Jak pokazano na rysunku 1. Zwykle użycie materiałów ściernych do obróbki nazywa się szlifierką. Powszechnie stosowane narzędzia szlifierskie to skonsolidowane narzędzia szlifierskie (takie jak tarcza szlifierska, kamień olejowy itp.) oraz narzędzia szlifierskie powlekane (takie jak taśma ścierna, płótno ścierne itp.). W zależności od różnych celów przetwarzania, szlifierki można podzielić na szlifierkę cylindryczną, szlifierkę wewnętrzną i szlifierkę powierzchniową.

Z czym poradzi sobie szlifowanie ściernic? 2

Rysunek 1 Szlifowanie

Charakterystyczne elementy ściernicy

Ściernica jest porowatą bryłą wykonaną przez prasowanie i spiekanie określonej proporcji ziarnistych materiałów ściernych i spoiw o wysokiej twardości. To, czy wybór ściernicy i ściernicy jest rozsądny, czy nie, jest bardzo ważne. To, czy ściernica może osiągnąć wysoką jakość obróbki i produktywność, jest głównym czynnikiem wpływającym na jej wydajność. Zależy to od takich czynników jak ścierniwo, wielkość cząstek, spoiwo, twardość, struktura, kształt i wielkość ściernicy. Są to tak zwane charakterystyczne elementy ściernic. Jak pokazano na rysunku 2.

Z czym poradzi sobie szlifowanie ściernic? 3

Rysunek 2 Ściernica

Proces cięcia cząstek ściernych

Istotą procesu szlifowania (jak pokazano na rys. 3) jest kompleksowy proces cięcia, drapania i polerowania ciernego, dzięki któremu można uzyskać mniejszą chropowatość powierzchni. Cięcie jest główną rolą w szlifowaniu zgrubnym, podczas gdy cięcie i polerowanie cierne współistnieją w szlifowaniu dokładnym.

(1) Ziarna ścierne o większej wysokości występu i ostrzejszej krawędzi na powierzchni ściernicy wcinają się głębiej w obrabiany przedmiot i wytwarzają wióry, które pełnią rolę tnącą (rys. a).

(2) Małe i tępe cząstki ścierne mogą przedstawiać tylko drobne rowki na powierzchni przedmiotu obrabianego, a materiał przedmiotu obrabianego jest popychany w obie strony w celu podniesienia. W tej chwili nie ma oczywistego generowania wiórów, a jedynie efekt zarysowania (rys. b).

(3) Porównując wklęsłe i pasywowane cząstki ścierne, nie są one ani cięte, ani rzeźbione, a jedynie mogą przeskakiwać nad powierzchnią przedmiotu obrabianego i pełnić rolę polerowania ciernego (rys. c).

Z czym poradzi sobie szlifowanie ściernic? 4

Rysunek 3 Proces mielenia cząstek ściernych

Charakterystyka technologii szlifowania

Wysoka dokładność i niska chropowatość powierzchni

Podczas szlifowania na powierzchni ściernicy występuje wiele krawędzi skrawających, a promień łuku krawędzi jest niewielki. Ostrzejszy na materiałach ściernych

Krawędź tnąca może ciąć bardzo cienką warstwę metalu, a grubość cięcia może wynosić nawet kilka mikronów, co jest jednym z niezbędnych warunków precyzyjnej obróbki.

Szlifierka stosowana w szlifowaniu charakteryzuje się większą dokładnością, lepszą sztywnością i stabilnością niż zwykła obrabiarka skrawająca oraz posiada mechanizm mikroposuwu, który może wykonywać mikro-cięcie, zapewniając tym samym realizację precyzyjnej obróbki.

Podczas szlifowania prędkość cięcia jest bardzo wysoka. Gdy cząstki ścierne są wycinane z powierzchni przedmiotu obrabianego z dużą prędkością skrawania, istnieje wiele krawędzi tnących do cięcia. Każda krawędź szlifierska tnie tylko bardzo niewielką ilość metalu z przedmiotu obrabianego, a wysokość pozostałego obszaru jest bardzo mała, co sprzyja powstawaniu gładkiej powierzchni.

