2.4. Профилирование и правка шлифовальных кругов.
Инструменты для правки
В процессе шлифования вследствие износа происходит потеря первоначальной геометрической формы и режущих свойств шлифовального круга. Поэтому требуется периодическое профилирование и правка кругов [1, 6].
Профилирование круга - это формообразующая операция, предназначенная для исправления погрешностей геометрической формы круга и установки правильного положения его режущих поверхностей. Профилирование применяется также для образования на режущей поверхности круга заданного фасонного профиля.
Правка круга - это процесс обновления режущей поверхности круга с целью повышения его режущих свойств и снижения шероховатости шлифуемой поверхности. Правка обеспечивает правильную геометрическую форму круга, удаляет с его поверхности «засаленный» слой абразива, а также затупившиеся зерна и оказывает влияние на качество шлифованной поверхности.
Правка по своему назначению аналогична заточке лезвийных режущих инструментов. В ряде случаев, когда необходимо одновременно восстановить геометрическую форму и режущие свойства абразивного круга, профилирование и правку круга совмещают.
Правка шлифовальных кругов осуществляется следующими методами: обтачиванием, обкатыванием, шлифованием, тангенциальным точением и накатыванием (рисунок 10).
Правка обтачиванием - метод, при котором правящий инструмент выполняет роль резца, а скорость обтачивания равна скорости вращения шлифовального круга.
Метод обтачивания применяется для правки абразивных кругов, кругов из эльбора на бакелитовой и керамической связке и алмазных кругов на керамической связке. При правке этим методом достигаются высокие режущая способность круга и точность профиля его рабочей поверхности.
Рис. 10. Методы правки шлифовальных кругов:
а) – обтачиванием; б) – обкатыванием; в) – шлифованием;
г) – тангенциальным точением; д) – накатыванием
В качестве правящего инструмента используют алмазные зерна в оправках, алмазные иглы и алмазные карандаши (рисунок 11).
Алмазные зерна больших размеров (массой 0,2... 1,0 карат) закрепляют в металлической оправке зачеканкой на свинцовой подушке, пайкой цинковым припоем или механически (рисунок 11: а, б, в).
Алмазные иглы представляют собой стальной стержень с запаянным в нем алмазом массой 0,1...0,25 карат, имеющим острую вершину.
Рис. 11. Инструменты для правки шлифовальных кругов
методом обтачивания:
а), б) – алмаз в оправке, крепление соответственно колпаком и зачеканкой;
в) – алмазная игла, крепление алмаза зачеканкой или пайкой;
г) – алмазные карандаши с расположением алмазов цепочкой (01), слоями (02), на сферической поверхности (03), с неориентированными алмазами (04)
Алмазные иглы широко применяют для правки однониточных резьбошлифовальных кругов.
Алмазные карандаши представляют собой стальной цилиндр с алмазной вставкой, в которой в определенном порядке размещены кристаллы алмазов, скрепленные специальным составом. В зависимости от расположения алмазных зерен (рисунок 11, г) карандаши бывают четырех типов: 01 - расположение зерен цепочкой; 02 - слоями; 03 - на сферической поверхности; 04 - неориентированные зерна. В алмазных карандашах применяют алмазы массой 0,5...0,01 карат; наиболее крупные алмазы используются в карандашах типа 01, а наиболее мелкие - в карандашах типа 04.
При правке обтачиванием инструмент устанавливают с наклоном относительно шлифовального круга (см. рисунок 10, а). Это позволяет поддерживать высокую режущую способность инструмента путем его периодического поворота вокруг своей оси. При этом рабочую кромку алмаза устанавливают на уровне линии центра абразивного круга или ниже ее на 1,5 мм.
Правка обкатыванием - метод, при котором дробление и удаление скалыванием затупившихся абразивных зерен на рабочей поверхности круга осуществляется правящим инструментом, прижимаемым к кругу и получающим вращение от него за счет сил трения.
Этот метод применяется для профилирования шлифовальных кругов из электрокорунда и карбида кремния, имеющих прямолинейную образующую. При правке обкатыванием в качестве правящего инструмента используют абразивные, стальные и твердосплавные диски, а также стальные звездочки (рисунок 12).
