4.5. Шліфування
Шліфуванням називається процес обробки заготовок з допомогою шліфувальних кругів. Абразивні зерна в крузі стримуються за допомогою зв'язки і розташовані неврегульовано. При обертанні круга частку зерен зрізає матеріал з оброблюваної поверхні і вона набуває вигляду сукупності мікрослідів абразивних зерен.
Частка зерен орієнтована таким чином, що різати не може, але проводить роботу тертя по поверхні різання. У зоні різання виділяється велика кількість теплоти унаслідок якої дрібні частки оброблюваного матеріалу, згораючи, або утворюють пучок іскр, або оплавляються.
Існують наступні основні схеми шліфування: зовнішнє кругле внутрішнє кругле і плоске.
При зовнішньому круглому шліфуванні (рис.4.5 а) круг, обертаючись довкола осі, здійснює головний рух. Циліндрова заготівка обертається довкола осі паралельної осі круга. Зовнішні поверхні круга і заготівки взаємно торкаються по створюючій. Лінійні швидкості точок шліфувального круга і заготівки можуть бути направлені в один бік або назустріч один одному, але у будь-якому випадку швидкості крапок, що належать кругу, набагато перевершують швидкості точок заготівки.
Заготівці повідомляється поворотно-поступальне рух подовжньої подачі Sпр. Після закінчення циклу поворотно-поступального рухи подовжньої подачі діє переривистий рух поперечної подачі, що повідомляється шліфувальному кругу або заготівці Sпоп.
Під час внутрішнього круглого шліфування (мал. 4.5 би) шліфувальний круг і оброблювана заготівка обертаються довкола паралельних осей, при цьому зовнішня поверхня круга стосується внутрішньої поверхні деталі. Рухи подовжньої Sпр. і поперечною Sпоп. подач такі ж, як і при зовнішньому круглому шліфуванні, але прикладені, як правило, тільки до шліфувального круга.
При плоскому шліфуванні (рис.4.5 в) шліфувальний круг, обертаючись довкола своєї осі, здійснює головний рух різання. Його зовнішня поверхня стосується оброблюваної заготівки. Заготівці повідомляється поворотно-поступальне рух подовжньої подачі Sпр. У проміжках між цими рухами кругу додається переривистий рух поперечної подачі Sпоп. Після обробки всій поверхні шліфувальному кругу повідомляється рух вертикальної подачі Sверт. Шліфування всієї плоскості повторюється до тих пір, поки значення сумарної вертикальної подачі не дорівнюватиме припуску на обробку.
Мал. 4.5. Схеми шліфування: а) зовнішнє кругле; б) внутрішнє кругле; у) плоске.
При шліфуванні важливе значення має вибір матеріалу круга. Для шліфування м'яких матеріалів, як правило використовуються тверді круги з відкритою (пористою) структурою.
При шліфуванні загартованих сталей потрібні м'які круги. У разі потреби досягнення великої продуктивності слід застосовувати грубозернисті круги, а високої чистоти поверхні - дрібнозернисті. Деякі рекомендації по вибору шліфувальних кругів приведені в табл.30 Застосування, а паспортні дані верстатів - в таблиці. 47 Застосувань.
4.5.1. Кругле зовнішнє і внутрішнє шліфування
Нижче приводяться рекомендації за розрахунком режимів шліфування методом подовжніх подач циліндрових поверхонь деталей.
Глибина шліфування t,мм (поперечна подача Sпоп., мм) залежить від розмірів заготівки, властивостей оброблюваного матеріалу і характеру шліфування.
У таблиці 31 Застосування приведені поперечні подачі, що рекомендуються, на один подвійний хід деталі при круглому зовнішньому шліфуванні, а в таблиці 32. Застосування - при круглому внутрішньому.
Подовжня подача Sпр, мм - це переміщення оброблюваної деталі уздовж її осі за один оборот. Вона визначається по формулі:
де В - ширина шліфувального круга, мм; β- розрахунковий коефіцієнт.
Значення коефіцієнта β для круглого зовнішнього шліфування приведені в табл.33 Застосування, а для круглого зовнішнього - в табл.34 Застосування.
Рекомендації по вибору діаметру і ширини шліфувального круга даны в табл.36-37 Застосування.
Частота обертання деталі круга. Перш ніж розрахувати частоту обертання деталі, необхідно визначити її розрахункову швидкість обертання:
м/хв
(4.51)
де Dд - діаметр шліфованої поверхні, мм; Т - стійкість шліфувального круга (30-45 мін). Значення Сv, K, m, x приведені в табл.35 Застосування.
Розрахункова частота обертання деталі:
1/хв.
(4.52)
Необхідно, щоб nд знаходилася в межах, вказаних в паспортних даних выбраного верстата.
Визначається швидкість обертання шліфувального круга.
м/хв
(4.53)
де Dк - діаметр шліфувального круга, мм; nк - частота обертання шліфувального круга, 1/мин (приймається по паспорту верстата).
Швидкість переміщення столу визначається по формулі:
м/хв.
(4.54)
Набутого значення Vс повинне знаходитися в межах швидкостей переміщення столу, вказаних в паспорті вибраного верстата. Інакше, необхідно провести коректування Sпр і nд.
Силы резания и мощность. Тангенциальная сила резания, Н:
Значения Ср, u, x, y приведены в табл.38 Приложеия.
Эффективная мощность на вращение шлифовального круга определяется по формуле:
Потребная мощность на вращение шлифовального круга:
де η - к.п.д. шліфувального верстата за паспортними даними верстата.
Коефіцієнт використання верстата по потужності:
де Nст - потужність електродвигуна головного руху, кВт.
Основний технологічний час, мін визначається по формулі:
де L - довжина подовжнього ходу деталі, мм; h - припуск на обробку, мм;
К - коефіцієнт, що враховує точність шліфування і знос круга. При чорновому шліфуванні К = 1.3-1,4; при чистовому - До = 1,3-1,7.
де l - довжина оброблюваної поверхні, мм; В - ширина круга, мм.