13. Обработка заготовок на шлифовальных станках. Режущий инструмент. Приспособления. Методы обработки деталей машин абразивным инструментом. Физические основы процесса шлифования.

Шлифование – это процесс резания металлов с помощью абразивного инструмента, режущим инструментом которого являются зерна (шлифовальный круг). Зерна, обладающие высокой стойкостью, теплостойкостью и имеющие острые кромки, соединены специальными образующими веществами в шлифовальные круги, сегменты, головки, бруски,шкурки. Применяются зерна так же в виде паст и порошков.

Выступающие зерна абразивного материала, прочно закрепленные в шлифовальном круге образующим веществом при вращении круга с высокой скоростью резания срезают (царапают слой металла с заготовки в виде очень мелкой стружки. Процесс стружкообразования при шлифовании приближается к резанию, осуществляемому зубом фрезы

Стружка имеет тот же вид что и при фрезеровании, несмотря на малые ее размеры.

Повышение температуры при шлифовании до 1000-15000С возникает в результате наличия у зерен своеобразной геометрии режущей части (отрицательного переднего угла ) и повышения скорости резания до 80 м/с. С увеличением износа зерен температура при шлифовании повышается, что может вызвать деформацию детали, прижог, структурные изменения, трещины на обработанной поверхности. Для снижения температуры при шлифовании сталей применяют обильное охлаждение 10-60 л/мин. СОЖ способствует также удалению абразивной и металлической пыли из воздуха и очищению пор круга от подуктов отхода. СОЖ позволяет повысить производительность и уменьшить шероховатость обработанной поверхности. При шлифовании сталей в качестве СОЖ применяют эмульсию, при шлифовании аллюминия и его сплавов – керосин или смесь керосина с минеральным маслом. Чугун шлифуют без охлаждения, но должны работать пылеотсосы. Наряду с общими явлениями, присущими и другим видам обработки резанием. Процесс шлифования имеет особенности:

1. Режущая кромка шлифовального круга прерывистая т.к. зерна отстоят друг от друга на некотором расстоянии

2. Зерна шлифовального круга неправильно округленной геометрической формы правильно расположены в круге, что является причиной отрицательного и непостоянного значения переднего угла .

3. В процессе работы шлифовальный круг может самозатачиваться, т.е. под действием нагрузки зерно выкрашивается из связки, обнажая новые острые зерна, которые продолжают резание.

4. Зерна подвергаются большому трению о поверхность заготовки

5. Процесс снятия стружки происходит за малое время.

Абразивные материалы делят на две группы:

естественные (алмаз, корунд, наждак) исскуственные (электрокоррунд, карбид кремния, бора, синтетический алмаз, эльбор)

Электрокорунд (исскуственный корунд является кристалической окисью алюминия. Различают 4 вида электрокорунда Электрокорунд нормальный (90-95% Al2O3) 12A, 13A, 14А, 15А, 16А. Электрокорунд БЕЛЫЙ (97-99 Al2O3) имеет более высокие режущие свойства 22А,…,25А (качество возрастает) Монокорунд используется для шлифования трудообрабатываемых сталей (97-98% Al2O3). 43А, 44А, 45А Легированный электрокорунд (хромистый -32А, 33А,34А титанистый 36А, 37А и более проч Карбид кремния (карбокорунд) химическое соединение SiС. Различают двух видов: черный – 53С, 54С, 55С зеленый 63С, 64С более качественный. Он имеет высокую твердость и обеспечивает большую производительность. Используется для заточки инструментов, иногда для правки шлифовальных кругов.

Абразивные материалы дробят, затем сортируют по размерам.

В зависимости от размера зерен установлены их номера (зернистость):

шлифзерно – 200, 160, 125, 100, 80, 63, 50, 40, 32, 25, 20, 16.

шлифпорошки – 12, 10, 8, 6, 5, 4, 3

микропорошки – М63, М50, М40, М28, М20, М14

тонкие микропорошки – М10, М7, М5

эльборовые зерна Л250/200(величина зерна)

Для соединения зерен в одно целое применяют связуюшие вещества – связки, от которых зависит прочность удержания зерна в круге. Связки делят на

- органические 1)вулканитовая (В) бакелитовая (Б) глифталивая

- неорганические 2) керамическая (К1, К3, К5) магнезиальная силикатная

Твердость абразивного инструмента – способность связки удерживать зерно.

Шкала твердости

М1 – М3 – мягкий СМ1-СМ2 – средне мягкий С1-С2 – средний СТ1-СТ3 средне твердый Т1-Т2 – твердый ВТ1-ВТ2 – весьма твердый ЧТ1-ЧТ2 – чрезвычайно твердый 1,2,3 – характеризуют твердость абразивного инструмента в порядке ее возрастания. Структура абразивного инструмента характеризует его строение в зависимости от количественного соотношения между зернами, связкой и порами в единице объема. Различают: Плотную структуру 0…3 Среднюю 4…6 Открытую 7…12 Номер структуры определяет промежутки межу зернами. Чем больше номер, тем больше промежутки. При увеличении номера уменьшаются прижоги.

Форма абразивного инструмента

Различают шлифовальные круги:

• плоские прямого профиля. Применяются при круглом и плоском шлифовании

• плоские круги с односторонним коническим профилем. Применяются при зубо- и резьбошлифовании.

• плоские круги с выточкой

• плоские круги с двусторонней выточкой. Применяются при бесцентровом шлифовании (ведущие круги)

• Цилиндрические круги-чашки. Используются для заточки инструмента при плоском шлифовании торцом круга

• Конические чашечные круги. Используются для заточки режущего инструмента плоским шлифованием торцов круга

• Тарельчатые круги. Применяются для шлифования режущего инструмента и шлифования зубьев колес

Алмазные и эльборовые круги.

Эльборовые круги являются самыми перспективными для применения в инструментальном производстве т.к. имеют высокую стойкость, высокую скорость резания, применяются для обработки деталей с высокой твердостью. Круги имеют алмазоносное (эльборовое) кольцо толщиной до пяти мм закрепленное на корпусе из дураллюмина. Для всех шлифовальных кругов характерна высокая прочность. Они применяются для обеспечения точности при обработке в основном закаленных деталей на круглошлифовальных, внутришлифовальных, плоскошлифовальных и бесцентровошлифовальных станках.

Главным движением в шлифовальном станке является движение шлифовального круга. Движения подачи различны и могут выполняться узлами несущими как изделия так и шлифовальный круг, что зависит от компановки станка.

Приспособления, используемые на крулошлифовальных станках, патроны, люнеты, планшайбы поводковые в комплекте с хомутиком, центр упорный, оправки и др.

Обрабатываемая заготовка не закрепляется, а базируется на опорном ноже, контактирует с двумя кругами: один круг – шлифовальный, второй – ведущий. При их вращении заготовка тоже начинает вращаться и получать поступательное движение (движение подачи)