2.2. Чистовая обработка
Чистовую обработку наружных поверхностей шпинделя можно выполнять методами абразивной или лезвийной обработки. Выбор того или иного технологического метода во многом определяется традициями предприятия, имеющимся оборудованием и инструментом. В целом лезвийная обработка производительнее абразивной.
При лезвийной обработке практически исключена вероятность термического повреждения обработанной поверхности (прижог). Кроме того, при лезвийной обработке не происходит шаржирования поверхности, и в поверхностном слое создаются напряжения сжатия, что весьма благоприятно сказывается на работоспособности опор под подшипники скольжения. Абразивная обработка позволяет обеспечить более высокую точность размеров и, что бывает особенно важно для прецизионных шпинделей, точность формы обработанных поверхностей.
Абразивную обработку наружных поверхностей в единичном производстве выполняют на универсальных круглошлифовальных станках и круглошлифовальных станках с ЧПУ. В серийном производстве используют круглошлифовальные станки-полуавтоматы и круглошлифовальные станки с ЧПУ. В зависимости от требований к точности и качеству поверхностей, в технологическом процессе может быть от одной до трех шлифовальных операций, последовательно приближающих параметры обрабатываемой поверхности к заданным.
При обработке наружных цилиндрических поверхностей используют как продольное, так и врезное шлифование (рис. 4.17).
Врезное шлифование применяют при обработке относительно коротких поверхностей (до 50 ... 80 мм). Основное преимущество врезного шлифования - высокая производительность, превышающая даже производительность лезвийной обработки. Недостатком этой схемы обработки является необходимость частой и точной правки шлифовального круга для обеспечения высокой точности продольного сечения обрабатываемой поверхности.
Рис. 4.17. Схема обработки наружных цилиндрических поверхностей методами врезного (а) и продольного (б) шлифования
Продольное шлифование является более универсальным методом обработки. Длина обрабатываемой поверхности ограничивается только величиной продольного перемещения стола круглошлифовального станка. При продольном шлифовании ниже требования к точности профиля шлифовального круга.
При продольном и врезном шлифовании цилиндрических поверхностей применяют круги прямого профиля (тип ПП). При шлифовании цилиндрической поверхности с одновременной подшлифовкой прилегающего торца применяют круги с выточкой (форма ПВ), с конической выточкой (форма ПВК) или с двухсторонней выточкой (форма ПВД). Цилиндрическую поверхность при этом обрабатывают с продольной подачей, а торец - с поперечной подачей (рис. 4.18).
Короткие цилиндрические поверхности (например, подшипниковые шейки) с прилегающими к ним торцовыми поверхностями обрабатывают кругами двухстороннего конического профиля (форма 2П) методом врезного шлифования с подачей шлифовальной бабки под углом к оси вращения заготовки (рис. 4.19).
Протяженные конические поверхности (L >> Dmin) обрабатывают с использованием метода продольного шлифования кругами прямого профиля с поворотом стола станка с установленной на нем заготовкой на требуемый угол (рис. 4.20). Величина угла поворота стола а составляет от 5° до 30° в зависимости от модели применяемого круглошлифовального станка.
Рис. 4.18. Схема обработки цилиндрической поверхности с одновременной подшлифовкой прилегающего торца шлифовальным кругом с выточкой
Рис. 4.19. Схема обработки цилиндрической поверхности с прилегающим торцом методом врезного шлифования кругом двухстороннего конического профиля
Рис. 4.20. Схема обработки длинной конической поверхности с поворотом стола шлифовального станка
Короткие конические поверхности обрабатывают с использованием метода врезного шлифования кругами прямого профиля с поворотом стола или шлифовальной бабки или специально спрофилированными коническими кругами без поворота стола или бабки. Основным достоинством обоих этих способов является высокая производительность. Кроме того, при использовании профилированных конических кругов возможна обработка сразу нескольких поверхностей одновременно несколькими кругами. Основной недостаток, характерный для врезного шлифования, - необходимость частой и точной правки шлифовальных кругов.