Бесцентровое шлифование.

Рис. 10. Схемы бесцентрового шлифования.

а -общая схема; б-с продольной подачей;

в — с поперечной подачей; 1 — шлифовальный круг; 2 —обрабатываемая деталь; 3 — ведущий круг; 4 -опора (нож)

Деталь 2 не закрепляется в центах, как на круглошлифовалных станках, а свободно (без крепления) помещается между двумя шлифовальными кругами (Рис.10) из которых круг 1 (большего диаметра) является шлифующим, а круг 3 — меньшего диаметра — ведущим кругом, который вращает деталь и сообщает ей продольную подачу. Шлифующий круг вращается с окружной скоростью 30— 35 м/сек, ведущий круг имеет скорость 20—30 м/мин. Обрабатываемая деталь поддерживается опорой со скосом, имеющей форму ножа.

Устройство для измерения шеек ступенчатого вала

Благодаря скосу, направленному в сторону ведущего круга, деталь прижимается к этому кругу.

Опора устанавливается таким образом, чтобы центровая ось обрабатываемой детали находилась выше линии центров круга (на половину диаметра детали, но не более 15 мм). Если центровая ось детали будет лежать на прямой линии, соединяющей центры шлифующего и ведущего круга, то деталь может получиться не цилиндрической формы, а с огранкой. На бесцентровошлифовальных станках можно шлифовать детали, имеющие форму тела вращения с цилиндрическими, коническими и фасонными поверхностями.

Бесцентровое шлифование может производиться двумя способами. Выбор того или другого способа зависит от формы обрабатываемой детали.

1-й способ — продольной подачи (сквозное шлифование «на проход» — рис. 10, а, б);

2-й способ — поперечной подачи (врезания — рис. 10, в).

Шлифование способом продольной подачи применяют для шлифования валов, втулок, поршневых пальцев, поршней и других деталей цилиндрической формы (без буртиков); шлифуемая деталь поступает с одной стороны станка, а выходит — с другой. Для осуществления этого движения (сквозной подачи) ведущий круг устанавливается под углом наклона =1-5 к оси круга. С изменением угла наклона ведущего круга изменяется величина подачи: чем больше угол, тем величина подачи больше, а класс шероховатости шлифованной поверхности меньше. Окружную скорость ведущего круга _B,_K (рис. 10, а) можно разложить на две составляющие; д — перпендикулярную оси шлифуемой детали и равную окружной скорости вращения этой детали и s.— параллельную оси шлифуемой детали, равную скорости ее подачи вдоль оси.

На рис. 10, а видно, что окружная скорость вращения детали равна:

. Скорость подачи вдоль оси: .

Для приближения величины подачи к действительной необходимо ввести поправочный коэффициент на скольжение детали в пределах 0,95-0,98 в зависимости от угла наклона ведущего круга: для  коэффициент принимается равным 0,98, для угла  = 5° -0,95.

Минутная подача шлифуемой детали колеблется от 1000 до 4000 мм.. Глубина шлифования при отделочных проходах составляет 0,01 — 0,03мм (при черновых ходах -0,05—0,10 мм).

При сквозном шлифовании за несколько ходов можно достигнуть точности обработки 0,003-0,005 мм для деталей диаметром до 30 мм.

Основное время для бесцентрового шлифования с продольной подачей определяется по формуле ,мин. ,мм/мин.

Здесь - длина шлифуемой поверхности в мм; т — число деталей в партии, шлифуемых непрерывным потоком; В_к — высота круга в мм; -число ходов; s_M —продольная подача в мм/мин; _в._к — диаметр ведущего круга в мм; k — коэффицент, учитывающий точность шлифования; _в._к — число оборотов ведущего круга в минуту; -угол наклона ведущего круга в град;  — коэффициент скольжения.

Шлифование способом поперечной подачи (способом врезания).

Осуществляется поперечной подачей ведущего круга по направлению к шлифующему кругу. Перед этим деталь укладывается на опору сверху или сбоку. По окончании шлифования или, когда будет достигнут необходимый размер, ведущий круг отводится, деталь снимается и закладывается новая. При этом способе оси ведущего и шлифующего кругов параллельны.

Подача ведущего круга принимается от 0,003 до 0,01 мм на один оборот детали.

Шлифование способом врезания применяется главным образом при обработке деталей с буртиком или имеющих форму конуса. Для шлифования конусных деталей ведущий круг заправляют на конус, при этом опору (нож) устанавливают наклонно (под углом).

Рис. 64. Схема автоматического шлифования методом врезания:

а — схема шлифования с по» мощью ведущего круга, выполненного по спирали; б — профиль ведущего круга, выполненного по спирали

1 — шлифоваль­ный круг; 2 — обрабатываемая деталь; 3 — приемный паз; 4 — ведущий круг; 5 — опорный нож.

Весь цикл шлифования протекает за один оборот ведущего круга 4, который разделен на три участка (рис.11, б): А — участок быстрого врезания шлифовального круга; Б — участок рабочей поперечной подачи; В— участок выхаживания; Г — участок загрузки и выгрузки обрабатываемой детали. На участках ведущего круга А и Б спираль имеет подъемы, соответствующие величинам подач; на участке В периферийная поверхность ведущего круга выполнена по окружности.

