Плоское шлифование

Шлифование периферией круга. Плоское шлифование выполняется на станках, рабо­тающих периферией или торцом круга. Шлифование торцом круга производительное, так как в резании одновременно участвует боль­шее число режущих зерен. Однако большой контакт круга с деталью при шлифовании тор­цом вызывает интенсивное выделение теплоты в процессе шлифования, что нередко приводит к деформациям, прижогам и трещинам на обрабатываемых поверхностях.

При шлифовании периферией круга поверх­ность контакта и число одновременно режу­щих зерен значительно уменьшаются, поэтому снижаются производительность, количество выделяемой теплоты и деформации. Послед­нее особенно важно для получения высокой точности шлифования маложестких и тонких деталей.

Станки, работающие периферией круга, бо­лее универсальны. Они обрабатывают плоские и фасонные поверхности, прямобочные и про­фильные канавки, тонкостенные детали и трудношлифуемые материалы, склонные к прижогам. Поэтому способ шлифования пе­риферией круга широко применяют в единич­ном и мелкосерийном производстве, при ко­торых требуются универсальные наладки. В массовом и серийном производстве этот способ применяют в тех случаях, когда нельзя использовать шлифование торцом (профиль­ное шлифование, шлицешлифование и обра­ботка трудношлифуемых материалов).

Шлифование периферией круга осущест­вляется на станках с прямоугольным и круглым столами. Наиболее универсальным является шлифование на станках с прямо­угольным столом, на котором преимуществен­но обрабатываются детали удлиненной формы, с буртами, пазами, канавками, неустойчивые с недостаточно развитой базой и детали, у которых требуется обработать фа­сонные поверхности. При обработке послед­них круг профилируется в процессе правки. В массовом и крупносерийном производстве правящие устройства для профилирования расположены на шлифовальной бабке. Наибо­лее часто применяемые схемы профилирова­ния приведены в табл. 64.

В мелкосерийном и единичном производ­стве заданный профиль на шлифовальном кру­ге можно получить с помощью съемного при­способления, установленного на стол станка (рис. 275, а). Правящий алмаз 3 закреплен в подвижной державке 4. В нижней части дер­жавки 4 имеется рабочий наконечник, который под действием пружины б поджат к копиру 5. Поворотом маховика 1 державка 4 переме­щается вдоль копира и передает его профиль шлифовальному кругу 2. Радиусные формы выпуклого или вогнутого профиля образуются поворотными правящими устройствами (рис 275,б), закрепленными также на столе станка. На станке с прямоугольным столом можно шлифовать поверхности под любым заданным углом с помощью поворотных магнитных плит, синусных тисок и линеек (рис. 276,а) или профилированными кругами (рис. 276,б).

Шлицешлифование является разновид­ностью плоского шлифования на станках с прямоугольным столом. Различные способы шлицешлифования даны в табл. 65.

При способе I центрирования валов, имею­щих до шести шлицевых канавок, целесо­образно проводить шлифование по способу А; при этом лучшие результаты достигаются кру­гами на керамической связке, обладающими повышенной кромкостойкостью. Валы, имею­щие больше шести канавок, целесообразно шлифовать по способу Б. В этом случае одно­временно тремя кругами шлифуются три раз­ные канавки, что позволяет увеличить угол правки боковых кругов и этим повысить их кромкостойкость.

При способе II центрирования боковые по­верхности шлифуют кругами с острой режу­щей кромкой. В этих условиях меньше выкра­шиваются круги на бакелитовой связке.

Пример наладки шлицешлифования с допу­стимой погрешностью шага 0,012 мм приве­ден на рис. 277. Для установки вала в угловом положении служит приспособление с от­кидным шаблоном. Корпус приспособления 1 установлен на столе станка строго по линии центров. После установки обрабатываемого вала 3 в центрах поворотом рукоятки шаблон 2 поднимается до упора в боковые поверхно­сти двух диаметрально расположенных шли­цев. На конце вала закрепляют хомутик 5, свя­занный  с поводковым патроном  передней бабки 6, а установочный шаблон опускают. Шлиц шлифуют при возвратно-поступатель­ном перемещении стола. Делительный меха­низм обеспечивает поворот на заданный шаг шлицев после каждого двойного хода стола. Круг 4 правят правящим устройством с тремя алмазами, смонтированным на корпусе шли­фовальной бабки (рис. 277, в).

