7.3 Абразивная обработка
7.3.1 Шлифование
Внутреннее шлифование применяют для окончательной обработки отверстий закаленных деталей или в тех случаях, когда невозможно применить другие, более производительные методы обработки.
Оно осуществляется на внутришлифовальных станках и бесцентрово-внутришлифовальных автоматах.
Внутреннее шлифование имеет свои технологические особенности. Диаметр абразивного круга выбирают наибольший, допустимый диаметром обрабатываемого отверстия dкр= (0,8…0,9) dотв. Высоту (ширину) круга принимают в зависимости от длины обрабатываемого отверстия lкр= 0,8 lдет
Чистовым шлифованием обеспечивается точность размеров отверстий IT6-7; шероховатость поверхности Ra = 0,8...3,2 мкм. При длительном выхаживании достигается Ra = 0,4 мкм.
Для внутреннего шлифования рекомендуются следующие режимы:
− для чугуна – Vкр= 20...30 м/с;
− для стали – Vкр= 30...45 м/с;
− Vзаг= (0,015…0,03) Vкр;
− Sпр= (0,2...0,3) b – чистовое шлифование;
− Sпр= (0,6...0,8) b – черновое шлифование.
Припуски на шлифование отверстий зависят от диаметра отверстия и его длины и рекомендуются 0,07-0,25 мм для диаметра до 30 мм; 0,18-0,75 для диаметра до 250 мм.
Отверстия обрабатывают на проход и методом врезания(короткие отверстия).
Наиболее распространенным методом
является шлифование на проход с продольным
движением подачи. Это шлифование
обеспечивает точность размеров, формы
и, при соответствующем базировании,
точность взаимного расположения
обработанных поверхностей. Различают
три основных вида внутреннего шлифования
(рис.7.8): а) - во вращающейся заготовке;
б) - в неподвижной заготовке (планетарное);
в) - бесцентровое.
Рис.7.8 -Виды внутреннего шлифования: а – во вращающейся заготовке; б – планетарное; в – бесцентровое
а) Шлифование отверстия во вращающейся заготовке (рис.7.8, а) осуществляется так же, как шлифование наружных поверхностей тел вращения. При этом способе обрабатываемую деталь закрепляют в самоцентрирущем патроне с регулируемыми кулачками или в специальном приспособлении, установленном на шпинделе станка. Закрепленная таким образом деталь вращается, шлифовальный круг, вращающийся вокруг своей оси с большим числом оборотов, совершает возвратно-поступательное и поперечное движения, осуществляя продольную и поперечную подачи и удаляя за каждый ход тонкий слой металла с поверхности отверстия.
Направление вращения круга и детали должны быть противоположными, диаметр шлифовального круга обычно принимают равным 0,9 диаметра отверстия. Длина дуги соприкосновения круга с поверхностью отверстия при внутреннем шлифовании зависит от соотношения диаметра круга и диаметра отверстия. Поэтому работа производительнее при возможно большем диаметре круга, но следует иметь в виду, что при этом увеличивается радиальная сила, отжимающая шпиндель и снижающая точность обработки. При шлифовании отверстий малых диаметров круг должен вращаться с большим числом оборотов, чтобы получить необходимую скорость шлифования, но шпиндель станка для внутреннего шлифования не всегда может дать требуемое число оборотов. Поэтому шлифование отверстий малых диаметров приходится иногда вести при сравнительно небольших скоростях; так, например, при диаметре шлифовального круга до 8 мм средняя скорость его при шлифовании стали и чугуна составляет всего около 10 м/с, в то время как обычная скорость 30 м/с.
При чистовом внутреннем шлифовании поперечная подача в зависимости от диаметра отверстия, требуемой точности и класса шероховатости колеблется в пределах 0,003-0,015 мм; чем меньше диаметр отверстия и чем выше требуемая точность его, тем меньше должна быть величина подачи. Продольная подача выражается в долях высоты круга и принимается равной при чистовом шлифовании 0,2-0,3, а при черновом шлифовании - 0,6-0,8 высоты круга. Наиболее распространенные схемы шлифования отверстий во вращающейся заготовке приведены на рис.7.9.
Рис.7.9 -Примеры внутреннего шлифования при вращающейся заготовке
Для шлифования торца детали после шлифования отверстия в ней целесообразно пользоваться станками, имеющими помимо круга для шлифования отверстия круг для шлифования торца (рис. 9, г).
Это обеспечивает соблюдение строгой перпендикулярности торцовой поверхности и оси отверстия за счет обработки за один установ.
б) Шлифование отверстия в неподвижной заготовке применяют при обработке отверстий в крупных заготовках, которые трудно вращать (рис.7.8, б).
При этом методе заготовка устанавливается на стол станка и остается неподвижной во время обработки. Шпиндель и шлифовальный круг имеют четыре движения: 1 – вращение вокруг своей оси; 2 – планетарное движение по окружности внутренней поверхности заготовки; 3 – возвратно-поступательное движение вдоль оси заготовки; 4 – поперечное перемещение (поперечное движение подачи). Этот метод менее производителен, чем первый.
в) При внутреннем бесцентровом шлифовании (рис.7.8, в) базой для установки заготовки служит ее наружная, предварительно обработанная поверхность. Обработка происходит следующим образом. Заготовка 2 направляется и поддерживается тремя роликами. Ролик 1 (большего диаметра) является ведущим; он вращает заготовку и в то же время удерживает ее от возможного вращения с большой скоростью под действием шлифовального круга 3. Верхний нажимной ролик 5 прижимает заготовку к ведущему ролику 1 и нижнему поддерживающему ролику 4. Заготовка, зажатая между тремя роликами, вращается с той же скоростью, что и ведущий ролик 1. При смене заготовки ролик 5 отходит, освобождая заготовку и позволяя вставить, вручную или автоматически, новую заготовку.
Точность обработки при бесцентровом шлифовании по диаметру можно получить 7-го и даже 6-го квалитета, а точность на концентричность и параллельность осей внутреннего отверстия и наружной поверхности - до 0,003 мм. Этот способ можно применять для внутреннего шлифования деталей диаметром от 10 до 200 мм со сквозными и глухими отверстиями, а также с коническими отверстиями. Можно также шлифовать отверстия в деталях, имеющих на наружной поверхности уступы и буртики. Этот способ широко применяется при шлифовании колец подшипников качения. Измерение шлифованной поверхности может производиться автоматически.