Шлифование и шлифовальные станки
Шлифованием именуют обработку поверхностей абразивными материалами. Абразивные материалы (зерна высокой твердости с острыми кромками) смогут быть в свободном виде (порошки), либо в связанном (цементированном) виде — в форме брусков, кругов, сегментов и др.
Как правило шлифование есть отделочно-доводочной операцией, снабжающей высокую точность (время от времени до 0,002 мм) и чистоту поверхности 6—10-го классов. Шлифование используют кроме этого для обдирочных работ (к примеру, при очистке литья), для заточки режущего инструмента и пр.
Громаднейшее количество шлифовальных работ делают с применением скоро вращающегося абразивного круга.
Окружная скорость вращения круга образовывает 8—50 м/сек и выше, в зависимости от твердости обрабатываемого материала (чем жёстче материал, тем меньше скорость). Шлифование используется при черновой (обдирочной), чистовой и отделочной обработке наружных и внутренних цилиндрических и конических, плоских и криволинейных поверхностей всех сплавов и металлов.
В соответствии с видом используемых станков различают круглое (наружное и внутреннее), плоское и бесцентровое шлифование.
При вращении круга со скоростью vk (рис. 1) и подаче заготовки либо круга множество зерен срезает материал заготовки с образованием небольшой стружки.
Рис. 1. Схема шлифования
Абразивы бывают естественные и неестественные. Самый активно используются неестественные абразивы: электрокорунд (кристаллическая окись алюминия), карборунд (карбид кремния) и карбид бора; из естественных абразивов применяются наждак, корунд, бриллиант и др.
Не считая связки и вида абразива, полная черта шлифовальных кругов включает размеры и форму, твёрдость и зернистость круга..
Кое-какие формы кругов приведены на рис. 2. Зернистость кругов характеризует размер зерен абразива; зернистость определяется номером, установленным ГОСТ.
Выбор зернистости зависит от требуемой чистоты обработки: для обдирочного шлифования используют крупнозернистые круги, для чистового шлифования — мел козернистые.
Твердость кругов определяется сопротивляемостью связки выкрашиванию зерен абразива под влиянием упрочнения резания. Различают круги мягкие (М), средне-мягкие (СМ), средние (С), среднетвердые (СТ), жёсткие (Т), очень жёсткие (ВТ) и очень жёсткие (ЧТ).
Рис. 2. Шлифовальные круги: а — тарельчатый; б — чашечный; в — плоский
Шлифовальные круги владеют свойством частично или полностью самозатачиваться в ходе работы. Процесс самозатачивания пребывает в выкрашивании затупившихся зерен и обнажении острых кромок зерен следующего последовательности.
Круг «засаливается», в случае если твердость его излишне громадна для обработки данного материала, либо преждевременно изнашивается, в случае если эта твердость мелка.
Шлифовальные станки подразделяются на станки для круглого шлифования (центровые круглошлифовальные станки, бес-центрово-шлифовальные, внутришлифовальные) и станки для плоского шлифования. К группе шлифовальных относятся кроме этого доводочные, полировальные и заточные станки.
Существуют особые шлифовальные станки для обработки шеек коленчатых валов, зубьев шестеренок и пр.; многочисленную группу особых станков составляют копировально-шлифовальные.
Круглошлифовальные станки. На рис. 3, а приведена схема универсального центрового круглошлифовального станка для наружного шлифования, а на рис. 3, б — схема наружного шлифования в центрах.
Стол опирается на направляющие станины и несет переднюю и заднюю бабки. Обрабатываемая заготовка помещается между центрами задней бабок и передней; ей сообщается вращательное перемещение от двигателя передней бабки.
Совместно со столом вращающаяся заготовка совершает возвратно-поступательное перемещение для обработки заготовки на всей протяженности вращающимся кругом шлифовальной бабки. Протяженность хода стола ограничивается установкой кулачков, каковые руководят рычагом переключения направления хода стола.
