1. Способы и режимы круглого наружного шлифования
На шлифовальных станках в качестве режущего инструмента применяются шлифовальные круги, которые состоят из скрепленных связкой абразивных зерен, имеющих режущие грани.
К основным особенностям шлифовального круга как режущего инструмента относятся:
1) непостоянство углов резания у отдельных абразивных зерен из-за их неправильной геометрической формы;
2) непостоянство положения отдельных режущих кромок вследствие произвольного расположения абразивных зерен в круге;
3) прерывистая режущая кромка по образующей круга;
4) восстановление режущих свойств за счет выкрашивания абразивных зерен и образования — новых режущих кромок;
5) большое количество режущих кромок, одновременно участвующих в резании, и вследствие этого малые размеры отдельных стружек.
Резание производится наиболее выступающими кромками абразивных зерен, находящимися на периферии круга. Часть абразивных зерен, из числа находящихся в зоне резания, не используется, так как попадает на уже ранее срезанные участки поверхности. Обработанная поверхность при шлифовании состоит из рисок, образованных отдельными зернами, находящимися в зоне резания.
На круглошлифовальных станках деталь устанавливается в центрах или закрепляется в патроне и приводится во вращение шпинделем передней бабкн. Для осуществления круглого наружного шлифования необходимы движения: 1) вращение круга или главное движение резания; 2) вращение заготовки — круговая подача детали; 3) подача на глубину шлифования; 4) возвратно-поступательное движение детали (или круга) вдоль своей оси — продольная подача.
Наружное круглое шлифование осуществляется несколькими способами:
1) продольное шлифование — за несколько продольных проходов с подачей на глубину на двойной (или каждый) проход (рис. 1, а);
2) глубинное шлифование — за один проход кругом, установленным на глубину (рис. 1,6);
3) врезное шлифование — с поперечной подачей на всю ширину обработки в радиальном (рис. 1,а) или тангенциальном направлениях;
4) шлифование последовательными врезаниями — с радиальной подачей уступами /—5 (рис. 1,г);
5) комбинированное шлифование (рис. 1, д) — совмещение глубинного н продольного шлифования.
В отдельных случаях кругу сообщается дополнительное осевое колебательное движение с небольшой амплитудой — осциллирующее движение.
Обработка па наружных, круглошлифевальных станках осуществляется перемещением шлифовального круга относительно обрабатываемой заготовки. Интенсивность съема металла (объем
металла, снимаемый в единицу времени) определяется режимом шлифования. Параметрами режима являются скорость резания и подачи.
Шлифовальные круги работают с окружной скоростью щ, равной 35, 50 и 60 м/с. В опытном порядке круги используются и при больших окружных скоростях.
Объем металла, снимаемый при шлифовании, определяется скоростью подач. При наружном круглом шлифовании имеют место несколько видов подач.
1. Круговая подача од. Она характеризуется окружной скоростью обрабатываемой детали і/д = лгідлд мм/мин, где гід и лд — соответственно детали (об/мин). Круговая подача в большинстве случаев принимается равной 1/60—1/100 от окружной скорости круга.
2. Непрерывная или периодическая подача на глубину t. На
правление этой подачи при шлифовании периферией круга перпендикулярно, а при шлифовании торцом параллельно оси вращения круга. Подачи на глубину могут быть: 1) па один оборот детали (при врезном шлифовании) t0, мм/об; 2) па одинарный ~tt (мм/х) или двойной (мм/д. х) ход стола (при шлифовании с продольной
подачей); 3) за 1 мин (минутная подача при врезном шлифовании), мм/мин. Между этими величинами имеются следующие зависимости: при круглом врезном шлифовании Лі = (0Яд. при круглом шлифовании с продольной подачей = или (дч/ідл, где т и Пд. х — соответственно число одинарных или двойных ходов за 1 мин.
3. Продольная или поперечная подача з. Направление этой подачи при шлифовании периферией круга параллельно, а при шлифовании торцом перпендикулярно к оси вращения круга.
Различают продольную подачу: в долях высоты шлифовального круга на один оборот детали зд, в миллиметрах за один оборот
детали So (мм/об) и за 1 мин s>, (мм/мин). Для этих величин можно записать:
х„ = ХдВк: sM,= Soil я = .ЧдВ «Яд = 2 /_р, ц д ч, где Bh — высота шлифовального круга, мм; Lr, — длина рабочего хода в направлении продольной подачи, мм; /гд ч — число двойных ходов стола в 1 мин.
Длина рабочего хода при шлифовании за один проход определяется но формуле /.„, = /, — (!—2K)Bh, где — длина обрабатываемой поверхности в направлении продольной подачи; К — перебег круга за пределы шлифуемой поверхности (в долях ширины круга). Число двойных ходов стола определяется по формуле Яд ч = 0,5іч,/Вр ч. Для увеличения съема металла применяют круги большей высоты, которые позволяют осуществлять большие подачи.
Режущая способность абразивного инструмента Q„ (мм3/мин) в случае круглого наружного шлифования определяется произведением круговой у,, продольной So и поперечной /„ подач; Qo = is0tx (при продольной подаче) и Q„ = y, BK/o (при врезном шлифовании). С возрастанием режущей способности абразивного инструмента Q„ увеличиваются:
нормальная составляющая силы шлифования и деформация системы;
глубина внедрения абразивных зерен в обрабатываемую поверхность, что приводит к увеличению параметра шероховатости поверхности;
выделение тепла в зоне шлифования, что приводит к изменению свойств поверхностного слоя металла;
износ круга (сокращается период его работы между правками);
расход мощности.
Абразивные инструменты изготовляются из электрокорунда, карбида кремния, алмазов и эльбора.
Промышленность производит несколько разновидностей электрокорунда, в том числе электрокорунд нормальный, белый, хромистый, титанистый, циркониевый, монокорунд и др.
Электрокорунд нормальный содержит до 95 % корунда и небольшое количество шлака и ферросплава. Электрокорунд белый состоит из корунда (98—99 %) и небольшого количества примесей (1 — 2 %). Электрокорупд хромистый содержит окись хрома в количестве до 2 %. Электрокорунд титанистый — 0,3—1,0 % окиси титана. Электрокорунд циркониевый представляет собой разновидность электрокорунда с содержанием двуокиси циркония — от 10 до 45 % в зависимости от назначения продукта, Монокорунд имеет изометрическую форму, высокую механическую прочность и насыпную массу; в процессе шлифования склонен к микроскалыванию, что обеспечивает высокие режущие свойства и малые усилия резания при работе. Абразивные инструменты из электрокорунда предназначены для обработки конструкционных и углеродистых сталей и жаропрочных сплавов.
Карбид кремния — абразивный материал, представляющий собой химическое соединение кремния с углеродом. Промышленность СССР производит два вида карбида кремния абразивного назначения: зеленый и черный. Абразивный инструмент из зеленого карбида кремния чаще используется для чистового шлифования
и для правки шлифовальных кругов. Инструмент из черного карбида кремния применяется для шлифования твердых сплавов, чугуна, цветных металлов.
Алмаз синтетический — абразивный материал, получаемый синтезом из графита при высоких давлениях и температуре. Синтетические алмазы применяются для изготовления инструмента на различных связках (органических, керамических, металлических).
Эльбор — технический кубический нитрид бора. Эльбор, как и алмаз, обладает высокой химической устойчивостью в кислотах и щелочах. Эльбор, идущий на производство зерна и порошков абразивного назначения, подвергают обогащению, измельчению и классификации и выпускают в виде зерен, порошков, предназначенных для изготовления абразивных инструментов на органических, керамических и металлических связках, шлифовальной шкурки и паст