Виды и способы шлифования.

Понятие о шлифовании.

Шлифовальные станки и работы выполняемые на них.

Особый вид обработки металлов резанием является абразивная обработка. Абразивная обработка осуществляется путем снятия слоя металла множеством абразивных зерен.

Шлифованием называют резание металлов абразивными кругами. Шлифовальный круг является пористым телом, состоящим из большого числа абразивных зерен, скрепленных между собой связкой. Между связкой и зернами находятся поры. Зерна представляют собой частицы материала высокой твердости. Все зерна расположены беспорядочно на некотором расстоянии друг от друга, и выступают на различную высоту. Съем стружки большим числом беспорядочно расположенных зерен приводит к ее сильному измельчению.

Особенность обработки металла резанием путем шлифования являются высокая скорость резания, размельчение стружки, геометрия режущих зерен шлифовального круга, сильный нагрев шлифуемой поверхности и стружки.

Получаемая в процессе шлифования поверхность представляет собой совокупность рисок оставленных вершинами абразивных зерен круга. Образование риски результат последовательного внедрения в металл режущей кромки зерна. В первый момент времени происходит сжатие металла, далее следует упругое скольжение, после чего в момент когда давление кромки зерна становится выше сил сцепления между частицами металла происходит съем стружки.

Абразивные зерна скользят неодинаково, ввиду неравномерности их расположения в теле круга. Одни скользят по поверхности, другие сминают ее, третьи снимают стружку. Снятие стружки при этом происходит примерно за 0,0001 – 0,0005 с. Абразивные зерна как правило имеют отрицательные углы резания. В связи с этим, а также в связи с высокой скоростью резания процесс шлифования сопровождается значительным выделением тепла в зоне резания. Выделение тепла носит кратковременный и местный характер, при этом перегрев часто вызывает появление прижогов. Высокая температура сохраняется на поверхности в течении долей секунды, а далее ввиду высокой теплопроводности металла, сравнивается со средней температурой массы металла заготовки. Такие процессы могут вызывать структурные изменения металла, приводящие к возникновению поверхностных трещин.

Для осуществления шлифования необходимо соблюдение условий взаимного относительного движения заготовки и шлифовального круга. При этом главным движением считается вращательное движение инструмента (шлифовального круга), а движение подачи может быть различным и сообщается либо заготовке, либо инструменту.

По рабочей поверхности круга различают шлифование периферией круга и торцом. В первом случае резание осуществляется наружной поверхностью круга, образующая которой параллельна оси его вращения, а во втором случае – торцом круга.

По типу обрабатываемой поверхности различают плоское шлифование, наружное, внутреннее, профильное – шлифование поверхностей сложной конфигурации.

По типу получаемых изделий различают круглое шлифование – шлифование тел вращения, сферическое – шлифование сферических поверхностей, зубошлифование – шлифование боковых поверхностей зубьев зубчатых колес, резьбошлифование – шлифование профиля резьбы, шлицешлифование – шлифование поверхностей шлицевого соединения.

Плоское шлифование возможно как периферией, так и торцом круга. При этом кругу сообщается вращательное движение, заготовке сообщается возвратно-поступательное движение, поступательное движение подачи сообщается инструменту или заготовке. Круглое наружное шлифование осуществляют сочетанием следующих движений: вращение шлифовального круга, вращение заготовки вокруг своей оси, прямолинейное возвратно-поступательное движение круга или заготовки вдоль оси вращения заготовки, поперечное движение шлифовального круга на заготовку. При внутреннем круговом шлифовании применяются те же самые движения.

Особым типом шлифования является доводка. При этом заготовка и инструмент совершают относительные движения одного порядка. Основными видами доводки являются притирка, хонингование, суперфиниширование. Притирка – доводочная операция с использованием притира, с предварительно нанесенным на него абразивным микропорошком с маслом или специальной пасты. Суперфиниширование – доводочная операция, предназначенная для обработки наружных цилиндрических поверхностей. В качестве инструмента используют головку с мелкозернистыми брусками. Рабочие движения: вращательное движение заготовки; продольное движение брусков и их колебательное движение вдоль оси заготовки. Главное движение – колебательное движение абразивных брусков с малым ходом 2-6 мм и значительным числом двойных ходов в минуту 100-1000. При суперфинишировании каждое отдельное зерно абразива не проходит дважды по одному и тому же пути. Охлаждающая жидкость смесь керосина с маслом. Съем металла за один оборот не подлежит расчету время обработки определяется при помощи хронометража при постоянном измерении размера заготовки. Припуск по обработку 0,005-0,020 мм, шероховатость обработанной поверхности Ra=0.04 мкм. Обработанная суперфинишированием поверхность имеет максимальную износостойкость. Хонингование – доводочная операция предназначенная для обработки отверстий. В процессе работы хонинговальная головка (хон), оснащенная шестью и более раздвижными абразивными брусками, совершает вращательное и возвратно-поступательное движение вдоль оси обрабатываемого отверстия. Припуск 0,005-0,05 при обработке стали, 0,01-0,075 мм при обработке чугуна. СОЖ – керосин или смесь керосин 80-90% веретенное масло 20-10%. Точность в пределах 5-го квалитета, шероховатость Ra=0,05-0,025 мкм.

Абразивную обработку с целью уменьшения шероховатости называют полировкой. Шлифование рабочей части лезвийного инструмента называют заточкой.

К другим видам абразивной обработки относятся струйно-абразивная, жидкостно-абразивная, виброабразивная, а также специальная абразивная обработка с применением электроэрозионного разрушения металлов, электрохимического растворения, вибрацией с ультразвуковой частотой, магнитного поля и др.