Активный контроль позволяет автоматизи­ровать процесс шлицешлифования. При ка­ждом ходе стола шлифуемый вал 1 (рис. 278) набегает на автоскобу 2 и отводит ее в край­нее правое положение. При обратном ходе стола пружина отводит автоскобу в исходное положение. Когда шлифуемая поверхность (дно шлицев) будет иметь заданный размер, автоскоба при очередном касании с валом вой­дет в шлицы, замкнет электроконтакт и даст команду на окончание обработки. Ширина шлифуемых шлицев обеспечивается автомати­чески при одновременной трехсторонней прав­ке круга.

На плоскошлифовальных станках, как пра­вило, применяется способ многопроходного шлифования с малой глубиной резания и большими подачами. Этот способ обеспечи­вает наименьшее тепловыделение при шлифо­вании и высокое качество обработки.

При методе плоского глубинного профиль­ного шлифования по целому без предвари­тельной лезвийной обработки шлифовальный круг врезается на глубину заданного профиля, и процесс шлифования осуществляется при очень медленной «ползучей» подаче стола. Весь заданный профиль шлифуется за один-два хода. Метод однопроходного плоского шлифования целесообразен при обработке за­готовок повышенной твердости или понижен­ной обрабатываемости лезвийным инструмен­том.

Станки с круглым вращающимся столом более производительны, чем с прямоугольным столом, вследствие сокращения времени на ре­версирование и перебеги стола, а также воз­можности повышения скорости перемещения стола.

На станках с возвратно-поступательным перемещением стола его скорость обычно не превышает 10 м/мин из-за инерционности ме­ханизма реверсирования стола. На станках с круглым столом скорость вращения стола достигает 20—30 м/мин, что особенно важно при шлифовании закаленных деталей, склонных к прижогам и трещинам. Поэтому при обработке большого числа мелких дета­лей, а также деталей, имеющих круглую или квадратную форму, целесообразно использо­вать станки с круглым столом. Эти станки ме­нее универсальны, чем станки с прямо­угольным столом, поэтому их применяют в серийном и массовом производстве.

Шлифование торцом круга осуществляют на станках с прямоугольным и круглым столом, а также на двусторонних станках, на которых одновременно обрабатываются две парал­лельные плоские поверхности детали.

Торцешлифовальные станки с прямо­угольным столом имеют наибольшее приме­нение для шлифования направляющих поверх­ностей, пазов, удлиненных плоских поверхно­стей и различных труднодоступных наклонных поверхностей (рис. 279).

Во избежание нагрева и деформации обра­батываемой поверхности при шлифовании с большим съемом, применяют сегментный шлифовальный круг на бакелитовой связке и уменьшают поверхность резания наклоном шлифовального круга (рис. 280). На черновых операциях наклон круга допускается до 2 мм, на чистовых операциях с высокими требова­ниями к отклонению от плоскости наклон кру­га не должен превышать 0,05 мм.

Наиболее производительная обработка до­стигается на станке с круглым вращающимся столом. Обработка ведется двумя методами: многопроходным и однопроходным (глу­бинным). При многопроходном шлифовании стол станка получает быстрое вращение (в среднем с окружной скоростью 15—20 м/мин); вертикальная подача шлифовального круга (на врезание) осуществляется периодически за один или несколько оборотов стола. При однопроходном шлифовании стол станка мед­ленно вращается (в среднем с окружной ско­ростью 0,5 — 3,0 м/мин), и за один оборот сто­ла снимается весь припуск. Многопроходное шлифование, осуществляемое на малых глуби­нах резания, сопровождается значительно меньшими силами резания и тепловыделением по сравнению с однопроходным шлифова­нием. Обрабатываемые детали, не требующие столь сильного зажима, как при глубинном шлифовании, меньше деформируются. Поэто­му многопроходным шлифованием обеспечи­вается более точная обработка с достижением параметра шероховатости поверхности Ra = 0,4 ÷ 0,8 мкм.

