Абразивная обработка

Абразивная обработка

Абразивный инструмент (Наерман М. С.)

Алмазный в эльборовый инструмент (Наерман М. С.)

Правка шлифовальных инструментов

Правка абразивных кругов

Правка алмазных кругов

Правка эльборовых кругов

Обработва на шлифовальных станках (Наерман М. С.)

Круглое наружное шлифование

Бесцентровое круглое наружное шлифование

Шлифование отверстий

Плоское шлифование

Обработка эльборовым инструментом

Отделочная обработка абразивным инструментом

Заточка и доводка режущего инструмента (Миадлин Я.Б.)

Абразивная доводка деталей (Орлов П. Н)

 

АБРАЗИВНАЯ ОБРАБОТКА

АБРАЗИВНЫЙ ИНСТРУМЕНТ

Конструкция и работоспособность абразивного инструмента характеризуется материалом и размером режущего абразивного зерна, составом и количеством связки, структурой расположения абразивных зерен и пор в инструменте. Все эти параметры маркируются на каждом инструменте и составляют характеристику абразивного инструмента (рис. 1).

 

 

Рис. 1. Маркирование абразивного

инструмента:

КАЗ — завод-изготовитель; 14А — вид абразивного материала; 40 — номер зернистости; П — индекс зернистости; С2 — степень твердости; 6 — номер структуры; К5 — вид связки; А — класс инструмента; 2-й кл. — класс дисбаланса; ПП — форма круга; 500 — наружный диаметр; 50 — высота; 305 — диаметр отверстия; 35 м/с — допустимая окружная скорость

 

Абразивные материалы (табл. 1 и 2). Режущая способность и износостойкость абразивного материала зависят от его твердости, нагревостойкости, хрупкости и дробимости зерна, а также степени химического взаимодействия с обрабатываемым металлом.

Зернистость (табл. 3) указывает на размер режущих зерен основной фракции, примененных в данном инструменте. В зависимости от размера зерен они делятся на следующие группы: шлифзерно от № 200 до 16, шлифпорошки от № 12 до 3, микропорошки от М63 до М14 и тонкие микропорошки от М10 до М5.

Однородность зернового состава, характеризуемая процентным содержанием основной фракции, оказывает сильное влияние на шероховатость обрабатываемой поверхности, режущие свойства и стойкость инструмента. Поэтому зернистость по ГОСТ 3647-71 дополняется буквенным индексом, определяющим процент основной фракции в инструменте.

Твердость (рис. 2, табл. 4) характеризует прочность удержания абразивных зерен в инструменте при помощи связки.

 

1. Абразивные материалы, характеристика и область применения

Абразивный материал и  его краткая характеристика	Область  применения
Электрокорунд (Аl2О3)
Микротвердость 1900—2400 кгс/мм?. Имеет высокую термостойкость (1700—1800° С), более высокую прочность при динамических нагрузках и более изометрическую форму зерен по сравнению с карбидом кремния. Вступает в прочную связь со связкой при изготовлении инструмента. Инертен к железу	Шлифование стали, ковкого чугуна, жаропрочных сплавов, легированных цветных металлов, алюминиевых сплавов
Карбид кремния  (SiC)
Микротвердость 3300 — 3600 кгс/мм2. Обладает высокой термостойкостью (1300—1400° С). Кристаллизуется в виде тонких пластинок, обладает повышенной хрупкостью и пониженной сцепляемостью со связкой в инструменте	Шлифование чугуна, цветных металлов, твердых сплавов. Чистовое хонингование и суперфиниширование. Шлифование и заточка режущего инструмента из твердых сплавов и высоколегированной стали
Карбид бора (В4С)
Микротвердость 4000—4500 кгс/мм?, очень хрупкий. Имеет пониженную термостойкость. При нагревании св. 500° С окисляется, поэтому не используется для изготовления инструмента, а используется в виде порошков	Доводка и притирка свободным абразивом
Кубический нитрид бора (ВN)
Имеет наивысшую после алмаза твердость (8000—10 000 кгс/мм?). Более хрупкий, чем алмаз. Обладает высокой термостойкостью (1500 — 1600° С). Инертен к железу	Шлифование труднообрабатываемой инструментальной быстрорежущей стали. Заточка (чистовая) режущего инструмента. Внутреннее прецизионное шлифование отверстий диаметром до 10 мм стальных деталей. Прецизионное шлифование и полирование деталей сложного профиля. Суперфиниширование стальных деталей
Алмаз (С)
Имеет наивысшую микротвердость (до 10 060 кгс/мм?). Обладает пониженной термостойкостью, при нагревании свыше 750°С начинает окисляться. Химически активен к железу	Шлифование и заточка твердых сплавов. Хонингование, суперфиниширование, притирка, полирование. Правка абразивных кругов

 

Поэтому твердость определяется количеством и свойствами связки, введенной в инструмент. С увеличением связки на 1,5% твердость инструмента повышается на одну степень.

При этом объем связки увеличивается за счет соответствующего уменьшения объема пор, Расстояние между зернами остается неизменным.

Рис. 2. Структура абразивного инструмента:

А — структура мягкого и твердого круга (а — мягкий круг; 6 — твердый круг); Б — плотная и открытая структура инструмента одинаковой твердости (а — структура плотная; б — структура открытая); В — структура инструмента на керамической и вулканитовой связках (а — керамическая связка; б — вулканитовая связка)

 

Твердость оказывает влияние на режущие свойства и кромкостойкость инструмента, а также на характер его износа в процессе резания. Если прочность закрепления зерен в инструменте ниже прочности самого абразивного зерна, то износ будет протекать за счет выкрашивания зерен, и абразивный инструмент будет работать в режиме самозатачивания. Если же прочность зерна окажется ниже прочности его закрепления в инструменте, то износ будет протекать частично за счет хрупкого разрушения, скалывания зерен и частично за счет истирания с образованием износных площадок на зерне.

 

2. Марки абразивных материалов, область применения

Абразивный материал (обозначение)	Область применения
12А 13А 14А 15А 16А	Электрокорунд нормальный   Обработка углеродистой и легированной стали, ковкого и высокопрочного чугуна, легированной бронзы, никелевых и алюминиевых сплавов: 14А, 15А — для предварительного шлифования с большим съемом и получистового шлифования. 13А, 14А – для обдирочных малоответственных работ (зачистка литья» поковок). Применяется главным образом в абразивном инструменте на бакелитовой связке, работающем в условиях самозатачивания
22А 23А 24А 25А	Электрокорунд белый   Более твердый, имеет повышенную абразивную способность и хрупкость по сравнению с электрокорундом нормальным. Применяется для операций окончательного и профильного шлифования, резьбошлифования инструментальной и легированной конструкционной стали, заточки сложного режущего инструмента, обработки тонкостенных деталей, а также деталей, склонных к прижогам и имеющих большую поверхность контакта с абразивным кругом
32А ЗЗА 34А	Электрокорунд хромистый   По прочности приближается к электрокорунду нормальному, а по режущим свойствам — к электрокорунду белому. Применяется для шлифования с увеличенным съемом металла и заточки режущего инструмента
38А	Электрокорунд циркониевый   Имеет высокую прочность. Применяется для обдирочных работ с большими удельными давлениями резания
37А	Электрокорунд титанистый   Имеет повышенную прочность. Применяется на операциях предварительного шлифования с увеличенным съемом металла
43А 44А 45А	Монокорунд   Обладает повышенной прочностью и режущей способностью. Применяется для более ответственных операций шлифования инструментальной стали, для прецизионного шлифования деталей сложных профилей, сухого шлифования и заточки режущего инструмента
53С 54С 55С	Карбид кремния черный   Обработка твердых, хрупких и очень вязких материалов: твердых сплавов, серого и отбеленного чугуна, бронзового и латунного литья, меди; неметаллических материалов (минералов, стекла, кожи, фарфора и др.). Для тяжелых, обдирочных и зачистных работ применяется 53С
63С 64С	Карбид кремния зеленый   Отличается от карбида кремния черного повышенной режущей способностью и хрупкостью. Используется там же, где карбид кремния черный, для окончательного шлифования, для чистовой заточки твердосплавного инструмента, хонингования и суперфиниширования

Зернистость по ГОСТ 3647-71	Размер зерна основной фракции, мкм	Индекс обозначения содержания зерна основной фракции, %				Область применения
		В	П	Н	Д
200 160 125 100 80	2500—2000 2000—1600 1600—1250 1250—1000 1000—800	–	55	45	41	Обдирочные операции, зачистка отливок, поковок. Инструмент для правки шлифовальных кругов. Обдирочное шлифование
63 50	800—630 630— 600					Плоское шлифование торцом круга, предварительная заточка инструмента, отрезные работы, предварительное шлифование со снятием большого припуска незакаленной стали и чугуна. Шлифование вязких материалов
40 32 25	500—400 400—315 31Б— 250					Предварительное и окончательное шлифование закаленных стальных поверхностей и чугуна до 6—7-го классов шероховатости поверхности (Rа = 2,5 ?0,63 мкм). Заточка режущего инструмента
				43	39

3. Зернистость абразивных материалов

20 16	250—200 200—160	—	55	43	39	Чистовое шлифование до 7— 8-го классов шероховатости поверхности (Rа = 1,25?0,32 мкм)Профильное шлифование. Заточка мелкого режущего инструмента
12 10 8 6	160—125 125—100 100—80 80—63			45	41	Отделочное и профильное шлифование до 8—9-го классов шероховатости поверхности (Rа = 0,63?0,16 мкм). Чистовая заточка и доводка режущего инструмента. Предварительное хонингование. Резьбошлифование (резьба крупного шага)
				-40	36
5 4 3	63—50 50—40 40—28					Отделочное шлифование хрупких материалов. Резьбошлифование (резьбы мелких шагов). Хонингование до 8 — 9-го классов шероховатости поверхности (Rа = 0,63?0,16 мкм).
М6З М50 М40 М28 М20 М14 М10 М7 М5	63—50 50 —40 40—28 28—20 20—14 14—10 10—7 7—5 5—3	60	50	45	42	Суперфиниширование, доводка чистовое хонингование для  получения шероховатости поверхности (Rа = 0,16 мкм и менее).
				40	37
		55	45

