/дв. ход). Это движение происходит прерывисто (периодически) при крайних положениях заготовки в конце продольного хода. Периодически происходит и подача Sв на глубину резания. Это перемещение осуществляется также в крайних положениях заготовки, но в конце поперечного хода.
Рис. 1. Основные схемы шлифования
При круглом шлифовании (рис. 1, б) продольная подача происходит за счет возвратно-поступательного перемещения заготовки. Подача Sпp (мм/об. заг) соответствует осевому перемещению заготовки за один ее оборот. Вращение заготовки является круговой подачей Sкр (м/мин).
Подача Sп (мм/дв. ход или мм/ход) на глубину резания для приведенной схемы обработки происходит при крайних положениях заготовки. Движения, осуществляемые при внутреннем шлифовании, показаны на рис. 1, в.
Обработка заготовок на кругло-шлифовальных станках
Круглое шлифование цилиндрических поверхностей может быть выполнено по одной из четырех схем (рис. 2).
Рис. 2. Схемы обработки заготовок на кругло шлифовальных станках
При шлифовании с продольной подачей (рис. 2, а) заготовка вращается равномерно (Sкр) и совершает возвратно-поступательные движения (Sпр). В конце каждого хода заготовки шлифовальный круг автоматически перемещается на Sп и при следующем ходе срезается новый слой металла определенной глубины, пока не будет достигнут необходимый размер детали.
Скорость Vk вращательного движения круга обеспечивает скорость резания.
Производительный способ обработки — врезное шлифование (рис. 2, б) применяют при обработке жестких заготовок в тех случаях, когда ширина шлифуемого участка может быть перекрыта шириной шлифовального круга. Круг перемещается с постоянной подачей Sп (м/об. заг) до достижения необходимого размера детали. Этот же метод используют при шлифовании фасонных поверхностей и кольцевых канавок. Шлифовальный круг заправляют в соответствии с формой поверхности или канавки.
Глубинным шлифованием (рис. 2, в) за один проход снимают слой материала на всю необходимую глубину. На шлифовальном круге формируют конический участок длиной 8 - 12 мм. В ходе шлифования конический участок удаляет основную часть срезаемого слоя, а цилиндрический участок зачищает обработанную поверхность. Поперечная подача отсутствует.
Шлифование уступами (рис. 2, г) — это сочетание методов, представленных на рис. 2, а, б. Процесс шлифования состоит из двух этапов. На первом этапе шлифуют врезанием с подачей Sп, передвигая периодически стол на 0,8 - 0,9 ширины круга (показано штриховой линией). На втором этапе делают несколько ходов с продольной подачей Sпр для зачистки поверхности при выключенной подаче Sп.
Во многих случаях на деталях необходимо обеспечить правильное взаимное расположение цилиндрических и плоских (торцовых) поверхностей. Для выполнения этого условия шлифовальный круг заправляют по схеме на рис. 2, д и поворачивают на определенный угол. Шлифуют коническими участками круга. Цилиндрическую поверхность шлифуют аналогично схеме на рис. 2, о, с периодической подачей Sп на глубину резания. Обработка торцовой поверхности детали заканчивается чаще всего с подачей вручную при плавном подводе заготовки к кругу,
Наружные конические поверхности шлифуют по двум основным схемам. При обработке заготовок на центрах (рис. 3, а) верхнюю часть стола поворачивают вместе с центрами на угол а так, что положение образующей конической поверхности совпадает с направлением продольной подачи Sпр. Далее шлифуют по аналогии с обработкой цилиндрических поверхностей. При консольном закреплении заготовок (рис. 3, б) на угол a (половина угла конуса) поворачивается передняя бабка.
Рис. 3. Схемы шлифования конических поверхностей
Обработка заготовок на внутришлифовальных станках
Внутреннее шлифование применяют для получения высокой точности отверстий на заготовках, как правило, прошедших термическую обработку. Возможно шлифование сквозных, несквозных (глухих), конических и фасонных отверстий. Диаметр шлифовального круга составляет 0,7 - 0,9 диаметра шлифуемого отверстия. Кругу сообщают высокую частоту вращения: она тем выше, чем меньше диаметр круга.
На рис. 4, а приведена схема шлифования с закреплением заготовки в кулачковом патроне. На внутришлифовальных станках также обрабатывают и внутренние торцовые поверхности. Внутренние фасонные поверхности шлифуют специально заправленным кругом методом врезания.
Рис. 4. Схемы обработки на внутри шлифовальных станках
Внутренние конические поверхности шлифуют с поворотом передней бабки так, чтобы образующая конуса расположилась вдоль направления продольной подачи.
Заготовки больших размеров и массы шлифовать описанными выше методами нерационально. В этих случаях применяют планетарное шлифование (рис. 4, б). Заготовку закрепляют на столе станка неподвижно. Шлифовальный круг вращается вокруг своей оси, а также вокруг оси отверстия Sпл, что аналогично круговой подаче (положение круга, совершившего в планетарном движении пол-оборота, показано штриховой линией). Планетарным шлифованием можно обрабатывать внутренние фасонные и торцовые поверхности.
Обработка заготовок на плоскошлифовальных станках
На практике наиболее распространены четыре схемы плоского шлифования (рис. 5). Шлифуют периферией и торцовой поверхностью круга. Заготовки 2 закрепляют на прямоугольных или круглых столах 1 с помощью магнитных плит, а также в зажимных приспособлениях. Возможно закрепление одной или одновременно многих заготовок. Заготовки размещают на столах, затем включают ток и они притягиваются к магнитной плите.
