Глава 1.6. Шлифование и отделочные виды обработки

§1. Шлифование

Шлифование - процесс обработки заготовок резанием абра­зивными инструментами - позволяет получить точность 2-1 клас­сов до Ra- 0,16 мкм. Наряду с этим применяются обдирочное и глубинное шлифование, обеспечивающие высокую производительность и экономичность.

Абразивный инструмент содержит огромное количество режущих зерен разнообразной формы. Каждое зерно, снимая стружку, ра­ботает по схеме фрезерования как режущий клин (рис.25). Если ра­диус округления зерна меньше глубины резанияt,то про­исходит резание. Если >t , то пластическое деформирование.

Рис.25 Схема процесса шлифования

При шлифовании возникают те же физические явления, что и при других видах обработки ( упругие и пластические деформации зерен и связки, наростообразование, тепловые процессы и т.д.).

Главным движением при всех видах шлифования является ок­ружная скорость круга V_k [м/с]

,

где D_k- диаметр шлифовального круга в мм; n_k -частота вращения круга в мин ^-1.

Подача при шлифовании могут быть различными в зависимости от вида шлифования, определяемого совокупностью необходи­мых движений.

Различают следующие вида шлифования:

1. Круглое шлифование;

а. Наружное круглое шлифование в центрах

б. Внутреннее шлифование

в. Бесцентровое шлифование

2. Плоское шлифование

3. Специальные вида шлифования (зубошлифование, резьбошлифование и др.).

Круглое шлифование в центрах применяется для обработки наружных цилиндрических , конических и фасонных поверхностей. Имеется три разновидности шлифования в центрах: методом про­дольной подачи, глубинное и врезное.

а) При шлифовании методом продольной подачи (рис.26,а) вращающийся круг, I обрезает с заготовки 2, установленной в цен­трах 3 за каждый проход часть припуска, равного глубине ре­зания.

б) При глубинном шлифовании круг I срезает с заготовки 2 весь припуск за один проход ( рис.26,6) при наличии только про­дольной подачи.

в) При врезном шлифовании ( рис.26,в) круг I последовательно срезает припуск с заготовки 2 при наличии только поперечной подачи.

Рис.26 Схемы круглого наружного шлифования

2. При внутреннем шлифовании (рис.27) заготовка I, уста­новленная в зажимном приспособлении 2, вращается относительно круга 3, который, вращаясь и перемещаясь в направлении подачи, снимает за каждый проход часть припуска, равного глубине реза­ния.

Рис.27 Схема внутреннего кругло шлифования

3. При бесцентровом наружном шлифовании на проход (рис. 28) заготовка 1, располагаясь между шлифующим кругом 2 и веду­щим другом 3, опирается на нож 4. Для обеспечения предельного перемещения заготовки V_s ось ведущего круга установлена под углом (= 1 - 5°) к оси шлифующего круга.

Рис.28 Схема бесцентрового наружного шлифования

Внутреннее бесцентровое шлифование (рио.29) целесообразно применять для обработки тонкостенных деталей, т.к. крепле­ние их в патроне может вызвать деформации, что приведет к по­грешностям обработки.

Рис.30 Схемы плоского шлифования

Рис.29 Схема бесцентрового внутреннего шлифования

4. При плоском шлифовании обрабатываются обычно плоские поверхности заготовок как торцем круга, так и периферией его (рис.30).

Последняя разновидность шлифования дает наибольшую точность. Вращающийся круг 1 за каждый проход срезает с поверхно­сти заготовки 2, перемещающейся вместе со столом 3 часть припуска, равного глубине резания. Величина поперечной подачи измеряется в долях ширины круга В и составляет (0,2 - 0,8)В.

Абразивные инструменты изготавливаются из абразивных ма­териалов естественного или искусственного происхождения.

Абразивные инструменты могут быть изготовлены со связан­ными зернами (шлифовальные круги, головки, сегменты, бруски, шкурки) и в виде несвязанных, свободных зерен (пасты, суспензии, порошки).

Абразивные инструменты характеризуются материалом зерен и их величиной, видом связки, твердостью, структурой, формой и размерами.

Алмазные круги и бруски характеризуются маркой алмазов, зернистостью, концентрацией, связкой, профилем, размерами, но­мером круга и шифром завода -изготовителя. Стойкость шлифоваль­ных кругов.

Абразивные материалы делятся на искусственные (синтетичес­кие) и естественные (природные). В промышленности для изготовле­ния абразивных инструментов используются главным образом искусственные абразивные материалы: электрокорунд, карбид кремния, кар­бид бора синтетические алмазы, кубический нитрид бора (эльбор).

Электрокорунд. Подавляющая часть (около 80%) абразивного инструмента изготовляется из электрокорунда, который имеет несколько разновидностей: электрокорунд нормальный, содер­жащий 91 - 96 Al₂O₃, электрокорунд белый , содержащий 97-99% Al₂O₃, электрокорунд хромистый, монокорунд.

Карбид кремния - химическое соединение крем­ния с углеродом. Зерна его имеют более высокую твердость, чем электрокорунд. Применяются две разновидности карбида кремния: черный, содержащий 95 - 97% SiC и зеленый, cодержащий 98-99% SiC. Недостаток карбида кремния - высокая хрупкость и малая про­чность.

Карбид бора - химическое соединение бора с угле­родом. Он состоит из кристаллического B₄C( 70 - 92%) и имеет высокую твердость, большую хрупкость и применяется в виде порошков для доводочных процессов.

Синтетические алмазы в зависимости от прочности делятся на пять марок, низкой прочности - АСО, повы­шенной прочности - АСР, высокой прочности - АСВ, монокристальные АСК и ACС.

Кубический нитрид бора (эльбор) состо­ит из 44% бора и 56% азота; твердость его уступает лишь алмазу, а теплостойкость в два раза выше.