Процессы и операции формообразования. Режимы резания. Учебное пособие

51

7. РЕЖИМЫ РЕЗАНИЯ ПРИ ШЛИФОВАНИИ

Плоскошлифовальные станки предназн

для шлифования

плоско тей

азличных дет

периферией кругаченыв условиях единич-

ного и серийного производствалей.

Движен ем резания является враще ие шпинделя шлифовальной

бабки с абразивным кругом (V).

подача − прямолинейное

возвратно-поступательное движениеПродольнаястол деталью (Sпрод). Попереч

ая (Sпоп)

вертикальная подачи (S ) − периодические

поступатель-

ные

перемещения, сообщаемые шлифовальной бабке с аб азивным

кругом. Вспомогател ые

− установочные

быстрые

пе

ремещения шлифовальной движениябабки поперечном и

вертикальном

а

правлениях. Дисковый абразивный круг закрепляют

а конце шпинде-

формышлифовр

а можно закрепить либо непосредственнсимостина столе

ля

альной бабки. Обрабатываемую деталь

зави

от

станка, либоазмермагнитной плите. Стол с деталью получает прямоли

ейное возвр

-поступательное движение в продольном н

авле-

нии. Длина ходатностола определяется длиной и расположением

апрн столе

шлифуемой детали.

При ш ифовании деталей, ширина которых больше ширины кру-

га, шлифовальной бабке сообщ

я поперечная подача

после каждого или двойного ходаетсястолпериодическ. После

о прохода шли-

фовальной б

сообщается вертикальная подачаждогполного снятия

всего припускабке.

станки предназначены для наружного

шлифКруглошлифовальныеания центрах цилиндрических, пологих конических и торцо-

вых

поверхностей

деталей.

шлифоваль-

Движением резания является вращение шпинделя

н й бабки с абразивным кругом (V).

подача (Sкр)

ется

поводковому

патрону, находящемусяКруговаян шпинделе переднейсообщ бки.

Продольная подача (Sпрод) − прямолинейное возвратно-

оступательное движение стола деталью. Поперечная подача (Sпоп)

авляет собой периодическое перемещение шлифовальной бабки

предств адиальном

аправлении за ход стола. Вспомогательные

ния−

продольное

перемещение стола, ручное поперечндвижепе

ремещенручноешлифовальной бабки, а также быстрый отвод

шлифоваль-

ной бабки гидроприводом.

Обрабатываемая деталь закрепляется в неподвижных центр

передней

задней бабок, уст

на поворотной плите столах.

При

помощи

поводкового патронановленныхшлифуемой детали сообщается

вращательное движение,

окружная скорость которого соответствует

52

скорости круговой подачи. Шлифов льный круг, закреплённый на

шпинделе шлифовальной бабки, вращается с постоянным числом обо-

ротов. При шлифовании цилиндрических деталей ось центров бабок

устанавливают параллельно

аправляющим стола,

при шлифовании

ко ических деталей

плиту располагают

так, чтобы ось

центров бабок составлялповоротнуюс аправляющими стола угол, равный поло-

вине угла конуса обрабатываемой детали.

На круглошлифовальных станках могут быть использованы сле-

дующие схемы обработки:

1. Способ продольной подачи, при котором за каждый оборот

шлифуемой детали последней сообщается продольное перемещение на

величину, составляющую от 0,25 до 0,7 ширины шлифовального кру-

а; для снятия же всего припуск на обработку в конце

аждого или

двойного хода стола шлифовальной бабке сообщается микрометриче

ская поперечная подач . Этот способ применяется только для обработ

ки поверхностей вращения

прямолинейной образующей и обеспечи-

вает максимальную точность обработки.

в деталь при отсутствии

2. Способ врезания

продо ьной подачи. При шлифовальногоэтом ширин кругкругадолжн

быть больше дли-

ны шлифуемого

участка. Данный способ хар

я

высокой

тельностью,

позволяет шлифоватьактеризуетсцилиндрические,

производтак конические

фасонные поверхности вращения.

3. Способ глубинного

шл фования, при котором шлифов

круг, имеющий з

коническую

часть, уст навливают

альныйпол-

ную глубину припускаборную

обработку. Наиболее часто

данный способ

шлифования применяется для обработки жёстких валов, не требующих

высокой точности изготовления.

