§ 61. Процесс резания при шлифовании

1. Элементы режима резания при шлифовании следующие: скорость резания, подача и глубина резания. Скоростью резания при всех видах шлифования является окружная скорость и_кр м/с шлифовального круга, совершающего главное движение. При круг­лом шлифовании элементами режима резания служат также ок­ружная скорость заготовки, продольная и поперечная подачи (см. рис. VI.83,а). Окружная скорость заготовки v₃ м/мин представляет собой круговую подачу. Продольная подача s_np мм/об — перемеще­ние заготовки относительно шлифовального круга за один ее оборот. Поперечная подача s_n—величина перемещения шлифовального круга в направлении, перпендикулярном оси заготовки, осуществляемого в крайних ее положениях. Она определяет толщину снимаемого за один проход слоя металла и численно равна глубине резания i.

При плоском шлифовании, помимо скорости резания, элементами режима служат продольная, поперечная и вертикальная подачи (см. рис. VI.83,д,е).

Продольная подача s_np м/мин — скорость поступательного пере­мещения заготовки относительно шлифовального круга. Поперечная подача s„ мм/дв. ход.— величина перемещения шлифовального кру­га или заготовки в крайних ее положениях в направлении, перпен­дикулярном к продольной подаче. Вертикальная подача s_B, осуществляемая шлифовальным кругом в вертикальной плоскости, определяет толщину снимаемого за один проход слоя металла и чис­ленно равна глубине резания t, мм.

2. Силы и мощность резания при шлифовании. При шлифовании на обрабатываемую заготовку действует сила Р (рис. VI.84), кото­рую можно разложить на три составляющие: тангенциальную, или окружную, Р_г, радиальную Р_у и осевую Р_х. Обычно Р_у ж (1,5... 3,0) Р_г. Величина Р_х значительно меньше Р_г и обычно в расчетах не учитывается. Значения составляющих силы резания при раз­личных условиях шлифования определяются опытным путем. На основании этих данных получены соответствующие эмпирические уравнения.

Р_г = C_Pzv /n_Pt^c Н,

где Ср_г— коэффициент, зависящий от материала заготовки и усло­вий обработки; v₃— круговая подача s_Kp.

Р_у = кР_гН,

где k — коэффициент (&>1).

Мощность, кВт, расходуемая на вращение шлифовального круга,

АТ - ^Pi^VKP ^1Vk ~ lO^Tji ’

расходуемая на вращение заготовки,

No = ; ^PzXU -

60 • 10%

где г]) и П2 — соответственно КПД кинематических цепей пере­дачи вращения Кругу и заготовке.

3. Основное технологическое время, мин, при шлифовании.

В качестве примера покажем, как определяется основное время при круглом шлифовании на станках с продольной подачей стола, когда поперечная подача осуществляется в конце каждого хода:

Т₀ = k,

^h₃^si,_P⁽

где L — длина продольного хода стола, мм; h — припуск на сторо­ну, мм; п₃—частота вращения заготовки, мин^-1, s_np— продоль­ная подача за один оборот заготовки, мм/об; t — глубина резания, мм; k — поправочный коэффициент на дополнительные проходы, которые нужны для обеспечения необходимой точности шлифования (k = 1,2...2).

§ 62. Шлифовальные станки

1. Классификация шлифовальных станков. В соответствии с вы­полняемой на шлифовальных станках работой выделяют следующие их типы: круглошлифовальные — для обработки наружных по­верхностей вращения; внутришлифовальные — для обработки внут­ренних поверхностей вращения; плоскошлифовальные — для обра­ботки плоскостей; специальные (шлицешлифовальные, зубошлифо-

вальные, резьбошлифовальные и др.); заточные — для за­точки режущего инструмента.

Одними из наиболее распространенных типов шлифовальных станков являются круглошлифовальные и плоскошлифовальные.

2. Круглошлифовальный станок (рис. VI.85,а) предназначен для шлифования наружных цилиндрических и конических поверх­ностей. Станок имеет жесткую коробчатую станину 1, на которой размещены основные его узлы. Внутри станины находится гидрав­лический привод, сообщающий возвратно-поступательное движение продольной подачи столу 9, который может также перемещаться вручную от маховика 4. На столе размещены передняя бабка 6 и зад­няя бабка 8. Передняя бабка предназначена для установки заго­товки в центрах или в патроне и передачи ей крутящего момента от шпинделя, получающего движение от отдельного электродвига­теля, а задняя бабка — для поддержания установленной в центрах заготовки. В шлифовальной бабке 7 на шпинделе установлен шли­фовальный круг, который приводится во вращение от отдельного электродвигателя. Шлифовальная бабка может перемещаться в по­перечном направлении для осуществления поперечной подачи. Управление ее перемещением осуществляется от маховика 2. Сбоку стола 9 помещены кулачки 5, которые устанавливаются на необхо­димую длину хода стола и управляют рычагом 3 переключения на-

правления хода стола. Верхняя плита стола может быть повернута на небольшой угол для шлифования пологих конических поверх­ностей.