 

4. Маркировка и применение инструмента разной твердости

Степень твердости	Обозначение твердости	Область применения
М — мягкий СМ — среднемягкий	М1, М2, МЗ СМ1. СМ2	Операция шлифования с интенсивным самозатачиванием инструмента: плоское шлифование торцом круга; внутреннее шлифование закаленной стали; заточка и доводка режущего инструмента; обработка цветных металлов, труднообрабатываемых и вязких сплавов; шлифование высокотвердой закаленной стали, имеющей склонность к прижогам и трещинам; зубошлифование, резьбошлифование; чистовое шлифование и суперфиниширование
С — средний	С1. С2.	Окончательное и чистовое шлифование (круглое, бесцентровое и внутреннее). Плоское шлифование периферией круга. Резьбошлифование. Шлифование чугуна. Обдирочное шлифование торцом круга
СТ — среднетвердый	СТ1, СТ2, СТЗ	Круглое и бесцентровое врезное шлифование. Профильное шлифование. Обработка разобщенных поверхностей. Обдирочное шлифование чугунов
Т — твердый	Т1, Т2	Обдирочное шлифование, снятие заусенцев на поковках и литье. Отрезные круги. Ведущие круги для бесцентрового шлифования. Хонингование закаленной стали. Врезное профильное шлифование с большим съемом металла
ВТ — весьма твердый ЧТ — чрезвычайно твердый	ВТ1, ВТ2 ЧТ1, ЧТ2	Силовое, обдирочное шлифование и зачистка в металлургии и кузнечнолитейном производстве. Правка абразивных кругов. Шлифование шаров и выполнение операций с большим удельным давлением резания.

 

5. 5. Структура кругов для различных видов шлифования

Номер структуры абразивного инструмента

Применение

0—3   3—4   4—6 7—9 8—10 8—12

Инструмент на бакелитовой и керамической связке для шлифования с малым съемом металла, преимущественно для обработки шарикоподшипников Профильное шлифование; шлифование с большими подачами и переменной нагрузкой. Отрезные работы Круглое наружное, бесцентровое, плоское шлифование периферией круга Плоское шлифование торцом круга, внутреннее шлифование, заточка инструмента Шлифование и заточка инструмента, оснащенных твердым сплавом' Профильное шлифование мелкозернистыми кругам (резьбошлифование)

 

Структура (табл. 5) абразивного инструмента характеризуется соотношениём объемов абразивных зерен, связки и пор. Система регулирования структур основана на сохранении равенства Vз + Vс + Vп = 100%. Определяющим параметром структуры является объем зерна Vз. С увеличением на один номер структуры Vз уменьшается на 2%, расстояние между зернами и размер отдельных пор увеличиваются, однако для сохранения одинаковой твердости инструмента объем связки Vс также увеличивается на 2%, при этом объем пор Vп остается неизменным.

Таким образом, абразивные инструменты одинаковой зернистости и твердости, но разных структур различаются между собой по степени сближения абразивных зерен.

Принято называть структуру от 0 до № 3 — плотной, от № 4 до № 6 — средней, от № 7 до № 12 — открытой. Чем больше номер структуры, тем больше расстояние между зернами, т. е. инструмент будет иметь более открытую структуру.

Схема плотной и открытой структуры показана на рис. 2, б. Инструменты открытой структуры улучшают условия отвода стружки и уменьшают тепловыделение. Наиболее эффективно их применение при обработке вязких металлов, а также деталей, склонных к прижогам и трещинам.

Увеличенные размеры пор достигаются также добавкой в абразивную массу порообразующих веществ, выгорающих при термической обработке инструмента (молотый уголь, пластмассовая крошка, древесные опилки). Абразивный инструмент с увеличенным объемом пор называется высокопористым. Наибольшая эффективность высокопористого инструмента проявляется при обработке очень вязких материалов, при сухом шлифовании в заточке.

Связка (табл. 6) определяет прочность и твердость инструмента, оказывает большое влияние на режимы, производительность и качество обработки.

Класс абразивного инструмента. Точность размеров и геометрической формы абразивных инструментов обусловливается ГОСТ 4785—64* двумя классами А и Б. Допуски на предельные отклонения наружного диаметра, посадочного отверстия, смещения оси отверстия (эксцентриситет) и высоты кругов для класса А в 1,5—2 раза меньше, чем для класса Б.

Разброс твердости для инструментов на керамической и бакелитовой связке класса А должен находиться в пределах одной степени, для класса Б — в пределах двух степеней. Дисбаланс кругов класса А не должен превышать 2-го класса (без компенсации) по ГОСТ 3060—55.

Повреждения кромок инструмента и железистошлаковые включения для инструментов класса А не допускаются.

Для работы в автоматических линиях на высокопрецизионных и многокруговых станках выпускаются прецизионные круги, превосходящие инструмент класса А по точности геометрических параметров, однородности зернового состава, уравновешенности абразивной массы качеству абразивных материалов. Качество прецизионного инструмента обусловлено ОСТ2 470-6—72.

6. Маркирование и область применения инструмента на разных связках

Маркировка разновидности	Применение
	Керамическая связка К
КО	Малогабаритные круги для внутреннего шлифования
К1 К8	Инструмент общего назначения для всех видов шлифования кроме отрезных и прорезных работ
К5 К7	Инструмент повышенной прочности и кромкостойкости для скоростного, профильного, врезного, прецизионного шлифования
ЗК	Инструмент из карбида кремния для всех видов шлифования и заточки
	Бакелитовая связка Б
Б	Инструмент с повышенной режущей способностью для шлифования деталей, имеющих склонность к прижогам; для зачистного и обдирочного шлифования, для заточки и
Б1	Инструмент общего назначения. Для плоского, внутреннего шлифования заточки, разрезных работ хонингования
Б2	Инструмент для торцешлифования сегментными кругами
БЗ	Инструмент для резьбошлифовальных и отрезных работ, хонингования
БУ	Инструмент повышенной прочности для скоростного  шлифования, зачистки литья и поковок, отрезных работ
	Вулканитовая связка В
В, В1	Инструмент общего назначения: для ведущих  кругов, бесцентрового шлифования, для отрезных работ, обработки фасонных  поверхностей, хонингования  незакаленной стали
В2	Инструмент повышенной прочности для скоростного шлифования и резьбошлифования
ВЗ	Инструмент повышенной режущей способности для профильной обработки подшипников качения, чистового шлифования цилиндрических в некруглых поверхностей
	Глифталевая связка ГФ
ГФ	Инструмент для доводочных и полировальных работ
	Поливинилформалевая связка ПФ
ПФ	Инструмент для доводочных работ
—	Эпоксидная
	Инструмент для доводочных работ, абразивных шеверов
	Силикатная связка G
С	Инструмент с уменьшенным тепловыделением и пониженной кромкостойкостыо
	Магнезиальная связка М
М	Инструмент с уменьшенным тепловыделением и пониженной кромкостойкостью. Для заточки режущих поверхностей, не требующих высокой точности

 

Класс дисбаланса характеризует неуравновешенность массы шлифовального круга, которая зависит от точности геометрической формы, равномерности размешивания абразивной массы, качества прессования и термообработки инструмента в процессе его изготовления.

Установлено четыре класса допускаемого дисбаланса для инструментов разной сортности, зернистости, связки и размеров (ГОСТ 3060—55). По этим классам дисбаланса проверяется качество кругов на абразивных заводах и потребителем. Классы дисбаланса не имеют отношения к точности балансировки кругов в сборе с планшайбой перед установкой их на шлифовальный станок.

Форма и размеры инструмента (табл. 7). Для каждой разновидности формы инструмента ГОСТом предусмотрены его размеры. основными размерами для шлифовальных кругов являются: наружный диаметр D, высота Н, диаметр отверстия d.

Скорость круга vкр ограничивается прочностью абразивного инструмента. Допустимые скорости обусловлены ГОСТ 4785—64*.

Шлифовальная шкурка (табл. 8) выпускается на тканевой и бумажной основе. Применяется в виде листов, лент, дисков, кругов и др. Шкурка предназначается для машинного, ручного шлифования и полирования всухую и с охлаждением.

Шкурки, изготовляемые на мездровом клее, растворяются в воде и водных растворах, поэтому пригодны для обработки всухую и с охлаждением маслом, керосином и уайт-спиритом.