станки

предназн

Бесцентровые

для наружного шлифованиякруглошлифовальныеадких цилиндрических деталейаченытип

валиков, поршневых пальцев, стержней, колец, роликов и других по

добных деталей методом п одольной подачи и, кроме того, для

а

ружного шлифования тел

вращения фасонного профиля и цил ндри

ческих деталей ступенчатой формы методом радиальной подачи в ус-

ловиях серийного и массового производства.

шлифующего круг

(V).

Движением резания является вращ

Движен я подач − вращение осевое

перемещение обраб

аемой

заготовки и радиальное перемещение

бабки

ведущего

кругатыв(Sрад).

53

круга и перемещение приспособлений для правки шлифующего и

ведущего

кругов.

деталь устанавливают между шлифующим и

Обрабатыв

ведущим кругамиаемуюопорном ноже так, чтобы центр детали был не-

сколько выше линии

центров обоих кругов.

Шлифующему кругу сообщается быстрое вращательное движе-

ние, окружная скорость которого должна соответствовать

для

альных операций

резания и

а бытьпринятойаправ-

ленашлифовточке касания

детальюскоростив рону опорногодолжножа. Ведущему

кругу акже сообщается вращ

движение в том же направле

нии,

что

и шлифующему кругу,ательноесо зн

меньшей скоро-

тью, соответствующей скорости круговойачительнопод

детали. Система

сил,

действующая на деталь со

абразивных кругов и опорного

ножа, заставляет её вращатьсястороныокружной скоростью, пр

равной окружной скорости вращения ведущего круг . Салазкиактически

ным ножом и бабкой ведущего круга устанавливают

ак, чтобыопорас

стояние между

ази ными кругами точно

соответствовало заданно-

му ди

обрабратываемой детали.

круга ус-

аметруПри аботе мет дом продольной подачи ось

танавливают под

небольшим

углом (1...6°)

оси детали,ведущегорезультате

чего появляется осевая составляющая

окружного

усилия, под действи

ем

деталь перемещается вдоль своей оси. При работе мето-

домкоторогоадиальной подачи ось ведущего круга р

агают параллельно

оси детали или под незначительным углом наклонаспол(не более 1°). Про-

дольная подача

эт м случае отсутствует. Радиальная подача сообщ -

ется бабке ведущего

круга. Обработка при этом методе

ания

по жёсткому упо у, который устанавливаютшлифовсоответ-

производитсяствии аданным диаметром

обрабатываемой детали.

Внутришлифовальные станки-полуавтоматы являют я произво

дительными. После з

детали в патроне и пуск станка шли-

фовальный круг

акреплениязаготовке с ускоренной подачей,

меняя её

автоматически наподходитачу для чернового шлифов

. Он проводит

обработку до тех пор, пок не останется припуск н

чистовое шлифо-

вание; далее шлифовальный

круг выходит из деталиания автоматически

правится алмазом перед чистовым шлифованием, которое производит-

ся при меньшей подаче

большей скорости вращения детали.

Оптимальными

режимами резания при шлифовании являются

режимы, которые

ают высокую

ость, н и

54

Основные параметры резания при шлифовании (табл. 7.1):

− скорость вращательного или поступательного движения заго-

товки Vз, м/мин;

t, мм, − слой металла, сним

пери-

− глубина шлифов

ферией или торцом круганияв результате поперечной под

аемыйкаждый

ход или двойной ход при круглом или плоском шлифовачинии и в ре-

зультате

адиальной под

при врезном шлифовании;

круга в

−

продольная подачачиs − пе

шлифов

направлении его оси в

миллиметрах

а один оборотальногоз готовки

при

круглом

ании или в миллиметрахемещениеа каждый ход стола

плоском

шлифовании периферией круг .

Определение режимов шлифования следует проводить в опреде-

лённой последовательности:

инструмента (например, шлифоваль-

− выбрать характеристи

ного круга) и установить его окружную скорость;

ход)

− выбрать поперечную подачу (от 0,005 до 0,09 мм за двойной

направлении снятия припуска и определить число проходов,

обеспечивающих снятие всего

рипуска;

назначить продольную

подачу;

ать окружную скорость детали;

−

подобрассчитать силы резания и

скорректировать по паспортумощность;анка полученные режимы об-

работки.

