Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

• Введение
• Виды шлифования
• Круглое наружное шлифование
• Круглое внутреннее шлифование
• Установка и крепление заготовок
• Заключение
• Использованная литература
• Введение
• Шлифовка - это технологическая операция, как правило, финишная, при которой часть материала удаляется с обрабатываемой поверхности. Такой вид обработки является высокопроизводительным и эффективным способом отделки поверхности при изготовлении деталей. Шлифовка придаёт поверхности требуемые характеристики по точности размеров, геометрии формы поверхности и её качеству. Слово шлифовка происходит от польского - «Szlifowac», что означает шлифовать, точить, полировать.
• В реферате детально рассмотрим процесс круглого шлифования, установку и крепление заготовок, распишем критерии для выбора шлифовального круга, рекомендованные режимы обработки.
• Виды шлифования
• От того каким способом и какова будет форма обрабатываемой поверхности, шлифовка разделяется на виды:

· Круглое наружное;

· Круглое внутреннее;

· Бесцентровое;

· Плоское

· Профильное

· Резьбошлифование

· Зубошлифование

· Шлицешлифование

· Глубинное шлифование

· Совмещенное шлифование

При круглом шлифовании осуществляется взаимное перемещение шлифовального круга и детали вдоль ее оси называемой продольной подачей, а так же задаётся перемещение поперечной оси для придания цилиндрическому или коническому изделию заданных величин диаметров. Этим способом обработки пользуются при обработке валов, втулок, шпинделей, колен валов и прочих продуктов машиностроения.

Круглое внутреннее шлифование - предназначено для работы с цилиндрическими или коническими поверхностями, расположенными под наружными частями, геометрических элементов деталей. При шлифовке на внутришлифовальных станках процесс обработки предусматривает обработку с продольной подачей, врезное шлифование с поперечной подачей, обработку с планетарным вектором движения, а так же осциллирующим движением круга. Примером использования внутреннего шлифования могут быть части внутренних поверхностей таких деталей как: цанговая оправка, цанга, шпиндель и др. При бесцентровом шлифовании деталь не закрепляют в центрах или в патроне, а базируют по обрабатываемой или ранее обработанной поверхности. Деталь начинает вращаться от ведущего круга, скорость которого раз в 60 - 100 менее по сравнению со скорость основного шлифовального круга.

Плоское шлифование - осуществляется на рабочей поверхности основного стола или на электромагнитной плите в зависимости от обрабатываемого материала. Это могут быть: плитки параллельные, используемые при фрезеровании, плитки Иогансона предназначенные для контроля размеров и пр.

Шлифование поверхностей деталей, образующая которых является кривой или ломаной линией, называют профильным шлифованием. К примеру, кулачки распределительного вала имеют форму отличную от круга и поверхность их прошлифована на специальных станках.

Резьбошлифование - это обработка элементов резьбы с помощью специального абразивного инструмента. Такой вид обработки применяется с целью получения качественной поверхности специальных винтов. В частности такой метод используется при изготовлении винтов ШВП, для станков с ЧПУ.

Зубошлифование - вид обработки, применяемый в машиностроении который позволяет шлифовать зубчатые колеса из закаленных сталей с твердостью рабочих поверхностей HRC 48 - 60, которые выполняют с высокой точностью в зависимости от условий работы. Шлифование зубьев осуществляется на специальном оборудовании, как правило, с программным управлением.

Шлицешлифование - разновидность шлифования, производимого на специальных станках. Применяется такой способ для обработки валов со шлицевыми соединениями.

Глубинное шлифование является разновидностью обдирочного шлифования. Однако, в ряде случаев, глубинное шлифование по достигаемому качеству обрабатываемой поверхности может являться чистовым. Обработку проводят с большими глубинами (св. 5 мм), с малыми продольными подачами. Глубинное шлифование применяют для профильного шлифования, в том числе широкими кругами, для шлифования стружечных канавок на сверлах, гребенок, пазов; при шлифовании резьбы, зубьев и червяков и деталей топливной аппаратуры и при алмазной обработке твердосплавных режущих инструментов.

Совмещенное шлифование - это обработка одновременно нескольких сегментов деталей на шлифовальном станке с одной технологической установки. В том случае, когда шейки детали расположены близко друг к другу, применяют широкие круги для одновременного охвата этих элементов выделываемой детали, а для обработки изделий, у которых эти места расположены на значительном расстоянии друг от друга, используются шлифование несколькими кругами одновременно расположенными на одном валу. Последний метод позволяет существенно повысить производительность и точность относительно взаиморасположения шлифуемых поверхностей.