Прямоугольные столы совершают возвратно-поступательные движения, обеспечивая продольную подачу. Подача на глубину резания дается в крайних положениях столов. Поперечная подача необходима в тех случаях, когда ширина круга меньше ширины заготовки (рис. 5, а).
Рис. 5. Схема обработки заготовок на плоскошлифовальных станках
Круглые столы (рис. 5, в) совершают вращательные движения, обеспечивая круговую подачу. Остальные движения совершаются по аналогии с движениями при шлифовании на прямоугольных столах.
Более производительно шлифование торцом круга, так как одновременно в работе участвует большое число абразивных зерен (рис. 5, б, г). Но шлифование периферией круга с использованием прямоугольных столов позволяет выполнить большее число разнообразных видов работ. Способом шлифования периферией круга обрабатывают, например, дно паза, производят профильное шлифование, предварительно заправив по соответствующей форме шлифовальный круг, и выполняют другие работы.
Расчёт режима резания при шлифовании
Элементы режима резания при различных видах шлифования
osntm.ru
Обработка заготовок на шлифовальных станках — Мегаобучалка
Шлифованием называют процесс обработки заготовок резанием абразивными кругами. Абразивные зерна расположены в круге беспорядочно и удерживаются связующим материалом. При вращательном движении круга в зоне его контакта с заготовкой часть зерен срезает материал. С заготовки срезается очень большое число тонких стружек (до 100 млн. за 1 мин). Обработанная поверхность представляет собой совокупность микроследов абразивных зерен и имеет малую шероховатость. Часть зерен ориентирована так, что резать не может, но производит работу трения по поверхности резания.
Шлифовальные круги работают успешно на очень больших скоростях — до 30 м/с и более. Процесс резания каждым зерном осуществляется почти мгновенно.
В зоне резания выделяется большое количество теплоты. Мелкие частицы обрабатываемого материала, сгорая, образуют пучок искр, либо, оплавляются. Абразивные зерна могут также оказывать на заготовку значительное силовое воздействие. Происходит поверхностное пластическое деформирование материала, искажение его кристаллической решетки. Деформирующая сила вызывает сдвиги одного слоя атомов относительно другого. Вследствие упруго пластического деформирования материала обработанная поверхность упрочняется. Но этот эффект менее ощутим, чем при обработке металлическим инструментом.
Тепловое и силовое воздействия на обработанную поверхность приводят к структурным превращениям, изменениям физико-механических свойств поверхностных слоев обрабатываемого материала. Так образуется дефектный поверхностный слой детали. Для уменьшения тепловых эффектов материал шлифуют при обильной подаче смазочно-охлаждающих жидкостей.
Шлифование распространено очень широко. С его помощью можно производить чистовую и отделочную обработку деталей с высокой точностью. Обработке подвергают самые разнообразные материалы, а для заготовок из закаленных сталей шлифование является одним из наиболее распространенных методов формообразования. В отдельных случаях шлифование по эффективности соперничает с фрезерованием и точением.
Основные схемы шлифования
Детали современных машин представляют собой сочетание плоских и круговых цилиндрических, конических наружных и внутренних поверхностей. Другие поверхности встречаются реже. В соответствии с формами деталей машин наиболее распространеные схемы шлифования, приведенные на рис. 22.
Для всех технологических способов шлифовальной обработки главным движением резания VK (в м/с) является вращение круга.
При плоском шлифовании возвратно-поступательное перемещение заготовки является продольной подачей Sпр (в м/мин) (рис.22, а). Для обработки поверхности на всю ширину b заготовка или круг должны перемещаться с поперечной подачей SП (в мм/дв. ход.). Это движение происходит прерывисто (периодически) при крайних положениях заготовки в конце продольного хода. Периодически производится и подача Sв (в мм) на глубину резания, которая осуществляется также в крайних положениях заготовки, но в конце поперечного хода.
Рис. 22
При круглом шлифовании (рис., б) продольная подача происходит за счет возвратно-поступательного движения заготовки. Подача Sпр (в мм/об, заг.) соответствует осевому перемещению заготовки за один ее оборот. Вращение заготовки является круговой подачей Sкр (в м/мин):
где п заг— частота вращения заготовки, об/мин; DЗАГ –диаметр заготовки, в мм.
Подачу Sп [в мм/дв. ход (мм/ход)] на глубину резания для приведённой схемы
обработки производят при крайних положениях заготовки. Движения, осуществляемые при внутреннем шлифовании, показаны на рис.22, в.
Современные шлифовальные станки обеспечивают все движения, указанные на схемах, и позволяют в необходимых пределах изменять скорости резания и подачи.
Обработку поверхностей при шлифовании производят инструментом изготовленным из абразивного материала.
Абразивные инструменты различают по геометрической форме и размерам, роду и сорту абразивного материала, зернистости или размерам абразивных зерен, связке или виду связующего вещества, твердости, структуре или строению круга. В большинстве случаев форма абразивного инструмента представляет собой круг определённой толщины. Форма поперечных сечений шлифовальных кругов и их размеры регламентированы ГОСТ 2424—75.
Зерна абразивных инструментов представляют собой искусственные или естественные минералы и кристаллы. Из естественных минералов применяют алмаз, кварц, корунд, наждак, кремень, гранат. К искусственным минералам относятся электрокорунд нормальный (Э), электрокорунд белый (ЭБ), монокорунд (М), карбид кремния зеленый (КЗ) и черный (КЧ) и др.
