Услуги круглой шлифовки Бесцентровая шлифовка деталей СЗЦМ

Бесцентровое шлифование – станки, принцип работы

Бесцентровое шлифование благодаря своим преимуществам широко применяется на современных предприятиях, выпускающих свою продукцию крупными сериями. При использовании бесцентрового шлифования достигается высокая жесткость системы «станок – инструмент – деталь». Это дает возможность выполнять обработку на более высоких скоростях, а тем самым значительно повышать ее производительность.

Бесцентровое шлифование на станке Grit GH75 трубы из легированной стали

Бесцентровое шлифование, кроме того, характеризуется значительным сокращением вспомогательного времени, которое при его выполнении составляет всего 2–3% от общего машинного. Отличается данный метод шлифования еще и тем, что при его использовании обеспечивается высокая стабильность обрабатываемых деталей.

Суть бесцентрового шлифования, при котором деталь, подвергаемая обработке, не фиксируется в зажимных приспособлениях, заключается в следующем: заготовка размещается между двумя вращающимися абразивными кругами, а нижняя ее часть опирается на специальный поддерживающий нож. Ось вращения детали, что важно, располагается несколько выше оси абразивных кругов. Один из них является ведущим, скорость его вращения составляет 10–50 м/мин, а за выполнение бесцентрового шлифования отвечает второй, вращающийся со значительно более высокой скоростью, составляющей 30–35 м/с. Таким образом, вращение обрабатываемой заготовке сообщается при помощи одного круга (ведущего), а сама обработка выполняется посредством второго, который вращается в 60–100 раз быстрее ведущего.

Схема бесцентрового шлифования: 1 – шлифующий круг; 2 – ведущий круг; 3 – заготовка; 4 – опора.

Достаточное сцепление детали с поверхностью ведущего круга обеспечивается благодаря тому, что сила резания, создаваемая при бесцентровом шлифовании, возрастает при уменьшении скорости вращения абразивного круга. Чтобы увеличить силу сцепления, используют ведущие круги, изготовленные на вулканитовой связке. Благодаря таким технологическим приемам скорость, с которой вращается обрабатываемое изделие, очень незначительно отличается от скорости вращения ведущего круга: как правило, деталь вращается всего на 1–3% быстрее.

Виды шлифования, выполняемого по бесцентровой технологии

Бесцентровое шлифование может выполняться по двум технологическим схемам: с продольной и с поперечной подачей заготовки (врезное). По первой схеме обрабатывают длинные изделия, у которых диаметр шлифования не изменяется по всей длине их поверхности. Вторым способом выполняют обработку заготовок, на поверхности которых имеются канавки или выступающие части, а также изделий ступенчатой и фасонной конфигурации.

Ленточный станок для бесцентрового шлифования концов труб

При бесцентровом шлифовании, выполняемом с продольной подачей, деталь не только вращается, но и перемещается в продольном направлении. Такое продольное перемещение возможно благодаря тому, что ось вращения ведущего круга располагают не параллельно, а под углом по отношению к оси вращения шлифовального. Соответственно, чем больше такой угол, тем больше скорость, с которой заготовка совершает продольное перемещение.

Выбор угла наклона, под которым фиксируют ведущий круг, зависит от диаметра и длины обрабатываемых изделий, влияет на его значение и требуемая чистота обработки. Так, при выполнении бесцентрового шлифования коротких заготовок значение такого угла выбирают в интервале 1–2,50, длинных – 1,2–3,50, прутков небольшого диаметра – 3–4,50. При выполнении чистового шлифования значение данного угла необходимо уменьшить на 20–25%.

Выполнение бесцентрового шлифования детали, при котором она совершает продольное перемещение, происходит в несколько проходов. Величина припуска, снимаемого за проход, зависит от категории технологических операций. При черновом шлифовании за проход снимается 0,1–0,15 мм металла, при чистовом – 0,02–0,03 мм.

При бесцентровом шлифовании, выполняемом методом врезания, ведущий круг, который сообщает вращение заготовке, совершает подачу в направлении, перпендикулярном оси вращения. Таким образом, может выполняться обработка канавок, ступенчатых, а также фасонных поверхностей. Сам процесс бесцентрового шлифования, выполняемый по данной методике, выглядит следующим образом.