На рис. VI.85,6 показана гидрокинематическая схема кругло­шлифовального станка с гидравлической подачей. Электродвигатель мощностью 8 кВт через ременную передачу сообщает главное Вра­щательное движение с постоянной частотой вращения шлифоваль­ному кругу, установленному на шпинделе шлифовальной бабки. Заготовку вращает шпиндель 1 передней бабки, который приводит­ся во вращение от электродвигателя мощностью 0,35...0,8 кВт через трехступенчатую передачу.

Продольная подача стола осуществляется с помощью гидрав­лического привода. Шестеренчатым насосом 19 масло из резер­вуара нагнетается в распределительный цилиндр 11, а из него — в правую или левую полость рабочего цилиндра 5. Поскольку шток поршня жестко соединен со столом станка, то при движении поршня в рабочем цилиндре вместе со штоком перемещается и стол. В положении, указанном на схеме, масло поступает в пра­вую часть распределительного цилиндра 11 и рабочего цилинд­ра 5 и стол станка движется влево, как показано стрелкой. Из левой части рабочего цилиндра масло сливается через дроссель 20. Скорость перемещения стола может регулироваться величи­ной открытого отверстия дросселя.

В специальном пазу стола на нужном расстоянии устанавли­ваются подвижные упоры 4, перемещающие рычаг 12 распредели­тельного цилиндра 11. Тем самым осуществляется изменение на­правления движения стола и ограничение длины его хода. Ско­шенный плунжер 18 предотвращает остановку рычага в нейтраль­ном положении.

Автоматическая поперечная подача осуществляется в конце каждого хода или двойного хода. При этом один из упоров 6 на­жимает на рычаг 13 и утапливает поршень 14, который выжимает масло в цилиндр 15. Под давлением масла поршень и связанная с ним собачка перемещаются, поворачивая храповое колесо 16,

24 30

от которого через шестерни ^ ^ вращение передается на хо­довой винт поперечной подачи t = 8 мм. Когда упор 6 пройдет, пружина приподнимает поршень 14, и масло из цилиндра 15 сливает­ся в резервуар. Специальным гидравлическим устройством можно осуществить ускоренное перемещение шлифовальной бабки. С по­мощью рукоятки вручную, изменяя положение золотников в рас­пределительной коробке 3, направляют масло в одну из полостей цилиндра 2. При этом перемещаются поршень, связанный с ним винт поперечной подачи, гайка и связанная с ней шлифовальная бабка. Ручная поперечная подача осуществляется вращением ма­ховика 17. Наладочные ускоренные перемещения стола осуществля­ются с помощью маховика 8, от которого вращение через шестерни 12 17

^. 2J передается реечному колесу 7. Пользуясь эгим механизмом, ,

/

/

Ж	0 CD# L	и 1=3 о
"0	/	—ц

Рис. VI.86. Плоскошлифовальный ста­нок

^ необходимо отключить авто­матическую подачу, и наобо­рот, включая автоматическую подачу, необходимо его вы­ключать. Осуществляется это следующим образом. Золот­никовой коробкой 10 соеди­няют обе полости рабочего цилиндра 5 и открывают мас­лу путь на слив из цилиндра

9. При этом под действием пружины шестерня г — 17 перемещается и входит в за­цепление с шестерней z = 31.

При Еключенной автоматиче­ской подаче через золотнико­вую коробку 10 масло посту­пает в цилиндр 9. Перемещающийся поршень сжимает пружину, и шестерня г = 17 выходит из зацепления с шестерней г — 31.

3. Плоскошлифовальный станок. Наиболее распространенными являются плоскошлифовальные станки, работающие периферией круга (рис. VI.86). На коробчатой станине 9 расположены основные узлы станка. Внутри нее помещен гидропривод- 1, сообщающий посредством штока 3 возвратно-поступательное движение столу 8. Заготовки закрепляются либо непосредственно на столе, либо на установленной на нем магнитной плите 7. Сбоку стола закрепляются на необходимом расстоянии подвижные кулачки 4, с помощью ко­торых и рычага 10 переключается направление и регулируется дли­на хода стола. На станине установлена колонна 5, по которой в го­ризонтальном и вертикальном направлениях (поперечная и верти­кальная подачи) может перемещаться каретка шлифовальной бабки, несущей шлифовальный круг. Эти движения могут осуществляться вручную с помощью маховиков 6 и 2, а поперечное перемещение бабки может быть также и автоматическим. Шлифовальный шпиндель с установленным на нем шлифовальным кругом приво­дится во вращение от отдельного встроенного электродвигателя.