Dokładność obróbki to IT7-IT6, a wartość Ra chropowatości powierzchni wynosi 0,2-0,8 M.

Tarcza szlifierska ma efekt samoostrzenia

W procesie szlifowania efektem samoostrzenia ściernicy jest krawędź tnąca ogólnych narzędzi skrawających, której nie mają inne narzędzia skrawające. W przypadku tępego uszkodzenia cięcie nie może być kontynuowane i należy je zmienić lub ponownie zeszlifować. Ze względu na samoostrzenie ściernicy cząstki ścierne mogą ciąć części o ostrzejszej krawędzi. W praktycznej produkcji zasada ta jest czasami stosowana do ciągłego mielenia w celu poprawy wydajności mielenia.

W procesie szlifowania, pod działaniem dużej prędkości, wysokiego ciśnienia i wysokiej temperatury, materiały ścierne będą się stopniowo zużywać, stając się okrągłe i tępe. Zdolność cięcia okrągłych i tępych materiałów ściernych zmniejszy się, a siła działająca na materiał ścierny będzie stale wzrastać. Gdy siła ta przekroczy granicę wytrzymałości ściernej, cząstki ścierne rozpadną się i wytworzą nowe ostre krawędzie i narożniki, aby zastąpić stare okrągłe, tępe cząstki ścierne do szlifowania; gdy siła ta przekroczy siłę wiązania spoiwa ściernego, okrągłe, tępe cząstki ścierne odpadną z powierzchni ściernicy, odsłaniając świeżą ostrą warstwę cząstek ściernych i będą kontynuować szlifowanie.

Siła szlifowania wstecznego Fp jest większa

Z czym poradzi sobie szlifowanie ściernic? 5

Rysunek 4 Całkowita siła szlifowania i jej rozkład

Jak pokazano na rys. 4, siła działająca na obrabiany przedmiot przez ściernicę podczas szlifowania jest całkowitą siłą szlifowania F. F można rozłożyć na trzy siły pionowe, a mianowicie siłę szlifowania Fc, siłę wsteczną Fp i siłę szlifowania posuwu Ff. Podczas szlifowania, z powodu małej ilości posuwu wstecznego, siła szlifowania Fc jest mniejsza, a siła szlifowania posuwu Fc jest mniejsza, co jest generalnie nieistotne. Ale siła tylnego szlifowania Fp jest bardzo duża.

Dzieje się tak, ponieważ ściernica ma dużą szerokość, a cząstki ścierne są cięte pod dużym ujemnym kątem natarcia. W procesie skrawania narzędzi skrawających siła skrawania Fc jest generalnie największa, podczas gdy siła tylnego szlifowania Fp jest największa przy szlifowaniu, co jest niezwykłą cechą szlifowania.

Wpływy: Fp oddziałuje na kierunek wchodzenia ściernicy, ściernica z dużą siłą dociska obrabiany przedmiot, przyspiesza pasywację ściernicy, powoduje odkształcenia zginające wałka ściernicy i przedmiotu obrabianego, a obrabiany przedmiot ma skłonność do błędów cylindryczności, co bezpośrednio wpływa na dokładność kształtu i jakość powierzchni przedmiotu obrabianego, jak pokazano na rys. 5.

Z czym poradzi sobie szlifowanie ściernic? 6

Rys. 5 Odkształcenie przedmiotu obrabianego przed i po szlifowaniu

Rozwiązanie: Aby wyeliminować lub zredukować błąd kształtu spowodowany przez Fp, stosujemy szlifowanie dokładne, zwiększamy liczbę czasów polerowania lub stosujemy podporę pomocniczą.

Wygładzanie: Gdy obrabiany przedmiot zostanie zeszlifowany blisko ostatecznego rozmiaru (naddatek wynosi zwykle 0,005-0,01 mm), nie będzie już szlifowany nożem. Polerowanie może poprawić dokładność kształtu przedmiotu obrabianego i zmniejszyć chropowatość powierzchni. Jakość mielenia wzrasta wraz ze wzrostem czasu mielenia.