  • Перед началом обработки ведущий круг отводят от шлифовального, и деталь размещается на поддерживающем ноже.
  • Чтобы подвергаемая бесцентровому шлифованию заготовка не перемещалась в продольном направлении, ее поджимают специальным упором, который одновременно служит и выталкивателем.
  • После укладки заготовки на нож, к ее поверхности подводится ведущий круг, который и приводит ее во вращение.
  • При помощи ведущего круга изделие подают в направлении шлифовального инструмента, которым и выполняется обработка на требуемую глубину.

Скорость подачи, которую обрабатываемой детали сообщает ведущий круг, может находиться в интервале 0,3–1,2 мм/мин. Ось круга, придающего вращение заготовке, при бесцентровом шлифовании этого вида может располагаться параллельно к оси шлифовального инструмента либо под небольшим углом (0,5–10), если требуется обеспечить прижим обрабатываемой детали к упору-выталкивателю.

Бесцентровое шлифование внутренних поверхностей

Наряду с оборудованием для шлифовки наружных поверхностей на современных предприятиях активно используются бесцентрошлифовальные станки для обработки отверстий в деталях, которые концентричны к их наружной поверхности.

Схемы внутреннего круглого шлифования: с продольной подачей (а, б); с поперечной подачей (в, г); с планетарным ходом шлифовального круга (д)

При выполнении на станках бесцентрового шлифования внутренних отверстий деталь располагается и вращается между тремя роликами (ведущим, опорным и прижимным), а шлифовальный круг, закрепленный на вращающемся валу, вводится в обрабатываемое отверстие. Что характерно, вращение детали при использовании такой технологии совпадает с направлением вращения рабочего инструмента.

Читайте также:  Турбина гонит масло в интеркулер дизельного двигателя, в чем причина и что делать 1

Для точного и качественного бесцентрового шлифования отверстий необходимо соблюдать ряд требований.

  • Ролики, которыми оснащены бесцентрошлифовальные станки, должны быть изготовлены и смонтированы с высокой точностью.
  • Опорная поверхность подвергаемого бесцентровому шлифованию изделия должна быть строго цилиндричной.
  • Торец изделия, упирающийся в поверхность опорной втулки, должен быть строго перпендикулярен его оси.

Из-за таких строгих требований и сложности переналадки бесцентрово-шлифовального оборудования его использование в средне- и мелкосерийном производстве является нецелесообразным.

Внутреннее шлифование

Внутреннее шлифование — шлифование поверхностей цилиндрических, конических и фасонных отверстий на универсальных и специальных станках. В зависимости от конструкции заготовки и станка, технических требований шлифование отверстий осуществляется:

  • при вращении заготовки, закрепленной в патроне, от шпинделя бабки изделия на внутришлифовалыном станке;
  • при вращении заготовки со скоростью ведущего круга на бесцентровошлифовальных станках;
  • без вращения заготовки на планетарных внутришлифовальных станках.

В первом случае (рис. 1) шлифовальный круг и шлифуемая заготовка вращаются вокруг своих осей, а шлифовальная бабка получает подачу на глубину резания и совершает возвратнопоступательное движение со скоростью продольной подачи. Подача на глубину резания производится в конце каждого или двойного хода стола. Чаще шлифование производится при продольных подачах с автоматическим возвратно-поступальным перемещением стола. Длина рабочего хода стола устанавливается в зависимости от длины обрабатываемой заготовки. Продольная подача обычно принимается в долях высоты (H) шлифовального круга и не должна превышать 3/4 Н на один оборот заготовки. При обработке сквозных отверстий по методу продольных подач с целью исключения непрямолинейности образующей обрабатываемой поверхности вывод круга из контакта с отверстием (перебег) не должен превышать 1/3-1/2 высоты круга. Круг из обрабатываемого отверстия выводится только по окончании шлифования или в случае измерения диаметра отверстия. При предварительном шлифовании применяют повышенную скорость и подачу, при окончательном ее снижают. При высоких требованиях к шероховатости поверхности скорость возвратнопоступательного движения соответственно снижается. С целью повышения точности обрабатываемых отверстий число двойных ходов стола и частота оборотов заготовки не должны составлять передаточного отношения, равного целому числу.