 

7. Абразивные инструменты и их применение

Название и обозначение инструмента	Форма сечения		Область применения
Круги шлифовальные (ГОСТ 24 -75)
Плоские прямого профиля ПП			Круглое наружное, внутреннее, бесцентровое, плоское периферией круга, обдирочное шлифование и зачистные работы
Плоские с двусторонним коническим профилем 2П			Шлифование резьбы, зубьев зубчатых  колес, профиля шеверов и долбяков, зуборезного инструмента
Плоские 45°-ного конического профиля ЗП			Заточка пил
Плоские с малым углом  конического профиля 4П			Шлифование профиля зубьев зубчатых колес, червячных фрез, протяжек и зуборезного инструмента
Плоские с выточкой ПВ			Круглое, внутреннее шлифование. Шлифование шейки и торца при внутреннем шлифовании
Плоские с двусторонней выточкой ПВД			Круглое, плоское шлифование. Ведущие круги для бесцентрового шлифования
Плоские с конической выточкой ПВК			Круглое шлифование шейки и торца
Плоские с двусторонней конической выточкой ПВДК
Плоские рифленые			Зачистные работы
Плоские наращенные ПН			Плоское шлифование торцом круга
Диски Д			Отрезные работы. Прорезка канавок
Название и обозначение инструмента	Форма сечения	Область применения
Диски и шифовпльные фибровые (ГОСТ 8692-75)
С нанесением абразивного слоя непосредственно на фибру А		Зачистка сварочных швов. Зачистка и шлифование фасонных поверхностей
С приклеиваниемшлифовальной шкурки на тканевой  основе к фибре Б
Головки шлифовальные (ГОСТ2447-76)
Цилиндрические ГЦ		Обработка фасонных поверхностей штампов, прессформ. Зачистка отливок и сварных конструкций. ГЦ применяют также для   внутреннего шлифования. ГК60° — так-же для зачистки центров
Угловые ГУ
Конические с углом конуса 60° ГК 60°
Сводчатые ГСв
Конические с закругленной вершиной ГКЗ
Шаровые ГШ
Шаровые с цнлиндрической боковой поверхностью ГШЦ

 

Продолжение табл. 7

Название и обозначение инструмента

Форма сечения

Область применения

Пример условного обозначения головки

МАЗ

ГК

20

23А

25

П

СТ1

К5

Завод- изготов-итель

Форма

Наружный диаметр

Вид абразив-ного материа-ла

Номер зерни-стости

Индекс зерни-стости

Степени твердости

Вид связки

Сегменты шлифовальные (ГОСТ 2464—75)

Плоские СП

Плоское шлифование торцем круга, заточка ножей. Для наборных кругов в зависимости от типа станка иконструкции сегментной головки или оправки

Выпукло-вогнутые 1С

Вогнуто-выпуклые 2С

Выпукло-плоские ЗС

Плоско-выпуклые 4С

Трапециевидные 5С

Специальные 7С

Специальные 6С

Плоское торцевое шлифование камня, гранита, керамики

Специальные 8С

Для шлифования рельс 9С

Шлифование рельс

Название и обозначение инструмента

Форма сечения

Область применения

Пример условного обозначения сегмента ЗАЗ 1С 60 Х 25 Х 125 14А 16 П С2 К5 А Завод-изгото-витель Форма Высота   Шири-на   Длина Вид абразив-ного материала Номер зернис-тости Индекс зернис-тости Степень твердос-ти Внд связки Класс инстру-мента Бруски шлифовальные (ГОСТ 2456 — 75}

Квадратне БКв

Зачистные и слесарные доводочные работы.Бруски БКВ применяют такнже для суперфиниширования

Плоские БП

Трехгранные БТ

Круглые БКр

Полукруглые БПкр

Для хонингования плоские БХ

Хонингование и суперфиниширование

Пример условноео обозначения бруска МАЗ БП 20 X 10 X 150 63С М28 П С2 К5 А Завод-изготовитель Форма Высота   Ширина   Длина Вид абразивного материала Номер зернис-тости Индекс зернис-тости Степень твердости Вид связки Класс инструмента

 

8. Область применения  шкурок на мездровом клее и водостойких

Тип шкурки	Применение
Водостойкая на бумажной основе	Зачистные работы грунтовых поверхностей (кузова автомобилей, холодильника, радиоприемников, швейных машин и др.). Тонкие доводочные работы
Водостойкая на тканевой основе	Для ленточного (машинного, ручного) шлифования с водным, масляным или керосиновым охлаждением, уайт-спиритом, также для сухого шлифования. Для обработки титановых и жаропрочных сплавов, экранов кинескопов применяется двухслойная шкурка на тканевой основе
Шкурка на мездровом клее и бумажной основе	Машинно-ленточное шлифование без охлаждения и с охлаждением маслом, керосином, уайт-спиритом. Вследствие растворимости в воде мездрового клея применение воды или водных растворов исключается
Шкурка на мездровом клее и тканевой основе	Шлифование и полирование стали, чугуна, алюминия, бронзы, дерева, мрамора, кожи, фанеры, стекла. На ленточных, дисковых в валковых станках, а также вручную

 

9. Область применения шкурок с разными абразивными материалами

Вид абразивного зерна

Применение

Электрокорунд: нормальный Белый Карбид кремния   Кремний Стекло Гранат   Эльбор       Алмаз

Обработка углеродистых в легированных сталей, ковкого чугуна, дерева Обработка жаропрочных и легированных сталей Обработка чугуна, бронзы, алюминия, пластмассы, мрамора, гранита стекла, дерева Обработка дерева, фанеры, кожи Обработка дерева, фанеры, фетра, войлока Обработка твердых лиственных пород дерева (самшита, дуба, бука и др.) Полирование прецизионных поверхностей, стальных труднообрабатываемых деталей, а также деталей из конструкционной стали в массовом производстве, где требуется высокая стойкость инструмента Полирование и чистовое хонингование прецизионных деталей из твердого сплава и чугуна

 

Водостойкие шкурки изготовляются на синтетических смолах и лаках, поэтому работают с охлаждением водными растворами, эмульсиями, маслом, керосином и уайт-спиритом, а также всухую.

Пример обозначения шкурки: ЭС Р СУ 600Х 30 23А 25 П А, где: ЭС — способ нанесения абразивного слоя. Применяются два способа нанесения; ЭС — электростатический, МС — механический. Электростатический способ обеспечивает повышенную режущую способность за счет ориентированного расположения зерен. Р — тип шкурки. Выпускается рулонная Р и листовая Л.

СУ — основа. В зависимости от назначения шкурки применяют тканевые или бумажные основы. Для более тяжелых работ и ленточного шлифования используются тканевые основы, имеющие более высокую прочность. Значения прочности шкурки приведены в ГОСТ 5009—75, 6456—68*. 13344—67, 10054—75. 600Х30 — ширина и длина шкурки. Размеры выпускаемых шкурок обусловлены ГОСТ 5009—75, 6456—68*, 13344—67, 10054—75.

23А — вид абразивного материала (табл. 9). Шлифовальная, шкурка изготовляется из электрокорунда нормального, белого и хромистого, монокорунда, карбида кремния черного и зеленого, кремния, стекла и граната, эльбора и алмаза.

25 — зернистость абразивных материалов (табл. 10), применяемых в шкурках, регламентируется ГОСТ 5009—75, 6456—68*, 10054—75, 13344—67*.П — индекс основной фракции, характеризует гранулометрический состав абразивного материала для шлифовальной шкурки, который по ГОСТ 3647—71 определяет содержание основной фракции не менее 35—55%.А — класс шкурки. Характеризует истирающую способность, определяющую её износостойкость. Шкурки выпускаются трех классов (А, Б и В) на мездровом клее и двух классов (А и Б) водостойких. Нормы износостойкости обусловлены ГОСТ 5009—75, 6456—75, 10054—75, 13344—67. Для обработки фасонных поверхностей используются эластичные шкурки, которые наиболее эффективны в подшипниковой промышленности. Шлифовальные диски на фибровой основе являются гибким абразивным инструментом на фибровой основе, где абразивное зерно непосредственно наклеено на одну из ее сторон. Фибровые диски работают на станках с гибким валом. При закреплении на конце гибкого вала диск поджимается к специальной эластичной подушке. Гибкость, эластичность и небольшая толщина фибровых шлифовальных дисков позволяет широко применять их для шлифования и зачистки сложных криволинейных поверхностей, труднодоступных мест (закруглений, изгибов, узких пазов), зачистки поверхностей после штамповки, сварки и пайки, покрытия пастой, изготовлении штампов, зачистки точного литья.

10. Область применения шкурок разной зернистости

Зернистость абразивных материалов	Применение
80—40	Удаление старых слоев краски, клея, лака, заусенцев, ржавчины. Предварительное шлифование грунтов, шпатлевок и обработка дерева
25—10	Полирование цилиндрических, плоских и фасонных  поверхностей автомобильных, подшипниковых деталей, кузнечно-прессового инструмента и других отраслей прецизионного машиностроения
8—М4	Отделочные работы в машиностроении, изготовлении шлифов, полирование нержавеющей стали

 

Наиболее широко используются фибровые диски в автомобильной, судостроительной, авиационной промышленности при обработке мест сварки и пайки, подвергающихся последующей окраске (автомобильные кузова, кабины, гребные и авиационные винты и др.). Фибровые диски применяются в строительной технике для шлифования паркета, гранита, мрамора.

Техническая характеристика и размеры шлифовальных фибровых дисков обусловлены ГОСТ 8692—75.

Абразивные пасты. Состоят из абразивных материалов, связки и поверхностно-активных веществ. Из числа абразивных материалов наибольшее применение имеют: электрокорунд, наждак, карбид кремния, карбид бора, алмаз, эльбор.

В зависимости от требуемого класса шероховатости поверхности в табл. 11 даны рекомендации по выбору зернистости абразивных материалов.

11. Выбор зернистости абразивных материалов для операций доводки

Требуемая шероховатость поверхности	Зернистость абразивных материалов в пастах
Rа = 0,32 ? 0,08 мкм (9— 10-й классы)	5—3
Ra = 0,16 ? 0,04 мкм (10— 11-й классы)	М40—М14
Rа = 0,04 ? 0,02 мкм Rz = 0,1 ? 0,05 мкм (12— 13-й классы)	М10—М5
Rz= 0,06? 0,025 мкм (14-й класс)	МЗ—М0,3

 

В химико-механических пастах роль абразивных материалов выполняют: окись железа, окись хрома, венская известь, маршалит, окись алюминия. Эти пасты применяют для прецизионной доводки и декоративного полирования после покрытий. Контроль и испытание абразивного инструмента. Визуальный осмотр инструмента осуществляется с целью выявления трещин, раковин, сколов. Наличие трещин выявляется простукиванием. Круги, не имеющие трещин или других дефектов, дают чистый звук, а круги с трещинами — дребезжащий. Контроль геометрических параметров охватывает измерение наружного диаметра, высоты, диаметра отверстия, параллельности торцов и концентричности отверстия. Точность контролируемых параметров для инструментов класса А и Б и прецизионных обусловлена ГОСТ 4785—64 и ОСТ2 И70-6—72. Контроль твердости. Твердость инструментов на керамической и бакелитовой связках зернистостью 50—М14 определяется измерением глубины лунки, образующейся на поверхности инструмента под воздействием струи кварцевого песка, выбрасываемой сжатым воздухом из сопла пескоструйного прибора (ГОСТ 18118—72). Твердость инструментов на керамической и бакелитовой связках зернистостью 12 и менее определяется на приборе типа «Роквелл» измерением глубины лунки, образующейся от вдавливания в тело инструмента стального шарика под воздействием нагрузки 100 или 150 кгс (ГОСТ 19202—73). Твердость инструментов на вулканитовой связке зернистостью 12 и менее определяется измерением глубины лунки, образующейся от вдавливания в тело инструмента твердосплавного конуса под действием постоянной нагрузки.