Таблица 7.1

Параметры резания при

видах шлифования

конструкционных металловразличных

сплавов

ваемый

процессактеристик

а

рость

заго

инструментальныхшлифов подач

s

подачальн

ая

Обрабаты-

Хар

Ско-

Ско

Глубин

Продольная

Ради

материал

шлифования

круга

Vз, м/мин

t, мм

6

sр, мм/об

1

2

Vк,3м/c

4

5

7

Круглое

наружное

шлифование

С

подачейпродольнойа каждый

ход:

2 25

0,01-0,025

3 7

-

предварительное

30-35

–

С– окончательное

15-55

0,005-0,015

(0,2-0,4)В

али Конструкционные инструменталь металлы

– окончательное

20-40

–

–

0,001-0,005

подачейпродольнойа

20-30

0,015-0,05

(0,3-0,7)В

двойной ход

Врезное:

предварительное

30 50

0,0025-0,075

56

Окончание табл. 7.1

1

2

3

4

5

6

7

На станках с

Плоское шлифование

торцом круга

прямоугольным

столом:

4-12

15

4

предварительное

–

– окончательное

2-3

0,005-0,01

На станках с

25-30

круглым ст лом с

вертик

и

подачейальнойкаж-

дый оборот стола:

0,015-0,03

–

предварительное

10-40

–

стали

– окончательное

0,005

металлы

На станках с круг-

лым столом одно-

Конструкционные инструментальные

проходного шли-

-

фования с автом

тической подачей

заготовок:

0,1-0,15

предварительное

2-3

–

– окончательное

0,005

Заточка

и доводка режущих

инструментов

Инстру-

Заточка

25

0 3 0

t=0,02-0,04мм/дв. ход

–

менталь-

18-32

t=0,005-0,01 мм/дв. ход

Доводка*

0 5

ные стали

15

1,0-1,5

t=0,01 мм/дв. ход

ая

Предв

Твердые

заточкарительн

25

5

2

t=0,03 мм/дв. ход

–

сплавы

Чистов

заточка

20-30

t=

1-

мм/дв. ход

Доводкая

0,1-0,7

t=0,005-0,02

мм/дв. Ход

– алмазные

круги.

*ИнструментПр ч ния: 1. В – толщина

а, мм.

2. Для асчета мощности при круглом шлифовании, если

ачение продольной

подачи приведено

м/мин, вычисляют продольную подачу в мм/об знаготовки по

s(мм / об) = s(м

π d

/ мин) 1000 Vз ,

где d – диаметр заготовки, мм; V – окружная скорость заготовки, м/мин.

Круглое шлифование наружных цилиндрических и конических

поверхностей производят со скоростью вращения детали (в зависимо-

сти от её диаметра) от 10

до 50 м/мин; скорость шли

ального круга

принимают в среднем 30 м/сек‚ при использовании пфовчных кругов −

50 м/сек. Продольная подач

глубина резания варьируются в зависи-

57

окончательном шлифовании выбирается в пределах от 0,2 до 0,5 высо-

ты круга; глубина резания варьируются от 0,005 до 0,02 мм на каждый

проход.

Поэтому шлифование отверстий малых диаметров проводят при

сравнительно небольших скоростях. При чистовом внутреннем шли

фовании поперечная подача в зависимости от диаметра

тре-

0,015 мм; чем меньше диаметр отверстия

чем вышеотверстия,го требуемая

буемой точности и шероховатости принимается в пределах

0,003 до

то ность, тем меньше принимается величина подачи. Продольная по-

дача выражается в долях высоты круга

принимается при чистовом

шлифовании предел

от 0,2 до 0,3, а при черновом шлифования − от

0,6 до 0,8

высоты кругах.

При бесцентровом шлифовании окружная скорость вращения

шлифующего круга принимается в пределах от 30 до 35 м/сек, веду-

щий круг имеет скорость от 20 до 30 м/мин.

Минутная подача обрабатываемой детали варьируется от 1000 до

4000 мм. Глубина шлифования при отделочных проходах принимается

от 0,01 до 0,03 мм, а при черновых проходах составляет от 0,05 до 0,10

мм.

Основное время для внутреннего шлифования с продольной по-

дачей круга, мин:

to =

a

k,

где а − припуск

n

s

а сторону, мм;

дв.х

дв.х

nдв.х − число

двойных ходов стола в минуту:

n

=

Vпр.х

1000

,

дв.х

где sдв.х − поперечная подача за один двойной ход стола (глубина реза-

ния), мм;

k − коэффициент, учитывающий точность шлифования;

Vпр.х− скорость продольного хода стола, м/мин:

V

х

=

s n

,

пр.

