9. Правка шлифовального круга
Для восстановления режущей способности и создания правильной геометрической формы круга применяется правка, в процессе которой удаляется верхний затупленный слой круга и создаются новые острые режущие кромки на зернах.
В зависимости от требований к точности и к параметрам шероховатости обрабатываемой поверхности применяют алмазную и безал — мазную правку. Преимуществами алмазной правки являются малые усилия и большая износостойкость алмаза, что обеспечивает точность геометрической формы круга, малую шероховатость обрабатываемой поверхности. Безалмазная правка применяется в тех случаях, когда требуется обеспечить высокую режущую способность круга, при этом к точности и к параметрам шероховатости поверхности не предъявляются особые требования.
Правка шлифовальных кругов производится следующими методами: 1) обтачивание алмазным инструментом (рис. 25,а); 2) обкатывание абразивными, твердосплавными и металлическими дисками (рис. 25,6); 3) шлифование кругами из карбида кремния и алмазнометаллическими роликами (рис. 25, в); 4) накатыванием накатным роликом (рис. 25, г).
Правка методом обтачивания представляет собой процесс скоростного разрушения твердого абразивного материала и связки шлифовального круга. Правка осуществляется либо отдельными алмазными зернами, зачеканенными в державку, либо алмазно-металлическими карандашами диаметром 8—10 мм (рис. 26). Наибольшее применение имеют алмазно-металлические карандаши, в которых в определенном порядке размешены кристаллы алмазов, прочно сцементированные специальным сплавом. Для правки используются четыре типа алмазно-металлических карандашей: Ц — с алмазом, расположенным цепочкой вдоль оси карандаша (рис. 26, а); С — с алмазами, расположенными неперекрывающимися (рис. 26, б) и перекрывающимися (рис. 26, в) слоями, Н — с неориентированным расположением алмазов (рис. 26, г).
В процессе правки кристаллы алмазов и алмазно-металлические карандаши изнашиваются, поэтому такие алмазные инструменты обычно устанавливаются так, чтобы ось карандаша или оправы была наклонена под углом 10—15° в сторону вращения круга (рис. 27). Это позволяет периодически поворачивать алмазный инструмент вокруг оси, уменьшать площадь контакта алмаза с кругом, вводить в работу незатупленные грани алмаза, уменьшать его изнашивание, предохранять алмаз от перегрузок.
 |
Правка методом обкатывания представляет собой процесс дробления абразивных зерен на поверхности круга правящим инструментом, получающим вращение от быстровращающегося шлифовального круга. В качестве правящего инструмента применяются: круги
Рис. 26. Алмазные карандаши: а — типа Ц; типа С: б— с непе-
рекрывающнмися слоями алмазов; в — с перекрывающимися
слоями алмазов; г — с неориен тированным расположением
алмазов:
/ — алмазоносная вставка; 2 — оправа
из карбида кремния, твердосплавные ролики. Под действием правящего инструмента, перемещающегося по образующей шлифовального круга со скоростью, равной величине продольной подачи, поверхностный слой связки разрушается, выступающие зерна выкрашиваются, а зерна, сидящие глубже в связке, раскалываются на части.
При правке методом обкатывания возможны два случая взаимного положения правящего инструмента и шлифовального круга:
1) осп вращения круга н правящего инструмента находятся в одной плоскости; 2) оси вращения круга н правящего инструмента расположены под углом, с увеличением которого в зоне правки возрастают разрушающие усилия, интенсифицирующие процесс правки рабочей поверхности круга и увеличивающие изнашивание правящего инструмента.
Правка методом шлифования представляет собой процесс срезания н дробления абразивных зерен правящим инструментом, который получает принудительное вращение от самостоятельного привода. В качестве правящего инструмента применяются крупнозернистые алмазные ролики на твердосплавной связке или круги из карбида кремния высокой степени твердости.
Находят применение алмазные ролики, позволяющие осуществлять правку кругов по нескольким рабочим поверхностям и тем самым повысить производительность обработки.
При этом правка ведется либо роликом фасонного профиля, либо набором роликов.
Такой метод правки находит применение в массовом производстве. Ролик изготовляют прессованием с последующим спеканием. Стоимость алмазных роликов для правки высокая, но их износостойкость в 50 — 100 раз выше износостойкости обычных правящих инструментов. Правящая способность алмазных роликов остается постоянной на протяжении всего времени работы, так как по мере затупления отдельных зерен в работу вступают новые. Время на правку кругов алмазными роликами в отдельных случаях равно 2,5—5 с, поэтому можно совместить правку с установкой новой заготовки. Большая износостойкость роликов позволяет повысить производительность шлифования, сократить время правки кругов, повысить точность и улучшить качество обработки.
Алмазные ролики приводятся во вращение специальным приводом при попутном или встречном направлении вращения относительно круга со скоростью 0,5—3 м/с. Для обеспечения высокого съема металла при шлифовании предпочитают попутную схему. Для достижения малой шероховатости обрабатываемой поверхности при малых съемах металла применяют встречную схему.
Правка методом накатывания рабочей поверхности круга представляет собой процесс дробления абразивных зерен и связки при относительно медленном вращении накатного ролика и круга. Применяется для правки профильных шлифовальных кругов. Правящим инструментом служит фасонный стальной ролик, имеющий профиль обрабатываемой заготовки. В результате взаимного вращения ролика с кругом и высокого давления, создаваемого в зоне контакта с подачей на глубину правки, на рабочей поверхности круга происходит
разрушение абразивных зерен и связки. Правка продолжается до тех пор, пока круг не приобретает такую форму профиля, которая позволяет получить заданный профиль заготовки. Наличие канавок с неравномерным шагом на ролике интенсифицирует профилирование круга.
 |
На рнс. 28 показано влияние продольной подачи при правке круга на параметры шероховатости шлифованной поверхности. Для получения одинаковой высоты неровностей профиля шероховатости в течение всего периода стойкости круга продольную подачу при правке назначают в пределах 0,1—0,05 мм/об.
при правке
При тонкой правке нельзя допускать применения затупленного алмазного инструмента, следует чаще поворачивать алмазную державку, обеспечивая при этом подвод к кругу острых кромок алмаза. После правки поверхности круга направляющие станины станка рекомендуется очищать жесткой щеткой при обильной подаче СОЖ. Правку желательно производить на тех же участках станины, где обычно производится шлифование. Для автоматического поворота оправки с алмазом применяют специальные устройства. Принципиальная схема устройства показана на рис. 29. К державке алмаза 2 при помощи винтов 4 прикреплены рабочие концы термопары /, свободные концы которой соединены с регистрирующим электрическим прибором, включающим механизм поворота алмаза перед следующей правкой абразивного круга 3. Этот механизм связан с концевым выключателем, который фиксирует исходное положение устройства правки в направлении, параллельном оси шлифовального круга. При правке абразивного круга затупленным алмазом увеличивается выделение тепла, которое фиксируется термопарой и передается на регистрирующий электрический прибор, подающий
команду на поворот алмаза прн достижении устройством правки исходного положения.
В результате исследования процесса правки алмазными инструментами был выявлен целый ряд закономерностей.
С увеличением продольной подачи при правке возрастает режущая способность круга, снижается мощность шлифования, но увеличивается шероховатость поверхности шлифуемой заготовки н износ круга. При малой продольной подаче при правке сокращается период стойкости, но снижается шероховатость поверхности.
Влияние продольной подачи при правке на шероховатость и износ круга больше, чем влияние подачи на глубину. При шлифовании периферией круга в зависимости от требований к параметрам шероховатости поверхности применяют следующие продольные подачи (мм/об круга) при правке алмазными инструментами:
Ra, мкм
Сталь закаленная …. 1,25—0,63 0,63—0,32 0,32—0,16 0,16—0,08
» незакаленная… — 1,25—0,63 0,63—0,32 0,32—0,16
Проходы:
черновые…………………….. 0,25—0,35 0,15—0,25 0,08—0,15 0,05—0,1
чистовые………………….. 0,08—0,1 0,05—0,08 0,03—0,05 0,02
При пониженных режимах правки прижоги шлифованной поверхности встречаются чаще.
Шероховатость шлифованной поверхности изменяется во времени: при большой продольной подаче при правке на протяжении периода стойкости круга она снижается, при средней — мало изменяется, при очень малой — может даже несколько возрасти (см. рис. 28).
Правка круга существенно влияет на его рабочие свойства в начале периода стойкости. Это особенно заметно при частых правках круга, когда он не полностью притупляется. По мере изнашивания круга влияние правки снижается, и основное воздействие оказывает режим шлифования, характеристика круга и др.
Частая правка круга не только стабилизирует его режущую способность, но может предохранить шлифованные детали от прижо — гов и коробления.
Влияние твердости круга и размера абразивных зерен снижается вследствие правки круга.
По мере изнашивания алмаза на нем появляются площадки износа с новыми кромками, и приходится увеличивать продольную подачу при правке, чтобы обеспечить оптимальное состояние рабочей поверхности круга. Если это не выполняется, то происходит сглаживание поверхности круга. Допустимые размеры площадок износа зависят от требований, предъявляемых к правке и шлифованию, и в среднем составляют 0,1—0,5 мм2. Алмаз с затупившимися гранями для работы не пригоден, так как при этом засаливается круг.
Для повышения эффективности правки находит применение ультразвук (частота колебаний 10 кГц и выше, амплитуда колебаний в пределах 25—50 мкм), особенно при использовании твердосплавных роликов-крешеров, где сила прижима должна быть высокой. Правка может быть осуществлена при небольшом давлении, что повышает точность профилирования круга, снижает изнашивание инструмента при правке и расход абразивных кругов.