Контроль неуравновешенности шлифовальных кругов. Неуравновешенность определяется по дисбалансу круга. За единицу дисбаланса принята величина груза, устраняющая неуравновешенность, вызванную смещением на 0,01 мм центра тяжести от его геометрического центра. Дисбаланс кругов определяется статической балансировкой. Мерой дисбаланса служит груз, который, будучи сосредоточен в точке периферии круга, противоположной его центру тяжести, перемещает последний на ось вращения кругаю.спытание шлифовальных кругов на прочность (на разрыв) производится вращением на испытательных стендах при скорости, превышающей рабочую скорость на 50%. Испытанию на прочность подлежат шлифовальные круги Ф 150 и более, а также круги Ф 30 и более, предназначенные для работы со скоростью выше 40 м/с. Условия испытания различных кругов на прочность обусловлены ГОСТ 12. 2. 001—74. Контроль абразивной шкурки осуществляют: на износостойкость методом истирания шкурки о шкурку в течение 2 мин при нагрузке 5 кгс (на тканевой основе) и 3 кгс (на бумажной основе); на истирающую способность методом истирания стеклянных кубиков;

на прочность (на тканевой основе) растяжением на разрыв. Условия испытания шкурок обусловлены ГОСТ 13344—67*. 6456—68, 5009—75, 10054—75.

Крепление абразивного инструмента (табл. 12). Крепление кругов на шпинделе должно быть надежным и не создавать в круге внутренних напряжений. Для равномерного зажима между фланцем и кругом прокладывают кольца толщиной 0,5—3,0 мм из кожи, войлока, резины или картона.

12 Способы крепления абразивного инструмента

	Размеры, мм
	d	D	H
	1 1,5; 1,6 3 4 (5)	3 4 5; 6	?8 ?10 ?16
		8–13	?25
		16, (17)	?50
	6; (8)
		20–40
	10 13
	3 4 (5) 6   8 10   13     16   20	8–10 8–13	?20
		15–20
			?25
		20–40
			?32
			?40
		40–70 32; 40
			?50
		50
			?63
		63–70
	10 18	32 40 50 80	?20; 32* ?40 ?25; 50*
			?10 ?20 ?50 ?20 ?40 ?63 ?20; 40* ?40: 50* ?63 ?20; 40* ?40; 50* ?63; 80* ?20; 50* ?40; 80* ?80 ? (100)
	16	40
		50
	20	63
		80
		100
	10 13 16	?32 40 40; 50 50 63 80 100 125; 150 175; 200 250 300 400 500	?40
	20		?50; (63)
			?63; (100)
	(25); 32
			?50
			?5

 

	d	D	H
	32	175; 200	?32; (40); 80*
		250	?(10) ?25; (32)
	50 (51)	125 - 175	?10) ?50; 80*
		200 - 300	?10) ?50; 80* ?(10) ?50 ?100
	(75) 76
	127	250; 300	?10) ?50 ?100 ?200; 250*
		350	?(10) ?50 ?100 ?200; 275*
		400 450	?80 ?63

 

 

Продолжение табл. 12

	d	D	H
	203	350–400 (450)	?(10) ?50 ?100 ?200
		500	?(10) ?50 ?100   ?10) ?50 ?100 ?200
	305
		600	?(10) ?50; ?80   ?100 ?200 ?250
		750	?50 ?80*; 100
		900; 1060 (1100)	?50
		(1400) ?1250	?100
	508

 

 

Продолжение табл. 12

	B			D		H
	16			200 250 300 350 400 450		?100
	20					?125
	25					?150
	(16)			500
	32			600 (685)
	B			D		H
	Типы сегментов					Типы сегментов
	СП	4С	5С				СП	4С	5С
	80   90	–	60		250   300 400 500 600 750 900		65   90	–	65
		100						90
	100						120
	Примечания: 1. Размеры, заключенные в скобках, применять не рекомендуется. 2. Размеры, отмеченные звездочкой, относятся только к креплению инструмента чашечной форы и с выточкой.

 

АЛМАЗНЫЙ И ЭЛЬБОРОВЫЙ ИНСТРУМЕНТ

Алмаз и эльбор превосходят в 3—4 раза по твердости и износостойкости основные абразивные инструменты, поэтому их используют для абразивной обработки высокотвердых и трудношлифуемых материалов.

В отличие от абразивных материалов, где повышение твердости сопровождается уменьшением их прочности, в алмазах наивысшая твердость сочетается с прочностью, превышающей прочность электрокорунда и карбида кремния в 2—3 раза, поэтому алмаз используют не только в качестве абразивного, но и кристально-лезвийного режущего, выглаживающего и измерительного инструмента, где исключительно важно сочетание наивысшей твердости с износостойкостью и прочностью кристаллов. Однако алмаз имеет невысокую термостойкость и химически активен к железу. Эти свойства ограничивают его эффективное применение при высокоскоростной обработке железоуглеродистых сплавов.

В отличие от алмаза в эльборе сочетается высокая твердость с высокой термостойкостью и химической инертностью к железу. Благодаря этому эльбор весьма эффективен для высокоскоростной абразивной обработки железоуглеродистых сплавов. Но эльбор является хрупким материалом и поэтому его используют лишь в абразивном мелкозернистом инструменте.

Инструмент из эльбора, обладая исключительно высокой износостойкостью, длительно сохраняет высокие режущие свойства и заданный профиль без правки, Поэтому эльборовый инструмент очень эффективен для обработки прецизионных фасонных поверхностей (резьбовых, винтовых, зубчатых, профильных направляющих и др.), а также малых отверстий, например, прецизионных подшипников, где износ инструмента определяет заданную геометрическую точность.

Эльборовый мелкозернистый инструмент, сохраняя высокие режущие свойства, выполняет чистовое шлифование с малым тепловыделением и обеспечивает высокий класс шероховатости поверхности.

Эти свойства эльбора успешно используются для заточки и доводки режущего инструмента из быстрорежущей стали.

О б л а с т ь   п р и м е н е н и я   а л м а з н о г о   и   э л ь б о р о в о г о   и н с т р  у м е н т а. Алмазный инструмент применяют для:

шлифования твердых сплавов и сверхтвердых и хрупких материалов, в том числе алмазов;

заточки и доводки твердосплавного режущего инструмента;

хонингования, суперфиниширования, доводки, притирки и полирования закаленной стали, твердых сплавав и сверхтвердых материалов;

правки шлифовальных кругов.

Эльборовый инструмент применяют для:

шлифования быстрорежущей и другой труднообрабатываемой стали;

заточки и доводки режущего инструмента из быстрорежущей стали;

полирования, суперфиниширования и доводки закаленной стали;

внутреннего прецизионного шлифования малогабаритных отверстий в стальных деталях;

прецизионного шлифования направляющих станин и других особо точных деталей с высокими требованиями геометрической точности;

прецизионного резьбошлифования и зубошлифования.

Адмазные и эльборовые шлифовальные круги (рис. 3, табл. 13) стоят из металлического или пластмассового корпуса и режущей части — алмазо- или эльборосодержащего слоя, который приклеивается или прессуется непосредственно на корпусе.

Алмазные круги. В алмазных кругах применяют преимущественно синтетические алмазы в виде шлифпорошков и микропорошков. В зависимости от величины и прочности зерна шлифпорошки выпускаются пяти марок:

АСО — прочность в 2—5 раз ниже, чем природных алмазов. повышенная хрупкость и пониженная прочность приводят к самозатачиванию, минимальным силам резания и пониженной температуре шлифования. Благодаря шероховатости зерно хорошо удерживается в связке. Эти свойства обеспечивают высокое качество обработанной поверхности с минимальной глубиной дефектного слоя. Инструмент алмазов АСО изготовляют на органических связках с размером зёрен| до 160 мкм и применяют для доводочных работ.

 

Рис. 3. Маркирование алмазного и эльборового круга:

ЛЧК — форма круга; 150 — наружный диаметр; 32 — высота круга; 32 — диаметр отверстия; 5 — шнрина алмазного ( или эльборового слоя; 3 — высота алмазного или эльборового слоя; ЛО — материал; Л8 — зернистость для эльборового круга (или 63/50 для алмазного круга М 100% — концентрация; К— связка; С2 твердость; 30 — количество карат алмаз или эльбора в круге; 7 — структура; «Ильич» — завод-изготовитель; 35 м/с допустимая рабочая скорость круга

АСР — прочность в 1,6—2 раза выше АСО, обладает меньшей хрупкостью. Инструмент изготовляют на металлических и керамических связках и применяют для шлифования и заточки твердых сплавов обработки керамики, стекла и других хрупких материалов. Инструменты из АСР выпускают с размером зерна до 250 мкм.

АСВ — обладает более высокой прочностью и меньшей хрупкостью. Применяется для изготовления инструментов на твердых металлических связках, предназначенных для обработки и резки при высоких нагрузках различных твердых материалов и горных пород. Инструменты из АСВ выпускаются с размером зерна до 400 мкм.

