ВЫБОР ШЛИФОВАЛЬНЫХ КРУГОВ

Получение требуемого класса шероховатости обработанной поверхности и максимальной производительности в значительной мере зависят от правильного выбора шлифовального круга. Если характеристика шлифовального круга не соответствует условиям работы, это приводит к плохому качеству обработанной поверх­ности, снижению производительности, излишнему нагреву детали и значительному износу шлифовального круга.

Исходными для выбора шлифовального круга служат следую­щие данные: характеристика шлифуемого материала; форма, размеры и вид детали и шлифуемой поверхности; точность обра­ботки, снимаемый припуск, исходная шероховатость поверхности, требуемое качество шлифованной детали; тип станка, его состоя­ние и жесткость; режим работы при шлифовании; экономические показатели (производительность, стойкость круга, стоимость, потери на правку и др.).

В табл. 9 приведены общие рекомендации по выбору характе­ристики шлифовального круга в зависимости от параметров обра­ботки.

Наиболее широкое применение получили круги прямого про­филя (ПП или АПП). Они просты по форме и универсальны по применению. Они используются как при плоском шлифовании периферией и гордом круга, так и при профильном шлифовании.

Для того чтобы не врезаться кругом в сопряженный участок профиля при профильном шлифовании криволинейных участков профиля по способу обкатки, применяют круги плоские с дву­сторонним коническим профилем (2П и А2П).

Выбор размера круга связан со станком, формой и размерами обрабатываемого изделия, конструкцией крепежного приспособ-

1ЛБЛИЦА 9 Выбор характеристик шлифовальных кругов Параметр круга Параметр обработки Материал абразив­ного зерна Обрабатываемый материал: при всех методах шлифования углеродистой, леги­рованной и быстрорежущей стали, ковкого чугуна, берилловой бронзы, сварного железа применяется электрокорунд; при шлифовании серого и отбеленного чугуна, ла­туни и мягкой бронзы, алюминия, меди, твердых сплавов применяется карбид кремния. Примечание. Круги из белого электрокорунда выделяют меньше теплоты, чем круги из нормального электрокорунда Зернистость 1. Припуск: чем больше припуск, тем более круп­нозернистые круги следует выбирать для обеспече­ния производительности съема. 2.Заданный класс шероховатости поверхности: чем выше класс требуемой шероховатости поверх­ности, тем более мелкозернистые круги рекомен­дуется применять; высокий класс шероховатости мо­жет быть также обеспечен при работе кругами сред­ней зернистости и соответствующих режимах правки. 3. Физические свойства обрабатываемого материала: для обработки мягких и вязких материалов следует применять более крупнозернистые круги, для твер­дых и хрупких — мелкозернистые Твердость 1. Физические свойства обрабатываемого мате­риала: для более твердых материалов следует при­менять мягкие круги, для мягких — твердые; однако для некоторых мягких материалов (бронза и др.) применяют мягкие круги, что предохраняет их от за­саливания; если круг слишком твердый, то при шли­фовании обрабатываемая деталь быстро нагревается, круг затупляется и перестает резать. Если круг слиш­ком мягкий, то он дает большую производительность, но быстро изнашивается. 2. Скорости круга и детали и их отношение пКр/^д: чем выше скорость круга и, следовательно, больше отношение, тем меньшей твердости круги следует использовать; при увеличении скорости детали без изменения скорости круга необходимо увеличивать твердость круга. 3. Подача или усилие шлифования: при большей подаче или усилии шлифования следует выбирать круги большей твердости. 4. Состояние шлифовального станка: при изношен­ном станке и больших люфтах в шпинделе следует применять круги большей твердости Примечание При обдирочных работах, когда снимаются большие припуски, особенно при шлифовании неровной черной поверхности, применяются более твердые шлифовальные круги, чем при чистовых операциях, для которых необходимы более мягкие круги