Wysoka temperatura szlifowania

Szybkość szlifowania jest wysoka, 1020 razy wyższa niż przy cięciu ogólnym, i przy cięciu pod ujemnym kątem natarcia. Przy tak dużej prędkości skrawania energia zużywana na trzech etapach szlifowania, poślizgu, zarysowania i cięcia jest niezwykle duża, a tarcie jest poważne. Lokalnie przekształcone w ciepło, w połączeniu z większą ilością materiałów ściernych, a ponieważ sama ściernica jest bardzo słabo przewodząca ciepło, duża ilość ciepła szlifowania nie może zostać rozłożona w krótkim czasie, w strefie szlifowania powstaje chwilowo wysoka temperatura, a większość ciepło szlifowania zostanie przeniesione na części. Ogólnie 80% ciepła skrawania jest przenoszone na przedmiot obrabiany (narzędzie tnące ma mniej niż 20%) i natychmiast gromadzi się na powierzchni przedmiotu obrabianego, tworząc duży gradient temperatury. Temperatura powierzchni przedmiotu obrabianego może sięgać nawet 1000°C, natomiast warstwa powierzchniowa poniżej 1mm jest zbliżona do temperatury pokojowej. Gdy lokalna temperatura jest bardzo wysoka, powierzchnia jest podatna na odkształcenia termiczne, a nawet oparzenia. Dlatego należy stosować dużą ilość płynu obróbkowego, aby obniżyć temperaturę szlifowania.

Wzmocnienie deformacji powierzchni i poważne naprężenia szczątkowe

W porównaniu z cięciem narzędzi wzmocnienie odkształceń powierzchniowych i naprężenia szczątkowe szlifowania są znacznie płytsze, ale stopień poważniejszy. Wpływa to na technologię przetwarzania, dokładność i wydajność części.

Rozwiązanie: terminowe obciąganie ściernicy narzędziami diamentowymi, nakładanie wystarczającej ilości płynu obróbkowego, zwiększanie ilości polerowania.

Zastosowanie szlifowania

1) Szlifowanie cylindryczne:

Ogólnie rzecz biorąc, w zwykłej szlifierce cylindrycznej lub uniwersalnej szlifierce cylindrycznej szlifowanie cylindryczne ma metodę pionowego, poziomego, kompleksowego, głębokiego szlifowania itp.

Metoda szlifowania wzdłużnego

Główny ruch: szybki obrót ściernicy

Posuw obwodowy: ruch obrotowy przedmiotu obrabianego;

Posuw wzdłużny: ruch posuwisto-zwrotny obrabianego przedmiotu i stołu szlifierki;

Ruch posuwowy poziomy: okresowy posuw poprzeczny ściernicy.

Charakterystyka: Mała ilość szlifowania, mała siła szlifowania, mniej wytwarzanego ciepła, lepsze warunki rozpraszania ciepła. Dobra dokładność obróbki i jakość powierzchni. Ma dużą zdolność adaptacji i niską wydajność.

Zastosowanie: Produkcja jednoczęściowa w małych seriach, szlifowanie dokładne, zwłaszcza szlifowanie smukłych wałków. Jest najczęściej używany w praktyce.

Metoda szlifowania poprzecznego

Ruch tnący: Obrabiany przedmiot nie porusza się wzdłużnie, a ściernica przesuwa się w sposób ciągły i poziomy z małą prędkością.

Charakterystyka: Wysoka wydajność. Powierzchnia styku przedmiotu i ściernicy jest duża, siła szlifowania jest większa, ciepła jest większa, temperatura szlifowania jest wyższa, przedmiot obrabiany jest podatny na odkształcenia i oparzenia.

Zastosowanie: Produkcja seryjna i masowa, w szczególności powierzchnia formująca detalu. Przedmiot obrabiany o mniejszej powierzchni i lepszej sztywności. Szlifowanie wału.

Kompleksowa metoda szlifowania

Najpierw powierzchnia obrabianego przedmiotu jest zgrubnie szlifowana metodą szlifowania krzyżowego. Pomiędzy dwiema sąsiednimi sekcjami jest zakładka 5-10 mm, pozostawiając margines 0,0l-0,03 mm na obrabianym przedmiocie. Następnie obrabiany przedmiot jest dokładnie szlifowany metodą szlifowania wzdłużnego.

