Обработка деталей на шлифовальных станках

Шлифование - это процесс резания материалов абразивным инструментом, режущими элементами которого являются зерна абразивных материалов. Каждое абразивное зерно работает как резец, снимая микростружку. При этом выделяется много тепла, поэтому обработку ведут с обильным применением СОЖ.

Абразивные материалы, используемые для изготовления шлифовальных кругов, должны иметь высокую твердость, красностойкость и износостойкость. Впромышленности применяют в основном искусственные абразивные материалы: электрокорунд (Al₂O₃), карбид кремния (SiC), карбид бора (В₄С), синтетические и природные алмазы.

Наибольшее применение находит электрокорунд. В зависимости от содержания примесей в зернах абразива различают нормальный электрокорунд (95% Аl₂O₃), условное обозначение 12А, 13А, 14А, 15А, 16А; электрокорунд белый (96 - 98% Al₂O₃), условное обозначение 22А, 23А, 24А, 25А; монокорунд (98 - 99% Al₂O₃), условное обозначение 43А, 44А, 45А. Чем чище электрокорунд, тем выше его режущие свойства и, соответственно, стоимость. Электрокорунд применяют при обработке сталей, чугунов и цветных металлов, монокорунд - цементированных, закаленных и высоколегированных сталей.

Карбид кремния (карборунд) в 1,4 раза тверже электрокорунда, но он более хрупкий. Выпускается двух марок. Карбид кремния черный (95 - 97% SiC), условное обозначение 53С, 54С, 55С применяют для обработки чугуна, хрупких цветных металлов и неметаллических материалов. Карбид кремния зеленый (более 97% SiC), обозначение 63С, 64С используют для заточки твердосплавного режущего инструмента.

Карбид бора в 1,8 раза тверже электрокорунда, но очень хрупок и дорог. Используется для доводки режущего инструмента, и обработки особо твердых неметаллических материалов.

Алмаз самый твердый материал (в 4 раза тверже электрокорунда), имеет высокую красностойкость (до 800 °С) и износостойкость. В промышленности применяют синтетические алмазы, полученные из высокочистого графита в реакторах при температуре 1200 - 2400°С и давлении более 1000 МПа. Они имеют марки АСО, АСР, АСВ, АСК и др. Алмазы используют для изготовления абразивных инструментов: шлифовальных кругов, пил, брусков, которыми обрабатывают твердые неметаллические материалы, полупроводниковые материалы, керамику, твердые сплавы. Кристаллами алмаза оснащают токарные и расточные резцы для чистовой обработки точных деталей из алюминиевых и медных сплавов, а также неметаллов.

Кубический нитрид бора - синтетический сверхтвердый материал. По твердости он близок к алмазу, но превосходит его по теплостойкости (до 1500 °С). Выпускается под наименованиями: эльбор, славутич, боразон и др. Используется для оснащения токарных резцов и торцевых фрез для чистовой обработки закаленных сталей и чугунов, а также шлифовальных кругов для чистового шлифования.

Абразивные материалы изготавливаются с различным размером зерна. Различают шлифзерно (номера зернистости 200 - 16), шлифпорошки (номера 12 - 3), микропорошки (номера М40 - М5). Номер шлифзерна и шлифпорошка соответствует размеру зерен в сотых долях миллиметра, а номер микропорошков показывает размер зерна в микрометрах. Для черновых операций используют крупнозернистые круги, для чистовой обработки с более мелким зерном.

Для соединения абразивных зерен в шлифовальный круг используют связки: керамическую К, бакелитовую Б и вулканитовую В. Связки К и Б используют для шлифовальных кругов, а связку В для тонких отрезных кругов.

Шлифовальные круги маркируются на торце. Указывается форма круга, его габаритные размеры, завод изготовитель, марка абразивного материала, зернистость, твердость круга в условных единицах, тип связки, а также максимально допустимая скорость вращения круга.

В зависимости от вида обрабатываемой поверхности существует несколько типов шлифовальных станков. На круглошлифовальных станках обрабатывают наружные поверхности вращения (цилиндрические и конические) с высокой точностью. Главное движение - вращение шлифовального круга. Движение подачи - вращения заготовки (круговая подача), поступательное движение заготовки вдоль оси (продольная подача) и поперек оси (поперечная подача). На внутришлифовальных станках обрабатывают внутренние поверхности вращения. Кинематика движения аналогична круглошлифовальному станку. Особенность применение кругов малого диаметра с консольным закреплением. На плоскошлифовальных станках обрабатывают плоские и фасонные поверхности. Заготовку закрепляется на столе, который имеет продольную, поперечную и вертикальную подачи.