Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Шлифование металла — метод финишной абразивной обработки, при котором режущим инструментом служит шлифовальный круг с множеством хаотично ориентированных зёрен. Метод обеспечивает точность до 5–6 квалитета по ГОСТ 25346-2013 и шероховатость поверхности Ra 0,1–0,8 мкм по ГОСТ 2789-73. Существует несколько принципиально различных видов шлифования, и правильный выбор схемы определяет достигаемое качество, производительность и экономичность процесса.
В основе шлифования лежит микрорезание: каждое абразивное зерно снимает тонкую стружку, действуя подобно резцу с большим отрицательным передним углом. Особенность процесса — высокая скорость резания. Периферийная скорость круга при обычном шлифовании составляет 25–35 м/с, при высокоскоростном — до 60–80 м/с и выше (до 120 м/с на специализированном оборудовании). Максимально допустимая скорость маркируется на каждом круге и является жёстким ограничением по безопасности согласно ГОСТ Р 52588-2011.
Суммарная производительность определяется числом зёрен, одновременно участвующих в резании, глубиной внедрения каждого зерна и частотой их контакта с заготовкой. Тепловыделение при шлифовании значительно выше, чем при лезвийной обработке, поэтому правильное применение смазочно-охлаждающих жидкостей является обязательным условием получения качественной поверхности без прижогов и структурных изменений поверхностного слоя.
Режимы шлифования описываются четырьмя основными параметрами: Vs — скорость круга (м/с), Vз — скорость заготовки (м/мин), Sпр — продольная подача (мм/об или мм/ход стола), t — глубина резания (мм). Взаимодействие этих параметров определяет качество обработанной поверхности и стойкость круга.
Классификация видов шлифования строится по форме обрабатываемой поверхности, схеме относительного движения инструмента и заготовки, а также по способу базирования детали. Выделяют пять основных видов.
Применяется для обработки наружных цилиндрических и конических поверхностей. Заготовка вращается в центрах или патроне, круг вращается навстречу или попутно. Различают шлифование с продольной подачей (ширина круга меньше длины обрабатываемой поверхности, деталь совершает возвратно-поступательное движение) и врезное шлифование (ширина круга перекрывает длину участка, подача только радиальная).
Обрабатываются отверстия — цилиндрические, конические, фасонные. Диаметр шлифовального круга выбирают в пределах 0,7–0,9 от диаметра обрабатываемого отверстия для обеспечения нормального контакта и отвода стружки. Малый диаметр шпинделя требует высокой частоты вращения для обеспечения нормативной скорости резания — при диаметре круга 6–50 мм частота вращения шпинделя внутришлифовального станка составляет 10 000–100 000 мин-1.
Применяется для обработки отверстий в корпусах подшипников, гильзах цилиндров, инструментальных конусах шпинделей. Достижимая точность — 6–7 квалитет, в особых случаях — 5-й квалитет по ГОСТ 25346-2013.
Обрабатываются плоские поверхности. Существуют две принципиальные схемы: шлифование периферией круга (касание по образующей, меньшая площадь контакта, лучший отвод тепла) и торцом круга (касание по торцовой поверхности, большая площадь контакта, выше производительность при менее жёстких требованиях к качеству и допустимому нагреву).
Деталь не закрепляется в центрах и не зажимается в патроне. Она располагается между шлифующим кругом и ведущим кругом, опираясь снизу на нож-подпорку. Ось ведущего круга наклонена на угол 1–6° к оси шлифующего, что создаёт осевую составляющую силы — деталь перемещается вдоль оси (сквозная подача). При врезном бесцентровом шлифовании деталь не имеет осевого перемещения.
Главное преимущество — высокая производительность при обработке деталей типа тел вращения в серийном и массовом производстве (поршневые пальцы, ролики и кольца подшипников, штоки). Деталь не прогибается от сил резания, что особенно важно для нежёстких заготовок малого диаметра.
Профильное шлифование применяется для получения фасонных поверхностей — резьб, зубьев шестерён, кулачков. Шлифовальный круг правится по заданному профилю и переносит его на деталь. Координатное шлифование выполняется на специальных станках с точным позиционированием для прецизионных пресс-форм, шаблонов, ступенчатых отверстий и обеспечивает точность позиционирования отверстий ±0,002–0,005 мм.
Выбор типа станка определяется видом шлифования, формой и размером заготовки, серийностью производства и требуемой точностью.