При этом способе трудно обеспечить высокую точность детали, поэтому он применяется в основном для предварительного шлифования.

Бесцентровошлифовальные станки обладают рядом преимуществ перед обыкновенными круглошлифовальными станками:

1) более высокая производительность, что является основным преимуществом. При сквозном шлифовании подача, достижение необходимого размера, удаление детали со станка и другие действия совершаются автоматически.Рабочий только закладывает новые детали в станок и наблюдает за ходом процесса шлифования;

2) не требуется центрования деталей, благодаря чему можно назначать значительно меньший припуск под шлифование, так как исключаются ошибки, возникающие из-за неправильного центрования;

3) нет необходимости применять люнеты при шлифовании длинных валов (до 6 м);

4) благодаря простоте управления станком высокая точность обработки достигается при обычной (средней) квалификации шлифовщика;

5) станок легко автоматизируется и встраивается в автоматические линии.

С другой стороны, некоторые особенности бесцентрового шлифования в ряде случаев ограничивают его применение. К наиболее существенным из них относятся следующие:

1) при бесцентровом шлифовании нельзя достигнуть точной концентричности наружной и внутренней цилиндрических поверхностей;

2) у ступенчатых валиков нельзя шлифовать каждую ступень отдельно, так как не обеспечивается концентричность окружностей ступеней. У двухступенчатых валиков надо шлифовать одновременно обе ступени, имея для каждого диаметра валика два круга (шлифующий и ведущий);

3) настройка и регулировка бесцентрово-шлифовальных станков, особенно при шлифовании ступенчатых валиков, требуют значительной затраты времени, что окупается только при больших партиях деталей, в крупносерийном или массовом производстве.

Шлифование абразивной лентой (ленточное шлифование). За последнее время большое развитие получило шлифование абразивной лентой. Ленточное шлифование осуществляется либо при свободном натяжении ленты, либо с поджимом ее специальным роликом.

Этот вид обработки применяется для шлифования различных поверхностей — цельных и прерывистых и различается в зависимости от форм и свойств применяемых опорных элементов.

Рис. 12. Схемы шлифования абразивной лентой:

а — свободной лентой; б — контактное шлифование; в — бесцентровое ленточное шлифование

Приведем некоторые наиболее распространенные схемы обработки (рис. 12).

На рис. 12, а показано шлифование свободной лентой. Деталь 3 вручную прижимается к бесконечной абразивной ленте 2 в зоне, расположенной между ведущим 1 и натяжным 4 шкивами. На рис. 12, б изображено контактное шлифование, при котором деталь 1 обрабатывается в зоне охвата лентой 3 ведущего (контактного) шкива 2, воспринимающего давление детали.

На рис. 12, в представлено бесцентровое ленточное шлифование вала 2 лентой 3, натянутой между ведущим шкивом 4 и натяжным шкивом. Обрабатываемый вал, опираясь на нож 5, вращается ведущей лентой 1.

Абразивные ленты изготовляют на бумажной или тканевой основе; ленты на бумажной основе применяют лишь при сухом шлифовании, т. е. без охлаждения.

Зернистость абразива для лент (по ГОСТ 3647—71 «Абразивные материалы в зерне») колеблется от 80 до 3 и выбирается в зависимости от припуска на обработку: при черновом шлифовании — от 80 до 20, при чистовом — от 16 до 8, при тонком — от 6 до 3.

При шлифовании абразивом зернистостью 16—10 можно получить качество поверхности до 9-го класса шероховатости, а при зернистости 6—3 — до 11-го класса шероховатости.

Имеющиеся экспериментальные данные рекомендуют следующие режимы ленточного шлифования цилиндрических деталей:

Скорость абразивной ленты (скорость шлифования):на бумажной основе v = 16 м/с, на тканевой основе v = 26 м/с. Продольная подача принимается в зависимости от диаметра (d) шлифуемой детали:

d, мм	, м/мин.
От 5 ДО 10	5
Свыше 10 до 25	3-4
» 25 » 40	1-2
» 40 » 60	0,5-0,8

Основные преимущества обработки абразивными лентами по сравнению с обработкой абразивными кругами заключаются в следующем:

1. Станки для ленточного шлифования в несколько раз дешевле и занимают меньше площади, чем круглошлифовальные станки;

2. Обслуживание станков для ленточного шлифования проще, и работа на них безопаснее. Смена абразивной ленты производится в течение 2—3 мин.

3. При шлифовании абразивным кругом диаметр круга по мере его изнашивания уменьшается, вследствие чего скорость и эффективность обработки снижаются. При работе абразивной лентой скорость ее перемещения и радиус кривизны во время обработки сохраняются постоянными.

К недостаткам обработки абразивными лентами следует отнести:

1) затруднительность достижения высокой точности обработки;

2) трудность шлифования уступов;

3) сложность механизации и автоматизации данного метода обработки.