Файл: Технология металлов и других конструкционных материалов учеб. пособие.pdf

При обычном шлифовании эта скорость равна 30—35 м/сек, при скоростном достигает 50—60 м/сек.

При круглом шлифовании вращение детали (заготовки) явля­ ется круговой подачей со скоростью ид:

Од = "fow* м/мин,

где DK, DÂ, пк, пя — диаметры и числа оборотов шлифовального круга и детали соответственно.

Фактически для определения действительной скорости резания следовало бы сложить окружные скорости вращения круга и дета­ ли, однако, учитывая, что скорость круговой подачи нд=15— 50 м/мин, т. е. в 60—100 раз меньше скорости вращения круга, скорость вращения детали в расчет не принимают.

При шлифовании различают несколько видов подач. Так, при круглом шлифовании, кроме круговой, должна быть продольная подача детали, выражаемая обычно в долях ширины круга на 1 обо­ рот детали, и поперечная подача, определяющая слой металла, снимаемый за один ход или один двойной ход стола. Таким обра­ зом, поперечная подача определяет глубину резания, которая ле­ жит в пределах 0,005—0,05 мм.

Увеличение глубины резания t связано с увеличением сил ре­ зания, причем из-за особенности работы абразивных зерен, имею­ щих большие радиусы округления вершин и отрицательные перед­ ние углы, соотношение Рг : Ру иное, чем при работе лезвийным ин­ струментом: Ру = (1,5-уЗ) Pz.

412

é

Несмотря на то, что по абсолютной величине силы невелики, они могут вызвать отжим детали, соизмеримый с выбранной глубиной резания. Это заставляет подачу на глубину давать только в конце каждого двойного хода, а в конце обработки давать несколько ходов без поперечной подачи — так называемое «выхаживание».

Черновое шлифование производят крупнозернистыми кругами, чистовое — мелкозернистыми. Крупнозернистые круги должны быть более твердыми, так как нагрузка на каждое зерно больше. При плоском и внутреннем шлифовании из-за увеличения времени

контакта зерна с материалом по сравнению с круглым наружным шлифовальные круги для обработки тех же материалов должны быть более мягкими.

Круглошлифовальные станки. Круглошлифовальные станки для обработки деталей в центрах или в патроне разделяют на простые, универсальные (имеющие поворотный стол, а в некоторых случаях поворотные переднюю и шлифовальные бабки для шлифования конусных поверхностей), врезные и специальные.

Станки для врезного шлифования не имеют продольной пода­ чи и предназначены для обработки коротких деталей поперечной подачей. Очевидно, что ширина круга при этом должна перекры­ вать длину обрабатываемой поверхности.

Специальные станки создаются для обработки деталей массо­ вого производства, например кулачковых валов, турбинных лопа­ ток, профилей зубьев и т. д.

В массовом производстве широко применяются бесцентровые шлифовальные станки. При бесцентровом шлифовании с продоль­ ной подачей (рис. 261, д) деталь 1 устанавливается на опорный нож 2 между кругами — шлифующим 3 и направляющим 4. Мед-

I

413

ленное вращение направляющего (ведущего) круга сообщает дета­ ли круговую подачу с той же окружной скоростью. Так как на­ правляющий круг повернут на некоторый угол, то вектор скорости Ов.к может быть разложен на две составляющие ѵл и ив, обеспечи­ вающие как продольную, так и круговую подачу детали. Величина подачи зависит от угла наклона а, который изменяется от 1 до 5°.

Бесцентрово-шлифовальные станки требуют тщательной на­ ладки (установка ножа по высоте, угол наклона и т. д.) во избежа­ ние гранки детали.

Промышленностью выпускаются станки общего назначения для обработки деталей с наибольшим диаметром 100—160 мм и наи­ большей длиной заготовок 150—12 500 мм. Станки снабжаются гид­

шлифовального круга — станок получает от отдельного электродви­ гателя через ременную передачу. В данном случае изменение ско­ рости вращения круга может быть достигнуто только за счет смены шкивов. Шлифовальная бабка имеет гидравлическое устройство для компенсации люфта подшипников шпинделя шлифовального круга. Шестеренчатым насосом 1 масло нагнетается под крышку 3 подшипников, обеспечивая их постоянное прижатие к валу. Шари­ ковые клапаны 2 и 4 обеспечивают постоянство давления.