Syntetyzuje się zalety szlifowania krzyżowego i wzdłużnego.

Głębokie szlifowanie

Podczas szlifowania wszystkie naddatki są usuwane za jednym pociągnięciem przy mniejszym posuwie wzdłużnym i większym posuwie wstecznym (zwykle około 0,3 mm).

Przednia powierzchnia stożka jest zgrubnie oszlifowana, a część cylindryczna dokładnie oszlifowana i polerowana.

Zastosowanie: W produkcji masowej obrabiany jest przedmiot o większej sztywności, a oba końce obrabianej powierzchni są daleko od siebie, co pozwala na wcinanie i wycinanie ściernicy.

2) Szlifowanie zewnętrznego okręgu na bezkłowej szlifierce cylindrycznej

Z czym poradzi sobie szlifowanie ściernic? 7

Rysunek 7 Bezkłowe szlifowanie cylindryczne

Podczas szlifowania przedmiot obrabiany jest umieszczany między dwiema ściernicami, podpartymi wspornikiem pod spodem, bez górnego podparcia. Mniejsza wykonana jest ze spoiwa gumowego, a ziarna ścierne są grubsze. Nazywa się to kołem prowadzącym. Drugi służy do szlifowania przedmiotu, który nazywamy ściernicą. Oś tarczy prowadzącej pochyla się o jeden kąt w stosunku do osi ściernicy, obraca się ze znacznie mniejszą prędkością niż ściernica i napędza obrabiany przedmiot w ruch obrotowy poprzez siłę tarcia. Z jednej strony obrabiany przedmiot obraca się, aby wykonać posuw kołowy, z drugiej strony wykonuje osiowy ruch posuwowy, jak pokazano na rys. 7.

Cechy szlifierki cylindrycznej bezkłowej:

Dwa końce przedmiotu obrabianego nie muszą wcześniej dziurkować centralnego otworu, dzięki czemu instalacja jest wygodniejsza.

Po wyregulowaniu obrabiarki można ją przetwarzać w sposób ciągły, co jest łatwe do zautomatyzowania i ma wysoką wydajność produkcyjną.

Obrabiany przedmiot jest zaciśnięty między dwiema ściernicami i nie będzie wyginany ze względu na odwrotną siłę szlifowania, która sprzyja szlifowaniu smukłych części wału.

Bezkłowe szlifowanie cylindryczne wymaga, aby zewnętrzna powierzchnia przedmiotu obrabianego była ciągła na obwodzie. Jeśli na cylindrycznej powierzchni znajduje się długi rowek lub płaszczyzna, koło prowadzące nie będzie w stanie napędzać obrabianego przedmiotu, aby obracał się w sposób ciągły, więc nie można go szlifować.

Ponieważ obrabiany przedmiot jest podparty na wsporniku i umieszczony na własnej cylindrycznej powierzchni, jeśli obrabiany przedmiot z otworami jest szlifowany, nie można zagwarantować współosiowości między cylindryczną powierzchnią a otworem.

Regulacja bezkłowej szlifierki cylindrycznej jest skomplikowana.

3) Szlifowanie otworów

Można go przeprowadzić na szlifierce wewnętrznej lub uniwersalnej szlifierce zewnętrznej. Może przetwarzać cylindryczne otwory, stożkowe otwory i uformowane powierzchnie wewnętrzne itp. Proces szlifowania:

Podczas szlifowania otworów cylindrycznych wzdłużnie przedmiot obrabiany jest instalowany na uchwycie i obraca się w linii prostej posuwisto-zwrotnej wzdłuż osi. Tarcza szlifierska obraca się z dużą prędkością i okresowo przesuwa się w poziomie.

Jeśli otwór stożkowy jest szlifowany, tylko połowa kąta stożkowego ramy głowicy szlifierki jest odchylana poziomo.

4) Szlifowanie płaskie

Szlifowanie obwodowe: szlifowanie zewnętrzną powierzchnią ściernicy.

Cechy: Mała powierzchnia styku ściernicy z przedmiotem obrabianym, dobre odprowadzanie ciepła, chłodzenie i usuwanie wiórów oraz wysoka jakość obróbki.