Для шлифования заготовок из твердых сплавов и высокотвердых материалов успешно применяют алмазные круги. Алмазный круг состоит из корпуса и алмазоносного слоя. Корпус изготовляют из алюминия, пластмасс или стали. Толщина алмазоносного слоя у большинства кругов составляет 1,5—3,0 мм.
Шлифование заготовок , в зависимости от обрабатываемой поверхности, производится на круглошлифовальных, внутришлифовальных, плоскошлифовальных и на специализированных станках.
Конструкции круглошлифовальных станков и их компоновка подчиняются основным схемам шлифования. Станки обеспечивают все необходимые для обработки движения и кинематические соотношения.
Круглошлифовальный станок рис. 6.24 состоит из следующих основных узлов: станины 1, стола 2, передней бабки 3 с коробкой скоростей, шлифовальнойбабки 4, задней бабки 5 и приводастола 6 (рис.). Эти станки делят на Рис.23простые, универсальные и врезные.
Универсальные станки имеют поворотную переднюю и шлифовальную бабки. Каждую бабку можно повернуть на определенный угол вокруг вертикальной оси и закрепить для последующей работы. Простые станки снабжены неповоротными бабками.
У врезных станков отсутствует продольная подача стола, а шлифование ведется по всей длине заготовки широким абразивным кругом с поперечной подачей.
Шлифовальный круг вращается с помощью клиноременной передачи. После износа круга и уменьшения его диаметра используют другую пару шкивов.
Внутришлифовальные станки имеют компоновку, аналогичную компоновке круглошлифовальных станков, однако у них нет задней бабки. Инструмент расположен на консольном шпинделе шлифовальной бабки, которая установлена на столе, совершающем продольное возвратно-поступательное движение.
Внутреннее шлифование применяют для получения высокой точности отверстий на заготовках, как правило, прошедших термическую обработку. Возможно шлифование сквозных, несквозных (глухих), конических и фасонных отверстий. Диаметр шлифовального круга составляет 0,7—0,9 диаметра шлифуемого отверстия. Кругу сообщают высокую частоту вращения в минуту: она тем выше, чем меньше диаметр круга. Производительность шлифования снижается в связи с необходимостью работы с малыми подачами и глубинами резания консольно расположенного круга и частой его правкой.
Общий вид плоскошлифовального станка приведён на рис. 24. Плоскошлифовальный станок с прямоугольным столом состоит из станины 4, стола 3, стойки 2, шлифовальной бабки 1 и привода стола 5.
Плоские поверхности шлифуют периферией круга. Движения подачи осуществляют приводом станка либо вручную. Продольное перемещение стола Sпр обеспечивается чаще всего с помощью гидравлического устройства —поршня, цилиндров и органов
управления. На специализированных шлифовальных станках обрабатывают поверхности заготовок вполне определенного вида.Рис.24
На резьбошлифовальных станках шлифовальный круг заправляют по форме впадины резьбы, которую, как правило, предварительно нарезают на других станках. Прошлифованная резьба имеет высокую точность и малую шероховатость поверхности. Для увеличения производительности шлифования профиль абразивного инструмента должен обеспечивать одновременную обработку нескольких витков резьбы (многониточный круг).
Некруговые цилиндрические поверхности (кулачки) шлифуют на специализированных станках-полуавтоматах. В большинстве случаев профиль кулачков очерчивается дугами окружностей нескольких радиусов или дугами окружностей и прямыми. Такие поверхности, расположенные на валах, шлифуют по копиру.
Соответствующие специализированные шлифовальные станки используют для обработки шлицевых валов, профилей зубьев у зубчатых колес, сложных фасонных поверхностей у штампов, пресс-форм и других деталей.
Шлифование широко используют в заточных станках для обработки разнообразного режущего инструмента. При заточке на точильно-шлифовальных станках резцы устанавливают на поворотный столик или подручник, а затем вручную прижимают к шлифовальному кругу обрабатываемой поверхностью. Заточка резцов на уииверсалыю-заточных станках в поворотных тисках позволяет получать наиболее точные геометрические параметры режущей части резца.
megaobuchalka.ru
Обработка заготовок на шлифовальных станках
С помощью шлифования можно производить чистовую и отделочную обработку заготовок с высокой точностью. Обрабатывать можно заготовки из самых разнообразных материалов, а для заготовок из закаленных сталей шлифование является одним из наиболее распространенных методов формообразования.
Шлифованием называют обработку резанием с помощью инструмента, состоящего из множества абразивных зерен и совершающего с высокой скоростью главное движение резания. Абразивные зерна расположены в шлифовальном круге беспорядочно и их удерживает связующий материал. При вращательном движении круга в зоне его контакта с заготовкой часть зерен срезает материал. С заготовки удаляется очень большое число тонких стружек. Обработанная поверхность, представляющая собой совокупность микро-следов абразивных зерен, имеет малую шероховатость. Часть зерен ориентирована так, что не режет, а производит работу трения по поверхности резания.
В зоне резания выделяется большое количество теплоты. Мелкие частицы обрабатываемого материала, сгорая, либо образуют искры, либо оплавляются. Абразивные зерна могут также осуществлять поверхностное пластическое деформирование заготовки, его кристаллическая решетка искажается. Деформирующая сила вызывает сдвиги одного слоя атомов относительно другого. Вследствие упругопластического деформирования материала возникает наклеп обработанной поверхности. Но этот эффект оказывается менее ощутимым, чем при обработке лезвийным инструментом. Тепловое и силовое воздействие на обработанную поверхность приводит к структурным превращениям, изменениям физико-механических свойств поверхностных слоев материала обрабатываемой заготовки. Так образуется дефектный поверхностный слой детали. Для уменьшения тепловых эффектов шлифование производят при обильной подаче смазывающе-охлаждающей технологической среды. Применяют шлифование кругами, на рабочей поверхности которых располагаются канавки, что снижает тепловое воздействие на обрабатываемую поверхность.