АСК — по хрупкости и прочности идентичны природным алмазам и предназначены, главным образом для хонингования  закаленного чугуна разрезки природного камня, шлифования стали (размер зерен до 500 мкм).

АСС — монокристаллы размером до 630 мкм. Прочность в 1,5—2 раза выше прочности природных алмазов, обладают наименьшей хрупкостью и предназначены для бурения горных пород и правки абразивных кругов.

Микропорошки выпускаются двух марок:

АСМ — микропорошок обычной абразивной способности, рекомендуется для инструмента, паст и суспензий, применяемых при обработке

 

13. Типоразмеры кругов, обозначение и область применения

Эскиз круга

Обозначение

Диаметр, мм

Связка

Применение

Плоские круги

Прямого профиля

АПП

16–500

Органическая, металлическая, керамическая,

Шлифование и доводка цилиндрических и  плоских поверхностей деталей. Шлифование и доводка деталей штампов, инструментов из твердого сплава. Шлифование стружколомательных порожков на резцах. Шлифование керамики и других хрупких материалов

ЛПП

20–400

Керамическая

Круглое наружное, внутреннее и плоское шлифование периферией круга деталей из быстрорежущей, высоколегированной, жаропрочной и другой трудношлифуемой стали

80–400

Органическая

Прямого профиля без корпуса

А1ПП

6–13

Органическая, металлическая, керамическая,

Шлифование и доводка отверстий деталей из твердого сплава, керамики или других хрупких материалов

Л1ПП

3,2–16

Керамическая

Прецизионное шлифование отверстий малых диаметров (до 10— 15 мм), в частности отверстий колец подшипников

Прямого профиля трехсторонние

А2ПП

125–250

Органическая, металлическая, керамическая

Шлифование пазов и твердосплавных деталей штампов

С выточкой

АПВ

80 — 300

Органическая, металлическая, керамическая

Заточка и доводка твердосплавных резцов, обработка деталей измерительных инструментов. Шлифование и доводка торцов деталей из твердого сплава, керамики и других хрупких материалов

ЛПВ

100 — 250

Органическая

Заточка и доводка режущего инструмента из быстрорежущей и низковольфрамовой стали пониженной шлифуемости. Шлифование и доводка торцов

С двусторонней выточкой

АПВД

100 — 250

Органическая, металлическая, керамическая

Обработка твердосплавных мерительных скоб

ЛПБД

100 — 250

Органическая

Круглое торцовое шлифование быстрорежущей высоколегированной жаропрочной и нержавеющей стали

С двусторонним коническим профилем

А2П

25 — 400

Органическая, металлическая керамическая

Шлифование профиля резьбы твердосплавного резьбового инструмента. Заточка твердосплавных фасонных резцов, обработка твердосплавных деталей штампов

Л2П

50 — 400

Органическая

Шлифование профиля резьбы, метчиков и ходовых винтов

С полукругло-выпуклым профилем

А5П

50 — 150

Органическая, металлическая, керамическая

Шлифование стружколомательных канавок на твердосплавных резцах

Чашечные конические круги

АЧК

50 — 250

Органическая, металлическая керамическая

Заточка и доводка твердосплавных резцов, фрез и других твердосплавных многолезвийных инструментов

ЛЧК

50 — 200

Органическая

Заточка режущего инструмента из трудношлифуемой стали. Шлифование направляющих станин из чугуна и стали. Шлифование и доводка торцовых поверхностей

А1ЧК

50 — 150

Органическая, металлическая керамическая

Доводка задней поверхности твердосплавного многолезвийного инструмента

Тарельчатые круги

АТ

50—150

Органическая, металлическая, керамическая

Заточка и доводка передней поверхности твердосплавных зенкеров, разверток, фрез и другого многолезвийного инструмента. Шлифование твердосплавных деталей штампов

ЛТ

БО— 200

Органическая

Заточка передней поверхности многолезвийного инструмента (разверток, зенкеров) из быстрорежущей стали, особенно, трудношлифуемой

А1Т

50—150

Органическая, металлическая, керамическая

Заточка и доводка передней поверхности твердосплавного многолезвийного инструмента с малой высотой зуба, разверток, зенкеров, фрезы т. д. Шлифование твердосплавных деталей штампов

Л1Т

50—200

Органическая

Заточка передней поверхности многолезвийного инструмента с малой высотой кромки

	АЗТ	32—150	Органическая, металлическая, керамическая	Заточка и доводка передней поверхности  твердосплавного многолезвийного инструмента с винтовыми канавками
	ЛЗТ	60—125	Органическая	Заточка многолезвийного инструмента (разверток, зенкеров) из быстрорежущей трудношлифуемой стали
	А4Т	125—300	Органическая, металлическая	Шлифование и заточка твердосплавного зуборезного инструмента
Чашки конические
	А2ЧК	50—150	Органическая, металлическая, керамическая	Заточка и доводка твердосплавного многолезвийного инструмента

14. Выбор зернистости алмазного инструмента в зависимости от требований к шероховатости поверхности

Шероховатость обработанной поверхности по ГОСТ 2789—73, мкм (классы)	Зернистость алмазного инструмента при связках круга
	металлической	Органической (бакелитовой)
Rz = 20?10 (5) Rа = 2,5?1,25 (6) Rа = 2,5?0,63 (6—7) Rа = 1,25?0,32 (7—8)	315/25011—200/160 200/16011—125/100 125/10011—80/63	—
Rа = 0,63?0,16 (8—9)	63/5011—50/40	80/63-63/50
Rа = 0,32?0,08 (9—10) Rа = 0,16? 0,04 (10—11) Rа = 0,08?0,02 (11—12) Rz = 0,1?0,05 (13)	—	63/50—50/40 40/28—28/20 20/14-10/7
Примечание. Нижние пределы классов шероховатости соответствуют закаленной стали, верхние пределы — твердым сплавам.

твердых сплавов, закаленной стали, стекла и других твердых материалов. АСН — микропорошок повышенной абразивной способности, рекомендуется для инструмента, паст и суспензий, применяемых для обработки природных и синтетических алмазов, корундов, специальной керамики и других труднообрабатываемых материалов. Зернистость (табл. 14) шлифпорошков двух диапазонов: широкого и узкого, а микропорошков — одного. Зерновой состав порошков характеризуется совокупностью фракций: основной и побочных — крупной и мелкой, выраженных в процентах. Размер зерна в каждой фракции шлифпорошков определяется размером сторон ячеек двух контрольных сит в микронах по ГОСТ 3584—73, из которых через верхнее сито зерна должны проходить, а на нижнем задерживаться. Зернистость шлифпорошка определяют по основной фракции и обозначают дробью, числитель которой соответствует размеру стороны ячейки верхнего сита, знаменатель — размеру стороны ячейки нижнего сита. Зерновой состав микропорошков определяется линейными размерами проекции зерен под микроскопом. Зернистость микропорошка обозначается дробью, числитель которой соответствует наибольшему, а знаменатель — наименьшему размерам зерен основной фракции. Микропорошки как из природных (АМ и АН), так и из синтетических (АСМ и АСН) алмазов выпускают одиннадцати зернистостей: от 60/40 до 1/0. Металлизация алмазного порошка улучшает его сцепление со связкой, уменьшает износ инструмента и улучшает отвод тепла из зоны резания. Связки (табл. 15). Алмазные круги выпускаются на металлических, органических и керамических связках.

15. Выбор связки для алмазных инструментов

Область применения	Обозначенне связки	Марка алмаза
Органическая связка
Шлифование и заточка твердого сплава всухую и с применением СОЖ при снятии значительного припуска на повышенных режимах резания	БП2 Б156 Б2, Б8	АСР. АСВ
Шлифование и заточка твердого сплава всухую и с применением СОЖ для чистовых и доводочных операций	Б1, БЗ Т02 ВР-ЗБ	АСО, АСМ
Профильное шлифование и резьбошлифование твердого сплава всухую и с применением СОЖ	БП-2, Б2 Б156	АСО, АСР
Наиболее тонкие полировальные операции по 12—14-му классам шероховатости поверхности (Rа = 0,04?0,02 мкм, Rz = 0,1?0,025 мкм)	Р1	АСО
Полирование по 11—12-му классам шероховатости поверхности (Rа = 0,08?0,02 мкм)	Р4	АСО
Полирование по 9—11-му классам шероховатости поверхности (Rа = 0,32?0,04 мкм)	Р9	АСО
Полирование по 8 — 9-му классам шероховатости поверхности (Rа = 0,63?0,16 мкм)	Р14	АСО
Металлическая связка
Шлифование фасонных поверхностей, резьбошлифование, шлифование стружколомающих канавок, разрезка, внутреннее шлифование твердого сплава с применением СОЖ	М1 М13	АСР, АСВ, А
Электролитическое шлифование и заточка твердосплавного инструмента, а также твердосплавных пластин, закрепленных на стальной державке	МВ1 М5-5 МК МП	АСР, АСВ
Хонингование чугуна на предварительной операции при средних припусках, а также на чистовых и окончательных операциях	М1	АСВ, АСР
Хонингование закаленных и улучшенных сталей	М73	ACB
Окончательное хонингование чугуна и стали	М10	АСВ, АСР
Хонингование закаленных и улучшенных сталей при повышенных давлениях  (>12 кгс/см2)	М13	A, ACK, АСB
Хонингование легированных, цементированных и твердозакаленных сталей после предварительного шлифования	М5	АСВ, АСР
Хонингование чугунных тонкостенных деталей	М17	АСР
Керамическая связка
Заточка твердосплавных пластин, закрепленных на стальной державке с применением СОЖ	К1	АСР

Металлическая связка сообщает инструменту высокую прочность, кромкостойкость и износостойкость. Вместе с тем металлическая связка снижает режущие свойства, способствует «засаливанию» и требует периодической правки инструмента. Инструмент на органических связках отличается повышенной режущей способностью, не «засаливается», выделяет меньше тепла при шлифовании, обеспечивает более высокий класс шероховатости поверхности, однако имеет повышенный износ, поэтому используется главным образом на финишной обработке. Инструмент на керамических связках позволяет регулировать структуру, поэтому наиболее эффективен на обработке вязких материалов, особенно при одновременном шлифовании твердого сплава и стали. Концентрация определяется количеством алмазного порошка в алмазосодержащем слое инструмента. Содержание алмазов, равное 25% объема алмазосодержащего слоя, принято за 100%-ную концентрацию, что соответствует 0,878 мг алмазов на 1 мм3 слоя. Алмазные круги изготовляют концентрацией 25, 50, 100, 150 и 200%.Для большинства операций алмазного шлифования и заточки применяют круги 100%-ной концентрации. Пониженная концентрация 50 и 25% применяется в мелкозернистых кругах А4—АМ14, а также в инструменте для шлифования хрупких материалов, например, стекла. Эльборовые круги (табл. 16 и 17). Эльбор выпускается двух марок: ЛО — эльбор обычной прочности. Применяется для инструмента на органических и керамических связках. ЛП — эльбор повышенной прочности. Рекомендуется в основном для инструментов на металлических связках и работы на повышенных нагрузках.