Движение круговой подачи сообщается детали при вращении поводковой планшайбы 5 от отдельного электродвигателя через трехступенчатую ременную передачу. Движение продольной подачи осуществляется при нагнетании насосом 17 масла в правую либо в левую полости рабочего цилиндра 12. При этом движение получает поршень и связанный с ним штоком стол с установленной деталью. В показанном на схеме положении масло с помощью шестеренчато­ го насоса поступает в правую часть распределительного цилинд­ ра 13 и затем в правую часть рабочего Цилиндра. Из левой части цилиндра масло идет на слив через дроссель 11. Перекрывая дрос­ сель, можно изменять сопротивление выходу масла, а следователь­ но, регулировать скорость перемещения стола.

Автоматическое реверсирование движения стола, так же как

в конце каждого хода или каждого двойного хода при помощи упо­

414

,линдре 20. При отходе упора 7 поршень 19 с помощью пружины поднимается, открывая путь маслу из цилиндра 20 на слив.

Ускоренное перемещение шлифовальной бабки можно осуществить, изменяя с помощью рукоятки положение золотников распре' делительной коробки 24. При этом масло будет поступать в одну из полостей цилиндра 25, перемещая поршень и винт поперечной подачи, а следовательно, гайку и всю шлифовальную бабку.

Ручную подачу шлифовальной бабке можно сообщить, вращая маховик 23; очень малые перемещения получаются при вращении рукоятки 22, связанной с шестерней 8, находящейся в зацеплении с шестерней 128 с внутренним зубом. Наладочные перемещения сто­ ла осуществляются вращением маховика 8, передающего движение

рукоятки 16 надо отключить автоматическую подачу.

Золотниковая коробка 10 соединяет обе полости рабочего ци­ линдра и в то же время открывает путь маслу из цилиндра 9 на слив. Под действием пружины шестерня 17 переместится и войдет в зацепление с шестерней 31. При включении автоматической по­ дачи (положение, показанное на схеме) масло через золотнико­ вую коробку 10 поступает в цилиндр 9, перемещает поршень, сжи­ мая пружину, и выключает из зацепления шестерню 17. Отключение ручной передачи необходимо во избежание травмирования рабоче­ го быстро вращающимся маховиком 8.

На круглошлифовальных станках шлифуют цилиндрические и конические поверхности деталей в патроне, в центрах, в центрах с люнетом. Фасонные поверхности шлифуются поперечной подачей специально заправленного круга. Черновым шлифованием получа­ ют поверхности 4—5-го класса чистоты, чистовым — 7—8-го и точ­ ным— 8—11-го класса.

Плоскошлифовальные и внутришлифовальные станки. На пло­ скошлифовальных станках обрабатывают плоские и фасонные по­ верхности. Плоские поверхности могут обрабатываться на станках

последних выше, но точность обработки ниже. Фасонные поверхнос­ ти всегда обрабатываются на станках первого типа.

Станки с вращающимся круглым столом (рис. 263, в, г, д) при­ меняются в массовом производстве, причем в некоторых случаях при работе по схеме д возможна полная автоматизация.

Учитывая относительно небольшие усилия резания, на плоско­ шлифовальных станках повсеместно применяют столы с магнитной плитой, что упрощает крепление деталей, уменьшает погрешности, связанные с деформациями при зажиме, и экономит вспомогатель­ ное время. Плоскошлифовальные станки обеспечивают получение

416

лучает движение круговой подачи, все остальные движения имеет шлифовальный круг.

Промышленностью выпускается гамма универсальных станков с наибольшим диаметром шлифуемого отверстия 25—800 мм. Кроме того, выпускаются полуавтоматические и автоматические станки с наибольшим диаметром шлифуемого отверстия 16—125 мм, снабженные приборами активного контроля. В процессе шлифова­ ния отверстий автоматически производится промер жестким калиб-

Рис. 263. Плоское (а — д) и внутреннее (е — ж) шлифование

ром, правка шлифовального круга и переключение с режима чер­ нового на режим чистового шлифования.

Отверстия в тяжелых или несимметричных деталях могут шли­ фоваться на станках планетарного типа (рис. 263, ж), где все дви­ жения имеет шлифовальный круг. Трудность получения высокой точности при сложных движениях ограничивает применение этих станков.