Для формообразования поверхностей необходимо иметь вращательное движение круга и относительное движение подачи заготовки вдоль одной или нескольких координатных осей.
Основные типы станков
Детали машин представляют собой сочетание наружных и внутренних плоских, круговых и цилиндрических и круговых конических поверхностей. Наибольшее распространение для их обработки шлифованием получили кругло-шлифовальные, внутришлифовальные, плоскошлифовальные, бесцентрово-шлифовальные, заточные, а также специализированные станки. Для всех станков главное движение резания обеспечивается вращением шлифовального круга со скоростью V. Повышение скорости главного движения резания способствует уменьшению шероховатости поверхности и повышению стойкости шлифовального круга. Кругло-шлифовальные станки (рис.72) можно разделить на простые, универсальные и врезные. Универсальные станки имеют поворотную переднюю 3, шлифовальную 4 и заднюю 5 бабки. Бабки 3 и 4 можно повернуть на определенный угол вокруг вертикальной оси и закрепить для последующей работы. Простые станки снабжают неповоротными бабками. У врезных станков отсутствует продольное движение подачи стола, а шлифование ведется по всей длине заготовки широким шлифовальным кругом с поперечным движением подачи.
Для перемещения узлов кругло-шлифовальных станков широко используют гидравлические устройства. Возвратно-поступательное перемещение стола 2 по станине 1 производится с помощью гидроцилиндра и поршня. Управление ими происходит с помощью устройств, которые переключаются упорами стола в его крайних положениях. Гидравлические механизмы используют также для периодического перемещения шлифовальной бабки. Применение таких механизмов обеспечивает бесступенчатое регулирование движения подачи.
Вращение шлифовального круга обеспечивается парой шкивов и клиновым ремнем. Вместе с тем кругло-шлифовальные станки могут иметь бесступенчатое регулирование частоты, вращения шпинделя круга. Станки имеют высокую степень автоматизации. Так, автоматически производятся движения подачи стола, шлифовального круга (за каждый одинарный ход стола), правка круга и компенсация его износа, изменение скорости отвода и подвода шлифовальной бабки.
Рис. 72. Круглошлифовальный станок
Оснащение шлифовальных станков системами программного управления дает возможность создавать разнообразные вариации технологических параметров во время обработки. Так, один из циклов обработки на кругло-шлифовальном станке состоит из следующих этапов; установки заготовки, пуска станка, быстрого подвода круга, замедленного подвода круга до соприкосновения с заготовкой, врезания круга, установившегося съема металла, чистового шлифования, отвода круга, снятия заготовки. Последовательность этапов может быть легко изменена. Подача элементов станков осуществляется с помощью шаговых двигателей. Движение круговой подачи заготовки происходит с помощью специального электродвигателя с бесступенчатым регулированием благодаря изменению электрического сопротивления.
На кругло-шлифовальных станках, входящих в гибкую производственную систему, загрузка заготовок и транспортирование деталей производятся с помощью управляемых по программе тележек и роботов.
Рис. 73. Плоскошлифовальный станок с прямоугольным столом
Шлифование плоских поверхностей на плоскошлифовальных станках с прямоугольным столом (рис. 71) производится периферией круга. Движение подачи производится в крайних положениях стола 5.Продольное (возвратно-поступательное) движение стола по станине 1 осуществляется с помощью гидравлического устройства (привод 2), состоящего из поршня, цилиндров и органов управления. Шлифовальная бабка 3 перемещается по направляющим стойки 4.
Закрепление заготовок на шлифовальных станках зависит от метода шлифования. На кругло-шлифовальных станках, заготовки шлифуют в центрах, расположенных на передней и задней бабках. Для повышения точности обработки центры не вращаются. Круговое движение подачи заготовки обеспечивает поводковое устройство, приводимое во вращение планшайбой. Возможно также консольное закрепление заготовок в кулачковых патронах. При шлифовании заготовок малой жесткости применяют люнеты. На плоскошлифовальных станках заготовки закрепляют с помощью магнитных плит, а также в зажимных приспособлениях. Возможно закрепление как одной, так и одновременно нескольких заготовок. Заготовки размещают на столах, затем подают ток и они притягиваются к магнитной плите. Станки снабжают специальными устройствами для правки круга после его затупления, а также приспособлениями для уравновешивания круга.
Схемы обработки
На кругло-шлифовальных станках наибольшее распространение получило шлифование в центрах. Круглое шлифование (рис. 74) производится при вращательном главном движении резания круга и круговом движении подачи заготовки.
При шлифовании с продольным движением подачи (рис. 74, а) заготовка вращается равномерно и совершает возвратно-поступательное движение. В конце хода заготовки шлифовальный круг перемещается на расстояние, численно равное 5П, и при следующем ходе срезается слой металла определенной глубины. Шлифование продолжается до тех пор, пока не будет достигнут необходимый размер. Если необходимо шлифовать другой участок заготовки (ступенчатый вал), то положения шлифовальной бабки и стола изменяются благодаря системе управления. Следующая ступень вала шлифуется аналогично – предыдущей.