где s − продольная подача за один оборот детали, мм (s = s д·Bк, где sд −

продольн

подача з

один оборот детали в долях высоты шлифоваль-

ного кругаяBк, выраженной в мм);

58

n − число оборотов детали в минуту;

L − длина хода стола, мм.

Длина продольного хода стола:

− при шлифовании на проход, мм:

L = lo − (0,2 0,4) Bк ;

− при шлифовании в упор, мм:

L = lo − (0,4 0,6) Bк ,

где lo − длина шлифуемой поверхности,

м;

Bк − высота шлифовального круга, мм.

Основное время для плоского шлифования торцом круга, мин:

a

1

to

=

s n

m k,

где a − припуск сторону, мм;

в

sв − вертикальная подача круга а один оборот стола, мм;

n − число оборотов стола

минуту;

m − количество деталей, одновременно устанавливаемых на столе;

k − коэффициент, учитывающий точность шлифова ия.

Основное время для шлифования торцом круга на станках про-

дольного типа, мин:

to =

L a

1

V

1000

s

m k,

пр.х

в

где L − длина хода стола, мм;

стола, м/мин;

Vпр.х − скорость продольного ход

sв − вертикальная подача круга на

один проход, мм.

Основное время для шлифования периферией круга на станках

продольного типа, мин:

to =

(b + 2 b1 )

a

1

s

s n

m k,

шир.

дв.х

59

Основное время для круглого наружного шлифования c продоль-

ной подачей, мин:

L

a

L

to = n s

s

поп.

k = n s

Д

B

s

k,

где L

длина

к

поп.

хода стола, мм;

а

припускпродольногоа сторону, мм;

n

− число оборотов детали в минуту;

− продольная подача в мм на один оборот детали;

sпоп. − поперечная подача круга за один проход (глубина резания) в

мм;k − коэффициент,

ающий точность шлифования;

sД – продольная подачаучитыв долях высоты круга на один оборот дета-

ли; Вк (Н) – высота круга, мм.

Длина продольного хода стола L

− при шлифовании на проход, мм:

L

=

Lo

− (0,2

0,4) Bк ;

− при шлифовании в упор, мм:

L

=

L

− (0,4 0,6) B ,

где L − длина шлифуемой

o

мм.

к

Основное

время для круглогоповерхности,аружного шлифования с попереч-

ной подачей круга, мин:

to

a

k,

=

n

s

поп.

где sпоп. − поперечная подача на один оборот детали (глубина резания)

в мм. Основное время для бесцентрового шлифования с продольной

подачей, мин:

to

l

m +

B

i k,

=

o

s

m к

s

D

М

М

= π

n

sinα µ,

В.К В.К

где lo − длина шлифуемой поверхности, мм;

60

m − число деталей в партии, шлифуемых непрерывным потоком;

Вк

− высота круга, мм;

і − число ходов;

sМ

− продольная подача, мм / мин;

DВ.К − диаметр ведущего круга, мм;

k − коэффициент, учитывающий точность шлифования;

nВ.К − число оборотов ведущего круг в минуту;

α

угол

аклона ведущего круга, град;

µ − коэффициент скольжения.

Основное время для бесцентрового шлифования способом вреза-

ния, мин:

t

=

a

k,

n sпоп.

где а − припуск на диаметр, мм;o

n − число оборотов дет

в ми уту;

sпоп. − поперечная подачалина

одни

оборот детали (глубина резания)

в мм;

k − коэффициент, учитывающий точность шлифования.

Режимы ленточного шлифования цилиндрических деталей: ско-

рость абразивной ленты бумажной основе V = 16 м/сек, на тканевой

основе V = 26 м/сек.

Эффективная мощность, кВт, при шлифовании периферией

круга с продольной подачей

V r tx sy d q ,

N

= C

N

з

– при врезном шлифовании периферией круга

N

= C

N

V r sy

d q bz ,

з

p

– при шлифовании торцом круга

tx bz ,

где d – ди

N =

C

V r

шлифования, мм;N

з

b – ширинаметршлифования, мм, равная дл не шлифуемого участк -

готовки при круглом врезном шлифовании и поперечному размеру

поверхности заготовки при шлифовании торцом круга.

Значения коэффициента СN

и показателей степени в формулах

приведены в табл. 7.2.