Тема 9.1. Общие сведения и схемы шлифования

Шлифование — технологический способ обработки металлов, позволяющий получать на деталях поверхности высокого качества с высокой точностью размеров. Признаком, позволяющим квалифицировать шлифование как один из способов обработки резанием, является образование стружки, срезаемой в процессе обработки.

Шлифование выполняется особым видом инструментов — шлифовальными кругами. В отличие от ранее рассмотренных инструментов, лезвия которых имеют определенную чертежом форму и размеры, шлифовальные круги режут абразивными зернами из минералов и сверхтвердых материалов, имеющими случайную форму и взаимное расположение. В резании обычно участвует одновременно большое число абразивных зерен, лезвия которых, каждое имея малые размеры, образуют режущую поверхность.

Особенностью шлифования является срезание каждым абразивным зерном как режущим зубом небольшого слоя металла, в результате чего на поверхности детали остается царапина ограниченной длины и весьма малой площади поперечного сечения. Обработанная шлифованием поверхность детали образована совокупностью множества царапин — следов резания всех абразивных зерен, расположенных на режущей поверхности шлифовального круга.

При изготовлении деталей машин и приборов шлифование применяется для завершающей чистовой обработки, позволяя получать поверхности с точностью размеров по 6—7-му квалитетам с шероховатостью R_z = 0.08.. .0.32 мкм.

Схемы шлифования.

Различают следующие основные схемы шлифования:

наружное круглое шлифование (рис. 9.1.1), при котором шлифовальный круг 1 вращается вокруг оси О_к, совершая главное движение D_r. Цилиндрическая заготовка 2 вращается вокруг оси О_д, параллельной оси О_к, совершая движение D_SoKp. Наружные поверх ности круга и заготовки взаимно касаются по образующей а-б. Линейные скорости точек шлифовального круга и заготовки, лежащие на линии а-б, могут быть направлены в одну сторону или навстречу друг другу. Но во всех случаях скорости точек, принадлежащих кругу, по значению намного больше скоростей точек заготовки. Заготовке сообщается возвратно-поступательное движение продольной подачи D_Sпрод. По окончании цикла возвратно-поступательного движения продольной подачи действует прерывистое движение поперечной подачи D_Sпоп, сообщаемое шлифовальному кругу или заготовке. Наружным круглым шлифованием можно обрабатывать и конические поверхности: в этом случае наружная поверхность шлифовального круга «заправляется» на необходимый угол наклона

Рис.9.1.1. Схема наружного круглого шлифования

внутреннее круглое шлифование (рис. 9.1.2), при котором шли­фовальный круг 1 и обрабатываемая заготовка 2 вращаются вокруг параллельных осей О_к и О_д, совершая соответственно движения D_r и D_Soкp. Наружная поверхность круга касается внутренней цилиндрической поверхности заготовки. Движения продольной D_Sпрод и поперечной D_Sпоп подач происходят так же, как при наружном круглом шлифовании, и приложены обычно к шлифовальному кругу. Возможна также обработка внутренних конических поверхностей;

Рис. 9.1.2. Схема внутреннего круглого шлифования

плоское шлифование (рис. 9.1.3), при котором шлифовальный круг 1 вращается вокруг оси О_к совершая главное движение резания D_r. Наружная цилиндрическая поверхность круга касается обрабатываемой заготовки 2 по линии а-б. В процессе резания заготовке сообщается возвратно-поступательное движение подачи D_Sпрод.

Рис. 9.1.3. Схема плоского шлифования

В промежутках между возвратно-поступательными движениями заготовки шлифовальному кругу сообщается прерывистое движение D_Sпоп поперечной подачи. После обработки плоскости шлифовальному кругу сообщается движение вертикальной подачи D_Sверт. Обработка всей плоскости повторяется до тех пор, пока значение суммарной вертикальной подачи не будет равно припуску на обработку данной поверхности шлифованием;

торцовое шлифование и заточка (рис. 9.1.4), при которых шли­фовальный круг 1 вращается вокруг оси О_к, совершая движение D_r. Касание заготовки 2 с кругом происходит не по линии, как в предыдущих схемах, а по плоскости. Заготовке сообщается возвратно-поступательное движение продольной подачи D_Sпрод, а в промежутках между этими движениями шлифовальному кругу или заготовке сообщается прерывистое движение поперечной подачи D_Sпоп . Так же как при плоском шлифовании внешней цилиндрической поверхностью круга, эначение суммарной поперечной подачи равно припуску на шлифование.

Рис.9.1.4. Схема торцового шлифования

Принципиальные кинематические схемы резания.

Наружное и внутреннее круглое шлифование основаны на принципиальной кинематической схеме, изображенной на рис. 9.1.5, а. Вращательное движение вокруг оси х' является главным движением резания и количественно характеризуется скоростью резания v_S которую имеют лезвия на режущей поверхности шлифовального круга. Вращательное движение вокруг оси х является движением подачи и характеризуется скоростью окружной подачи v_Soкp, которую имеют точки обрабатываемой поверхности заготовки. Возвратно-поступательные движения вдоль оси х являются движениями продольной подачи, осуществляемые со скоростью v_Sпрод .

Рис. 9.1.5. Принципиальные кинематические схемы круглого (а) и плоского (б) шлифования

При плоском шлифовании (рис. 9.1.5, б) вращательное движение вокруг оси х, являющееся главным движением резания D_r, осуществляют лезвия зерен шлифовального круга, находящиеся на режущей поверхности. Количественно главное движение характеризуется скоростью резания v_K. Возвратно-поступательные движения вдоль оси у являются движениями продольной подачи и количественно выражаются скоростью продольной подачи v_Sпрод .

Эта схема справедлива и для торцового шлифования.Прерывистые, периодически повторяющиеся движения поперечной и вертикальной подач, действующие в промежутках между возвратно-поступательными рабо чими ходами, принципиальными кинематическими схемами резания не учитыва­ются.