Шлифовальный круг характеризуется пятью основными параметрами: абразивный материал, зернистость, твёрдость, структура и тип связки. От их совокупности зависят режущая способность, стойкость и область применения инструмента.
Электрокорунд нормальный (14А, 15А, 16А) применяют для шлифования незакалённых углеродистых и легированных сталей с переменной нагрузкой. Электрокорунд белый (22А, 23А, 24А, 25А) — для закалённых инструментальных и нержавеющих сталей, даёт меньший нагрев. Карбид кремния зелёный (63С) — для твёрдых сплавов, чугуна и цветных металлов. Кубический нитрид бора (CBN, эльбор) — для высокопрочных и быстрорежущих сталей; обеспечивает минимальное тепловое воздействие. Синтетический алмаз — для твёрдых сплавов и керамики. Марки абразивных материалов установлены ГОСТ 28818-90 (электрокорунд), ГОСТ 26327-84 (карбид кремния).
Зернистость шлифовальных порошков для инструмента на жёсткой и гибкой основе обозначается по ГОСТ Р 52381-2005 (действует с 01.07.2006, гармонизирован с ИСО 8486-1:1996 и FEPA): буква F с числом, при этом бо́льшее число соответствует более мелкому зерну. Выбор зернистости по видам операций:
Чем мельче зерно — тем ниже достигаемая шероховатость, но ниже производительность и выше риск засаливания круга и прижогов поверхности.
Твёрдость характеризует сопротивляемость связки вырыванию абразивных зёрен. Обозначается буквами латинского алфавита по ГОСТ Р 52587-2006: F, G — очень мягкие; H, I, J — мягкие; K, L — среднемягкие; M, N — средние; O, P, Q — среднетвёрдые; R, S — твёрдые; T, U — очень твёрдые; V, W, X, Y, Z — чрезвычайно твёрдые. Общее правило: для обработки твёрдых материалов выбирают круги мягче (F–L), чтобы зёрна самозатачивались; для мягких материалов — твёрдые круги (O–S), обеспечивающие более длительную стойкость.
Смазочно-охлаждающая жидкость при шлифовании выполняет три основные функции: отвод тепла из зоны резания, смазывание контактных поверхностей и вымывание шлифовального шлама из зоны обработки. Применение СОЖ снижает температуру в зоне шлифования в 2–3 раза по сравнению с сухой обработкой и предотвращает прижоги и структурные изменения поверхностного слоя.
Для шлифования сталей наиболее распространены водные эмульсии 3–5% на основе эмульсола — они эффективно отводят тепло. При шлифовании твёрдых сплавов и специальных материалов применяют масляные СОЖ (сульфофрезолы, МР-1, МР-7). Подача СОЖ — непосредственно в зону контакта круга с заготовкой, расход — 5–30 л/мин в зависимости от ширины круга и режима. Требования безопасности при работе с абразивным инструментом, в том числе при применении СОЖ, регламентируются ГОСТ 12.3.028-82 «Процессы обработки абразивным и эльборовым инструментом. Требования безопасности».
Шлифование — завершающая операция технологического маршрута. В зависимости от вида и режима шлифования достигается:
По мере работы режущая поверхность круга засаливается (поры забиваются стружкой) и теряет форму — круг теряет режущую способность. Правка восстанавливает геометрию и остроту режущей поверхности. Выполняется алмазными инструментами: алмазным карандашом, алмазной пластиной или роликовым правщиком. Частота правки зависит от материала заготовки, режимов и требований к качеству: при чистовом шлифовании закалённых сталей правка может выполняться через каждые 5–15 минут работы, при черновом — значительно реже.
Шлифование металла — многовариантный метод финишной обработки, где выбор вида определяет точность, шероховатость и производительность. Круглое наружное и внутреннее шлифование обрабатывают поверхности вращения до 5–7 квалитета. Плоское шлифование обеспечивает отклонение от плоскостности 0,003–0,010 мм на 300 мм. Бесцентровое шлифование достигает наивысшей производительности для деталей типа тел вращения в серийном производстве. Профильное шлифование передаёт точный контур инструмента на деталь.
Грамотный подбор зернистости по ГОСТ Р 52381-2005, твёрдости круга по ГОСТ Р 52587-2006, технических условий на круги по ГОСТ Р 52781-2007, режимов резания и схемы подачи СОЖ позволяет стабильно получать шероховатость Ra 0,1–0,8 мкм при соблюдении требований к структуре поверхностного слоя и выполнении требований безопасности по ГОСТ 12.3.028-82 и ГОСТ Р 52588-2011.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.