Обработка заготовок абразивными материалами на шлифовальных станках
Шлифование – процесс резания материалов с помощью абразивного инструмента, режущими элементами которого являются зерна абразивных материалов с высокими скоростями резания (30-60 м/с). В качестве абразивных материалов в основном применяются:
1. Электрокорунд, представляет собой кристаллический оксид алюминия. В зависимости от содержания Al2O3 различают 3 типа электрокорунда:
– электрокорунд нормальный (до 95% Al2O3);
– электрокорунд белый (95-98% Al2O3);
– монокорунд (98-99% Al2O3).
2. Карборунд, материал на основе карбида кремния. Выпускается двух марок:
– карбид кремния черный;
– карбид кремния зеленый.
3. Карбид бора.
4. Синтетические алмазы.
5. Кубический нитрит бора «Эльбор», «Боразон», «Белбор».
Основным видом абразивных инструментов являются шлифовальные круги, форма и размер которых определяется гостом, который предусматривает 22 профиля с диаметрами от 3 до 1100 мм. Наибольшее применение имеют плоские прямые, чашечные цилиндрические и конические, тарельчатые, шлифкольца. Свойства абразивного инструмента определяется зернистостью абразива, твердостью и структурой, видом связки. По размеру абразивные зерна делятся на шлиф-зерна (от 2000 до 160 мкм), шлиф-порошки (от 120 до 40 мм), микро-порошки (менее 14 мкм). Для соединения абразивных зерен (абразивный инструмент) служит связка. Связки подразделяются на органические и не органические. Органические связки: вулканитовая (70% искусственный каучук, 30% серы); бакилитовая (на основе синтетической смолы бакилита).
Неорганические связки: керамическая (в составе огнеупорная глина, полевой шпат, тальк, мел кварц и жидкое стекло); силикатная связка (в составе жидкое стекло SiO2).
Алмазные круги состоят из стального алюминиевого или пластмассового основания и закрепленного на нем алмазоносного слоя толщиной от 1,5 до 5 мм.
В зависимости от вида обрабатываемых поверхностей различаю следующие способы шлифования:
– наружное круглое;
– внутреннее круглое;
– плоское и шлифование фасонных поверхностей.
Имеется 4 основных схемы наружного круглого шлифования:
1. Круглое шлифование с продольное подачей;
2. Круглое шлифование с поперечной подачей;
3. Глубинное шлифование с продольной подачей;
4. Безцентровое шлифование.
При круглом внутреннем шлифовании различают две схемы: обычная и планетарная.
Плоское шлифование осуществляется периферией или торцем круга.
Суперфиниш
Это метод особо чистой доводки поверхностей.
Наиболее часто применяется суперфиниш для обработки наружных поверхностей вращения. Головка совершает продольное и колебательное движение вдоль вращающейся детали. Амплитуда колебаний – 2-6 мм. Число двойных колебаний – от 200 до 1000. При обработке используется принцип неповторяющегося следа, при котором каждое зерно дважды не проходит по одному и тому же пути. Для этого число двойных колебаний согласуется с числом оборотов детали. Обычно скорость резания – от 1 до 2,5 м/мин. Удельное давление брусков на обрабатываемую заготовку – от 0,05 до 2,5 кг/см2. Большее давление при предварительном проходе, меньшее – при окончательном. Зернистость брусков – от 100 до 40 мкм. Достижимая шероховатость Ra – от 0,04 до 0,01 мкм.
В качестве связки в брусках применяют органическую или керамическую. При достижении необходимой шероховатости процесс автоматически прекращается. Это достигается за счет того, что при уменьшении шероховатости и постоянном усилии прижима брусков. Удельное давление брусков на деталь уменьшается, т.к. увеличивается площадь соприкосновения брусков с деталью. При определенной шероховатости этого давления не достаточно для преодоления сопротивления масляной пленки между брусками и деталью, бруски «всплывают», искры нет. В качестве СОЖ применяют смесь масла индустриального (10-20%) и керосина (80-90). Толщина изменяемого металла от 0,02 до 0,005, продолжительность обработки – 12-30 секунд.