Скоростное и силовое шлифование

Категория:
Шлифовальные станки


Скоростное и силовое шлифование

Скоростное и силовое шлифование — процесс, при котором путем применения повышенных скоростей круга и подач (круговой, продольной и на глубину) эффективно используют круги, сокращается трудоемкость изготовления продукции в условиях рациональной эксплуатации оборудования.

Рис. 1. Виброгаситель для внутришли-фовального станка

Рис. 2. Исполнительное устройство регулятора вибраций шлифовального станка

Объем снимаемого металла в единицу времени зависит от глу-ы внедрения отдельных абразивных зерен, которая определяет-усилием, прижимающим круг к обрабатываемой поверхности, и СЯпичества зерен, подводимых в рабочую зону в единицу времени, которое определяется скоростью круга.

Основные достоинства скоростного шлифования—снижение силы шлифования, высоты шероховатости, погрешности размера и Формы, времени на выхаживание, правку круга и износа круга.

При повышении скорости круга возрастает мощность шлифования и увеличивается выделение тепла, что может привести к появлению прижогов. Для избежания прижогов целесообразно одновременно увеличивать окружную скорость детали для сокращения времени воздействия источника тепла на обрабатываемую поверхность. С увеличением окружной скорости детали возрастают предельные значения радиальной силы шлифования, при которой возникают прижоги.

При возрастании окружной скорости круга вокруг него образуется воздушный поток, препятствующий попаданию СОЖ в зону шлифования, поэтому необходимо усиливать подачу смазочно-ох-лаждающей жидкости либо применять высокопористые круги. Воздух, находящийся в порах круга, в результате центробежной силы отбрасывается на рабочую поверхность круга, в порах создается разряжение вследствие чего свежий воздух засасывается со стороны торцов круга. С увеличением скорости перемещения воздуха теплопередача возрастает пропорционально квадрату скорости.

В последние годы выпускают круги на керамической связке для работы на скорости 60 м/с и на полимерной связке — на скорости 80 и 100 м/с.

Работа при повышенной скорости круга осуществляется: соответственным увеличением съема металла. Это находит применение при невысоких требованиях к точности и шероховатости поверхности;

без увеличения съема металла (либо с ограниченным увеличением съема металла) при этом повышается точность обработки (за счет снижения сил резания) и улучшается шероховатость поверхности, за счет снижения глубины врезания абразивных зерен в обрабатываемую поверхность.

При освоении скоростного и силового шлифования встретились трудности, которые потребовали новых инженерных решений: повышение прочности быстровращающихся кругов; обеспечение безопасности работы при повышенных ик и интенсивности съема металла; совершенствование конструкции станка; увеличение мощности привода круга; усовершенствование способа подвода СОЖ; снижение выделения тепла и предохранение от появления прижогов; повышение требований к уравновешиванию кругов. Повышение прочности кругов достигается за счет: кругов без центрального отверстия, что может повысить разрывную скорость круга на 22—41%.

В этом случае крепление осуществляется двумя фланцами и болтами, которые проходят через массовые втулки, предусмотренные в теле круга;
— кругов на специальной связке, армированной стекловолокном кругов с твердосплавной втулкой, на поверхности которой наносится абразив и связка. Достоинства конструкции — повышение прочности круга, более плавная его работа, возможно ограничиться однократной балансировкой круга, коэффициент теплового расширения абразивной части и твердосплавной втулки имеют близкие значения;
— подбора характеристик по материалу абразива, зернистости и твердости круга. С уменьшением размера абразивных зерен и повышением градации твердости круга возрастает прочность круга. Для силового шлифования применяют круги из зерен электрокорунда, легированного цирконием с повышенной ударной вязкостью;
— уменьшения диаметра отверстия в круге, так как наибольшие тангенциальные напряжения развиваются на поверхности отверстия круга. Для работы при скорости круга 60 м/с рекомендуются диаметры отверстия, не превышающие половину диаметра круга, для работы при скорости 80 м/с — меньше 1/3 диаметра круга.

