Структура круга выбирается исходя из определенных соображений. При чистовых и фасонных работах применяют круги более плотной структуры, чем при черновых. Для обработки деталей из вязких и мягких металлов, легче засаливающих круг, применяют высокопористые круги. С увеличением площади контакта шлифовального круга с деталью увеличивается объем стружки, срезаемой каждым зерном круга, поэтому в таких случаях необходимо также применять пористые круги.
Что касается размеров круга, то необходимо применять круги большего диаметра, так как удельная нагрузка на зерна уменьшается, и износ его замедляется.
10.4. Техника и технология шлифования на плоскошлифовальных станках
Технологические особенности плоского шлифования. Плоские поверхности можно шлифовать периферией и торцом круга.
Плоское шлифование периферией кругаПри шлифовании периферией круга (см. рис. 10.3е) плоскости можно обрабатывать на станках с возвратно-поступательным или вращательным движением стола. На станках с прямолинейно-возвратным движением стола после каждого продольного хода происходит перемещение круга в плоскости шлифования перпендикулярно движению стола на величину поперечной подачи. Для плоского шлифования периферией круга применяют преимущественно круги формы ПП, с наружным диаметром 175–450 мм и высотой 16–40 мм. Твердость и зернистость круга выбирают в зависимости от материала обрабатываемой детали.
При работе на станках с прямоугольным столом припуск можно снимать определенными способами.
1. Шлифование поперечными проходами (рис. 10.8а). Поперечная подача круга (детали) вдоль оси шпинделя осуществляется за каждый ход стола. Шлифовальный круг снимает слой металла, толщина которого равна глубине резания, а ширина — поперечной подаче круга за 1 ход стола. После прохода всей обрабатываемой поверхности круг снова перемещают на определенную глубину и снимают следующий слой металла. Такие проходы повторяют до полного удаления припуска.
2. Шлифование глубинным методом (рис. 10.8б). При этом способе шлифовальный круг снимает основную часть припуска за каждый ход стола. После каждого хода стола круг (стол) перемещается вдоль оси шпинделя на величину от 3/4 до 4/5 его высоты. Оставшаяся часть припуска; равная 0,01– 0,02 мм, снимается по методу поперечных проходов. Шлифование глубинным методом выполняется при небольшой скорости продольного перемещения стола. Этот способ применяют преимущественно при работе на мощных шлифовальных станках.
3. Шлифование ступенчатым кругом (рис. 10.8в). При этом способе круг заправляют ступеньками. Основную часть припуска распределяют между отдельными ступеньками и снимают за 1 проход. Последняя ступенька обычно снимает небольшой слой металла. Затем производят чистовое шлифование по методу поперечных проходов.Рис. 10.8. Шлифование периферией круга на станках с прямоугольным столом:
а — способом поперечных проходов; б — глубинным методом; в — ступенчатым кругомПри обработке незакаленной стали наибольшее время затрачивается при шлифовании многократными поперечными проходами и наименьшее — при шлифовании ступенчатым кругом. Производительность при ступенчатом шлифовании зависит от качества правки режущей поверхности шлифовального круга. Править шлифовальный круг нужно инструментом, который позволяет получить сразу весь профиль (фасонными роликами или специальными дисками), иначе повышенный расход шлифовальных кругов и большие затраты времени на правку чрезмерно увеличат стоимость и время обработки.
На станках, работающих периферией круга, можно шлифовать фасонные поверхности. Точность обработки получается высокой, обрабатываемые детали нагреваются незначительно. Последнее обстоятельство очень важно при обработке деталей, подверженных короблению.
Плоское шлифование торцом круга производительнее, так как в резании участвует большее количество абразивных зерен. Стол плоскошлифовального станка, предназначенный для такого шлифования, совершает возвратно-поступательное или вращательное движение. В последнем случае стол имеет круглую форму.
Обычно торец шлифовального круга перекрывает всю ширину детали, установленной на столе станка. В процессе торцевого шлифования осуществляются следующие движения: вращение круга, подача детали и поперечная подача круга после каждого хода стола или после каждого его оборота.
Для улучшения условий удаления стружки и понижения температуры в зоне торцевого шлифования необходимо:
● применять обильное охлаждение;
● стремиться к прерывистости режущей поверхности путем применения сегментных шлифовальных кругов;
● уменьшать площадь зоны соприкосновения круга с деталью путем поднутрения его торцевой поверхности или там, где это возможно, путем установки шлифовальной головки с небольшим наклоном;
● применять более крупнозернистые и менее твердые шлифовальные круги.
Режимы шлифованияОсновными технологическими факторами, определяющими режим шлифования, являются заданные точность и шероховатость поверхности, мощность двигателя главного привода и стойкость шлифовального круга.
