Лабораторна робота № 12
Обробка заготовок на шліфувальних верстатах

Мета роботи: вивчити особливості шліфування, абразивний інструмент і види робіт, що виконуються на шліфувальних верстатах; навчитися вибирати режими різання при шліфуванні.

1  ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

Шліфуванням називається процес обробки поверхонь абразивним (шліфувальним) інструментом, найчастіше шліфувальними кругами.

Застосовується шліфування головним чином для остаточної чистової обробки і є основним методом одержання високої точності і незначної шорсткості оброблюваних поверхонь. Воно дає змогу досягти 5 ... 6 квалітетів точності і 8 ... 10 класів шорсткості. Шліфуванням можна обробляти різні, як дуже м'які, так і найтвердіші матеріали, включаючи загартовані сталі і тверді сплави. Шліфувати можна поверхні різної форми: плоскі, циліндричні, конічні, фасонні. Згідно з цим застосовують різні методи шліфування, найбільш поширеними з яких є кругле і плоске шліфування.

1.1 Схеми круглого і плоского шліфування

Кругле зовнішнє шліфування може здійснюватись з поздовжньою подачею (рис. 52, а) або тільки з поперечною (врізне шліфування),         (рис. 52, б). В першому випадку поперечна подача S_поп на глибину шліфування t здійснюється шліфувальним кругом в кінці поздовжнього ходу заготовки в напрямі, перпендикулярному до її осі. За другою схемою       (рис. 52, б) шліфують поверхні, довжина яких менша ширини шліфувального круга. В обох випадках, як і при інших видах шліфування, головний рух з швидкістю V = 20...40 м/с здійснює шліфувальний круг. Заготовка обертається з швидкістю V_з. Цей рух називається коловою подачею.

Схема зовнішнього безцентрового шліфування з поздовжньою подачею показана на рис. 52, в. Принцип її полягає в тому, що заготовку 3, яка опирається на упор (ніж) 1, пропускають між двома      встановленими на певній відстані один від одного шліфувальними   кругами. Один з них - 2, який обертається з великою швидкістю V_кр (30...60 м/с), називається шліфувальним.

Другий круг 4, що називається ведучим, обертається з швидкістю V_в.к.  в багато разів меншою (0,2...1 м/с). Завдяки зрізу ножа заготовка притискується до ведучого круга і внаслідок більшого коефіцієнта тертя між цим кругом і заготовкою вона обертається з швидкістю близькою до швидкості ведучого круга.

Оскільки ведучий круг повернутий на кут a (1,5...6° при чорновому і 0,5...1,5° при чистовому шліфуванні), швидкість його обертання V_в.к. розкладається на дві складові V_г і V_s , заготовка одержує поздовжню подачу вздовж осі з швидкістю  V_s = V_в.к. × sina

Друга складова V_г = V_в.к. × cosa є швидкістю обертання заготовки (колова подача).

На рис. 52, г, д  показані схеми внутрішнього шліфування. В першому випадку колову подачу одержує заготовка, в другому - шліфувальний круг. Внутрішнє шліфування за схемою рис. 52, д застосовують у тих випадках, коли заготовці неможливо або надто складно надавати обертового руху.

Плоске шліфування залежно від методу роботи розрізняють периферією плоского (рис.52, е) або торцем чашкового круга (рис. 52, ж). Закріплена на столі деталь виконує зворотно-поступальний рух поздовжньої подачі  S_позд,  шліфувальний круг крім головного руху з швидкістю V здійснює в кінці поздовжнього ходу поперечну подачу S_поп , а після шліфування всієї площі - вертикальне переміщення на глибину різання t.

При обробці плоских похилих і вертикальних поверхонь використовують конічні чашкові круги (рис. 52, и, к).

1.2 Абразивний інструмент

Абразивним інструментом для шліфування є тверді тіла, що мають правильну геометричну форму і складаються з зерен абразивних матеріалів, скріплених між собою зв'язкою.

За формою шліфувальні круги бувають плоскі прямі (для круглого зовнішнього та внутрішнього, плоского шліфування), чашкові циліндричні та чашкові конічні (для плоского шліфування).

Для виготовлення шліфувальних кругів переважно застосовують електрокорунд (кристалічний оксид алюмінію Al₂O₃), карбід кремнію SiС (карборунд) та кубічний нітрид бору (ельбор).

Зерна абразивних матеріалів з'єднуються в одне ціле за допомогою різних неорганічних та органічних зв'язок. У практиці широко використовують з неорганічних – керамічну, а з органічних – бакелітову і вулканітову зв'язки. Керамічна складається з вогнетривкої глини, польового шпату, тальку, крейди, кварцу і рідкого скла. Завдяки значній міцності, водостійкості, що дозволяє працювати з застосуванням холодної рідини, і жаростійкості абразивний інструмент на керамічній зв'язці набув переважного поширення. На цій зв'язці виготовляють до 90% шліфувальних кругів.

Абразивний інструмент на бакелітовій зв'язці, що являє собою синтетичну смолу, має велику міцність і пружність, але порівняно низьку теплостійкість (не більше 180°С). Шліфувальні круги на цій зв'язці використовують для чистових  робіт.

Абразивний інструмент на вулканітовій зв'язці, яка складається з

Рисунок 52 – Схеми круглого і плоского шліфування

каучуку, сірки та інших речовин, має велику міцність і пружність, але низьку теплостійкість. Круги на цій зв'язці можуть бути дуже тонкими і використовуватись переважно для відрізних робіт.

Міцність зв'язки визначає граничну допустиму швидкість різання (звичайно не більше 50 м/с), а також іншу характеристику шліфувального кругу – твердість. Під твердістю абразивного інструменту розуміють опір зв'язки вириванню абразивних зерен зовнішньою силою. Встановлена шкала, в якій є 7 класів твердості: м'який - М, середньом'який - СМ, середній - С, середньотвердий - СТ, твердий - Т, дуже твердий – ДТ, надзвичайно твердий - НТ.

Твердість круга вибирають за правилом: чим твердіший оброблюваний матеріал, тим більш м'яким повинен бути круг, і навпаки.

1.3 Режим різання при шліфуванні

Основними елементами режиму різання при шліфуванні є швидкість різання, подача і глибина різання. Швидкість різання при всіх видах шліфування – це колова швидкість  V_кол  шліфувального круга.

При круглому шліфуванні елементами режиму різання служать також колова швидкість заготовки, поздовжня і поперечна подачі (див.     рис. 52, а, б). Колова швидкість заготовки V_з, м/хв являє собою колову подачу. Поздовжня подача S_позд – величина переміщення заготовки відносно шліфувального круга за один її оберт. Поперечна подача S_поп – величина переміщення шліфувального круга в напрямі, перпендикулярному до осі заготовки, що здійснюється в крайніх її положеннях. Вона чисельно дорівнює глибині різання t.

2 ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

1.     Ознайомитись з будовою і роботою круглошліфувального верстата, його налаштуванням для шліфування різних поверхонь - циліндричних, конічних; способом закріплення заготовок, способом регулювання величини ходу стола тощо.

2.     Під керівництвом майстра налаштувати верстат і виконати шліфування заготовки.

3.     Скласти звіт про роботу.

3 ЗМІСТ ЗВІТУ

Звіт про виконану роботу повинен вміщувати:

1.     Короткі теоретичні відомості про обробку заготовок на шліфувальних верстатах;

2.     Схеми обробки заготовок різної форми (циліндричних, конічних) на круглошліфувальних верстатах;

3.     Характеристику режиму різання при виконанні практичної роботи із шліфування заданої заготовки;

4.     Характеристику шліфувального круга, що був використаний при шліфуванні;

5.     Висновки.

4 КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ ДЛЯ САМОПІДГОТОВКИ

1.     Сфера застосування шліфувальних робіт.

2.     Інструмент для шліфування.

3.     Абразивні матеріали.

4.     Форма та застосування шліфувальних кругів.

5.     Характеристика шліфувальних кругів.

6.     Типи шліфувальних верстатів.

7.     Режими різання при шліфуванні.

8.     Суть та особливості безцентрового шліфування.