Наладки отличаются простотой и универ­сальностью. Однако по производительности многопроходное шлифование из-за больших затрат времени на установку, снятие и изме­рение обрабатываемых деталей значительно уступает однопроходному. Многопроходное шлифование возможно лишь на одношпиндельных станках. При однопроходном шли­фовании в зависимости от заданного при­пуска, требований точности, шероховатости поверхности и производительности применя­ют станки с одной, двумя, тремя, четырьмя и пятью шлифовальными головками. При этом загрузка, выгрузка и другие вспомога­тельные операции выполняются в течение основного времени обработки. При проек­тировании однопроходного шлифования не­обходимо учитывать, что снимаемый одним кругом припуск не должен превышать при предварительной обработке 0,7 мм и при окончательной обработке 0,3 мм; при этом параметр шероховатости поверхности обеспе­чивается не выше Ra = 0,4 мкм.

Однопроходное шлифование сопрово­ждается выделением и концентрацией в детали большой теплоты и поэтому этот метод не ре­комендуется для обработки тонкостенных де­талей и труднообрабатываемых материалов, имеющих склонность к прижогам и трещинам.

Однопроходное шлифование требует многоместных наладок и прочного крепления обрабатываемых деталей; чаще применяют не электромагнитные устройства, а установочные приспособления с механическими зажимами. Метод однопроходного шлифования целесо­образен для массового и серийного производ­ства.

Для предупреждения прижогов шлифуемой поверхности лучше применять мягкие крупно­зернистые круги на бакелитовой связке, а их форму выбирать всходя из площади обра­батываемой поверхности. Сплошной круг при­меняют для шлифования прерывистых поверх­ностей.

Одновременное шлифование двух парал­лельных поверхностей осуществляется на дву­сторонних торцешлифовальных станках (табл. 66). Двустороннее шлифование обеспечивает малые отклонения от параллельности и пло­скостности боковых сторон при очень высокой производительности обработки. Основным не­достатком двусторонних торцешлифовальных станков являются большие поверхности контакта режущего инструмента с деталью, вызы­вающие интенсивное выделение теплоты. По­этому на таких станках применяют мягкие крупнозернистые шлифовальные круги на ба­келитовой связке, работающие в режиме самозатачивания. Технологические возможности двустороннего торцешлифования показаны на примере обработки поршневых пальцев и ко­лец.

На рис. 281 приведена схема шлифования торцов поршневого пальца. Длина пальцев 90 мм, диаметр 30 мм, снимаемый припуск 0,4 мм на сторону, круговая подача загрузочного диска 2 м/мин. Обрабатываемые пальцы укладываются в призмы, расположенные по периферии вращающегося загрузочного бара­бана 1. Приближаясь к шлифовальным кругам 5, рычаг 2 натяжением троса 3 зажимает де­таль 4 в призме. При выходе из зоны шлифо­вания рычаг 2 откидывается, и обработанный палец выпадает из призмы. Отклонение от па­раллельности шлифованных торцов не превы­шает 0,02 мм. Длина пальцев выдерживается с точностью 50 мкм. Производительность обработки — 1000 пальцев в час.

Схема торцешлифования поршневых ко­лец приведена на рис. 282. Кольца 1 ре­менным конвейером 2 доставляются на опорный нож 3, проходящий через шлифо­вальные круги 6. По ножу кольца переме­щаются между направляющей линейкой 4 и ременным приводом 5, проталкивая друг друга в зону шлифования. При выходе из ра­бочей зоны детали по направляющим линей­кам скатываются в тару. Шлифование проводят за два рабочих хода; при первом снимают припуск до 0,15 мм, а при втором — 0,05 мм на сторону. Производительность обработки - более 100 колец в минуту. Отклонение от па­раллельности боковых сторон кольца не пре­вышает 0,02 мм.

При чистовом шлифовании (рис. 283) коль­ца 1 из магазина 2 передаются цепным кон­вейером 3 по направляющей пластине 4 в зону шлифования. При выходе из этой зоны кольца падают на ременный конвейер 5 и затем в та­ру. Смещением оси нижнего шпинделя относи­тельно оси верхнего шпинделя достигается не­прерывное изменение скорости вращения ко­лец на всем пути их движения между кругами, благодаря чему улучшается качество шлифо­ванной поверхности. При чистовом переходе снимают припуск 0,025—0,035 мм на сторону. Достигаемый параметр шероховатости по­верхности Ra = 0,4 мкм. Отклонение от параллельности боковых сторон колец не превышает 0,012 мм. Производительность опера­ции — 150 колец в минуту.