Рис. 74. Схема круглого шлифования
Для повышения производительности шлифования станки оснащают специальными быстродействующими поводковыми устройствами, а также автоматическими измерительными устройствами, которые прекращают шлифование при достижении необходимого размера. Наконечники измерительных устройств контактируют с обрабатываемой поверхностью и подают сигнал на выключение движения подачи, что исключает появление брака.
Высокой производительностью характеризуется врезное шлифование, применяемое при обработке жестких заготовок в тех случаях, когда ширина шлифуемого участка меньше ширины шлифовального круга (рис. 74, б).Круг перемещается с постоянным движением подачи до достижения необходимого размера поверхности. Этот метод также используют в тех случаях, когда необходимо шлифовать фасонные поверхности и кольцевые канавки. Программное управление врезным шлифованием позволяет изменять поперечную подачу так, что при черновой обработке удаляется основной объем материала, а при чистовой достигается заданное качество поверхностного слоя.
Глубинное шлифование позволяет за один рабочий ход снять слой материала на всю необходимую глубину. На шлифовальном круге имеется конический участок длиной 8÷12 мм (рис. 74, б). В ходе шлифования конический участок удаляет основную часть срезаемого слоя, а цилиндрический участок защищает обработанную поверхность. Поперечное движение подачи отсутствует. Конструкция заготовки должна быть такой, чтобы было возможно шлифование данным методом.
Шлифование уступами представляет собой сочетание методов, схемы которых показаны на рис.74, а и б. Шлифование состоит из двух этапов (рис. 74, г).На первом этапе производят шлифование врезанием с движением подачи, периодически передвигая стол на 0,8÷0,9 шириныкруга. На втором этапе делают несколько ходов с продольным движением подачи для зачистки поверхности при выключенной подаче. Станки для шлифования уступами также можно снабжать программным управлением, обеспечивающим передвижение круга на первом этапе и, далее, переход на шлифование с заданной продольной подачей.
Для обеспечения правильного взаимного расположения цилиндрических и плоских (торцовых) поверхностей детали шлифовальный круг специально заправляют (рис.74, д) и поворачивают на определенный угол. Шлифование производят коническими участками круга. Схема обработки цилиндрической поверхности аналогична схеме, изображенной на рис. 74, а,при этом осуществляется периодическое движение подачи на глубину резания. Обработка торцовой поверхности производится с движением подачи при плавном подводе вручную заготовки к кругу или с помощью программного устройства.
Шлифование наружных конических поверхностей производят по двум основным схемам. При обработке заготовок в центрах верхнюю часть стола поворачивают вместе с центрами на необходимый угол так, что положение образующей конической поверхности совпадает с направлением продольного движения подачи. Далее шлифование конических поверхностей производится как при обработке цилиндрических поверхностей. При консольном закреплении заготовок передняя бабка поворачивается на половину угла конуса и в таком положении фиксируется. Образующая конической поверхности также совпадает с направлением продольного движения подачи.
Внутреннее шлифование (рис. 75, а) применяют для получения отверстий высокой точности с малой шероховатостью поверхности в заготовках, как правило, прошедших термическую обработку. Можно шлифовать сквозные, глухие, конические и фасонные отверстия. Диаметр шлифовального круга составляет 0,7÷0,9 диаметра шлифуемого отверстия; чем меньше диаметр круга, тем больше его частота вращения.
Компоновка внутришлифовальных станков аналогична компоновке кругло-шлифовальных станков, однако у них отсутствует задняя бабка. Инструмент расположен на консольном шпинделе шлифовальной бабки, которая установлена на столе, совершающем возвратно-поступательное продольное перемещение. Производительность шлифования снижается из-за работы с малыми подачами и глубинами резания консольно-расположенного круга. Основную схему внутреннего шлифования можно реализовать двумя методами.
При шлифовании первым методом заготовки часто закрепляют в трехкулачковом патроне (рис. 75, а).Если наружная поверхность заготовки несимметрична относительно оси отверстия, применяют четырехкулачковые патроны или зажимные приспособления.
Рис. 75. Схема внутреннего шлифования
Назначение движений при обработке на внутришлифовальных станках такое же, как при обработке на кругло-шлифовальных, что позволяет шлифовать отверстия на всю длину либо часть их длины, когда необходимо обработать лишь определенные участки. На внутришлифовальных станках обрабатывают также внутренние торцовые поверхности. Внутренние фасонные поверхности шлифуют специально заправленным кругом методом врезания. Так можно получать фасонные кольцевые канавки различной формы. Внутренние конические поверхности шлифуют, поворачивая переднюю бабку так, чтобы образующая конуса расположилась вдоль направления продольного движения подачи. Сочетание различных поверхностей образует отверстия сложных конфигураций.
Заготовки больших размеров и массы шлифовать описанными выше методами нерационально. В этих случаях применяют второй метод – планетарное шлифование (рис.75, б), при котором заготовку неподвижно закрепляют на столе станка.
Бесцентровое шлифование
Существенно повысить производительность обработки вследствие ужесточения режима резания и автоматизации станков позволяет бесцентровое шлифование. При обработке заготовку не закрепляют. Для шлифования заготовок типа валов не требуется центровых отверстий. На бесцентрово-шлифовальном станке одновременно работают шлифующий и ведущий круги. Заготовку кладут на нож, и он одновременно контактирует с обоими кругами. Каждый из кругов периодически подвергают правке с помощью специальных механизмов.