16. Зернистость шлифовальных кругов из эльбора, их применение

Зернистость	Размер зерна основной фракции. мкм	Применение	Зернистость	Размер зерна основной фракции. мкм	Применение
ЛМ1	0—2	Доводка	Л6 Л8 10	63—80 80—100 100—125	Тонкое шлифование
ЛМЗ ЛМ5 ЛМ7 ЛМЮ ЛМН ЛМ20	1—3 3—5 5—7 7—10 10—14 14—20	Полирование
			Л12 Л16 Л20 Л25	125—160 160—200 200—250 250—315	Шлифование
ЛМ28 ЛМ40 Л4 Л5	20—28 28—40 40—50 50—63	Тонкое шлифование, суперфиниш

Зернистость (см. табл. 16). В шлифовальных кругах используется эльбор в виде шлифзерна, шлифпорошка и микропорошка.

17. Обозначение эльборовых кругов на различных связках и их применение

Связка	Обозначение	Применение
Бакелитовая	Б	Заточка режущего инструмента из быстрорежущей стали. Шлифование направляющих станин. Плоское шлифование труднообрабатываемой стали
Карболитовая	КБ	Чистовая заточка режущего инструмента. Чистовое плоское шлифование торцом круга
Керамическая	К	Круглое внутреннее и плоское шлифование режущего инструмента и других деталей из труднообрабатываемой стали. Резьбошлифование и зубошлифование. Шлифование отверстий и беговых дорожек малогабаритных прецизионных подшипников
Металлическая	М	Шлифование резьбы с малым шагом. Чистовое хонингование стали

Концентрация. Круги из эльбора выпускаются концентрацией 25, 50, 75, 125 и 150. Наибольшее применение имеет инструмент концентрацией 100, где в 1мм? элъборосодержащего слоя содержится 0,878 мг эльбора.  Связка (см. табл.17). Инструмент из эльбора изготавливается на органической, керамической и металлической связках.

ПРАВКА ШЛИФОВАЛЬНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ

Правка абразивных кругов

Правкой восстанавливают режущую способность, геометрическую форму и микропрофиль рабочей поверхности круга. Рельеф режущей поверхности зависит от типа правящего инструмента и режимов правки, особенно продольной подачи sпр, в зависимости, от величины которой при правке производительность съема металла меняется в 2—3 раза, а шероховатость поверхности — до трех классов. Применяют три способа правки: обтачиванием, обкатыванием и шлифованием.

Правка обтачиванием. Правящий инструмент выполняет роль резца, а скорость правки равна скорости вращения шлифовального круга. Такой способ правки, будучи наиболее простым и надежным, вместе с тем вызывает необходимость применять алмазный инструмент обладающий наибольший износостойкостью (табл. 18 и 19). Обтачивание применяют главным образом для автоматической и профильной правки, а также в случае правки кругов, используемых при шлифовании по 1-му классу точности и шероховатости поверхности Rа = 0,32 и менее. В алмазно-металлтеских карандашах (см. табл. 18) используются алмазные зерна различной крупности, закрепленные в алмазоносных вставках. Простота конструкции, жесткость, использование недорогих алмазов, возможность осуществления правки до полного износа алмазных зерен, малая чувствительность к изменениям условий правки предельно упрощают эксплуатацию карандашей. Алмазный правящий кристальный инструмент с зернами естественной формы (см. табл. 19) имеет более острые режущие кромки, которые ориентированы при установке алмаза в оправке. Поэтому инструмент работает с меньшими усилиями правки, что весьма важно при правке кругов на вулканитовой связке, резьбошлифовании (однониточным кругом), шлицешлифовании, зубошлифовании и других случаях, где необходимо получить острые тонкие режущие кромки или уменьшить упругие отжатия круга на вулканитовой связке в процессе его правки. Для рационального использования алмазов необходимо переставлять зерна новой острой вершиной вверх, когда площадка износа достигает 1—2 мм3. В ограненных алмазных инструментах (см. табл. 19) придается определенная геометрическая форма алмазу и создаются режущие кромки| ориентированные по вектору твердости. Алмазные гребенки (см. табл. 19), К недостаткам алмазного однокристального инструмента относится необходимость частой перестановки и повторных огранок, поэтому в условиях массового производства начали находить применение алмазные гребенки, в которых закреплены алмазы удлиненной формы по периферии и боковым сторонам пластины, Алмазные гребенки обеспечивают высокую точность автоматической правки и имеют стойкость в 10—15 раз более высокую, чем однокристальный инструмент.  Правка обкатыванием осуществляется правящими дисками, получающими вращение от контакта образующей со шлифовальным кругом, При таком способе скорость правки варьируется от 0,1 до 5м/с, что способствует наименьшему износу правящего инструмента, поэтому оказалось возможным в качестве инструмента для правки применять металлические и твердосплавные диски. Металлические диски применяют преимущественно на обдирочных и предварительных операциях шлифования кругами на бакелитовой связке, работающими в режиме самозатачивания, где основное назначение правки сводится к периодическому восстанавливанию геометрической формы из-за неравномерного износа в процессе шлифования, Металлические диски работают при скорости правки 0,1—0,5 м/с.

Твердосплавный правящий инструмент (табл. 20) используется либо в виде монолитных твердосплавных дисков, либо в виде металлических дисков со спеченной крошкой твердого сплава. Последние обладают более высокой износостойкостью и более эффективно восстанавливают режущие свойства круга.

18. Алмазно-металлические карандашк и область их применения (ГОСТ 607—75)

Общий вид карандаша и схема расположения алмазов	Тип	Марка	Размеры, мм			Область применения
			d	D	L
	Ц	1; 2	6	10	55	Правка фасонного профиля по копиру. Вcе виды шлифования кругами зернистостью 25 и крупнее   (если отсутствуют карандаши типа С)
		3; 4			45
		5; 6	8
	С *?	1	14	18	45	Все виды шлифования кроме фасонной правки по копиру и резьбошлифования
		2; 3; 4	10	14
		5	14	18
	Н	1; 2; 3 4; 5; 6	6	8	45	Резьбошлифование однониточными кругами зернистостью 16 и мельче. Прецизионное шлифование мелкозернистыми кругами с высокими требованиями шероховатости поверхности
		7	8	10
** Карандаши типа Ц должны устанавливаться под углом 15°, а типа С под углом 2—5° к оси круга с наклоном в сторону его вращения. Примечание. На эскизах: 1 — алмазная  вставка; 2 — место марки; 3 — оправа.

 

19. Алмазный правящий кристальный инструмент и область применения *?

Общий вид инструмента	Применение
Алмаз естественной формы в оправе
	Фасонная правка по копиру. Правка кругов с острыми кромками; резьбошлифоваиие, шлицешлифование, зубошлифование. Правка кругов на вулканитовой связке
Алмазы ограненные
	Правка по копиру периферии и торца круга или сложного профиля при совмещенном шлифовании нескольких торцовых или цилиндрических поверхностей
	Правка однониточных и многониточных резьбошлифовальных кругов
Алмазная гребенка
	Правка по копиру периферии и радиусных галтелей круга. Прорезка кольцевых канавок в круге. Многокруговое шлифование
*? Инструмент должен устанавливаться под углом 15° к оси круга с наклоном в сторону его вращения.

 

20. Твердосплавный инструмент для правки обкатыванием

Общий вид	Размеры (мм) и применение
Твердосплавный монолитный диск
	D	B	B1			d
	32 35 40	2,5	4,5			14
	60	4,0	6,0			28
	Бесцентровое шлифование по 7-му классу шероховатости поверхности (Ra=1,25?0,63 мкм). Внутреннее шлифование (диски диаметром 32 мм)
Металлический диск со спеченной крошкой из твердого сплава **
	Бесцентровое, круглое и плоское (периферией круга) шлифование по 2-му классу точности и 7-му классу шероховатости поверхности (Ra= 25?0,63 мкм). Торцешлифование
Звездочки тупозубые
	Круглое и бесцентровое шлифование по 3-му классу точности и грубее по 6-му классу шероховатости поверхности (Ra=2,5?1,25 мкм). Плоское шлифование торцом круга
Звездочки острозубые
	D	d			d1
	35 50	10 14			24 34
	Плоское шлифование торцом круга. Предварительная правка кругов. Правка точил
Диски с кольцевыми канавками
	D	d			d1
	50 70	14 28			35 46
	Шлифование мягкими и малогабаритными кругами по 2—3-му классам точности и 1—8-му классам шероховатости поверхности (Rа=1,25?0,32 мкм)
	D	d		d1			Z
	50 70	28 35		24 46			18 22
	Бесцентровое и круглое шлифование по 3-му классу точности и 7-му классу шероховатости поверхности (Rа=1,25?0,63 мкм)
*?Рабочий обод из крошки твердого сплава. Внутренняя ступица стальная

Монолитные диски имеют меньшие габаритные размеры и легче встраиваются в станки.