Показателями режима резания при плоском шлифовании периферией круга являются скорость круга; скорость заготовки; поперечная (параллельная ось шпинделя) подача и глубина шлифования (при шлифовании торцом круга поперечную подачу обычно не применяют).
Скорость шлифовального круга зависит от вида (обычное или скоростное) шлифования и возможностей станка. Скорость заготовки совпадает при плоском шлифовании с продольной или круговой подачей стола, на котором они закрепляются. Увеличение скорости заготовки приводит к увеличению производительности обработки. Поэтому рекомендуется выбирать высокие скорости заготовки, особенно при предварительных операциях и снятии больших припусков. Повышение скорости заготовки приводит к уменьшению нагревания и деформации изделия. На чистовых операциях рекомендуется снижать скорость заготовки.
При увеличении поперечной подачи повышается производительность, но увеличиваются шероховатость и износ круга. Поэтому рекомендуется на чистовых операциях применять меньшую величину поперечной подачи.
Глубина резания определяет в основном производительность обработки, однако величина ее зависит от зернистости круга, требуемой шероховатости поверхности, мощности двигателя привода шлифовальной бабки и ряда других факторов. При обработке крупнозернистыми кругами можно применять большую глубину резания. При шлифовании мелкозернистыми кругами с большой глубиной наблюдаются значительный износ мягких кругов или быстрое засаливание твердых кругов. Черновые операции следует производить с большими скоростями и глубинами, а на чистовых операциях необходимо снижать скорость и глубину резания.
Для повышения точности обработки и снижения шероховатости поверхности в конце цикла следует применять выхаживание.
Приспособления для шлифования плоских поверхностей
При шлифовании детали можно крепить непосредственно к столу станка прижимными планками. Однако такое крепление применяют в том случае, когда детали не могут быть закреплены на магнитной плите или в других приспособлениях.
Лекальные тиски (рис. 10.9а) отличаются от обычных машинных точностью изготовления и возможностью кантования. Неподвижная губка тисков составляет одно целое с основанием 1. В корпусе имеются пазы для прохода подвижной губки 2, которая перемещается винтом 3. Основание корпуса имеет отверстия с резьбой для прикрепления тисков к различным приспособлениям. Все плоскости тисок обработаны под углом 90°. Запрессованный цилиндрический измерительный штифт 4 служит для измерения наклонных плоскостей.Рис. 10.9. Лекальные тиски (а) и электромагнитная плита (б)
Электромагнитные плиты . Устройство электромагнитной плиты (рис. 10.9б) основано на следующем принципе. Если на железный сердечник (рис. 10.10а) навить проволоку и по ней пропустить постоянный ток, то сердечник намагнитится. Если теперь поднести к одному из концов сердечника стальной предмет, он с силой притянется к сердечнику. После прекращения действия тока в обмотке прекратится и магнитное действие сердечника. Можно согнуть такой сердечник в виде подковы (рис. 10.10б) и также пропускать ток через его обмотку. В этом случае магнит будет еще сильнее. Соединив подковообразные магниты в группу, получим электромагнитную плиту.
Рис. 10.10. Схема магнитного действия тока (а) и подковообразный магнит (б)
Полюсы магнитов, выведенные на верхнюю часть плиты, тщательно изолируются от ее тела немагнитными сплавами (баббитом, цинком), благодаря чему магнитные силы не рассеиваются в теле плиты, а направляются непосредственно в тело детали. К электромагнитной плите могут притягиваться только магнитные металлы (например, сталь, железо, чугун).
Электромагнитные плиты применяют различных размеров круглой и прямоугольной формы. Для их питания пригоден только постоянный ток, поэтому у станков устанавливаются приборы, преобразующие переменный ток в постоянный.
Электромагнитные плиты обеспечивают надежное и быстрое закрепление шлифуемых деталей. Для сохранения работоспособности плиты необходимо оберегать ее от толчков и ударов, а также следить за тем, чтобы на обмотки не попадала охлаждающая жидкость. По окончании работы следует сразу же насухо протереть рабочую поверхность плиты.
Магнитные плитыКроме электромагнитных плит, на шлифовальных станках применяют магнитные плиты с постоянными магнитами. Для плит этого типа не требуется специальных генераторов и выпрямителей с проводкой и распределительными устройствами. Однако, как правило, сила их притяжения слабее силы притяжения электромагнитных плит.
Конструкция прямоугольной магнитной плиты и принцип ее работы показаны на рис. 10.11. Верхняя ее часть сделана из стальных пластин 1 с немагнитными прослойками 2 между ними (рис. 10.11а). Сильные постоянные магниты 4 можно перемещать, замыкая их то на железные пластинки, то на закрепляемую деталь. На рис. 10.11б показано положение магнитов при закреплении деталей 5, а на рис. 10.11в — во время их снятия или установки. Магниты переключаются при помощи рукоятки 3. Нижняя часть плиты 6 закрепляется на столе станка.