Zastosowanie: Obróbka detali o wysokich wymaganiach jakościowych.

Wyposażenie: Szlifierka do płaszczyzn z osią poziomą.

Szlifowanie końcowe: szlifowanie czołową powierzchnią ściernicy.

Charakterystyka: Głowica szlifierska ma krótszą długość wysuwu i lepszą sztywność. Dozwolone jest stosowanie większej dawki rozdrabniania i ma wyższą wydajność. Jednak powierzchnia styku między ściernicą a przedmiotem obrabianym jest duża, wytwarzanie ciepła jest duże, chłodzenie jest trudne, a jakość obróbki niska.

Zastosowanie: Obrabiany przedmiot o niskich wymaganiach jakościowych zastępuje się frezowaniem jako obróbką wstępną przed szlifowaniem.

Wyposażenie: Szlifierka do płaszczyzn z osią pionową.

Kierunek rozwoju szlifowania

Szlifowanie o wysokiej precyzji i małej chropowatości

Takich jak szlifowanie precyzyjne, szlifowanie ultraprecyzyjne, szlifowanie lustrzane.

Wymagania: Dokładność szlifierki, stabilność ruchu, rozsądne parametry procesu, dokładne obciąganie ściernicy. Proces szlifowania: Podczas szlifowania mikrokrawędź cząstek ściernych tnie mikrowióry na powierzchni obrabianego przedmiotu. Jednocześnie, pod odpowiednim naciskiem szlifowania, za pomocą pół-tępego mikrokrawędzi uzyskuje się efekt polerowania ciernego na powierzchni obrabianego przedmiotu, dzięki czemu uzyskuje się wysoką dokładność i małą chropowatość powierzchni.

Szlifowanie z dużą prędkością

Prędkość szlifowania VC (> 50m/s). Zwiększ szybkość usuwania metalu i wydajność, zwiększając prędkość obrabianego przedmiotu. Ze względu na dużą prędkość szlifowania zwiększa się liczba cząstek ściernych przechodzących przez strefę szlifowania w jednostce czasu, grubość warstwy tnącej każdego ziarna ściernego będzie cieńsza, obciążenie cięcia zostanie zmniejszone, a trwałość szlifowania koło zostanie znacznie ulepszone.

Ponieważ grubość warstwy tnącej każdego ścierniwa jest niewielka, wysokość pozostałego obszaru powierzchni przedmiotu obrabianego jest niewielka,

a wysokość podnoszenia utworzona przez zarysowanie ścierne jest również niewielka podczas szlifowania z dużą prędkością, więc chropowatość powierzchni szlifowania jest niewielka. A siła powrotna szlifowania z dużą prędkością odpowiednio się zmniejsza, co jest pomocne w zapewnieniu dokładności obróbki przedmiotu obrabianego (zwłaszcza przedmiotu o słabej sztywności).

Mocne mielenie

Szlifowanie z dużym posuwem wstecznym i małą prędkością posuwu wzdłużnego, znane również jako głębokie szlifowanie z powolnym ruchem do przodu lub głębokie szlifowanie. Nadaje się do obróbki powierzchni i rowków o różnych kształtach, zwłaszcza do szlifowania materiałów trudnoobrabialnych (takich jak stopy żaroodporne). Może szlifować wymagane części bezpośrednio z półfabrykatów odlewniczych i kuźniczych, co znacznie poprawia wydajność. Zarówno szlifowanie przy dużych prędkościach, jak i mocne szlifowanie wymagają wyższych wymagań dla obrabiarek, ściernic i metod chłodzenia.

Szlifowanie taśmy ściernej

Sprzęt jest na ogół stosunkowo prosty. Główny ruch to obrót pasa. Obrabiany przedmiot podawany jest za pomocą przenośnika taśmowego. Obrabiany przedmiot przechodzi przez obszar szlifowania nad płytą nośną, to znaczy obróbka jest zakończona.

Szlifowanie taśmą ścierną stało się jednym z kierunków rozwoju szlifowania ze względu na wysoką wydajność produkcji, dobrą jakość obróbki i łatwe szlifowanie skomplikowanych powierzchni.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *