Шліфування

На верстатах шліфувальної групи деталі обробляють методами шліфування,
тонкого шліфування і точіння, хонінгування, суперфінішування,
притирання, полірування, абразивно-рідкого полірування.

Шліфування — це процес обробки поверхні металу абразивним (шліфувальним)
інструментом (шліфувальними кругами, брусками, шкуркою). Абразивний
інструмент складається із зерен абразивного матеріалу, скріплених між
собою зв’язуючою речовиною. Шліфування є основним методом одержання
виробів високої точності з незначною шорсткістю поверхні та
застосовується переважно для завершальної чистової обробки.

Тонке шліфування — це обробка зовнішніх і внутрішніх циліндричних
поверхонь за підвищених вимог щодо точності розмірів, форми і високої
чистоти поверхні. Високу точність виготовлення виробів забезпечує
шліфування спеціальними м’якими високо-пористими кругами за рахунок
зрізання дуже тонкої (5 мкм) стружки.

Тонке точіння здійснюють застосовуючи великі швидкості різання при малій
товщині шару, що зрізується. Найкращим матеріалом для тонкого точіння,
за умов масового виробництва виробів з кольорових металів і сплавів,
вважають алмази, які характеризуються високою розмірною стійкістю. Для
завершальної обробки заготовок з чорних металів застосовують різці з
твердосплавними пластинами або пластинками з кубічного нітриду бору.

Хонінгування — метод завершальної обробки дрібнозернистими абразивними
брусками. Такий інструмент закріплюють у спеціальній хонінгувальній
головці, яка здійснює разом з ним обертальний (головний) рух і
поступальне переміщення вздовж осі заготовки (рух подачі). Хонінгування
застосовують здебільшого при обробці точних отворів.

Суперфінішування — метод тонкої кінцевої обробки для одержання дуже
гладкої поверхні. Здійснюють, використовуючи дрібнозернисті абразивні
бруски, закріплені у спеціальній головці, за умов поєднання обертального
і поступального рухів головки вздовж осі оброблюваної деталі та
коливального руху брусків. Така обробка забезпечує шорсткість (чистоту)
поверхні Ra = 0,025…0,012мкм.

Притирання забезпечує одержання точних розмірів (до 0,1 мкм) і дуже малу
шорсткість поверхні (Ra = 0,025…0,012мкм). Обробку здійснюють з
використанням так званого — «притира», на поверхню якого наносять
абразивну пасту або абразивний порошок, змішаний з маслом. Притирами
служать різні диски, що обертаються, плити, бруски, кільця, стрижні з
чавуну, міді, свинцю, твердих порід дерева та інше. Притирання виконують
на універсальних і спеціальних притирочних верстатах або вручну.

Полірування — це кінцева обробка виробів дрібнозернистим абразивом зі
зв’язкою (оливою, сумішшю воску, парафіну, сала з гасом), нанесеного на
поверхню круга, диска або стрічки з м’якого еластичного матеріалу.
Деталі після полірування добре працюють у потоках газів або рідини,
іноді полірування використовують як попередню обробку декоративних
виробів або перед нанесенням гальванічних покриттів.

Абразивно-рідке полірування з використанням водно-абразивної суспензії
(подають під тиском до 0,3 МПа на оброблювану поверхню) застосовують для
кінцевої обробки фасонних деталей. Шорсткість поверхні за такого
полірування залежить від зернистості абразиву.

Серед наведених методів обробки металів найпоширенішим у виробництві є
шліфування.

Залежно від характеру шліфувальних робіт верстати поділяють на такі
основні типи:

• круглошліфувальні — для обробки зовнішніх поверхонь обертання;

• внутрішньо-шліфувальні — для обробки внутрішніх поверхонь обертання;

• плоскошліфувальні — для обробки площин;

• спеціальні (шліцешліфувальні, зубошліфувальні, різешліфувальні та
інші);

• заточувальні — для заточування інструмента.

Найпоширеніші кругло- й плоскошліфувальні верстати.

Залежно від форми деталей, при обробці поверхонь застосовують різні
схеми (види) шліфування:

кругове зовнішнє з поздовжньою подачею;

кругове зовнішнє з радіальною подачею;

внутрішнє;

плоске периферією круга на верстатах з прямокутним столом;

плоске торцем круга на верстатах з прямокутним столом;

плоске периферією круга на верстатах з круглим столом;

плоске торцем круга на верстатах з круглим столом;

безцентрове з поздовжньою подачею;

безцентрове з радіальною подачею.

Найпоширеніші схеми кругового і плоского шліфування.

Під час кругового зовнішнього шліфування з поздовжньою подачею (рис.
1.11, а), як і при інших видах шліфування, головний рух зі швидкістю Vкр
здійснює шліфувальний круг. Заготовка обертається зі швидкістю К, і
поступально переміщується вздовж осі (Sпоз — поздовжня подача).
Поперечну подачу SП на глибину шліфування шліфувальний круг здійснює
наприкінці поздовжнього ходу в напрямку, перпендикулярному осі
заготовки.

&

*,. Ця схема застосовується при шліфуванні циліндричних, конічних і
фасонних поверхонь, ширина яких менша за ширину круга.

При внутрішньому шліфуванні (рис. 1.11, в) основним робочим рухом є
обертання шліфувального круга зі швидкістю Vкр, який здійснює також і
зворотно-поступальне переміщення зі швидкістю поздовжньої подачі Sпоз і
періодично, в кінці ходу, поперечну подачу Sn на глибину різання t.
Заготовка обертається в напрямку, протилежному напрямку обертання
шліфувального круга зі швидкістю V3, яка у кілька разів менша за
швидкість обертання шліфувального круга, що робить головний рух.

При круговому шліфуванні елементами різання є кругова швидкість
заготовки, поздовжня і поперечна подачі (рис. 1.11, а). Кругова
швидкість заготовки V3 (м/хв) — це кругова подача. Поздовжня подача Sпоз
(мм/об) — це переміщення заготовки відносно шліфувального круга за один
оберт. Поперечна подача Sn — це величина переміщення шліфувального круга
в напрямку, перпендикулярному осі заготовки в крайніх її положеннях.
Вона визначає товщину шару металу, що знімається за один прохід, і
чисельно дорівнює глибині різання t. При плоскому шліфуванні, крім
швидкості різання Vкр, елементами режиму різання є поздовжня Sпоз,
поперечна SП і вертикальна SВ подачі

Продуктивність і якість обробки шліфуванням залежить не тільки від
ширини круга В та діаметра Дкр, а також і від параметрів, які
характеризують абразивний інструмент. Однією з найважливіших
характеристик абразивного інструменту є зернистість (величина зерна)
абразиву. Залежно від розміру зерна абразиви позначають номерами.
Грубозернисті (2000… 160 мкм) мають номери від 200 до 16, їх називають
шліфувальними зернами. Більш дрібні, з розміром зерен 125…28 мкм
(шліфувальні порошки), позначають номерами від 12 до 3. Мікропорошки з
розміром зерен від 40 до 3 мкм позначають номерами від М40 до М5.

Алмазні матеріали за розміром зерна поділяють на дві групи:

• шліфувальні порошки;

• мікропорошки.

Їхня зернистість позначається дробом, в якому чисельник відповідає
найбільшому розмірові зерна основної фракції, а знаменник — найменшому.
Шліфувальні порошки мають номери від 630/500 до 50/40 мкм, мікропорошки
— від 60/40 до 1/0 мкм.

Важливою характеристикою абразивного інструменту є також зв’язуюча
речовина (неорганічна, органічна, металева), що об’єднує абразивні зерна
в одне ціле. На практиці широко застосовують інструмент з використанням
неорганічної зв’язуючої речовини на основі вогнетривкої глини —
керамічний (К), на основі синтетичної смоли — бакелітовий (Б), на основі
каучуку та сірки — вулканітовий (В). Металеві зв’язуючі речовини
складаються з металевої основи (порошки Sb, Al, Си та інші) та
наповнювача. Застосовують їх переважно в алмазних кругах.

Параметром, що характеризує абразивний інструмент, є твердість. Цей
показник визначає опір зв’язуючої речовини видаленню зерен абразиву під
дією зовнішньої сили. Розроблено шкалу, що має сім класів твердості
(вони також поділяються на кілька ступенів):

Т — твердий, ВТ — вельми твердий, ДТ — дуже твердий.

Структуру абразивного інструменту оцінюють за співвідношенням (в %)
об’ємів, зайнятих зернами абразиву, зв’язуючою речовиною і порами.
Змінюючи ці співвідношення, одержують абразивні круги різної структури і
властивостей. Розрізняють 12 номерів структур. Найменшій пористості
відповідає найбільший номер. Тип шліфувальних кругів характеризується
також формою. Так, круги прямого профілю позначають ПП.

Регламентована швидкість різання керамічними і бакелітовими кругами до
35 м/с, а вулканітовими — 40 м/с.

Основні характеристики відображено у маркуванні абразивних матеріалів.
Так, круг марки 24А10ПС27К5, ПП5ООх5ОхЗО5 розшифровують так:

24А — вид абразивного матеріалу (електрокорунд білий);

10П — зернистість (П — вміст основної фракції зерен);

С2 — ступінь твердості;

7 — номер структури;

К5 — вид керамічної зв’язуючої речовини;

ПП — форма круга (прямий, плоский);

500 — зовнішній діаметр, мм;

50 — ширина, мм;

305 — діаметр отвору, мм.

Література

Сологуб М. А., Рожнецький І. О., Нікоз О. І. та ін. Технологія
конструкційних матеріалів. — Київ: Вища школа, 2002.

Терехов В. К. Металловедение и конструкционные материалы.- М.: Высшая
школа, 1981.

Кузьмин Б. А., АбраменкоЮ.Е., Ефремов В. К. и ф. Технология металлов и
конструкционные материалы. — М.: Машиностроение, 1991.

Кондратюк С. Є., Кіндрачук М. В., Степаненко В. О., Москаленко Ю.Н.
Матеріалознавство та обробка металів. — Київ: Вікторія, 2000.

Дальскип А. М., Дубинин Н. П., Макаров Э. П., Попов Е. Л. Технология
конструкционных материалов. — М.: Машиностроение, 1985.

Лахтин Ю. М., Леонтьева В. П. Материаловедение.- М: Машиностроение,
1990.

Алаи С. И., Григорьев П. М., Ростовцев А. Н. Технология конструкционных
материалов. — М.: Просвещение, 1980.

Похожие записи