Круглое наружное шлифование

Круглым наружным шлифованием обычно называют процесс шлифования заготовки во время ее вращения в центрах или патроне (рис. 1).

Рис.1 Процесс шлифования заготовки во время ее вращения

Круглошлифовальные станки разделяются на универсальные и специальные. На этих станках шлифуются цилиндрические, конические, ступенчатые и фасонные поверхности .

Рис.2 Шлифование с продольной подачей

Различают два способа обработки заготовок на круглошлифовальных станках: шлифование с продольной подачей и врезное шлифование.

Рис.3 Глубинный способ шлифования с продольной подачей

Шлифование с продольной подачей (рис. 2) применяется при обработке заготовок, длина которых значительно превосходит ширину шлифовального круга. Одной из разновидностей шлифования с продольной подачей является глубинный способ (рис. 3), при котором шлифование производится с большой подачей на глубину t, малой продольной подачей (Sпрод). Глубина шлифования равна оставленному на обработку припуску, круг подается сразу на эту величину, а заготовка получает очень медленную продольную подачу. При работе этим способом быстро изнашивается передняя кромка круга, так как она подвергается максимальной нагрузке и круг приходится чаще править. Тем не менее, при таком способе шлифования достигается значительное уменьшение времени обработки за счет сокращения числа проходов и распределения нагрузки на большее число участвующих в резании абразивных зерен.

Врезное шлифование применяется в тех случаях, когда длина шлифуемой поверхности несколько меньше высоты круга или равна ей . Этот вид шлифования широко применяется при массовом и крупносерийном производстве.

С целью ускорения операций шлифования заготовок, длина которых значительно превышает высоту круга, рациональнее использовать комбинированный способ обработки (рис. 4):

Рис.4 Шлифование комбинированным способом обработки.

а) предварительное врезное шлифование с высокой поперечной подачей Sпоп на величину припуска и перемещением круга из положения I в положения II, III и т. д.;

б) окончательное шлифование с продольной подачей Sпр, обеспечивающей требуемую шероховатость поверхности обработки.

Рис.5 Обработка коренных шеек коленчатого вала

Обработка коренных (рис. 5) и шатунных (рис. 6) шеек коленчатого вала представляет собой одну из наиболее сложных операций круглого шлифования методом врезания, так как при этом производится комбинированное шлифование: круглое цилиндрической поверхности шейки и профильное -- галтели. К шлифовальным кругам для обработки шеек коленчатых валов предъявляют особые требования: с одной стороны, круг должен хорошо выдерживать заправленный радиус закругления (галтель), то есть быть достаточно твердым, а с другой, -- не должен допускать прижогов на шейке вала, то есть быть достаточно мягким.

Рис.6 Обработка шатунных шеек коленчатого вала

При шлифовании шеек коленчатого вала применяются круги из белого и хромотитанистого электрокорунда наружным диаметром 750-1100 мм, высотой 32-130 мм; зернистостью 40, степеней твердости СТ1-СТ3 (для предварительной операции) и зернистостью 25, степеней твердости СМ1-С1 (для окончательной операции).

В настоящее время все большее применение находят специальные полуавтоматические многокруговые станки для одновременного шлифования трех-шести коренных шеек коленчатых валов набором шлифовальных кругов (см. рис. 5). Несмотря на снижение режущей способности каждого круга более чем в три раза и увеличение машинного времени шлифования одной шейки почти в 2,5 раза, производительность труда увеличивается почти в два раза по сравнению с обработкой на однокруговых станках при повышении геометрической точности расположения шеек относительно центральной оси вала.

Для станков с многокруговой наладкой предъявляются повышенные требования к комплектации набора кругов: круги в комплекте должны быть одинаковыми по режущей способности и стойкости. Балансировка наборов кругов осуществляется вне станков за счет смещения тяжелой части каждого круга на определенный угол (360о/n, где n -- число кругов в наладке) относительно друг друга и уравновешивания таким образом всего набора. Неуравновешенность кругов, входящих в комплект, должна соответствовать 1 классу неуравновешенности.

Аналогичные результаты достигаются при совмещенном шлифовании заготовок угловыми кругами, когда обработка ведется периферией и торцом круга (рис. 7).