Твердосплавные диски работают при скорости правки 3—5 м/с. Их применяют на операциях предварительного и полуокончательного шлифования с ручным циклом, где по условиям обработки применение алмазного инструмента не допускается. Правку обкатыванием используют также для накатки резьбовых и фасонных поверхностей на шлифовальном круге. В процессе накатки скорость шлифовального круга снижают до I—2 м/с.

Правка шлифованием осуществляется принудительным вращением правящего диска со скоростью 2—10 м/с от привода передней бабки станка или индивидуального электропривода в направлении, противоположном вращению шлифовального круга. При этом обеспечивается набольшая скорость правки, равная сумме скоростей круга и правящего диска. Этот способ может быть осуществлен только с помощью алмазных роликов и крупногабаритных карбидокремниевых кругов очень высокой твердости. Алмазные ролики. Ролики цилиндрической формы применяют для правки напроход и правки галтелей (табл. 21, рис. а). При профильной правке врезанием фасонными роликами (табл. 21, рис. б, в) размерная и геометрическая точность деталей обеспечивается точностью профиля

21. Инструмент для правки методом шлифования

Примеры правки роликом	Применение
Правка периферии и галтелей круга
	Автоматическая правка напроход кругов для шлифования коленчатых валов. Автоматическая правка при скоростном шлифовании (vкр = 50?60 м/с и выше)
Врезная правка профильными роликами
	Совмещенное профильное шлифование нескольких поверхностей

ролика. Правка врезанием особенно эффективна на операциях, где применяются широкие круги (100 мм и выше) или необходима правка по копиру, Правкой врезанием обеспечивается шероховатость шлифованной поверхности /?а = 2,5-ьО,63 мкм (6—7-й классы), что на один класс ниже правки напроход,

Алмазный ролик, вследствие чрезвычайно малого износа осуществляет до 50—100 тыс. правок, упрощает наладку и обеспечивает однородность качества деталей в условиях массового производства.

Круги из карбида кремния черного твердостью ЧТ и ВТ применяют преимущественно на круглошлифовальных станках с использованием принудительного вращения от привода передней бабки станка.

Правка алмазных кругов

Правку и чистку кругов выполняют в случаях «засаливания» режущей поверхности, при неравномерном износе и необходимости восстановления заданной формы круга.

Наиболее простыми и доступными способами являются правка обтачиванием абразивными брусками и шлифование абразивными кругами.

Абразивные бруски (табл. 22) при правке закрепляют в тисках или специальных приспособлениях на столе плоскошлифовального или заточного станка. Алмазный круг при правке вращается с обычной рабочей скоростью.

 

22. Выбор абразивных брусков для правки алмазных кругов способом обтачивания

Связка алмазного	Зернистость алмазного круга	Характеристика абразивного бруска
		Материал	Твердость	Зернистость	№ структуры
Металлическая и керамическая	100/80—200/160 63/50-80/63;   50/40	6С	С1—С2 СМ1 — СМ2 МЗ— СМ2	16—25   8—12   3—4	5 8   9
Органическая	50/40—100/80 40/28 и мельче	2А	МЗ— СМ2	8—10 М40	6

 

При правке шлифованием правящему абразивному кругу сообщается принудительное вращение. Скорость алмазного круга замедляется до 1-—3 м/с, скорость правящего круга 25—35 м/с. Продольная подача 1—2 м/мин, подача на глубину правки 0,02—0,04 мм/дв. ход.

Алмазные круги на металлической связке следует править кругами из карбида кремния зеленого зернистостью 40—25, твердостью СТ1— СТ2, а алмазные круги на органической связке править кругами из карбида кремния зеленого зернистостью 16—8, твердостью СМ2—С1 на керамической связке.

Правку кругов желательно производить с охлаждением. Чистку алмазных кругов осуществляют пемзой или брусками 2А 16—12 СМ2 с жестким креплением правящего инструмента.

 

Правка эльборовых кругов

Круги на керамической связке правят алмазно-металлическими карандашами типа Ц и алмазами в оправе обтачиванием. Скорость продолъной подачи правящего инструмента 50—60 мм/мин, глубина врезания 5—6 мкм. Круги на карболитовой и бакелитовой связках правят алмазными кругами зернистостью 100/80 концентрацией 100% на связке М1 шлифованием. Скорость алмазного круга 15—20 м/е, продольная подача 100—150 мм/мин, глубина врезания 3—5 мкм. Круги на металлической связке правят абразивными кругами из карбида кремния шлифованием. Характеристика круга 63С16СМ1—СМ225К. Скорость круга 15—20 м/с. Продольная подача 100—150 мм/мин, глубина врезания 3—5 мкм.

 

ОБРАБОТКА НА ШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКАХ

Круглое наружное шлифование

Обработка на круглошлифовальных станках ведется способом многопроходного шлифования, которым можно осуществлять снятие любого заданного припуска с исправлением исходных погрешностей формы и положения шлифуемых поверхностей.

В зависимости от величины исходных погрешностей, а также требуемых точности и шероховатости обработанной поверхности применяются операции чернового, предварительного, окончательного и тонкого шлифования.

Черновое шлифование предусматривает обработку по-черному (без предварительной токарной операции) со снятием увеличенного припуска от 1,0 мм и более на диаметр. Эту операцию целесообразно выполнять на режимах силового и скоростного шлифования при vкр=50?60 м/с и sм = 2?5 мм/мин.

В отличие от токарной обработки черновое шлифование обеспечивает более высокую точность обработки (по 3-му классу) и шероховатость поверхности Rа—1,25?2,5 мкм и выше (5—6-й классы), не требует последующего предварительного шлифования. Его применение целеcообразно при наличии точных заготовок с припуском на шлифование не более 4—5 мм на диаметр или заготовок, имеющих пониженную обрабатываемость лезвийным инструментом.

Предварительное шлифование обычно выполняется после токарной обработки со снятием припуска 0,5—0,8 мм на диаметр. Эти операции целесообразно осуществлять на повышенной скорости резания vкр=40?60 м/с и sм=.1,0?2,0 мм/мин. Предварительное шлифование чаще выполняется до термической обработки для создания базовых поверхностей или в качестве промежуточной операции для подготовки поверхности к окончательной обработке. На операциях предварительного шлифования достигается точность по 2—3-му классам и шероховатость поверхности Rа=2,5?0,63 мкм (6—7 класс).

Окончательным шлифованием достигается 1—2-й классы точности .и шероховатость поверхности Rа=1,25?0,16 мкм (7—9-й классы)

при снятии припуска 0,2—0,5 мм на диаметр со скоростью резания vкр = 35?40 м/с и sм = 0,3?0,7 мм/мин.

Тонкое шлифование применяют главным образом для получения шероховатости поверхности Rа = 0,16-^0,020 мкм (10—12-й классы) (подробнее о тонком шлифовании см, на с. 105). Применение тонкого шлифования экономически целесообразно лишь в условиях индивидуального и мелкосерийного производства. В массовом производстве минимальная шероховатость поверхности (Rа == 0,32 мкм и ниже) более производительно обеспечивается на микрофинишных и полировальных станках.

Применительно к перечисленным операциям шлифования выпускаются станки разной степени (классов) точности: Н — нормалъной, П — повышенной, В — высокой, А — особо высокой и С — особо точные. Достигаемое качество обработки на этих станках приводится в табл. 23.

23. Допустимые отклонения (мкм) формы и шероховатости поверхности, обеспечиваемые прецизионным шлифованием

Виды отклонения	Класс
	П	В	А	С
Некруглость Нецилиндричность Плоскостность торцовой поверхности (выпуклость не допускается) Шероховатость обработанной поверхности образца: цилиндрической, не ниже (классы) Rа плоской, не ниже (классы) Rа	1,6 6,0   5,0     (8) 0,63—0,32 (7) 1,25—0,63	1,0 4,0   3,0     (9) 0,32—0,16 (8) 0,63—0,32	0,6 2,5   2,0     (10) 0,16—0,08 (9) 0,32—0,16	0,4 1,6   1,2     (11) 0,08—0,04 (10) 0,16— 0,08

Рекомендуемые припуски для операций предварительного и окончательного шлифования приведены в табл. 24.

Основные виды круглого шлифования показаны на рис, 4, Шлифование с продольной подачей (рис. 4, а) применяют при обработке цилиндрических деталей значительной длины (l > 80 мм), Круг выбирают наибольшей высоты, допускаемой жесткостью обрабатываемой детали и размерами защитного кожуха абразивного круга.

Врезное шлифование (рис. 4, б, е) применяют при длине шлифования l < 80 мм для обработки цилиндрических и конических шеек у коленчатых, распределительных и ступенчатых валов, а также для втулок и колец; в специальных наладках l достигает 200 мм.

Для повышения кромкостойкости при врезном шлифовании абразивные круги выбирают на один-два знака тверже, чем для шлифования с продольной подачей. Врезные полуавтоматы с активным контролем обеспечивают точность 1—2-го классов, а при шлифовании без измерения с автоматической подачей круга до жесткого упора 3-го класса.