При шлифовании по схеме, показанной на рис. 76, а, заготовку 2 устанавливают на нож 3 между рабочим кругом 4 и ведущим 1, которые вращаются в одном направлении, но с разными скоростями. Трение между ведущим кругом и заготовкой больше, чем между заготовкой и рабочим кругом. Вследствие этого заготовка вращается со скоростью, близкой к окружной скорости ведущего круга. Перед шлифованием ведущий круг устанавливают наклонно под углом 1÷70 к оси вращения заготовки. Вектор скорости при движении этого круга можно разложить на составляющие. При этом происходит движение продольной подачи, заготовка перемещается по ножу вдоль оси и может быть отшлифована по всей длине. Чем больше угол, тем больше подача. После окончательного шлифования первой заготовки могут быть положены на нож для шлифования поочередно все оставшиеся заготовки. Такие станки легко автоматизировать, установив наклонный лоток, по которому заготовки будут сползать на нож, подвергаться шлифованию и падать в тару.
Рис. 76. Схема бесцентрового шлифования
Если шлифуют заготовки с уступами (рис.74, б), то бабку ведущего круга не поворачивают; она перемещается по направляющим станины с движением подачи до определенного положения (упора). При этом используют метод врезания. Перед шлифованием ведущий круг отводят в сторону, заготовку кладут на нож и затем поджимают ее ведущим кругом. Обработку проводят с поперечным движением подачи до тех пор, пока не будет получен необходимый размер детали.
Глава 16
infopedia.su
Обработка на шлифовальных станках :: Технология металлов
Шлифовальные круги самого различного профиля и размеров изготовляют из зерен абразивных материалов, связанных между собой специальной связкой. Широкое применение имеют также шлифовальные бруски и шкурки . Шлифовальный круг можно рассматривать как фрезу с большим количеством мелких зубьев. Действительно, в процессе шлифования каждое зерно, находящееся на периферии круга, работает как зуб фрезы, снимая стружки переменного сечения. Особенностями шлифовального круга по сравнению с другими режущими инструментами являются, с одной стороны, очень высокая твердость зубьев (зерен), а с другой — способность кругов к самозатачиванию. Шлифование обеспечивает также высокую чистоту обработанной поверхности — до 10-го класса включительно. Процесс резания при шлифовании осуществляется быстро, при помощи равномерно вращающегося с постоянной скоростью шлифовального круга, к которому подводится обрабатываемая поверхность детали. Зерна шлифовального круга снимают с детали весьма тонкие стружки, придавая шлифуемой поверхности высокие качества по чистоте и высокую точность обработки. В процессе шлифования за один проход круга обычно срезается припуск, равный 0,005—0,05 мм. Окружная скорость вращения детали при черновой обработке берется vд= 20 - 60 м/мин, при чистовой vд = 2 - 4 м/мин. При круглом шлифовании слой металла t(см. рис. 170, б), снимаемый шлифовальным кругом за один двойной ход, называется глубиной резания. Глубина резания при шлифовании выражается
t= (d1-d2)/2 мм,
Глубина резания tиногда называется поперечной подачей круга за один двойной проход. Величина tберется равной 0,005 — 0,09 мм/дв. х, обеспечивающей снятие припуска hмм за — проходов. Перемещение круга (а иногда детали) вдоль оси детали за один оборот называется продольной подачей snи измеряется в мм за один оборот детали или в мм/мин. Продольная подача snберется в зависимости от ширины шлифовального круга В мм, т. е.
Sn= (0,3 - 0,6) В.
В процессе шлифования на обрабатываемую деталь и на шлифовальный круг действуют три составляющие: тангенциальная (окружная) сила Рг(см. рис. 170, б),радиальная сила, действующая внаправлении радиуса круга Ру,и сила подачи Рх. Указанные силы необходимы для расчета мощности, расходуемой на процесс шлифования, расчета на прочность деталей станка и т. д. В процессе шлифования круг изнашивается, тупится, теряет свою форму и засаливается. Под износом шлифовального круга следует понимать затупление режущего зерна и вырывание его с рабочей поверхности круга. Если затупившиеся зерна не отделяются, а поры забиваются стружкой, вследствие чего круг начинает дробить и прижигать шлифуемую поверхность, его необходимо править. При правке круга затупившиеся зерна абразива удаляют. При точном фасонном шлифовании для правки круга пользуются алмазно-металлическими карандашами, в которых алмазная крошка цементируется сплавом вольфрама (70—80%), меди (28— 19%) и алюминия (1—2%). В некоторых случаях точного шлифования в качестве заменителей алмаза применяют твердосплавные диски из сплавов ВКЗ, ВК6 и стальные диски с впаянной крошкой твердого сплава. Для правки кругов получили распространение минерало-керамические диски A3 и А, изготовляемые отечественной промышленностью. При менее точных шлифовальных работах для правки крупнозернистых кругов пользуются шарошками, представляющими собой набор дисков в виде звездочек, собранных на общей оси. Плоскости шлифуются двумя методами: при возвратно-поступательном движении деталей и при круговом. В первом случае шлифуемой детали (рис. 1, а),закрепленной на столе 2станка, сообщается возвратно-поступательное движение, шлифовальному кругу 3 — вращательное движениеи, кроме того, после двойного хода стола 2 перемещение в поперечном направлении (вдоль оси круга). Для такой работы пользуются плоскошлифовальными станками с расположением оси шпинделя в горизонтальной плоскости и с продольным перемещением стола. Подобные станки предназначены для плоского шлифования (периферией круга) деталей, установленных на поверхности основного или магнитного стола. Продольное перемещение стола и поперечное перемещение шлифовальной бабки осуществляется гидравлической системой управления с бесступенчатым регулированием подач.Рис. 1. Схема работы плоскошлифовального станка: I — движение шлифовального круга,II — движение детали
