Лабораторные работы по дисциплине технология машиностроения (стр. 24 )

Повышение скорости резания при сохранении неизменными по­дач и глубины резания улучшает чистоту обработанной поверхности уменьшает количество снимаемого металла каждым работающим аб­разивным зерном в единицу времени и, следовательно, уменьшает износ круга. Повышение скорости резания при одновременном изме­нении остальных параметров режима резания увеличивает произ­водительность обработки.

Так, например, при увеличении скорости резания (без изменения остальных параметров режима резания) с 30 — 35 до 50 м/сек на 50% уменьшается износ круга и улучшается чистота поверхности, удель­ная производительность круга повышается на 10 — 15%, а потребляемая мощность — на 20 — 30%. 

При увеличении скорости резания до максимального значения и изменении подач машинное время обработки сокращается на 40 — 70%, расход круга на единицу обработанной детали уменьшается на 30% и, кроме того, улучшается чистота обрабатываемой поверхности.

Одним из способов повышения скорости при шлифовании, явля­ется установка шлифовального круга в прочное металлическое коль­цо, охватывающее его по периферии. Рабочей поверхностью круга в этом случае является внутренняя поверхность отверстия, а не наруж­ная, как при обычном круглом шлифовании. Этот способ, условно наз­ванный охватывающим, позволяет осуществлять шлифование стан­дартными кругами со скоростью до 125 м/сек. При охватывающем шлифовании в резании участвует в 2,4 — 4,5 раза больше абразивных зерен, чем при обычном круглом шлифовании, во столько же раз уве­личивается и суммарное сечение среза металла, что значительно повышает производительность процесса.

При шлифовании этим способом колец подшипников со скорос­тью резания 90—100 м/сек шероховатость поверхности достигает 9—10-го классов чистоты.

Шлифование на повышенных режимах производят кругами пря­мого профиля, изготовленными из электрокорунда нормального, элек­трокорунда белого, реже из монокорунда и еще реже — из карбида кремния зеленого или черного. Зернистость скоростных кругов — 40 и мельче; твердость — от среднемягких до твердых. Круги выполнены на керамических и органических связках.

Скоростное шлифование на круглошлифовальных станках с автоматическим или полуавтоматическим циклом работы незакален­ных сталей осуществляет кругами ЭБ40С1-С2К, а закаленных — кругами ЭБ40СМ1-СМ2К.

6.3. Бесцентровое шлифование

Бесцентровое шлифование применяют для обработки деталей, не имеющих центровых отверстий.

При шлифовании на бесцент­рово-шлифовальных станках в зави­симости от режимов резания и характеристики круга точность обра­ботки может достигать 2-го класса, а шероховатость поверхности — 7—10-го классов чистоты. При бесцентровом шлифовании обраба­тываемая деталь 2 (рис. 6.6) нахо­дится в контакте с опорным ножом 3, шлифовальным 1 и ведущим 4 кругами.

Oбa круга вращаются в одном направлении с разными окруж­ными скоростями. Скорость ведущего круга, как правило, равна 25 — 30 м/сек, а шлифовального — 30 — 35 м/сек, т. е. в 60-100 раз больше, чем ведущего.

Обрабатываемая деталь, расположенная между кругами и опи­рающаяся на поверхность ножа, вращается примерно со скоростью ведущего круга за счет сил трения между деталью и кругами. В связи со значительной разницей в скоростях вращения кругов трение между деталью и ведущим кругом больше, чем между деталью и шлифую­щим кругом. Так как на бесцентрово-шлифовальных станках приме­няют ведущий круг на вулканитовой связке, то и коэффициент трения между ним и деталью выше, чем между шлифующим и деталью, и при обработке стальных деталей достигает 0,6 — 0,8.

Вследствие разности скоростей вращения шлифующего круга и детали и осуществляется процесс шлифования.

Обработка деталей на бесцентрово-шлифовальных станках про­изводится способами продольной подачи (на проход) (рис. 6.7, а), по­перечной подачи (врезное шлифование) (рис. 6.7, б) и до упора (рис. 6.7, в).

Рис. 6.7. Способы подач на бесцентровых шлифовальных станках

Способом продольных подач шлифуют гладкие детали различ­ной длины. В этом случае шлифующий 1 и ведущий 4 круги (рис. 6.7, а и 6.8, а) находятся на постоянном расстоянии друг от друга. Деталь 2 устанавливается на нож 3. Продольная подача осуществляется веду­щим кругом 4 либо путем поворота его на определенный угол б, либо вследствие наклона опорного ножа 3 (рис. 6.8, б). Скорость продоль­ной подачи определяется скоростью вращения ведущего круга и углом поворота этого круга или наклона ножа.

Из схемы подач (см. рис. 6.8) видно, что окружная скорость дета­ли будет составлять:

vд=v cos б м/мин,

а скорость продольной подачи:

sпр=v sin б м/мин

где v – скорость ведущего круга, в  м/мин;

  б – угол поворота ведущего круга или наклона опорного ножа, в град.