Параметр круга	Параметр обработки
Связка	1. Физические свойства обрабатываемого мате­риала: для обработки материалов, склонных к прн — жогам, применять бакелитовую связку. 2. Заданная точность и класс шероховатости по­верхности: при прецизионном шлифовании следует применять керамическую связку; высокий класс ше­роховатости обеспечивает бакелитовая и вулканито — вая связки. 3. Припуск: для съема больших припусков реко­мендуется использовать круги на керамической связ­ке; вулканитовую связку применять для съема незначительных припусков
Структура	1. Физические свойства обрабатываемого мате­риала: вязкие и мягкие материалы, склонные к при — жогам, следует обрабатывать кругами с открытой структурой, твердые и хрупкие — кругами с плот­ной структурой (3, 4). 2.Заданное качество обработки: в случае высо­ких требований к качеству обработки следует выби­рать плотную структуру, а при грубой обработке и неравномерном усилии шлифования — открытую структуру. 3 . Снимаемый припуск: для обдирки со значитель­ными припусками требуются круги открытых струк­тур. Примечание При круглом наружном, бесцен­тровом и плоском шлифовании периферией круга приме­нять структуру 5—Ь; при внутреннем шлифовании — 7—9; при профильном шлифовании, а также при больших пере­менных нагрузках — 3—4; при профильном шлифовании мелкозернистыми кругами (резьбошлифование) — 7—9

ления и пр. Необходимо помнить, что выгоднее применять круги большего диаметра. Экономичность применения кругов опреде­ляется стоимостью единицы полезно используемого объема абра­зива и скоростью износа круга; тот и другой параметры для малых кругов выше. В кругах малых размеров нагрузку воспринимают меньшее число абразивных зерен, поэтому они быстрее изнаши­ваются.

Факторами, ограничивающими размеры шлифовального круга при профильном шлифовании, являются: отсутствие места для установки круга более крупных размеров, форма обрабатываемой детали, недостаточная мощность и жесткость станка и т. п.

Круги из синтетических алмазов на органической связке марки АСО отличаются высокой режущей способностью и произ­водительностью. Они дают возможность получать минимальную

іЛБЛИЦА 10

іч-комендации по применению абразивного инструмента мри плоском шлифовании периферией круга

Обрабатываемый материал		Характеристика круга
Наименование	Термическая	Шлифование	К ‘ ТИР а 2 р;	В л	е §
обработка		Q.«S 5 vo В g*	s| CJ р	сх о СП
			< я н	СО о	Н
Алюминий	______	Комбинированное	КЧ8	32—50	СМ 1—СМ2
и его
сплавы
Бронза	_	Предварительное	КЧ7	80	М3 СМ1
і мягкая		Чистовое	КЧ8	32—40	МЗ-СМ1
		Комбинированное	КЧ8	50	МЗ—СМ1
	Без термн-	Предварительное	35	32—50	С1-С2
Высокоуг-	ческой	Чистовое	35	20-25	С1-С2
леродистая и быстро-	обработки	Комбинированное	39	20—25	СМ2—С1
режущая стали	Закалка	Предварительное	39	32—40	СМ2—С1
	Чистовое	38	32—40	СМ2—С1
		Комбинированное	39	20—25	СМ 1-СМ2
Латунь	—	Комбинированное	КЧ8	50—80	М3—СМ2
Марганцо-	_	Предварительное	Э5	63—80	СМ 1-СМ2
вистая		Чистовое	Э9; Э5	32 -40	CM I— СМ2
сталь		Комбинированное	Э5	40	СМ 1—СМ2
	Без терми-	Предварительное	Э5	32-40	СЛ-СТ1
	ческой	Чистовое	Э5	20- 40	С1—СМ2
Маншнопо-	обработки	Комбинированное	Э5	32—40	СМ2—С2
делочная
сталь	Закалка	Предварительное	Э5	32-40	С1-С2
		Чистовое	Э9	20-25	СМ2—С1
		Комбинированное	Э9	32—40	СМ2—С1

Обрабатываемый материал	Шлифование	Характеристика круга
Наименование	Термическая обработка	• в ^ ;s3 А к ® а « С * н	а л к g с-б О н СО о	А н о о <  с. О) А ь
Никелевая сталь	Без терми­ческой обработки	Предварительное Чистовое Комбинированное	38 38 39	50 32—40 32—40	СМ2—С1 СМ1—СМ2 СМ2—С1
Цемента­ция и за­калка	Предварительное Чистовое Комбинированное	38 38 39	50 32—40 32—40	СМ2—CI СМ 1—СМ2 СМ2—С1
Никель и никелевые сплавы	—	Предварительное Чистовое Комбинированное	38 М8 М8	20—25 16 20—25	СМ 1—СМ2 СМ 1—СМ2 СМ 1—СМ2
Твердые сплавы	—	Предварительное Чистовое Комбинированное	К38 К39 К39	25—50 12—16 25	М3—СМ2 МЗ-СМ1 СМ 1—СМ2
Хромистая сталь	Без терми­ческой обработки	Предварительное Чистовое Комбинированное	35 39 35	32—40 20—40 32-40	С2—СТ1 СМ2—С1 Cl—С2
Закалка	Предварительное Чистовое Комбинированное	35 39 35	32—40 20—40 32—40	Cl—С2 СМ2—С1 СМ2—С2
Хромомар­ ганцевомо­ либденовая сталь	Без терми­ческой обработки	Предварительное Ч истовое Комбинированное	35 35 35	32—40 20—25 32—40	| С2—СТ1 С1 Cl—С2
Закалка	Предварител ьное Чистовое Комбинированное	35 35 35	32—40 20—40 32—40	С1 СМ2 СМ2—С1
Хромомар­ ганцевоти­ танистая сталь	Нормали­зация и отпуск	Комбинированное	35	32—40	С2
Цемента­ция и за­калка	Комбинированное	35	32—40	СМ2—С1

Обрабатываемый материал	Шлифование	Характеристика круга
Наименование	Термическая обработка	Абразив­ный ма­териал	Зерни­ стость	Твердость
	Без терми-	Предварительное	Э5	50—80	СМ2—С2
	ческой	Чистовое	Э9	32—40	СМ 1—СМ2
Хромони-	обработки	Комбинированное	Э5	32—50	СМ2
келевая сталь	Закалка	Предварительное	Э5	32—50	СІ—С2
		Ч истовое	Э9	32—40	Cl—С2
			Э5	20—40	СМ2
		Комбинированное	Э5	32—40	см2—а
Чу гуны	_	Предварительное	КЧ7	50	М3—С1
отбеленный		Чистовое	КЧ8	20 — 40	М3 — СМ2
и серый		Комбинированное	КЧ8	40	М3—СМ2
Чугун	_	Предварительное	Э5	50-80	СМ2—С1
(перл НТО-		Чистовое	Э5	20—40	смг—а
вая струк-		Комбинированное	Э5	32—40	СМ2—С1
тура)

Примечание. Для никелевой стали — связка Б, для остальных мате­риалов — связка К.

шероховатость обработанной поверхности и являются наиболее универсальными, так как применяются как при чистовой, так и при черновой обработке деталей и могут работать с охлаждением и без него. Органическая связка при применении алмазов марки АСО, обладающих наибольшей хрупкостью, обеспечивает само­затачивание и исключает засаливание кругов в процессе шлифова­ния. Обработка кругами на органической связке характеризуется минимальной температурой в зоне шлифования и наилучшей ше­роховатостью поверхности.

Алмазоносный слой у кругов па органической связке менее прочный и более хрупкий, чем у кругов на металлической и кера­мической связках. Круги на органической связке имеют несколько больший удельный расход алмазов на единицу массы снятого твердого сплава, так как эта связка легче разрушается. Поэтому круги на органических связках применяются в основном для выполнения чистовых и доводочных операций при обработке твер­досплавных деталей со съемом небольших припусков, а также при необходимости работать без охлаждения.

Из органических связок наибольшее применение находят Б1, Б2, БЗ и Б8. Наиболее износостойкими являются алмазные круги

на связке Б2. Эти круги отличаются способностью сохранять форму и размеры, а поэтому успешно применяются при профиль­ном шлифовании и резьбошлифовании. При работе кругами из синтетических алмазов на связке Б2 имеют место повышенные усилия и температура.

При плоском шлифовании периферией круга рекомендуется применять абразивный инструмент (табл. 10).

3. ВЫБОР РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ

Основными элементами режима резания при профильном шли­фовании являются: окружная скорость круга vK, м/с; глубина шлифования t, мм; поперечная подача snon, мм/дв. ход; продоль­ная подача SnP, м/мин.

Окружная скорость круга является важным параметром при анализе процесса шлифования, хотя и не влияет на производи­тельность обработки. Чем больше скорость вращения абразив­ного круга, тем меньше толщина и сечение стружки. Поверх­ности деталей, шлифованные с более высокими окружными ско­ростями круга, имеют более короткие риски по сравнению с по­верхностями, обработанными с меньшей скоростью.

Для уменьшения износа мягких кругов, а также улучшения шероховатости обрабатываемой поверхности нужно увеличивать частоту вращения кругов. Но увеличение скорости ограничивается прочностью круга и жесткостью станка.

При шлифовании нежесткой детали следует уменьшить глу­бину шлифования. Частота вращения в зависимости от диаметра круга и окружных скоростей приведена в приложении 1. Поль­зуясь этим приложением, можно решить ряд важных вопросов, связанных со шлифованием деталей на стайках.

Если известны окружная скорость шлифовального круга и его диаметр, то из таблицы определяют частоту вращения (об/мин) вала шлифовального шпинделя станка. И наоборот, если известна частота вращения^шлифовального шпинделя и диаметр круга, то по таблице можно определить окружную скорость круга, ко­торая определяет скорость резания при шлифовании.

В табл. 11 приведены режимы шлифования периферией шлифо­вального круга в зависимости от требуемого класса шероховатости обрабатываемой поверхности.

* При шлифовании профилированным кругом для 7-го класса шероховатости поверхности принимают окр = 25=30 м/с, s,]p = ="4 = 6 м/мин, s„ = 0,005=0,01 мм; для 8-го —vw = 30-г-35 м/с, snp = 2 = 4 м/мин, sB = 0,002 = 0,005 мм (sB —вертикальная подача круга).

При алмазной обработке при выборе скорости резания следует учитывать материал связки алмазного круга, выполняемую опе­рацию и требуемую шероховатость обработанной поверхности. Когда скорость резания увеличена по сравнению с рекомендуемой, имеет место увеличенный расход алмазов при применении кругов

і ШЛИЦА 11 і’сжимы шлифования периферией круга .пасс шеро­ховатости иверхности по ГОСТ 2789—73 «к — м/с Snp. м/МИН snon* ММ’ДБ. ХОД 1, мм 7 25-30 6-10 0,1-9,6 0,03—0,06 8 25—30 3—6 0,1-0,3 0,02—0,03 9 30-35 2—4 0,05-0,15 0,005—0,015

па органической связке, засаливание и ухудшение режущей спо­собности при применении кругов на металлической связке.

Большое увеличение поперечной и продольной подач приводит к увеличению износа алмазных кругов; при уменьшении подач сни­жается удельный расход алмазов и улучшается шероховатость обработанной поверхности, но при этом снижается производи­тельность обработки. Практически следует применять такие подачи, при которых обеспечивается требуемое качество шлифова­ния и минимальная стоимость обработки. Как правило, с боль­шими подачами шлифуют алмазными кругами с высокой зерни­стостью на металлической и керамической связках и при работе с охлаждением.

В табл. 12 приведены режимы шлифования алмазными кругами твердосплавных деталей.

Припуск под шлифование должен быть минимальным. Обычно он зависит от размеров шлифуемой детали, ее формы, шерохова­тости предварительной обработки и необходимости термической обработки. При шлифовании закаленных деталей припуск должен быть больше, чем при шлифовании незакаленных деталей. Мень-

ТАБЛИЦА 12 Режим шлифования алмазными кругами АПП, А2П и А5П твердосплавных деталей Класс шерохо­ватости поверх­ности по ГОСТ 2789—73 Характеристика круга °кр* м/с W м/мин snon* мм/дв. ход 1, мм Зернистость Связка 7 А16—А12 Ml 20—30 5,0 0,5—1,0 0,03—0,04 8 А12—А8 Ml 20—30 4,0 0,5—1,0 0,03 9 А8—Аб Б1; Б2 25—35 3,0 0,5 0,02 ,0 А5—А4 Б1; Б2 25—35 3,0 0,5 0,01

шая шероховатость предварительной обработки детали вызывает необходимость увеличения припуска под шлифование.

Когда фасонная деталь имеет значительные габариты (более 100 мм) и профиль, подверженный деформациям при термической обработке, следует оставлять припуск от 0,6—1 мм. Для деталей с размерами до 100 мм, имеющих профиль, не внушающий опасе­ний в части деформаций при термической обработке, изготовляе­мых из малодеформируемых сталей, необходимо предусмотреть припуск 0,2—0,4 мм.

Припуск на алмазное шлифование твердосплавных деталей штампов зависит от способа предварительной обработки заго­товки и от способа ее изготовления. Способ предварительной обра-

Припуски на предварительную н чистовую обработку твердосплавных деталей штампов

ТАБЛИЦА 13 Способ изготовления заготовок Предварительная обработка после окончательного спекания Максимальный при­пуск на чистовую обработку на сто­рону (мм) в зави­симости от класса шероховатости обработки Способ предваритель­ной обработки Припуск па сторону, мм 9 10 Прессование пла — стифи цированны х Электроискрова я обработка 0,2—1,0 0,15 0,17 заготовок стандарт­ной формы Абразивное шли­фование кругами из карбида кремния 0,2—1,0 0,1 0,12 Прессование в специальных пресс-формах Электроискровая обработка Абразивное шли­фование кругами: из карбида крем­ния на металлической связке 0,3—0,5 0,3—0,5 0,3—0,5 0,15 0,1 0,05 0,17 0,12 0,08 Прессование в специальных пресс-формах с по­следующей обработ­кой пластифициро- Электроискровая обработка (только поверхностей, кото­рые нельзя шлифо­вать) 0,2—0,3 — — ванных илн полу — спеченных заготовок Алмазное шлифо­вание кругами на ме­таллической связке 0,2—0,3 0,05 0,08

ботки выбирается технологом с учетом размеров детали, ее конфи­гурации и партии. Применение пластифицированных заготовок с их последующей механической обработкой на токарных, фрезер­ных и других станках позволяет оставить на обработку после окончательного спекания припуск 0,2—1,0 мм на сторону. При­пуск, равный 1 мм, следует оставлять у заготовок сложной формы и с размерами до 100 мм, а припуск 0,2 мм — у заготовок простой формы и малых размеров.

В тех случаях, когда твердосплавные заготовки прессуются в специальных пресс-формах, припуск на обработку можно зна­чительно снизить. При применении комбинированного метода и полуспеченных заготовок можно оставить припуск 0,2—0,3 мм.

Вначале заготовку следует обработать алмазными кругами на металлической связке, а затем чистовую обработку произво­дить на органической связке.

В табл. 13 приведены ориентировочные данные по выбору при­пуска на предварительную и чистовую обработку твердосплав­ных деталей штампов.