Рис. 1, б дает представление о принципе работы плоскошлифовального станка с вертикальным расположением оси шпинделя. В данном случае шлифование производится торцовой поверхностью чашеобразного круга. Шлифовальный круг 3 вращается и перемешается вниз по вертикали, а деталь / со столом 2 движется возвратно-поступательно в горизонтальном направлении. Шлифование плоскостей по принципу работы карусельных станков показано на рис. 1, в, г. Деталям (рис. 1, в),закрепленным на круглом магнитном столе 2, сообщается вращательное движение вокруг вертикальной оси. Шлифовальный круг 3 вращается относительно вертикальной оси и одновременно вместе со шлифовальной головкой перемещается вертикально вниз на глубину шлифования tза каждый оборот стола 2. На рис. 1, г дана схема принципа работы плоскошлифовального станка с круглым вращающимся столом 2 и с горизонтальным расположением оси шлифовального круга 3. Шлифовальный круг 3 вращается вокруг своей оси. Головка шлифовального круга 3 имеет возвратно-поступательное движение, аналогичное движению ползуна поперечно-строгального станка. Бесцентровое шлифование. Этот вид шлифования широко применяют на заводах крупносерийного и массового производства для шлифования различных цилиндрических деталей. Особенность бесцентрового шлифования состоит в том, что шлифуемая деталь 1, свободно помещается на ноже 2 между двумя кругами (рис. 2), вращающимися в одну и ту же сторону. Круг 3 (шлифующий) вращается с окружной скоростью около 30 м/сек и производит работу резания, а круг 4 (ведущий) вращается медленно, со скоростью 15—25 м/мин. Роль ведущего круга сводится к тому, чтобы удерживать шлифуемую деталь, увлекаемую шлифовальным кругом. Если ось ведущего круга установить под углом а к оси шлифуемого круга, то цилиндрическая деталь (валик, поршневой палец и т. п.) получит, кроме вращательного движения, также поступательное перемещение в продольном направлении (сквозное шлифование) с подачей sмм/мин. Если ось ведущего круга параллельна оси шлифуемого круга, то шлифование производится без осевого перемещения деталей (клапанов, ступенчатых валиков и др.), которые по форме не допускают сквозного шлифования. При сквозном шлифовании деталь подается с одной стороны. В этом случае угол а между осями шлифуемого и ведущего кругов 1,5—3,0°. Чем больше угол а, тем больше продольная подача, т. е. скорость продольного перемещения детали между кругами 3 и 4.
markmet.ru
Обработка деталей на шлифовальном станке
3.3.Смазочно-охлаждающие жидкости.Для вывода из зоны резания выделяющейся теплоты, уменьшения трения и удаления отходов шлифования применяют охлаждение различными смазочно-охлаждающими жидкостями (СОЖ). По составу и свойствам СОЖ, применяемые при шлифовании, делят на эмульсию и масла.Эмульсией называют жидкость, в которой во взвешенном состоянии находятся микроскопические частицы другой жидкости. Основой шлифовальной эмульсии является вода с добавлением небольшого количества специальных присадок, обеспечивающих смазочный эффект.
Охлаждающая жидкость, смывая абразивно-металлическую пыль, улучшает качества шлифуемой поверхности. Охлаждающие жидкости не должны содержать ядовитых примесей, вызывающих кожные заболевания у рабочих, не должны разъедать металл и краску станка. Чем больше площадь поверхности соприкосновения заготовки с шлифовальным кругом и тверже материал обрабатываемой заготовки, тем большее количество охлаждающей жидкости необходимо подавать в зону шлифования. Охлаждающую жидкость следует равномерно подавать на всю высоту шлифовального круга. Количество подаваемой жидкости зависит от высоты шлифовального круга: на каждые 10мм высоты круга расходуют примерно 5-8 литров жидкости.
Последнее время появились СОЖ, которые по своим свойствам превосходит соответствующие товарные образцы: углеродистые жидкости (масла) МР-1 и ОСМ-3, а также эмульсии «Укринол-1», «Аквол-2» и др.
Масло МР-1 по внешнему виду светло-коричневая маслянистая жидкость, имеющая при 200С плотность 0.8-0.93 г/см3 и кинематическую вязкость при 500С 14-19 мм2/с. Это масло применяют как при обычном, так и при скоростном шлифовании. Масло ОСМ-3 по внешнему виду маслянистая жидкость от желтого до коричневого цвета, имеющая при 200С плотность 0.8-0.9 г/см3 и кинематическую вязкость при 500С 6-9 мм2/с. Это масло рекомендуется применять для обработки чугуна и стали при хонинговании, шлифовании и супершлифовании.
Основу эмульсолов «Укринол-1» и «Аквол-2» также составляет минеральное масло, в которое вводят присадки, обеспечивающие его эмульгируемость в воде.
«Укринол-1» по внешнему виду прозрачная маслянистая жидкость, имеющая плотность при 200С 0.9-0.97 г/см3 и кинематическую вязкость при 500С 30-60 мм2/с. Эту эмульсию рекомендуют при всех условиях шлифования.
«Аквол-2» по внешнему виду – прозрачная жидкость, маслянистая, темно-коричневого цвета, имеющая плотность при 200С 0.9-0.99 г/см3 и кинематическую вязкость при 500С 38-65 мм2/с. Рекомендуется при скоростном шлифовании дорожек колец подшипников.