Рис. 6.8. Схема продольных подач

Так как наибольший угол поворота б = 6о, а косинус этого угла составляет 0,9945, то практически скорость вращения детали равна скорости вращения ведущего круга, т. е.

vд ≈ v м/мин

При врезном шлифовании (см. рис. 6.7, б) деталь 2, опираю­щаяся на нож 8, только вращается, а подача на глубину производится перемещением ведущего 4 и шлифующего 1 кругов перпендикулярно к оси детали на величину припуска. После окончания шлифования ведущий круг вместе с ножом и деталью отводится от шлифующего и осуществляется смена детали.

Шлифование врезным способом ведется с различными величи­нами поперечных подач. Вначале большая часть припуска удаляется на повышенной подаче, а к концу процесса подача снижается. На пос­ледних оборотах шлифование производится совсем без подачи (выха­живанием), чем и достигается хорошее качество обработанной повер­хности.

При врезном шлифовании ведущий круг или направляющая ли­нейка располагается параллельно оси шлифовального круга или же с небольшим наклоном (в пределах Оо30' — 1о) для более надежного прижима торца детали к упору 5 (см. рис. 6.7, б).

Шлифование до упора является промежуточным между продоль­ным и врезным. Этим способом обрабатывают детали с поверхнос­тями, ограничивающими прохождение детали между кругами (болты, клапаны со стеблем и тарелкой, ступенчатые валики и т. п.).

При подходе детали к упору 5 (см. рис. 6.7, в) каретка суппорта и ведущий круг 8 отводятся от шлифующего круга 1, и деталь 2 удаля­ется из рабочей зоны при помощи выталкивателя 4.

Рис. 6.9. Схема бесцентрово-шлифовальных станков

Наружное бесцентровое шлифование производится на универ­сальных станках и специальных, которые отличаются от обычных рас­положением линии центров кругов, способами осуществления подач и конструкцией механизмов правки кругов.

Бесцентрово-шлифовальные станки бывают с горизонтальным расположением линии центров (рис. 6.9, а), характерным для боль­шинства станков малых и средних моделей, и с наклонным располо­жением линии центров (рис. 6.9, б), характерным для крупных станков, предназначенных для чернового шлифования крупногабаритных дета­лей.

Поперечные подачи и настройка на заданный размер осущест­вляется следующими способами:

перемещением ведущего круга и суппорта с опорным ножом относительно неподвижно закрепленной на станке шлифовальной бабки (модели 3180, 3182, 3183 и 3188);

перемещением шлифующего и ведущего кругов относительно неподвижно закрепленного на станке суппорта с опорным ножом (мо­дели 3А180, ЗА182 и ЗБ180);

перемещением обрабатываемой детали в сторону шлифоваль­ного круга ведущим кругом, рабочая поверхность которого выполнена по архимедовой спирали; весь цикл шлифования происходит здесь за один оборот ведущего круга.

Выбор шлифовальных кругов при бесцентровой обработке, как и при других способах шлифования, осуществляется в зависимости от вида операции (предварительная или чистовая), обрабатываемого материала и т. п.

В качестве ведущих используются шлифовальные круги из элек­трокорунда на вулканитовой связке характеристики Э (16 — 12) (СТ — Т) В. Для шлифования деталей диаметром до 15 мм применяются чугунные или дюралюминиевые ролики. Металлические ведущие ролики правятся твердосплавными резцами.

При назначении режимов шлифования надо стремиться к наи­более полному использованию мощности станка. Интенсивность съе­ма металла Q определяется следующим уравнением:

Q =vsоt= ndst,

где v — скорость вращения детали, в м/мин;

  sо — продольная подача на один оборот детали, в мм/об (sо= );

  t — глубина шлифования, в мм, определяемая половиной величины подачи на глубину по лимбу станка;

  d — диаметр шлифуемой поверхности, в мм;

  s — продольная подача, в м/мин;

  n — число оборотов детали в минуту.

При первых проходах, когда шлифование производится при больших значениях s и t, интенсивность съема металла наивысшая: снимается 70 — 80% общего припуска.

При назначении режимов бесцентрового шлифования опреде­ляются следующие параметры: для сквозного шлифования с продоль­ной подачей - подача на глубину шлифования 2t, в мм, за один проход на диаметр детали; число проходов i детали; скорость вращения де­тали v, в м/мин; угол поворота ведущего круга б, в град.; минутная продольная подача детали s, в мм/мин; для врезного шлифования с поперечной подачей – величина припуска 2t, снимаемого за операцию, на диаметр детали v, в м/мин; минутная поперечная подача sпоп, в мм/мин, на этом этапе врезная; время Твых и снимаемый слой 2t вых на этапе выхаживания детали.