16.2. Бесцентровошлифовальные станки.

Эти станки используются в крупносерийном производстве для высокопроиз­водительного шлифования поверхностей типа тел вращения малого диаметра и большой длины, а также заготовок, не имеющих центровых отверстий, и обес­печивают высокую точность и качество обрабатываемой поверхности. Это дости­гается благодаря повышенным режимам резания и сокращения времени на уста­новку, выверку и снятие заготовок.

Бесцентровая обработка позволяет уменьшить припуск на шлифование, так как заготовка центрируется по обрабатываемой поверхности (рис. 74). Повы­шенный режим шлифования возможен вследствие надежной опоры шлифуемой заготовки на нож (башмак) и ведущий круг.

Различают станки для наружного и внутреннего бесцентрового шлифования деталей. Основным параметром бесцентрово-шлифовальных станков является наибольший диаметр шлифуемой поверхности: 10, 20, 40, 80, 160 и 320 мм.

Применяются три способа бесцентрового шлифования (рис.75): шлифование «напроход», врезное и шлифование до упора. Последний способ используется для обработки заготовок, имеющих выступ.

Способом «напроход» шлифуют гладкие заготовки без выступов при непре­рывной подаче их между вращающимися кругами. Врезным шлифованием обрабатывают цилиндрические, конические и фасонные заготовки.

Заготовку устанавливают так, чтобы обработка происходила одновременно по всей длине. Поэтому высота шлифовального круга больше, чем длина заго­товки. Заготовка только вращается, а ведущий или шлифующий круг получа­ют поперечную подачу в радиальном направлении. При шлифовании кониче­ских или фасонных поверхностей шлифовальному кругу или обоим кругам правкой придается соответствующая форма рабочей поверхности.

Обрабатываемая заготовка 2 (рис. 76, а) при бесцентровом шлифовании не за­крепляется, а базируясь по наружной поверхности на опорном ноже 4 (или башмаке), контактирует с двумя кругами 7 и 3. Круг 1 - шлифующий, вращаясь с окружной скоростью 30-40 м/с, снимает припуск с заготовки, а другой круг 3 -ведущий, вращаясь с окружной скоростью 10-50 м/мин, сообщает заготовке вра­щение (круговую подачу) и продольное перемещение (осевую подачу). Продоль­ная подача сообщается шлифуемой заготовке ведущим кругом 3 либо вследствие установки его под некоторым углом а (от 1° до 8^o см. рис. 74} по отношению к шлифующему кругу 7, либо из-за наклона опорного ножа на тот же угол а. Нож и ведущий круг поддерживают заготовку и принимают на себя возникающие силы резания. Чтобы обеспечить касание ведущего круга с заготовкой по всей ширине круга, ему придают форму гиперболоида (см. рис. 74). Вследствие меньшей ско­рости вращения ведущего круга (в 60-100 раз) трение между шлифовальным кру­гом и заготовкой меньше, чем между заготовкой и ведущим кругом, поэтому ли­нейная скорость заготовки в зоне контакта соответствует линейной скорости ве­дущего круга, то есть скорость заготовки задается ведущим кругом. В качестве ве­дущих кругов используют мелкозернистые твердые круги на вулканитовой связ­ке, однако они могут быть также стальными, чугунными или алюминиевыми. Для обеспечения цилиндричности обрабатываемой заготовки ее устанавливают несколько выше центров шлифовального и ведущего кругов примерно на 0,15-0,25 диаметра заготовки, но не более 10- 12мм - во избежание вибраций.

Рис.74. Схемы работы бесцентрового круглошлифовального станка 1 - шлифовальный круг, 2 - ведущий круг, 3 - заготовка, 4 - опорный нож, V_ш -окружная скорость шлифовального круга, V_д - окружная скорость обрабатываемой детали (заготовки), V₂ - окружная скорость ведущего круга, а - угол поворота ведущего круга или наклона опорного ножа, 5 - продольная подача заготовки.

Рис. 75. Методы бесцентрового шлифования: а - врезное, б - напроход, в - до упо­ра, I - шлифовальный круг, 2 - ведущий круг, 3 - заготовка, 4 - опорный нож, 5 -упор

Рис.76. а) Схема бесцентрового шлифования

1 - шлифовальный круг, 2 - заготовка, 3 - ведущий круг, 4 - опорный нож, d_B -диаметр ведущего круга, d_ш - диаметр шлифовального круга, d_d - диаметр детали, h -превышение оси заготовки осей кругов, β - угол опоры, γ- тангенциальный угол.

Скорость продольной подачи S(м/мин) обрабатываемой заготовки (рис. 74) зависит от угла а между осями кругов и скорости вращения ведущего круга (V₂) и опреде­ляется выражением: S=V₂ Sinα, а окружная скорость вращения заготовки V_д (м/мин) - круговая подача: V_д = V₂ Соs а . При черновом шлифовании а= 1,5°- 6°, а при чистовом - а = 0,5°-1,5°.

Ножи выполняют гладкой или ступенчатой формы из легированной стали, а иногда нож оснащают пластинкой из твердого сплава.