Применение указанных СОЖ обеспечивает повышение стойкости шлифовальных кругов, снижение шероховатости шлифуемой поверхности и повышение производительности труда.4.Способы повышения эффективности процесса шлифования.4.1.Скоростное шлифование.Скоростное шлифование. Шлифование со скоростью круга V=60 м/с и выше называют скоростным. При скоростном шлифовании увеличивается: период стойкости шлифовального круга, объем снимаемого металла, а следовательно, производительность шлифования, мощность, затрачиваемая на шлифование, выделение теплоты в зоне шлифования. Уменьшаются: силы резания, параметр шероховатости шлифуемой поверхности, время на выхаживание, отклонения размера и формы готовой детали.4.2.Силовое шлифование.
Силовое шлифование – высокопроизводительный процесс обработки, дающий возможность в несколько раз увеличить интенсивность съема металла по сравнению с обычным шлифованием, что обеспечивает повышение производительности в 6 раз. При шлифовании отливок, имеющих твердую корку, окалину, понижения производительности не происходит. Обработка по твердой корке приводит к самозатачиванию круга и повышает режущую способность его.
Иногда силовое шлифование заменяет более эффективно такие виды обработки, как точение, фрезерование, при этом повышается точность и снижается параметр шероховатости поверхности по сравнению с обработкой лезвийным инструментом. При высокоскоростном шлифовании важное значение приобретают вопросы снижения вспомогательного времени за счет автоматизации установки заготовок, правки шлифовального круга в цикле шлифования, автоматизация управления станком и т.д.4.3.Автоматизация.Автоматизация шлифовального оборудования. Для обеспечения шлифования заготовки необходимо ввести ее в зону обработки, зажать в центре (патроне), подвести шлифовальный круг, а после обработки отвести круг и снять деталь со станка. Следовательно, требуется движения, обеспечивающая условия для выполнения рабочих движений. Как рабочие, так и вспомогательные движения осуществляют в определенной последовательности. Управление операцией сводится к подаче команд на начало операции, начало и конец каждого движения, изменения направления и скорости согласно принятой программе. Автоматизированный станок – это станок, на котором механизированы основные и вспомогательные операции, т.е. цикл обработки осуществляется без участия рабочего.
Цикл шлифования – состоит их операции загрузки, обработки, разгрузки, контроля и управления.
Загрузка обеспечивает захватывание заготовки загрузочным приспособлением из емкости, транспортирование ее в зону обработки, ориентирование, установку и закрепление.
Обработка состоит из включения станка, быстрого подвода круга, ускоренной подачи, рабочей подачи, выключение подачи, отвода бабки и выключение станка.
Разгрузка включает открепление, захват, транспортирование обработанной заготовки.
Контроль состоит из измерения готовой детали, подналадки и правки шлифовального круга.
Управление – это обеспечение установленного цикла и режимов обработки.5. Техника безопасности.5.1. Техника безопасности на территории предприятия.Территория промышленного предприятия должна быть ровной. Траншеи, канавы, различные углубления, используемые для производства ремонтных или строительных работ должны плотно закрываться и в случае необходимости надежно ограждаться. Дороги и проходы на территории предприятия должны быть, как правило, прямолинейными, а ширина их должна соответствовать интенсивности движения. На переездах, переходах должны быть шлагбаумы, сфетофоры и звуковая сигнализация, а также предупредительные надписи. В местах особо интенсивного железнодорожного движения и на основных потоках движения людей необходимо сооружать мосты-переходы над рельсовыми путями или тоннели. С наступлением темноты или плохой видимости места движения людей, работ и движения транспорта должны хорошо освещаться. На территории предприятия необходимо строго соблюдать следующие правила: ходить только по переходным дорожкам, не переходить железнодорожный путь вблизи приближающегося подвижного состава, не пролезать под вагонами, стоящими на пути составов, а также не прыгать на ходу в вагоны или на платформы. Если на территории предприятия работает подъемный кран или экскаватор, запрещается ходить или стоять под поднятым грузом или ковшом.5.2. Техника бкзопасности в механических цехах.Подвесные транспортные устройства (монорельсы, конвейры и др.) не должны располагаться над рабочим местом. Эксплуатируемое оборудование должно быть в полной исправности. Работать на неисправном оборудовании запрещается. Оборудование должно быть установлено на фундаментах или основаниях. Проходы между станками не должны загромождаться. Все передачи – ременные, цепные, зубчатые и др. должны иметь специальное ограждения на высоте 2 м от уровня пола.
Оборудование, работающее с выделением пыли (сухое шлифование), необходимо устанавливать в отдельном помещении. В этом помещении предусматривают приточную вентиляцию и пылеотсасывающие устройства возле каждого места выделения пыли (особенно у заточных станков).
К основным мероприятиям, обеспечивающим безопасность при работе на шлифовальных станках, установленных в механических цехах, относят: предварительный осмотр и соблюдение правил хранения абразивных кругов, обращение с ними, испытание кругов на прочность, соблюдение норм и требований безопасности при установке и закреплении абразивного инструмента на шпинделе станка, строгое соблюдение станочниками инструкции по безопасной работе на станке шлифовальной группы.6.Список литературы.1. Лоскутов В.В. Шлифовальные станки 1988 (М. Машиностроение 1988).
2. Лоскутов В.В. Шлифование металлов Учебник 1985 (М. Машиностроение 1985).
3. Якимов А.В., Паршаков А.Н., Свирщев В.И., Ларшин В.П. Управление процессом шлифования 1983 (К. Технiка 1983)
en.coolreferat.com