Рис. 12. Инструменты для оправки шлифовальных кругов
методом обкатывания:
а) твердосплавные ролики; б) стальные диски;
в) тупозубая и острозубая звездочки
Абразивные диски - это круги из карбида кремния черного или электрокорунда белого, диаметр которых в 2-5 раз меньше диаметра шлифовального круга. Твердость абразивного диска на 2...4 степени больше твердости шлифовального круга, а зернистость - на 2...4 номера меньше.
Диски из твердого сплава марок ВКЗ, ВК6 изготавливают либо монолитными, либо в виде стальной ступицы с рабочим ободом из твердого сплава (рисунок 12, а).
Стальные диски диаметром 50...70 мм изготавливают из стали ШХ15 или из сталей 10, 20, 30, цементованных и закаленных до твердости 56...62 HRC (рисунок 12, б).
Звездочки - это набор тупозубых или острозубых дисков, изготовленных из углеродистой стали, закаленной до твердости 60...62 HRC (рисунок 12, в).
При правке обкатыванием правящий инструмент имеет вид абразивных, стальных или твердосплавных дисков и звездочек, установленных на оправке поодиночке или пакетом и свободно вращающихся на ней. При этом ось правящего инструмента устанавливается под углом 8... 10° относительно оси шлифовального круга. Такой наклон создает условия для проскальзывания инструмента, при котором интенсифицируется процесс правки и осуществляется заглаживание поверхности круга. С увеличением наклона оси правящего инструмента его износ увеличивается.
Правка шлифованием осуществляется медленно вращающимся правящим инструментом, который получает принудительное вращение от отдельного привода. При этом скалывание абразивных зерен происходит за счет разности скоростей шлифовального круга и правящего инструмента. Этот метод применяется при правке алмазных и эльборовых кругов на металлической связке кругами из карбида кремния зеленого или с введением электрического тока в зону контакта.
При правке шлифованием в качестве правящего инструмента используют абразивные круги и алмазные ролики.
Абразивные круги изготавливают из карбида кремния зеленого на керамической связке формы ПП, зернистостью 125...50, твердостью СТ2...ВТ, диаметром 60...250 мм.
Алмазные ролики (рисунок 13) выпускают диаметром 70 мм и высотой 20 мм. Они состоят из алмазоносного слоя 2 и корпуса 1 из стали 45.
Рис. 13. Алмазный ролик для правки шлифовальных кругов
методом шлифования: 1 – корпус; 2 – алмазоносный слой
Правка тангенциальным точением аналогична методу обтачивания, но осуществляется брусками прямого или фасонного профиля. При этом брусок, имеющий профиль, соответствующий профилю детали, закрепляют на столе плоскошлифовального станка. Шлифовальный круг при каждой подаче на глубину постоянно обновляет свой профиль и, тем самым, обеспечивает высокое качество и точность размеров обрабатываемой поверхности.
Эльборовые круги на органической и керамической связках правят алмазными брусками и брусками из карбида кремния зеленого, а алмазные круги - брусками из карбида кремния зеленого и электрокорунда белого.
Правка накатыванием осуществляется в результате взаимного вращения накатного ролика и шлифовального круга. Она представляет собой комбинацию пластического деформирования, сопровождаемого дроблением; зерен и связки, а также уплотнения поверхности круга. При этом правящий ролик имеет профиль, соответствующий профилю детали, и изготавливается из закаленной стали или твердого сплава с алмазным покрытием и без него
(рисунок 14).
Для ускорения процесса правки, повышения качества поверхности круга и обеспечения надежного отвода шлама на роликах делают
продольные канавки с неравномерным окружным шагом. Правка накатыванием применяется при многониточном резьбошлифовании и шлифовании мелкомодульных зуборезных инструментов (долбяков, шеверов и эвольвентных протяжек). Так, например, профилирование и правка многониточных резьбошлифовальных кругов производится накатными роликами, изготавливаемыми из стали Р6М5 и закаленными до твердости 63...65 HRC (рисунок 14, а). Профиль резьбы ролика должен соответствовать профилю накатываемой резьбы. Диаметр ролика выбирают в зависимости от диаметра Dкр шлифовального круга: D = (0,2...0,25)Dкр, а ширину В берут равной длине профиля круга. На наружной поверхности ролика имеются винтовые канавки с неравномерным окружным шагом, расположенные под углом наклона ω= 15°.
Рис. 14. Ролики для правки шлифовальных кругов
методом накатывания:
а) – стальной; б) – алмазный