Одним из эффективных способов повышения производительности процесса шлифования является скоростное шлифование. Окружная скорость шлифовального круга при скоростном шлифовании доводится до 50 м/сек вместо обычно применяемой 25—35 м/сек. Одновременно повышается окружная скорость детали до 60 м/мин и более.
При увеличении скорости шлифовального круга уменьшается средняя толщина стружки, снимаемой отдельным абразивным
зерном, и, следовательно, снижается нагрузка на это зерно. С уменьшением наґрузки замедляется процесс выкрашивания абразивных зерен из связки круга, т. е. износ круга снижается.
Применение высоких скоростей шлифования увеличивает стойкость круга и повышает удельный съем металла, т. е. отношение веса срезаемого металла к весу расхода абразивного круга. Так, например, при шлифовании беговой дорожки наружного кольца шарикоподшипника со скоростью 35 м/сек стойкость круга составляет 40 колец, а при скорости круга 50 м/сек стойкость такого же круга повышается до 60 колец.
Это значит, что при переходе на скоростное шлифование, помимо значительного сокращения машинного времени на операцию, достигается экономия абразивного инструмента и сокращается вспомогательное время на замену изношенного круга новым и связанную с этим настройку станка.
Увеличение окружной скорости шлифовального круга благоприятно отражается также и на чистоте шлифуемой поверхности.
Окружная скорость шлифования 50 м/сек разрешается только при работе специальными скоростными кругами.
Скоростные круги изготовляются из белого электрокорунда (ЭБ) или монокорунда (М) на специальной высокопрочной керамической связке. Применяются также круги на бакелитовой и вулканитовой связках.
Структура скоростных кругов должна быть не ниже девятой. Все большее применение при скоростном шлифовании находят высокопористые круги, т. е. круги, у которых величина пор больше, чем у кругов 12-й структуры. Такие круги имеют меньший удельный вес, и поэтому развивающиеся во время работы центробежные силы у высокопористых кругов значительно меньше, чем у обычных. Это благоприятно сказывается на условиях работы подшипников шпинделя и уменьшается вероятность разрыва круга во время работы. Большим преимуществом высокопористых кругов является меньшая их склонность к засаливанию и также возможность подвода охлаждающей жидкости через поры круга.
П одготовка станка. Перед переводом станка на скоростное шлифование требуется тщательно проверить его состояние. Исходя из диаметра шлифовального круга, определяют необходимое число оборотов шпинделя, обеспечивающее скорость шлифования 50 м/сек, и в соответствии с этим определяют диаметры шкивов электродвигателя и шпинделя. Шкивы не должны иметь биения. Посадку шкива лучше осуществлять на конус без применения шпонок, а там, где этого нельзя избежать, надо проверить, не вызывает ли установка шкива дисбаланса шпинделя.
При скоростном шлифовании окружная скорость детали повышается до 40% против обычно применяемой. С возрастанием скорости детали возрастает сила резания Рг.
Увеличение этой силы в сочетании с увеличенной окружной скоростью шлифовального круга вызывает некоторое повышение потребляемой мощности. Поэтому при переводе станка на скоростное шлифование следует пересчитать потребляемую мощность при максимальной нагрузке и в соответствии с этим заменить электродвигатель шлифовальной бабки на более мощный. Так, при переводе станков для скоростного шлифования желоба наружного кольца шарикоподшипника мощность электродвигателя шлифовального шпинделя повышается на 75%.
Путем регулировки подшипников шпинделя шлифовальной бабки увеличивают зазор у подшипников на 0,005—0,01 мм, кроме того, усиливают подачу смазки в подшипники шпинделя. Детали, вращающиеся с большим числом оборотов, проверяют на неуравновешенность и балансируют.
Жесткость станка имеет важное значение для нормальной работы на скоростном режиме. Для повышения жесткости необходимо тщательно пришабрить направляющие поверхности всех салазок и отрегулировать клинья, уменьшив зазор.
Количество выделяемого тепла при скоростном шлифовании значительно возрастает, поэтому необходимо увеличить подачу охлаждающей жидкости в зону шлифования. Для этого обычно заменяют насос охлаждения на более мощный.
Установившаяся температура охлаждающей жидкости и детали должна быть в пределах 20—25° С. Увеличение общего количества тепла, которое должно отводиться охлаждающей жидкостью, требует увеличения количества циркулирующей жидкости, а следовательно, и емкости бака системы охлаждения на 25—40 % —
Скоростное шлифование значительно сокращает машинное время обработки детали. При модернизации станка необходимо также предусмотреть максимальное сокращение вспомогательного времени. Для этой цели станки оборудуют приборами для замера деталей в процессе шлифования.
Безопасность работы при скоростном шлифовании. Внедрению скоростного шлифования должно предшествовать тщательное проведение всех мероприятий, гарантирующих безопасность работы. Прежде всего необходимо испытывать скоростные круги на окружную скорость 75 м/сек непосредственно перед отправлением их со склада на рабочее место.
Перевозку кругов необходимо организовать так, чтобы была совершенно исключена возможность повреждений их.
Скоростные круги проходят тщательную балансировку. Балансирование производят дважды: при установке круга на фланцы и после первой правки.
По мере уменьшения диаметра круга при шлифовании может быть нарушена его балансировка, что вызывает появление вибрации. В этом случае надо работу приостановить и заново отбалансировать круг.
Независимо от соблюдения всех перечисленных мер необходимо учитывать возможность разрыва круга при скоростном шлифовании. Поэтому чугунный кожух, ограждающий круг, может оказаться недостаточно прочным и его заменяют стальным, а на тех станках, на которых до перевода на скоростное шлифование стояли стальные кожухи, их заменяют более прочными.
Угол раствора кожуха должен быть возможно меньший. По мере износа круга кожух нужно передвигать, чтобы его раствор находился в непосредственной близости от круга.
При включении шпинделя шлифовальной бабки, на котором установлен новый круг, в первый момент не рекомендуется стоять против вращающегося круга.