В современных станках стол перемещается гидроприводом. Громаднейший диаметр шлифоваиия определяется высотой центров h. Шлифовальная бабка установлена на поперечных салазках и посредством маховика приобретает поперечное перемещение для установки на глубину шлифования.
Маховичок 9 помогает для движения стола вручную.
Рис. 3. Круглошлифовальный центровый станок (а) и схема круглого шлифования (б)
Для обработки конусов верхнюю часть стола делают поворотной.
Шпиндель передней бабки может вращаться со скоростью 75, 150 и 300 об/мин., шлифовальный круг — со скоростью 1500 об/мин.; стол перемещается гидроприводом со скоростью в пределах 0,08-10 м/мин.
Бесцентровые шлифовальные станки. По обслуживанию и устройству эти станки намного проще центровых, а производительность их выше; к недочётам относится громадная длительность переналадки.
Эти станки активно используются в серийном и массовом производстве.
На рис. 4 приведена схема бесцентрово-шлифовального станка.
Обрабатываемая заготовка опирается на нож и вращается ведущим кругом.
Ведущий круг вместе с бабкой имеет поперечное перемещение (продемонстрировано стрелками) для компенсации износа кругов, и для обеспечения поперечной подачи (врезания); для продольной подачи заготовки поворотная часть бабки по шкале устанавливается под углом 1—7°.
Рис. 4. Круглошлифовальный бесцентровый станок
Бабка шлифующего круга установлена без движений на станине. Механизмы, передачи перемещения от электродвигателя к шлифующему и ведущему кругам смонтированы в станине.
Шлифующий круг значительно чаще приводится в перемещение ременной передачей и имеет одну скорость; ведущий круг кроме этого вращается посредством ремня, но перемещение ведущему шкиву сообщается через коробку скоростей. Исходя из этого ведущий круг может иметь пара разных скоростей для обработки разных металлов.
Механизмы помогают для правки кругов.
В массовом и крупносерийном производстве бесцентрово-шлифо-вальные станки снабжают загрузочными устройствами, автоматизирующими работу станка. С целью увеличения производительности при обработке долгих заготовок строят бесцентрово-шлифовальные станки со шлифовальными кругами шириной до 800 мм (вместо простой ширины 150—200 мм).
Внутришлифовальные станки. На рис. 5 приведена схема внутришлифовального станка.
Обрабатываемая заготовка укрепляется в патроне шпинделя передней бабки и вращается. Шлифовальная бабка имеет возвратно-поступательное перемещение по направляющим станины для шлифования отверстия на установленную длину, и радиальное перемещение вместе с поперечными салазками для установки на глубину шлифования.
Шлифовальный шпиндель приводится в перемещение от отдельного электродвигателя и имеет постоянную скорость.
Рис. 5. Внутришлифовальный станок
Стол шлифовальной бабки приводится в перемещение гидроприводом.
В серийном и массовом производстве используют внутришлифовальные станки с автоматическим и полуавтоматическим циклом работы.
Плоскошлифовальные станки. На рис.
6 приведена схема плоскошлифовального станка с прямоугольным столом, трудящегося периферией круга. Такие станки используются для шлифования долгих и узких поверхностей либо небольших заготовок, установленных по ходу стола под шлифующим кругом.
Большие подробности обрабатываются на плоскошлифовальных станках портального типа (аналогичных продольно-строгальным станкам).
Рис. 6. Плоскошлифовальный станок
На столе усиливают магнитную плиту, служащую для удерживания и установки заготовок при работе. Стол имеет поступательно-возвратное перемещение по направляющим станины.
По вертикальным направляющим стойки может перемещаться шлифовальная бабка для установки шлифующего круга на глубину шлифования. Перекрытие шлифуемой заготовки по ширине достигается при поперечном осевом перемещении круга; это перемещение автоматизировано. Главными чертями станка являются большая протяженность хода стола L и высота круга над столом h.