При врезном шлифовании отверстий подача осуществляется только перпендикулярно оси отверстия, из-за чего форма рабочей поверхности круга переносится на обрабатываемую поверхность. Это предъявляет повышенные требования к характеристике шлифовального круга, его правке.

При бесцентровом внутреннем шлифовании заготовки базой является ее наружная поверхность, которая находится в контакте с поддерживающим, прижимным и ведущим роликами (см. рис. 2). Для бесцентрового внутреннего шлифования, например для шлифования поршневых колец, применяют круги типа ПП наружным диаметром 80-100, высотой 75-100 мм на керамической связке.

Чтобы обеспечить концентричность обрабатываемой поверхности отверстия к наружной поверхности и перпендикулярности оси отверстия торцам, бесцентровое внутреннее шлифование осуществляется после наружного шлифования заготовки и ее торцов. Все погрешности наружных поверхностей заготовки из-за ее базирования по ним при бесцентровом внутреннем шлифовании переносятся на внутреннюю поверхность. Поэтому, чем точнее осуществлена предшествующая обработка, тем меньшие отклонения от необходимых параметров концентричности и перпендикулярности будут иметь при бесцентровом шлифовании обрабатываемые отверстия.

Шлифование отверстий в тяжелых и крупногабаритных заготовках производится на внутришлифовальных планетарных станках. На этих станках шпиндель шлифовального круга вращается с рабочей скоростью (20-35 м/с) вокруг своей оси и одновременно со скоростью круговой подачи Sкр (2-4 м/мин) вокруг оси обрабатываемой заготовки, которая во время обработки отверстия остается неподвижной (см. рис. 3). Скорость планетарного действия (круговой подачи) зависит от величины смещения оси круга относительно оси заготовки и уменьшается с увеличением диаметра обрабатываемого отверстия.

Внутреннее шлифование чаще всего применяется при обработке точных отверстий в закаленных заготовках или в заготовках из высокотвердых и труднообрабатываемых материалов, точных отверстий с пересеченной поверхностью (выточек, шпоночных и шлицевых пазов), глухих отверстий и др.

При шлифовании отверстий помимо точности размера и требуемой шероховатости поверхности обеспечивается точность формы (цилиндричность, прямолинейность, перпендикулярность оси отверстия торцам, а также концентричность по отношению к наружным поверхностям). Особенностью и несомненным достоинством внутреннего шлифования является возможность исправления смещения геометрической оси отверстия, вызванного предшествующими шлифованию операциями.

Внутреннее шлифование обычно ведется кругами, диаметр которых составляет 0,6-0,8 диаметра шлифуемого отверстия. С увеличением диаметра круга улучшаются условия шлифования: увеличиваются рабочая скорость, число режущих зерен. Однако при внутреннем шлифовании площадь контакта между кругом и заготовкой значительно больше, чем при круглом или при плоском шлифовании периферией круга, причем она особенно велика при шлифовании отверстий небольшого диаметра. Большая площадь контакта круга с заготовкой заставляет применять круги более крупнозернистые, более мягкие и с открытой структурой, что предотвращает прижоги и обеспечивает лучший выход стружки. При шлифовании прерывистой поверхности отверстия рекомендуется применять круг несколько тверже, чем при обработке сплошного отверстия, так как кромки такой поверхности действуют на круг как правящий инструмент.

С повышением скорости вращения заготовки нагрузка на абразивные зерна круга увеличивается, толщина стружки возрастает и круг изнашивается быстрее. Во избежание этого следует увеличивать рабочую скорость круга или брать круги несколько большей твердости. Малая рабочая скорость кpyгa при внутреннем шлифовании также приводит к его повышенному износу. Поэтому во всех случаях при внутреннем шлифовании рекомендуется работать на максимальных рабочих скоростях круга.

Читайте также:  Антипробуксовочная система что это, плюсы и минусы, как отключить

На современных внутришлифовалыных станках возможна одновременная обработка отверстия и торца, что обеспечивает повышение точности и производительности труда, а также высокую степень перпендикулярности торцовой поверхности к оси отверстия обрабатываемой заготовки.

