8.5. Шлифование сферических и плоских поверхностей

Процесс шлифования можно разделить на две последовательно выполняемые операции: предварительное и тонкое шлифование. Задача предварительного шлифования – быстро удалить с заготовки (блока) основную часть припуска на механическую обработку. В серийном производстве ее выполняют способом принудительного формообразования при помощи алмазного инструмента в виде кольцевых кругов формы 2F2, АК1, 2А2 и 12А2. В единичном производстве применяют способ поверхностного притира, который может быть реализован как с помощью алмазного инструмента в виде гриба, чашки и планшайбы, так и металлического инструмента такого же типа, работающего со свободным абразивом. Цель операции тонкого шлифования – придание заготовке (блоку) окончательных размеров (с припуском на операцию полирования), уточнение формы и взаимного расположения поверхностей, уменьшение их шероховатости и толщины слоя, нарушенного предварительным шлифованием. Эту операцию выполняют способом поверхностного притира, используя тот же инструмент, что и при предварительном шлифовании в условиях единичного производства.

8.5.1.Предварительное шлифование алмазными кольцевыми кругами

Предварительное шлифование алмазными кольцевыми кругами выполняют на станках, работающих в полуавтоматическом цикле (например, на станках типа «Алмаз» и АП1С).

Настройка таких станков заключается в установке и фиксации положения шпинделя, несущего кольцевой алмазный инструмент, под заданным углом α по соотношению к оси изделия:

где D_и.ср. – средний диаметр нормализованного размера D_и алмазного крута.

Т

Рис.8.3. Оценка правильности установки угла α. наклона шпинделя алмазного инструмента

ак как радиусы R₁ и R₂ могут быть разными по величине и знаку (выпуклые, вогнутые), то разными (при одном и том же значении диаметра D_и) будут и значения угла а. Правильность настройки контролируют по симметрии и равномерности следа, который оставляет рабочая кромка на поверхности контрольной заготовки (блока) с радиусом R_з^п.ш. (рис.8.3).

Параметры, характеризующие режим работы станка, назначают исходя из условий обеспечения максимальной интенсивности процесса и минимальной шероховатости шлифованной поверхности.

1. Скорость V_и инструмента определяет частоту воздействия зерен алмаза на обрабатываемый материал. Оптимальная скорость V_и = 20 – 25 м/с. Дальнейшее ее повышение не позволяет увеличить подачу s, так как выделяющееся в зоне резания тепло не компенсируется его отводом смазочно-охлаждающей жидкостью. Рабочая кромка инструмента разогревается, происходит размягчение компонентов связки с низкой температурой плавления, которые замазывают режущие грани зерен и уменьшают их режущую способность. Диапазон практически применяемых скоростей больше – от 10 до 30 м/с, так как при ограниченном диапазоне изменения частоты вращения инструмента его диаметр на станке каждого типоразмера может изменяться в сторону уменьшения или увеличения в зависимости от размера заготовки (блока).

2. Подача s характеризует скорость врезания инструмента в заготовку. При данном значении V_и она зависит от глубины врезания h_вр за один оборот заготовки и от частоты n_д вращения последней, т. е. s = h_вpn_д. При шлифовании инструментом зернистостью от 125/100 до 80/63 значение h_вp принимают равным 0,095d_з.a’.

3. Частота вращения заготовки n_д необходимая для оптимальных условий работы инструмента, при шлифовании заготовок разных размеров лежит в диапазоне n_д = 3,5 – 10,0 с^-1.

Предварительное шлифование плоских блоков и единичных крупногабаритных заготовок выполняют на плоскошлифовальных металлообрабатывающих станках моделей ЗБ-756, ЗД-756, МШ-155 и др. Отличительная особенность этих станков заключается в широком диапазоне осевой подачи инструмента (от 0,015 до 0,6 мм/мин) и размеров обрабатываемых изделий (до 600 – 800 мм). Наличие магнитного стола упрощает фиксацию блоков и единичных заготовок.

В качестве инструмента используют сегментные круги формы 12А2 и 2F2. Зернистость алмазного порошка в инструменте – от 125/100 до 80/63 в зависимости от размера обрабатываемой поверхности. Диаметр D_и инструмента определяют из соотношения

где D_бл – диаметр или длина диагонали плоского блока, мм.

После шлифования сферических и плоских поверхностей инструментом зернистостью от 125/100 до 80/63 максимальная высота неровностей поверхности R_z = 20. После шлифования инструментом зернистостью от 63/50 до 50/40 среднее арифметическое отклонение профиля поверхности R_a = 1,6.