16. Шлифование

16.1. Общие сведения о шлифовании

Шлифование – технологический способ обработки металлов, позволяющий получать на деталях поверхности высокого качества с высокой точностью размеров. Признаком, позволяющим квалифицировать шлифование как один из способов обработки резанием, является образование стружки, срезаемой в процессе обработки.

Шлифование бывает двух видов – шлифование связанным абразивом, шлифование свободным абразивом.

Шлифование связанным абразивом выполняется особым видом инструментов – шлифовальными кругами. В отличие от ранее рассмотренных инструментов, лезвия которых имеют определённую чертежом форму и размеры, шлифовальные круги режут абразивными зёрнами из минералов и сверхтвёрдых материалов, имеющими случайную форму и взаимное расположение. В резании обычно участвует одновременно большое число абразивных зёрен, лезвия которых, каждое, имея малые размеры, образует режущую поверхность.

Особенностью шлифования является срезание каждым абразивным зерном как режущим зубом небольшого слоя металла, в результате чего на поверхности детали остаётся царапина ограниченной длины и весьма малой площади поперечного сечения. Обработанная шлифованием поверхность детали образована совокупностью множества царапин – следов резания всех абразивных зёрен, расположенных на режущей поверхности шлифовального круга.

Рис. 16.1. Схема наружного круглого шлифования

При изготовлении деталей машин и приборов шлифование применяется для завершающей чистовой обработки, позволяя получать поверхности с точностью размеров по 6-7-му квалитетам с шероховатостью

= 0,08…0,32 мкм.

Различают следующие основные схемы шлифования: наружное круглое шлифование (рис. 16.1), при котором шлифовальный круг 1 вращается вокруг оси , совершая главное движение . Цилиндрическая заготовка 2 вращается вокруг оси , параллельной оси , совершая движение . Наружные поверхности круга и заготовки взаимно касаются по образующей а - б. Линейные скорости точек шлифовального круга и заготовки, лежащие на линии а - б, могут быть направлены в одну сторону или навстречу друг другу. Но во всех случаях скорости точек, принадлежащих кругу, по значению намного больше скорости точек заготовки. Заготовке сообщается возвратно-поступательное движение продольной подачи . По окончании цикла возвратно-поступательного движения продольной подачи действует прерывистое движение поперечной подачи , сообщаемое шлифовальному кругу или заготовке. Наружным круглым шлифованием можно обрабатывать и конические поверхности: в этом случае наружная поверхность шлифовального круга «заправляется» на необходимый угол наклона образующей обрабатываемого конуса или оси вращения круга и заготовки пересекаются под тем же углом;

Рис. 16.2. Схема внутреннего круглого шлифования

в

Рис. 16.3. Схема плоского шлифования

нутреннее круглое шлифование (рис. 16.2), при котором шлифовальный круг 1 и обрабатываемая заготовка 2 вращаются вокруг параллельных осей и , совершая соответственно движения и . Наружная поверхность круга касается внутренней цилиндрической поверхности заготовки. Движения продольной и поперечной подач происходят так же, как при наружном круглом шлифовании, и приложены обычно к шлифовальному кругу. Возможна также обработка внутренних конических поверхностей;

Рис. 16.3. Схема плоского шлифования

плоское шлифование (рис. 16.3), при котором шлифовальный круг 1 вращается вокруг оси , совершая главное движение резания . Наружная цилиндрическая поверхность круга касается обрабатываемой заготовки 2 по линии а - б. В процессе резания заготовке сообщается возвратно-поступательное движение подачи . В промежутках между возвратно-поступательными движениями заготовки шлифовальному кругу сообщается прерывистое движение поперечной подачи. После обработки плоскости шлифовальному кругу сообщается движение вертикальной подачи . Обработка всей плоскости повторяется до тех пор, пока значение суммарной вертикальной подачи не будет равно припуску на обработку данной поверхности шлифованием;

торцовое шлифование и заточка (рис. 16.4), при которых шлифовальный круг 1 вращается вокруг оси _, совершая движение . Касание заготовки 2 с кругом происходит не по линии, как в предыдущих схемах, а по плоскости. Заготовке сообщается возвратно-поступательное движение продольной подачи , а в промежутках между этими движениями шлифовальному кругу или заготовке сообщается прерывистое движение поперечной подачи . Так же, как при плоском шлифовании внешней цилиндрической поверхностью круга, значение суммарной поперечной подачи равно припуску на шлифование.

Рис. 16.4. Схема торцового шлифования

Наружное и внутреннее круглое шлифование основаны на принципиальной кинематической схеме, изображенной на (рис. 16.5, а). Вращательное движение вокруг оси является главным движением резания и количественно характеризуется скоростью резания , которую имеют лезвия на режущей поверхности шлифовального круга. Вращательное движение вокруг оси является движением подачи и характеризуется скоростью окружной подачи , которую имеют точки обрабатываемой поверхности заготовки. Возвратно-поступательные движения вдоль оси являются движениями продольной подачи, осуществляемые со скоростью .

При плоском шлифовании (рис. 16.5, б) вращательное движение вокруг оси , являющееся главным движением ре-зания , осуществляют лезвия зерен шлифовального круга, находящиеся на режущей поверхности. Количественно главное движение характеризуется скоростью резания . Возвратно-поступательные движения вдоль оси являются движениями продольной подачи и количественно выражаются скоростью продольной подачи . Эта схема справедлива и для торцового шлифования.

Рис. 16.5. Принципиальные кинематические схемы круглого (а) и плоского (б) шлифования

Прерывистые, периодически повторяющиеся движения поперечной и вертикальной подач, действующие в промежутках между возвратно-поступательными рабочими ходами, принципиальными кинематическими схемами резания не учитываются.