Для внутришлифовальных операций выпускаются шлифовальные круги различных размеров и типов, в частности круги типа ПП диаметром 5-150, высотой 13-20 мм. При обработке заготовок, у которых одновременно со шлифованием отверстия требуется подрезка торцовой части, или в тех случаях, когда посадочное место на шпинделе мало, а для успешного выполнения шлифования требуется применение круга относительно большой высоты, применяются круги типа ПВ наружным диаметром 10-150 мм. Для внутреннего шлифования иногда применяют также толстостенные чашечные круги типа ЧЦ, позволяющие вести одновременную обработку отверстий и торцов заготовки.

При внутреннем шлифовании во избежание вибраций, ухудшающих качество обработанной поверхности и повышающих износ круга, важен подбор шлифовального шпинделя определенной длины (наименьшего для данной глубины шлифования) и жесткости.

Во избежание конусности отверстия при шлифовании на проход круг должен выходить из обоих его концов на одинаковую длину, а при шлифовании глухих отверстий его следует выводить из открытого конца как можно меньше.

Тонкостенные заготовки во избежание коробления следует шлифовать с уменьшенной глубиной и повышенной продольной подачей. Для более точной обработки отверстий малых диаметров рекомендуется шлифовать их с большей продольной подачей и меньшей глубиной шлифования.

В последние годы заметна общая тенденция повышения рабочей скорости при внутреннем шлифовании за счет повышения быстроходности шпинделей станка. Для шлифования с повышенной рабочей скоростью используются круги высокой прочности. При увеличении рабочей скорости уменьшается радиальное отжатие в системе станок — круг — заготовка, увеличивается количество абразивных зерен, участвующих за единицу времени в резании, уменьшаются нагрузка на отдельное зерно и время контакта отдельного зерна с обрабатываемой поверхностью. Точность обработки в этом случае повышается за счет уменьшения отжатий в системе, что позволяет увеличить подачу и повысить стойкостную наработку круга.

При внутреннем шлифовании рекомендуется применять охлаждение для отвода тепла, образующегося при резании.

Шлифование цилиндрических, конических или фасонных отверстий требует правильного расположения оси шпинделя шлифовального круга и оси обрабатываемого отверстия в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Их перемещение или отклонение от параллельности ведет к отклонению шлифуемых поверхностей заготовок как в осевом, так и в диаметральном направлениях.

Чтобы повысить точность обработки, производительность труда и уменьшить расход шлифовальных кругов, внутреннее шлифование рекомендуется осуществлять с максимально допустимой рабочей скоростью.

Основные виды бесцентрового шлифования

В большинстве случаев используются шлифовальные аппараты и станки центровой обработки. Где шлифовка выполняется с помощью вращающегося на большой скорости абразивного цилиндра. Однако помимо этого существуют станки, у которых отсутствует единая ось вращения, а обработка материала осуществляется с помощью нескольких вращающихся цилиндров. Но что вообще такое бесцентровое шлифование? Как правильно работать с таким обрабатывающим станком?

Что такое бесцентровое шлифование

При центральном шлифовании обработка материала осуществляется с помощью металлического цилиндра с абразивом, который вращается на большой скорости вокруг своей оси. Деталь фиксируется с помощью специальных зажимов и подносится к работающему станку. При контакте абразив срезает тонкий слой с поверхности, что и обеспечивает шлифовку. Технология бесцентровой обработки:

  • Бесцентрово-шлифовальный станок состоит не из одного, а из двух абразивных кругов. Один круг (направляющий) вращается вокруг своей оси достаточно медленно (скорость — около 10-20 метров в минуту), а вот другой круг (обрабатывающий) — очень быстро (порядка 30-40 метров в минуту). При необходимости скорость вращения можно регулировать вручную с помощью специальных ручек и датчиков.
  • Дополнительно станок оборудован специальной поддерживающей поверхностью под кругами вращения, которая может сдвигаться в одном направлении перпендикулярно плоскости вращения абразивных кругов. Эта поверхность используется для опоры детали при шлифовальных работах.
  • Для проведения шлифовальных работ инженер помещает деталь на поддерживающую поверхность и подносит к направляющему станку. Дальше происходит следующее: медленный направляющий круг обеспечивает вращение детали, а быстрый обрабатывающий круг — стачивает с поверхности все шероховатости и неровности.

Во время обработки ось вращения детали по факту находится выше обоих абразивных кругов, поэтому данную технологию называют бесцентровой.

Особенности технологии

Сцепление детали с поверхностью ведущего абразивного круга обеспечивается за счет его вращения, а чем выше скорость вращения, тем надежнее и стабильнее будет сцепление. У работающего станка существует одна характерная особенность — чем ниже будет скорость осевого вращения у направляющего элемента, тем лучше будет работать срезающий абразивный круг (то есть сила срезания обратно пропорциональна скорости вращения направляющего элемента). Поэтому в большинстве случаев на направляющий круг наносится вулканизация или какое-либо другое резиновое покрытие, чтобы дополнительно увеличить силу сцепления детали.

Бесцентровая шлифовка широко используется на крупных современных предприятиях, где производство и обработка деталей осуществляется крупными партиями. Эта методика используется в основном только для обработки наружных поверхностей, хотя при необходимости ее можно адаптировать для обточки некоторых сквозных и внутренних отверстий. Бесцентровое шлифование наружных поверхностей обладает массой преимуществ:

  • Методика значительно сокращает время на обработку одной детали. Это позволяет ускорить производство, сэкономить на расходах электроэнергии.
  • Комбинация предыдущих факторов в конечном счете приводит к снижению расходов на производство, что благоприятно сказывается на конкурентоспособности продукции компании на рынке.
  • Технология простая, мастер освоит технологию практически с первого подхода к станку.
  • Вращение направляющего элемента надежно стабилизирует обрабатываемую деталь, поэтому шлифование получается очень качественным и точным.
  • Станки не требуют специального ухода и настройки; резиновое покрытие на направляющем элементе держится достаточно большое время, а при необходимости его можно быстро заменить.
Читайте также:  Большие сочные масляные попки извращенок »

Виды бесцентрового шлифования

Различают две основных методики — с продольной и с поперечной подачей. Ниже мы кратко рассмотрим обе методики.

Бесцентровая обработка с продольной подачей

Эта технология обработки подходит для деталей с постоянным диаметром по всей поверхности (трубы, заготовки для болтов, однородные стержни и так далее). Во время работы станка деталь помимо стабилизирующего вращения может перемещаться в продольном направлении, что помогает мастеру лучше контролировать шлифовку. Вращающиеся цилиндры располагаются не параллельно друг другу, а под небольшим углом.

Поэтому при вращении абразивных кругов деталь может осуществлять продольное продвижение материала, а чем больше будет угол наклона, тем выше будет скорость движения (оператор может менять угол наклона вручную). Выбирать угол наклона нужно в зависимости от нескольких параметров — общая длина детали, ее диаметр, качество обработки и так далее. Рекомендательные нормативы:

  • Небольшие заготовки средней толщины — от 1 до 2,5 градусов.
  • Длинные детали средней и большой толщины — от 1,5 до 3,5 градусов.
  • Очень маленькие заготовки любого диаметра — от 3 до 4,5 градусов.

Обратите внимание, что эти нормативы относятся только к черновой шлифовке — при обработке начисто угол наклона необходимо снизить на 20-30%, чтобы получить гладкую однородную поверхность. Продольное шлифование следует проводить в несколько заходов. Во время черновых заходов с поверхности снимается порядка 0,1-0,2 миллиметров металла, а при чистовой обработке — 0,02-0,05 миллиметров (при соблюдении нормативов, указанных выше).

Шлифование с поперечной подачей (врезное)

Данная технология используется для обработки деталей, у которых на поверхности имеются различные выступающие части, выемки или борозды (объекты сложной формы, зубчатые вещи, изделия фасонной композиции и так далее), которые нужно сохранить. Подача изделия на шлифовальный вал осуществляется ведущим элементом перпендикулярно оси вращения — это позволяет обтачивать изделие не целиком, а отдельными его частями. Общая инструкция по применению бесцентрового шлифовального станка с применением врезной технологии выглядит так:

  1. До запуска устройства ведущий вал отводят от шлифовального, а потом на поддерживающую конструкцию помещается деталь, подлежащая обработке.
  2. Чтобы заготовка не перемещалась в продольном направлении, ее прижимают к поддерживающей конструкции с помощью специального упора. Сам упор одновременно выполняет функцию выталкивающего устройства.
  3. К поверхности подводят направляющий вал, работающий на небольшой скорости, который передает вращение детали. После этого заготовка с помощью направляющего вала подносится к шлифовальному кругу.
  4. Во время работы у оператора есть возможность контролировать глубину обработки с помощью направляющего круга.

При необходимости абразивный круг можно немного поворачивать, чтобы ось вращения располагалась не строго перпендикулярно, а под небольшим углом. Такая процедура может понадобиться в случае, когда нужно крепко прижать заготовку к упору.

Бесцентровое шлифование внутренних поверхностей

При необходимости технологию бесцентровой шлифовки можно адаптировать и для обработки крупных концентрических отверстий в заготовках. Для проведения таких работ мастеру дополнительно понадобится установить три ролика, которые будут направлять и прижимать заготовки с отверстиями к станку. Во время работы шлифовальный круг вводится непосредственно внутрь обрабатываемого отверстия.

При проведении работ нужно помнить о некоторых важных правилах и ограничениях:

  • Ролики на станке должны быть установлены очень точно, поскольку даже в случае небольшого отклонения шлифовальный круг либо не сможет прижаться к детали, либо врежется в нее слишком глубоко.
  • Шлифуемая поверхность должна быть исключительно цилиндрической симметричной формы, другие конфигурации и формы исключены.
  • Торцевая часть детали должна располагаться строго перпендикулярно ее оси — в противном случае возможно повреждение и деформация заготовки. Торец изделия, упирающийся в поверхность опорной втулки, должен быть строго перпендикулярен его оси.

Как видите, ограничения является достаточно серьезными, а устранить или минимизировать их влияние практически невозможно. Поэтому технология бесцентрового шлифования редко используется для работы с внутренними поверхностями (хотя в крупносерийном поточном производстве ее применение может быть целесообразно).

Заключение

Подведем итоги. Для обработки поверхности твердых металлических деталей и заготовок могут применяться станки, которые работают по принципу бесцентрового шлифования. Они состоят не из одного, а из двух колес вращения. Одно колесо выполняет фиксацию и стабилизацию заготовки, а второе производит обточку. Во время работы ось вращения деталей не совпадает ни с одной из осей колес шлифования, поэтому эту технологию и называют бесцентровой.

Данная технология в основном используется для внешней обработки деталей. Различают два способа шлифовки — с продольной и поперечной подачей. Первая разновидность используется для деталей фиксированного диаметра без выемок и зазубрин вдоль своей оси. Вторая разновидность технологии используется для обработки выемок и зазубрин на деталях, которые имеют сложную форму.

При необходимости станки бесцентровой шлифовки можно адаптировать и для работы с внутренними поверхностями деталей, однако такой способ имеет множество неустранимых ограничений, поэтому в производстве внутренняя обработка бесцентровым методом используется редко.

Ссылка на основную публикацию
Удельное сопротивление и электропроводимость формулы и объяснение
Тест Расчет сопротивления проводника Тест Расчет сопротивления проводника. Удельное сопротивление 8 класс с ответами. Тест включает 10 заданий. 1. От...
Тюнинг салона ВАЗ 2114 с фото и видео
Схема электрооборудования ВАЗ-2115 ВАЗ-2114 и ВАЗ-2113 В Ладе Схема электрооборудования ВАЗ-2115 – блок-фары; – моторедукторы очистителей фар*; – противотуманные фары*;...
Тюнинг старой газели – модернизация салона, подвески и двигателя, варианты доработки внешнего вида и
Тюнинг ГАЗ-3302 – модернизация газели своими руками Все про Авто ГАЗ-3302 (Газель) – один из самых востребованных автомобилей в нашей...
Удельные веса и плотности жидких топлив
Коэффициент перевода кг в литры дизельное топливо Калькулятор перевода литров дизельного топлива в килограммы (кг) Сколько килограмм в литре дизельного...
Adblock detector