Обработка алмазными кругами. Повышение производительно­ сти труда при шлифовании. Для шлифования таких труднообраба­ тываемых материалов, как стекло, для заточки и доводки твердо­ сплавного инструмента, а также для резки закаленных сталей при­

меняются алмазные круги (плоские, чашечные, головки, пилы), имеющие стальной, дюралюминиевый или пластмассовый корпус, на котором закреплен алмазоносный слой толщиной 0,5—3 мм с концентрацией алмазных зерен в единицах объема 25,50 и 100% (за 100-процентную концентрацию условно принято содержание 0,878 мг алмазного порошка в 1 лш3 алмазного слоя). В качестве связки применяют органические материалы, резину и различные металлы (например, бронзу). Качество связки определяет работо­ способность алмазного круга.

Для алмазного инструмента применяют как естественные, так и искусственные алмазы, причем для кругов с органической и вул­ канитовой связкой применение синтетических алмазов является предпочтительным.

При работе алмазным кругом скорость резания может быть значительно повышена, так как прочность круга перестает быть лимитирующим фактором. Высокая износостойкость алмаза обе­ спечивает длительную работу круга без правки, что сохраняет его размер и профиль, сокращает время обработки, обеспечивает рабо­ ту при низких температурах, а следовательно, повышает качество шлифуемой поверхности.

Повышение производительности труда при обработке шлифо­ ванием должно идти за счет сокращения как основного, так и вспо­ могательного времени.

Сокращение машинного времени достигается скоростным шли­ фованием (45—50 м/сек) с применением керамических связок повы­ шенной прочности. Большие преимущества при скоростном шлифо­ вании дает применение высокопористых шлифовальных кругов, имеющих меньшую склонность к засаливанию.

Сокращение вспомогательного времени достигается автомати­ зацией станка и прежде всего созданием устройства для контроля размеров и управления циклами шлифования, правки круга и под­ настройки. В настоящее время создано множество приборов актив­ ного контроля, которые в сочетании с автоматизированными за­ грузочными устройствами позволили создать большую группу шли­ фовальных станков-автоматов.

Отделочная обработка. Для повышения качества поверхности, в частности чистоты, применяются различные доводочные опера­ ции— хонингование, притирка, суперфиниширование, полирование. Отделочная обработка требует тщательной предварительной чисто­ вой обработки деталей.

Ниже дается таблица сравнения шероховатости поверхности, получаемой при различных видах доводочных операций, тонком точении и шлифовании (табл. 15).

Хонингованием называется обработка брусками, закрепленны­ ми в специальной головке, совершающей движение по винтовой линии (сочетание вращательного и возвратно-поступательного дви­ жения). Диаметр хона должен быть равен диаметру обрабатывае­ мого отверстия, что достигается раздвиганием брусков в радиаль’

4)8

иом направлении. При обработке бруски получают дополнительное радиальное перемещение (радиальную подачу), что обеспечивает снятие припуска порядка 0,01—0,06 мм для стали и 0,02—0,2 мм для чугуна.

Хонинговальная головка (рис. 264) состоит из корпуса 3 с оп­ равками 1, на которых крепятся 3, 6, 9 или 12 абразивных брусков. Последние раздвигаются конусами 2 с помощью пружин 5. Бруски прижимаются к обрабатываемой поверхности с силой до 10 кГ/см2 Радиальное перемещение их ограничивается гайкой-колпачком, на­ детой на пружину 5. Хонингование ведется с обильным охлаждени­ ем смесью керосина с 10—20% веретенного масла.

Шарнирами 4 и 6 головка свободно направляется по отверстию. Таким образом, хонингованием, как и развертыванием, можно ис­ править форму отверстия, получить высокую точность и чистоту поверхности, но нельзя устранить неточность оси.

Притирка — обработка пастами или абразивными порошками, смешанными со смазкой и нанесенными на поверхность твердого притира. В станках общего назначения притирка цилиндрических деталей, например плунжеров насоса, производится между двумя чугунными дисками, вращающимися в разные стороны. Сепаратор с деталями устанавливается эксцентрично по отношеник» к дискам. Это обеспечивает сложное движение и проскальзывание поверхно­ стей, благодаря чему снимается припуск 0,003—0,03 мм.

Притиры изготовляют из чугуна, мягкой стали, бронзы, меди и дерева, а затем производят их шаржирование (поверхностное на­ сыщение) тонкими порошками — амазной пылью, карбидом бора, карбидом кремния, окисью алюминия и т. д.,. смешанными с ма­