Рис. 3. Разрывная скорость шлифовального круга в зависимости от его зернистости и твердости

Рис. 4. Абразивный круг сборной конструкции:
1 — абразивный сегмент, 2 — фланцы

Одним из перспективных направлений повышения прочности кругов является сборная конструкция из нескольких сегментов. Для предохранения от возможности перемещения в радиальном направлении сегменты закреплены между двумя фланцами, имеющими скосы. При этом растягивающие напряжения заменяются сжимающими, что имеет большое значение, так как для абразивных инструментов предел прочности на сжатие в шесть раз выше, чем на растяжение. При установке сегментов разной твердости лучше отводится тепло и снижается опасность засаливания круга.

В последнее время получило развитие шлифование с большими съемами металла. Силовое шлифование применяется при обработке деталей из целого без предварительной механической обработки.

Основные достоинства силового шлифования: возможна обработка отливок по корке, при этом снижаются припуски; возможна обработка заготовок повышенной твердости; отпадает необходимость в оборудовании для предварительной обработки; сокращаются затраты времени на смену инструмента и на подналадку станка по сравнению с обработкой твердосплавным режущим инструментом; улучшается точность и шероховатость поверхности; снижается удельный расход мощности на съем 1000 мм3/мин.

При переходе на скоростное шлифование необходимы следующие изменения конструкции станков и условий обработки:
— опоры шпинделя должны позволять применение скорости резания выше 60 м/с;
— смазка должна быть принудительной. Масло для смазки станка при возврате должно охлаждаться;
— защитный кожух должен быть усилен;
— точность балансировки круга должна соответствовать 1-му классу;
— количество подводимой СОЖ должно быть увеличено и жидкость должна подаваться под повышенным давлением;
— жесткость шлифовального станка должна быть повышенной; подвод СОЖ должен производиться через узкие щели для уменьшения загрязнения;
— возвратное масло в гидросистему должно охлаждаться. Торцекруглошлифовальный станок модели ХШ 4.80 служит для скоростного и силового шлифования по-черному цилиндрических и торцовых поверхностей методом врезания по полуавтоматическому Циклу. При обработке снимается припуск до 7 мм на диаметр.

К устройствам, механизирующим и автоматизирующим работу станка, относятся: механизм подач с шаговым двигателем, позволяющий работать на автоматическом цикле; прибор активного контроля; прибор осевой ориентации; сравнивающие системы для автоматического выведения конусности; автоматическая правка круга профильным алмазным роликом.

На рис. 5 приведена кинематическая схема круглошлифовального станка для скоростного и силового шлифования модели ХШ 4.80. Кинематическая схема состоит из следующих основных

Рис. 5. Кинематическая схема круглошлифовального станка модели ХШ 4.80 для скоростного и силового шлифования

Направляющие для шлифовальной бабки расположены под углом 63°26’ по отношению к оси изделия. Перемещение шлифовальной бабки под этим углом обеспечивает одновременную обработку цилиндрических и торцовых поверхностей методом врезания при соотношении величины снимаемого припуска с торца к цилиндрической поверхности 1 :2. Шлифовальная бабка перемещается по подкладной плите на гидростатических направляющих, что позволяет повысить виброустойчивость бабки и обеспечить достаточную чувствительность к малым перемещениям. Осевая ориентация детали осуществляется автоматически механизмом, установленным на передней бабке. Управление механизмом осевой ориентации осуществляет щуп измерительного прибора. Задняя бабка имеет механизм выведения конусности, который путем деформации корпуса задней бабки позволяет вывести конусность детали. Управление механизмом выведения конусности осуществляется автоматически от измерительного прибора, установленного на столе.

Для лучшего отвода теплоты, охлаждающая жидкость подается в зону шлифования под давлением 1000 кПа в количестве 200 л/мин. Очистка СОЖ осуществляется блоком гидроциклонов.

С помощью механизма поперечных подач осуществляются движения бабки: автоматические врезные подачи (форсированная, черновая, чистовая, доводочная); перегон по винту в обе стороны; под-наладка на размер (импульсами в 1 и 10 мкм от руки); компенсация износа круга при правке (импульсная подача на 10, 20, 30, 40 импульсов).

Достигаемая точность обработки — правильность геометрической формы цилиндрической и торцовой поверхности: постоянство диаметра в любом сечении 10 мкм, торцовое биение на R от 50 мм до, 10 мкм, неперпендикулярность прошлифованного торца к цилиндрической поверхности на длине 100 мм — 20 мкм.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум