Шлифование, абразивная финишная обработка

Абразивный инструмент
Конструкция абразивного круга
1-абразивное зерно,2-связка,3-поры,
4-заготовка, 5-стружка

Точность, шероховатость и износ при шлифовании заготовок из стали
Одна из основных характеристик абразивного инструмента- Стойкость T, мин.
Стойкость (T) при обработке:
Сталь 45 40…60 мин
Титан 15…20 мин
Р6М5(металлокерамика) 6…10 мин
Эффективность шлифования
q=VCЪЕМА/VИЗНОС
Сталь 50…80
Легированная сталь 6….12
Титан 5….0,5
Точность и шероховатость

Виды шлифования
Виды шлифования:плоское,
круглое (наружное и внутреннее),бесцентровое.
Обозначения:
1- станина, 2-стол, 3-шлифовальная бабка, 4- инструмент, 5-передняя бабка (крепление заготовки), 6-задняя бабка, 7-нож, 8- дополнительная шлифовальная бабка.

Группа тип типоразмер
Классификация станков
Шлифовальные станки( 3_я группа) Станок 3М152
Круглошлифовальные станки для наружного шлифования(тип 1)
типоразмер диаметр длина
51 200 750
52 200 500
53 130 500
И т.д.
Внутришлифовальные станки (тип 2)
типоразмер диаметр длина
25 6-25 50
27 25-100 125
40 12-100 130
И т.д.
Плоскошлифовальные станки (тип 3)
типоразмер характеристики
21 Горизонт. шпинд., прямоуг.стол
33-35 Верт. шпинд., прямоуг.стол
41 Горизонт. шпинд., круглый.стол
22,56 Верт. шпинд., круглый стол
Станки для отделочных
операций(тип 8)
Пример: Станок 38хх

АБРАЗИВНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ

Абразивные инструменты
Абразивные инструменты изготавливают в виде кругов, брусков, сегментов, цилиндров.
Используются также порошки, суспензии и пасты.
Абразивные инструменты различают
- по виду материала,
- размерам зерен,
- видам связки,
-твердости, структуре,
- форме, размерам
- классам точности инструмента.

Абразив
(материал,размер зерен)
Электрокорунды (Al2O3)
Карбиды Кремния( SiC) и Бора(B4C)
Синтетические алмазы
Кубический нитрид бора(эльбор)
Зернистость (размер зерен)
А. Для электрокорундов и карбидов
Шлифзерна и шлифпорошки
От №200 до №3 (Средний размер зерен от 2000 до 30 мкм).
Микропорошки
М60 до М1 (Средний размер зерен 60 до 1 мкм)
Б. Для алмазов и нитрида бора
Шлифзерна и шлифпорошки
От ЛО 315/250 до ЛО 50/40
Микропорошки
От ЛМ 40/28 до ЛМ 5/3 (в числителе max размер зерен основной фракции в знаменателе min размер).

Связка
(материал, твердость, структура)
Для связки используются
следующие материалы:
Материал Марка
1.Керамическая К1-К8
(основа-глина)
2.Бакелитовая Б1-Б3
(на основе фенол-
Формоальдегидной
смолы)
3. Вулканитовая В1-В3
(на основе каучука)
4. Металлическая М1-М5
(медь-олово)
Твердость- комплексная
характеристика способности связки
удерживать абразивные зерна в
инструменте.Зависит от свойств
связки и пористости имет 8
классов. Изменяется от ВМ (Весьма
мягкого) до ЧТ(Черезвычайно
твердого
Структура (Пористость)
Характеризует соотношение объема
Зерен и пор, подразделяется на 12 кл.
0-кл.(60% зерен) 12кл. (около 35%)

Форма инструмента
Плоская прямого прфиля ПП
Плоская конического прфиля 2П
Плоская конического прфиля 3П
Плоская с выточкой ПВ
Плоская с выточкой двухсторонняя ПВД
Диск Д
Чашка цилиндрическая ЧЦ
Чашка коническая ЧЦ

Маркировка круга
1-24А16П
24А-материал абразива,
16П- номер и индекс зернистости,
2-С26К5
С2-группа твердости
6-номер структуры
К5-вид связки.
3-ПП250*25*32
Форма и размеры
Плоский прямого профиля,
Внеш.,внутр.диаметры,
толщина.
4- 5м/c-
максимальная скорость
5- Б
Класс точности
6-2 кл
Класс неуравновешенности

Схемы шлифования

Режим шлифования
1.Выбор круга осуществляется исходя из вида обработки(черновое, чистовое)и свойств обрабатываемого материала(сталь, титан)
Например: при обработке стали используются среднемягкие и мягкие (твердость) круги из монокорунда.
При обработке титана (вязкий материал) используются средние, среднетвердые круги из карбида кремния
В зависимости от требуемой чистоты поверхности выбирается Зернистость.
При черновой обработке 160-80
- чистовой 25-12
Общая рекомендация
Выбирается скорость круга. Максимальная скорость круга VК указана на инструменте. По этим данным определяют частоту вращения

Режим шлифования(продолжение)
2.Выбор глубины резания t
На черновых проходах
t= 0,05-0,1 мм/ дв. ход на чистовых проходах
t= 0,005-0,02 мм/ дв. ход
3. Выбор продольной подачи (возвратно-поступательное движение круга)
- при черновом проходе
Sпр =(0,4-0,8)B мм/ об
- при чистовом
Sпр =(0,1-0,3)B мм/ об
B-ширина круга.

Режим шлифования(продолжение 2 )
4. Определение скорости круговой подачи (вращение заготовки)
d - диаметр заготовки,
T- стойкость круга,
t - глубина резания,
SПР- величина продольной подачи.
Например: при обработке стали
q=0,3 m=0,5 Xv=1,2 Yv=1,0
Скорость круговой подачи
- при черновом Vз =20-80 м/ мин
- при чистовом Vз =15-40 м/мин
Определяют частоту вращения заготовки
об/мин
Уточняют ее по кинематическим данным станка.
5. Определение машинного времени обработки Tмаш
L-длина хода стола,
h- припуск на обработку, мм ( h=0,3-1,2 мм)
K-коэффициент, учитывающий время зачистных ходов
(K=1,2-1,5).

Основные характеристики при отделочной обработке абразивным инструментом
В триботехнике показано, что
min износа и сил трения
соответствуют (RA) ОПТ
Основной целью методов
отделочной обработки абразивным
инструментом является: устранение
погрешностей формы и обеспечение
заданного RA , соответствующего
оптимальному.
Это осуществляется с помощью:
Притирки(доводки),
Хонингования,
Суперфиниширования.
К отделочной обработке относится
также полирование.
(Финишная обработка)

Притирка (доводка)
Обработка плоских, внутренних и
внешних цилиндрических поверхностей.
Устранение погрешности формы,
уменьшение шероховатости
До IT 5
RA =0,01 мкм.
Уменьшение шероховатости
До обработки После нее
RA 1,25…0,32 0,04 мкм
RA 0,63….0,32 0,008 мкм
Уменьшение отклонения формы
До обработки После нее
5…10 0,5…1,0 мкм
Схема притирки.

Притирка
Притирка цилиндрической поверхности
Притирка плоской поверхности
Притирка конической поверхности

Хонингование
Обработка внутренних цилиндрических
поверхностей. Устранение погрешности
формы, уменьшение шероховатости
До
IT 5….6
RA =0,02 мкм.
Уменьшение шероховатости
До обработки После нее
RA 2,5…0,6 < 0,16 мкм
RA 0,63….0,32 <0,008 мкм
Уменьшение отклонения формы
До обработки После нее
30…50 5…10 мкм
Схема хонингования.
1-хон (инструмент), 2-деталь.
Инструмент совершает вращательное и возвратно-поступательное движения.
Для стали V1=45…60 м/мин

Хонинговальный станок и хон(инструмент)
Хонинговальный станок
Хон (абразивный инструмент)
Припуск под хонингование
0,4…0,1 мм
Точность обработки отверстия
20…5 мкм

P=0,3 МПа (max)
a = 2…5 мм
f = 500…2000 дв.х/мин
Сверхтонкая абразивная обработка наружных и внутренних цилиндрических, конических и плоских поверхностей заготовок колеблющимися брусками
Исправляется неплоскостность и волнистость. Увеличивается площадь опорной поверхности (до 90%)
Припуск на обработку – 2 … 20 мкм
Ra=0,16…0,02 мкм IT=5…4
P
DS пр
DS пр
СУПЕРФИНИШНАЯ ОБРАБОТКА
Dr

Полирование
Полирование уменьшает шероховатость поверхности.
До обработки После нее
RA 2,5…0,6 < 0,16 мкм
RA 1,25….0,32 <0,08 мкм
Полирование используется для
получения заданного RA (дорожки
качения подшипников), либо для
декоративных целей (ручка а/м).
Абразивная паста наносится на
полировальные круги или ленты.
Скорость движения до 50 м/c.