Рис.7 Совмещенное шлифование заготовок угловыми кругами.

Интенсивность обработки повышается за счет совмещения шлифования по нескольким обрабатываемым поверхностям и исключения потерь вспомогательного времени на перемещение круга с одной обрабатываемой поверхности на другую. Несмотря на интенсификацию обработки, нагрузка на отдельные абразивные зерна не повышается, так как припуск распределяется на их большее число. В то же время разворот круга относительно оси обрабатываемой заготовки в пределах 15-30є, когда перепад скоростей на рабочих поверхностях круга не превышает 5-8 м/с, повышает устойчивость системы «станок-круг-деталь», увеличивает ее жесткость, снижает радиальную составляющую силы резания и износ круга, что в конечном счете способствует повышению качества обработки, стойкостной наработки кругов и их эксплуатационных показателей.

Для круглого наружного шлифования распределительных валов двигателей внутреннего сгорания применяются круги типа ПП наружным диаметром 450-750, высотой 20-40 мм на керамической, бакелитовой или вулканитовой связках. Для обработки заготовок различных диаметров применяется круглое шлифование одновременно несколькими шлифовальными кругами. Для круглого шлифования в центрах применяются преимущественно круги типа ПП наружным диаметром 250-1100, высотой 20-75 мм, для круглого шлифования в центрах с одновременной подрезкой торцовой стороны -- круги типа ПВ наружным диаметром 200-600 мм. Для одновременной обработки заготовки по наружному диаметру и бортику применяются шлифовальные круги типа ПВК с конической выточкой, являющиеся разновидностью кругов типа ПВ. Коническая выточка уменьшает нагрев и улучшает условия шлифования торцом круга. Для наружного шлифования заготовок, у которых одновременно с обработкой по диаметру требуется подрезка выступов с двух сторон (например, при обработке щек коленчатого вала), применяются круги типа ПВДК наружным диаметром 750-1000 мм.

Мощным средством увеличения эффективности процесса шлифования является повышение рабочей скорости шлифовального круга до 60 м/с (скоростное шлифование), 80 и даже 100-120 м/с (высокоскоростное шлифование). В настоящее время уровень развития абразивной промышленности позволяет осуществлять в машиностроении процесс шлифования с рабочей скоростью 60-80 м/с; увеличение рабочей скорости круга до 60-80 м/с позволяет повысить его стойкость в 1,5-3 раза, уменьшить величину шероховатости обработанной поверхности, снизить износ круга -- в 1,5-2,0 раза за счет уменьшения средней толщины среза и соответствующих ей сил резания. Уменьшение сил резания дает возможность пропорционально повышению рабочей скорости круга увеличить подачи, то есть интенсифицировать съем металла при неизменных параметрах качества обрабатываемых поверхностей. При этом рост режущей способности абразивного инструмента опережает рост его износостойкости, способствует сокращению основного времени шлифования и резкому увеличению коэффициента шлифования. В результате всего этого при высокоскоростном шлифовании наблюдается значительное уменьшение технологической себестоимости шлифования.

В настоящее время для наружного шлифования в центрах используются круги типа ПП наружным диаметром до 750 мм и высотой до 100 мм.

Круглое внутреннее шлифование

Оно предназначено для обработки внутренних поверхностей цилиндрической или конической формы с прямолинейной образующей. На внутришлифовальных станках используют следующие методы шлифования отверстий: с продольной подачей (рис. 8, а, б); врезное с поперечной подачей (рис. 8, в, г); врезное с дополнительным осциллирующим движением круга (рис. 8, в); с планетарным движением шлифовального круга (рис. 8, д). Шлифование с продольной подачей обеспечивает более высокую точность и меньшую шероховатость обработанной поверхности. Врезной метод используют при обработке коротких и глухих отверстий. При планетарном движении шлифовальный шпиндель 1 кроме вращения вокруг своей оси получает вращательное движение относительно оси шлифуемого отверстия заготовки 2 от специального устройства станка. Внутреннюю коническую поверхность отверстия шлифуют путем поворота бабки с заготовкой на угол а (рис. 8, б). Для шлифования отверстия и торца заготовки с одной установки (рис. 8, а) на передней бабке станка устанавливают качающееся приспособление с торцовым кругом 3. При внутреннем шлифовании диаметр шлифовального круга всегда меньше диаметра шлифуемого отверстия. Круги из-за малого диаметра быстро изнашиваются и требуют частой правки. Необходимо применять высокую частоту вращения шпинделя шлифовального круга, чтобы обеспечить оптимальную скорость резания.

Рис.8 Схемы круглого внутреннего шлифования.

Диаметр шлифовального круга выбирают наибольшим, допустимым по условию его размещения в обрабатываемом отверстии диаметром d: (0,75 - 0,85) d при d = 50/150 мм и (0,85 - 0,95)d при d = 30/45 мм. При внутреннем шлифовании применяют более мягкие круги, чем при наружном, так как дуга контакта в первом случае больше, чем во втором. При внутреннем шлифовании достигают точность отверстия 7-го квалитета, шероховатость Ra=0,16 /0,63 мкм. Припуски на шлифование, как правило, на 50 % меньше, чем при круглом наружном шлифовании.

СОЖ подают через специальные сопла, расположенные близко к зоне резания, или через поры круга. Рекомендуемые режимы обработки: VK = 25 - 60 м/с при шлифовании углеродистых и низколегированных сталей; VK = 1,5/ 25 м/с при шлифовании высоколегированных и закаленных сталей; VK = 20 - 30 м/с при шлифовании чугунов. Скорость заготовки VЗ= (0,015 - 0,03) VK; продольная подача Sпp = (0,5 - 0,8) Н при черновом шлифовании и Sпp = (0,25 - 0,5) Н при чистовом шлифовании, где Н - высота круга; поперечная подача Sпоп = 0,1 - 0,8 мм/об. Круги обычно правят алмазными карандашами или алмазами с продольной подачей 2 - 2,5 м/мин и подачей на глубину резания 0,02 - 0,03 мм/дв. ход.

шлифовка заготовка вал

Установка и крепление заготовок

Установка осуществляется посредством универсальных и специальных приспособлений - патронов (рис. 9, а, б) и бесцентровых зажимов (рис. 9, в - д). Технологическая база, как правило, - наружная цилиндрическая поверхность заготовки (ранее обработанная). Применяют трехкулачковые патроны с ручным или механизированным зажимом. Заготовки с отклонениями от симметричности и цилиндричности удобнее закреплять в четырехкулачковых патронах, в которых кулачки передвигаются независимо друг от друга посредством соответствующей передачи. Кулачки самоцентрирующего патрона шлифуют в сборе на том же станке для повышения точности установки. Заготовки крепят также на планшайбе (прихватами) после установки по центрирующему калибру, входящему в центральное отверстие планшайбы. Установку заготовок для шлифования отверстия и торца.

Для прижима заготовки к торцовой опоре используют патроны с вращающимися (рис. 10) и невращающимися электромагнитами. Корпус 2 (рис. 10) патрона закреплен на шпинделе бабки изделия 1. В корпусе размещен магнитопровод 3, внутри которого установлены катушки 4, залитые эпоксидной смолой 6. Верхняя плита 5, имеющая форму обрабатываемой заготовки, состоит из шести полюсов 7 с чередующейся полярностью, разделенных прослойками из немагнитного металла 9. Твердосплавные штифты 8 служат для повышения износостойкости торца патрона. Штифты 10 центрируют верхнюю плиту. Питание катушки осуществляется через контактные кольца, расположенные на другом конце шпинделя.

Рис.9 Базирование заготовок при внутреннем шлифовании в патроне (а, б) и зажимах (в - д): 1 - шлифовальный круг; 2 - обрабатываемая заготовка; 3 - поддерживающий ролик; 4 - корпус торцовой опоры; 5 - ведущий ролик; 6 - прижимной ролик.

Рис.10 Патрон с вращающимися электрмагнитами.

Заключение

Шлифование, являясь одним из самых производительных методов обработки металлов, обеспечивает высокую точность формы и размеров деталей, малую шероховатость обрабатываемой поверхности и в результате совершенствования заготовительных операций может заменить токарные, строгальные, фрезерные и слесарные операции.

Использованная литература

1. Кащук В.А. Справочник шлифовщика. -М.: Машиностроение, 1988.

2. Попов С. А. Шлифовальные работы. Учебник для СПТУ. -- М.: Высш. шк. 1987.

3. http://www.abrasive.ru/lib/list/krugloe-naruzhnoe-shlifovanie/

4. http://www.masters.donntu.edu.ua/2012/fimm/parkhomenko/library/article6.htm

Размещено на Allbest.ru