3.19.86. Шлифование и другие виды отделочной механической обработки

Шлифование. Шлифованием называют обработку быстро вра­щающимся абразивным кругом. Абразивные матери­алы (зерна высокой твердости с острыми кромками) могут быть в свободном виде (порошки) или в связанном (цементирован­ном) в форме кругов, брусков, сегментов.

В большинстве случаев шлифование является отделочной опера­цией, обеспечивающей высокую точность (до 0,002 мм) и необхо­димый класс шероховатости поверхности (R_a = 0,15+1,2 мкм), и применяется для обработки наружных и внутренних цилиндри­ческих и конических, плоских и криволинейных поверхностей всех металлов и сплавов.

Шлифование применяют также для обдирочных работ (напри­мер, при очистке литья), для заточки режущих инструментов. Наибольшее число шлифовальных работ выполняется с исполь­зованием быстро вращающегося абразивного круга.

Окружная скорость круга составляет 8-50 м/с и выше в зависи­мости от твердости обрабатываемого материала (чем тверже ма­териал, тем меньше скорость), наличия охлаждения и других ус­ловий.

В соответствии с видом применяемых станков различают шлифо­вание круглое, бесцентровое, внутреннее, плоское и специальное (шлифование резьбы, зубчатых колес).

При вращении круга со скоростью v_K (рис. 245) и подаче заго­товки или круга множество зерен срезает материал заготовки с образованием мельчайшей стружки.

Абразивы бывают естественные и искусственные. Широко ис­пользуются искусственные абразивы: электрокорунд (кристалличе­ский оксид алюминия), карборунд (карбид кремния), карбид бора, эльбор (кубический нитрид бора), синтетический алмаз. Из естест­венных абразивов применяют алмаз и редко наждак и корунд.

В зависимости от размеров зерен абразивов их делят на шлиф- зерна — зернистость от № 200 до № 16, шлифпорошки — от № 12 до № 4 (номер указывает средний размер зерна в сотых долях миллиметра), микропорошки — от М63 до М14 и тонкие микро- шлифпорошки — от М10 до МЗ (номер определяет размер зерна в мкм) (ГОСТ 3647-80). Выбор зернистости зависит от требуемой шероховатости: для обдирочной обработки применяют крупно­зернистые абразивы, для чистовой и отделочной — мелкозер­нистые.

Связка обеспечивает получение компактных абразивных ин­струментов нужной формы и размеров и определяет их прочность и твердость. Применяют связки неорганические и органические. Наиболее распространена неорганическая связка — керамичес­кая К, составляемая из огнеупорной глины, жидкого стекла и других компонентов. Органические связки — вулканитовая В и

бакелитовая Б имеют большую прочность и упругость и приме­няются для изготовления тонких (например, отрезных) кругов, для инструментов, используемых при доводочных операциях; круги на вулканитовой связке кроме того используют в качестве ведущих при бесцентровом шлифовании.

Структура абразивных инструментов определяется отношени­ем объемов абразивных зерен, связки и пор и характеризуется номером структуры. Различают инструменты плотной структу­ры (номера структуры 1-4), на 60-56 % состоящие из зерен,абра­зива, средне-плотной (номера 5-8) — 54-48 % зерен и открытой структуры (номера 9-16) — 46-48 % зерен. На рис. 246 приведе­ны некоторые формы кругов.

Абразивные инструменты во время работы обладают способнос­тью частично или полностью самозатачиваться. Самозатачива­ние состоит в выкрашивании затупившихся зерен и обнаруже­нии острых граней зерен следующего ряда. Инструменты «засали­ваются», если твердость их слишком велика для обработки данного материала, или преждевременно изнашиваются (выкрашивают­ся), если эта твердость мала. Твердость абразивного инструмента определяется сопротивляемостью связки выкрашиванию зерен абразива под влиянием силы резания. Различают абразивные инструменты мягкие (марки Ml, М2, МЗ), среднемягкие (СМ1, СМ2), средние (CI, С2), среднетвердые (СТ1, СТ2, СТЗ), твердые (Tl, Т2).

Инструменты из эльбора и алмаза имеют стойкость в десятки раз больше инструментов из других абразивов и обеспечивают в сравнении с нцми значительно большую производительности, точ­ность и малую шероховатость поверхности. Такие круги имеют металлический или пластмассовый корпус, на котором закрепле­но абразивное кольцо. Это кольцо состоит из зерен эльбора или алмаза и бакелитовой, керамической или металлической (чаще из сплавов на медно-оловянной основе) связи.

Помимо шлифовальных кругов к абразивным инструментам относятся бруски, сегменты и головки. При притирке и доводке используют также абразивные порошки и пасты.

Шлифовальные станки. В группу шлифовальных станков входят станки для круглого шлифования (центровые круглошлифовальные, бесцентрово-шлифовальные, внутришлифо- вальные), станки для плоского шлифования, притирочные и по­лировальные, заточные, обдирочные шлифовальные, Э.. -ТЯКЖ6 специализированные и специальные.

Фрезерование, фрезы и вспомогательные инструменты.

Фрезерование является одним из высокопроизводительных и распространенных способов обработки резанием, его применяют для получения плоских или профильных(фасонных) гладких, рифленых поверхностей деталей, получения пазов, различных канавок.

Фрезы в зависимости от положения режущей кромки относительно оси бывают с прямым и винтовым зубом: по форме задней поверхности зуба фрезы бывают затылованные и незатылованные (остроконечные)

По назначению фрезы бывают подразделяются на следующие:

А) для обработки плоскостей– цилиндрические и торцовые

Б) для выемки пазов и щлицев – дисковые, пазовые, концевые, одноугловые, двуугловые, Т-образные

В) для получения фасонных поверхностей – фасонные, модульные, червячные

Г) для резки металлов – отрезные (пилы круглые)

Каждый зуб фрезы имеет такие же элементы, как резец или любой другой режущий инструмент, и, врезаясьв металл, снимает стружку. Весь припуск заготовки можно разделить на части, последовательно срезаемые зубьями фрезы. Эти части ограничены одинаковыми циклоидальными поверхностями и имеют переменную толщину. Легко видеть, что при фрезерование каждый зуб работает периодически. Это существенная особенность, выгодно отличающая фрезерование от других видов обработки (например, точения или сверления), где режущие кромки инструмента нагружены в процессе резания непрерывно. Продолжительность контакта фрезы с заготовкой определяется углом контакта.

Действительная скорость резания определяется по формуле:

_д = пDn_д/1000, м/мин

Основное время обработки определяется по формуле:

Т₀=L/S_м , мин

Приспособления для фрезерных станков в зависимости от назначения делятся на приспособления, предназначенные только для закрепления заготовки в требуемом положении ( машинные тиски различных конструкций) и приспособления, выполняющие делительные функции( делительные столы, делительные головки).

ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ И РАБОТЫ, ВЫПОЛНЯЕМЫЕ НА НИХ

Фрезерные станки разделяются на консольные, бесконсольные, продольные, портальные, карусельно-фрезерные, барабанно-фре- зерные, копировальные и специальные. В зависимости от поло­жения шпинделя различают горизонтальные и вертикальные стан­ки, в зависимости от наличия поворотного стола — простые и универсальные.

Консольные станки предназначены для обработки небольших по высоте и нетяжелых заготовок, что определяется размерами столов (до 500 х 2000 мм) и наибольшим расстоянием (до 500 мм) от стола до торца шпинделя (у вертикальных) или до его оси (у горизон­тальных).