 

24. Припуски на круглое шлифование в центрах, мм

Диаметр детали	Длина детали
	До 100	Св. 100 до 300	Св. 300 дсх 500	Св. 500 до 700	Св, 700 до 1300	Св. 1300 до 2000
6—10	0,25 0,3	0,3 0,35	0,35 0,4
10—18	0,3 0,35	0,35 0,4	0,4 0,45	—
18—30	0,35 0,4	0,4 0,45	0,45 0,5
30—50	0,4	0,45	0,5	0,55	0,6	—
50—80	0,45	0,5	0,55	0,6	0,65 0,7	0,7 0,75
80—120	0,5 0,6	0,55 0,65	0,6 0,7	0,65 0,75	0,7 0,8	0,75 0,85
120—180	0,6 0,65	0,6 0,7	0,65 0,75	0,7 0,8	0,75 0,85	0,8 0,9
180—260	0,7 0,8		0,7 0,85	0,75 0,85	0,8 0,9	0,85 0,95
260—300	0,8 0,85		0,8 0,9	0,85 0,95	0,9 1,0	0,95 1,05
П р и м е ч а н и е.   В числителе указан припуск для незакаленных деталей, в знаменателе — для закаленных; недробные значения — одинаковые для тех и других.

 

 

Рис. 4. Основные виды круглого шлифования

 

Одновременное шлифование шейки и торца осуществляется на торцекруглошлифовальных станках с наклоном круга (рис. 4 г, д).

Если основной припуск снимают на шейке, а торец лишь зачищают, то применяют станки с ? = 8?20°. С увеличением припуска по торцу угол наклона круга увеличивают и при приблизительно равных припусках по шейке и торцу применяют станки с ? = 45°. Эти станки используют также при шлифовании материалов, склонных к прижогам.

При шлифовании торца вручную, когда допустимо изменение его осевого положения в зависимости от глубины зацентровки вала, целесообразно применять станки с перпендикулярным перемещением шлифовальной бабки (рис. 4, г).

Торцекруглошлифовальные станки с угловой подачей абразивного круга должны иметь локаторы для осевой ориентации обрабатываемых поверхностей детали по отношению к шлифовальному кругу,

Если назначение операции сводится к восстановлению перпендикулярности торца к шейке со снятием малого припуска (0,05—0,15 мм), то локатор обычно устанавливает деталь непосредственно по шлифуемому торцу. При наличии локатора одновременное шлифование по торцу и шейке осуществляется по автоматическому циклу.

 

Рис. 5. Установка центральных гнезд на центрах

 

Торец и шейку можно шлифовать также на обычном станке, применяя круг с поднутрением на торце (рис. 4, е). Такие круги правят по периферии.

Врезное шлифование широким профилированным кругом (рис. 4, з) применяют для одновременной обработки нескольких близко расположенных поверхностей; при этом общая высота круга Н не должна превышать 200 мм.

В практике массового производства шлифование нескольких шеек профилированным кругом обеспечивает 1—2-й классы точности.

При шлифовании несколькими кругами на одной бабке (рис. 4, ж) на точность обработки оказывает влияние неоднородность абразивных кругов, колебание величины припусков и упругие отжатия системы. Поэтому многокруговые станки имеют автономные правящие средства для каждого круга с микронной поперечной подачей алмаза. На таких станках обеспечивается размерная точность шлифованных шеек в пределах 13—25 мкм, соосность всех шеек с точностью 5—10 мкм.

С большой эффективностью применяется скоростное шлифование (vкр = 60 м/с) кольцевых канавок (рис. 4, и) на закаленных деталях. Обеспечивается ширина канавок с точностью 0,02 мм, их, линейное расположение с точностью 0,05 мм, шероховатость поверхности 7-го класса (Rа = 1,25?0,63 мкм). Высокая точность канавок достигается за счет принудительной правки круга алмазным роликом,

Установка обрабатываемой детали. При шлифовании детали устанавливают на центрах, на оправках и в патронах. Большое влияние на точность и качество шлифования оказывает состояние центров станка и центровых отверстий. Опорная коническая поверхность центровых отверстий должна точно соответствовать конусу на центрах (рис. 5, а). На рис. 5, б—д показаны неправильные положения.

При некруглой форме центровых гнезд или неправильном угле конуса деталь не получает достаточной опоры и, смещаясь под действием усилий шлифования, копирует неточность центровых гнезд

Для сплошных деталей и полых с отверстием менее 15 мм применяют нормальные центры; при наличии отверстий диаметром более 15 мм — грибковые центры.

При неподвижных центрах обеспечивается более высокая точность шлифования. На вращающихся центрах обрабатывают только тяжелые детали с осевыми отверстиями, имеющими узкие центровые фаски.

                                  

 

Рис. 6. Установка детали на неподвижные опоры                        Рис. 7 Люнет с двумя упорами

 

Для уменьшения износа центров их изготовляют из твердого сплава. детали с точными базовыми отверстиями (допуск 0,015—0,03 мм) шлифуют на оправках с прессовой посадкой, а с допуском базовых отверстий более 0,03 мм — на разжимных оправках. В случае базирования по отверстию и торцу применяют оправки со скользящей посадкой (зазор 0,01—0,02 мм) и упором в торец. Повысить точность обработки по соосности можно применением оправки с небольшой конусностью (0,01—0,015 мм на 100 мм длины). Высокую точность обработки по диаметру и концентричности достигают использованием мембранных патронов. Цилиндрические детали типа колец, у которых ширина кольца не превышает его диаметр, шлифуют на жестких опорах 4 и 5 (рис. 6). Обрабатываемая деталь 1, вращаемая магнитным патроном 2, опирается на два неподвижных башмака, расположенных таким образом, чтобы ось детали была смещена с оси патрона на 0,5—1,0 мм. Этим обеспечивается постоянный поджим детали к башмакам. В зависимости от требования соосности и точности отверстия обрабатываемая деталь может базироваться на жестких опорах по внутреннему или наружному диаметру.

При шлифовании на жестких опорах уменьшаются погрешности установки и зажима, упрощается наладка, устраняется разностенность обрабатываемой детали. Длинные валы при высоких требованиях к геометрической форме шеек обрабатывают с помощью упорных люнетов (рис. 7). Упоры расположены по направлению действия горизонтальной и вертикальной оставляющих усилия шлифования. По мере уменьшения диаметра, обрабатываемой шейки в процессе шлифования упоры непрерывно отводят до касания с поверхностью шейки. Сначала поджимают вертикальный упор, а затем горизонтальный. Особенно точно регулируют горизонтальный упор, так как в основном от него зависит точность обработки. В массовом производстве используют новую конструкцию следящего люнета (рис. 8). По мере удаления припуска и уменьшения размера шейки упорные башмаки 1 автоматически следуют за обрабатываемой поверхностью под действием пружины 2 и клина 4. В связи с малым углом конуса клиновой механизм замыкает кинематическую цепь и препятствует отжиму башмаков 1. Отвод башмаков в исходное положение осуществляется штоком 3 гидропривода.

 

Рис. 8. Следящий люнет

Бесцентровое круглое наружное шлифование

Особенности круглого наружного шлифования (рис. 9).

1. Обрабатываемая деталь 3 вращается свободно без закрепления в призме, образованной опорным ножом 4 и ведущим кругом 2. Благодаря этому исключаются деформации детали при ее зажиме, а вращение в призме позволяет эффективно исправлять в процессе шлифования некруглость детали.
2. Вращение детали осуществляется за счет сил трения между талью и ведущим кругом. Для качественной обработки необходимо, чтобы деталь начала вращаться до касания шлифовального круга, Что в значительной степени определяется состоянием опорного ножа, который должен иметь прямолинейную опорную поверхность высокой твёрдости и наименьшей шероховатости Rа = 0,16?0,04 мкм (10—11й классы) с тем, чтобы коэффициент трения между деталью и ножом был минимальным.
3. Обрабатываемая поверхность одновременно служит и базовой поверхностью, поэтому большое значение приобретает исходное состояние обрабатываемой поверхности (разобщенные участки, приливы, заусенцы, большая некруглость) усложняют, а иногда делают невозможной обработку на бесцентрово-шлифовальных станках.
4. Ведущий круг выполняет роль привода вращения детали и люнета, значительно повышающего жесткость системы СПИД. Благодаря этому на бесцентрово-шлифовальных станках обрабатываются длинные и тонкие детали на увеличенных поперечных подачах без опасения прогибов в процессе шлифования.
5. Бесцентровое шлифование, осуществляемое без зажима и без устройств принудительного вращения детали, не требует создания центровых базовых гнезд и упрощает автоматизацию обработки. Все эти преимущества делают бесцентровое шлифование наиболее производительным процессом круглого наружного шлифования.

Бесцентровое шлифование осуществляют сквозной подачей (напроход) или поперечной подачей (врезанием).

Жесткость технологической системы бесцентрово-шлифовалъных станков в 1,5—2 раза выше жесткости круглошлифовальных станков, поэтому и режим резания при бесцентровом шлифовании повышают примерно в 1,5—2 раза.

 

 

 

Рис. 9. Схема круглого наружного бесцентрового шлифования

 

Бесцентровое шлифование обеспечивает обработку деталей по 1—2-му классам точности. Эффективно исправляется некруглость заготовки — исходная величина некруглости с 0,3 мм может быть уменьшена до 0,0025 мм.

Установка обрабатываемой детали. В процессе бесцентрового шлифования обрабатываемая деталь 3 лежит на опорном ноже 4 и ведущем круге 2 (см. рис. 9). опорный нож устанавливают по высоте h так, чтобы центр детали был выше линии центров шлифовального 1 и ведущего 2 кругов примерно на 0,5d, но не более чем на 14 мм. Тонкие, длинные и недостаточно прямолинейные прутки целесообразно располагать ниже линии центров на ту же величину. Опорную поверхность ножа располагают строго параллельно оси шлифовального круга. Непрямолинейность опорной поверхности ножа не должна превышать 0,01 мм на 100 мм длины. Толщина опорного ножа b на 1—2 мм меньше диаметра шлифуемой детали, но не более 12мм. Рекомендуемая толщина опорных ножей:

Диаметр детали, d, мм	1,5—3	3—6,5	6,5—12,5	12,5 и более
Толщина ножа b, мм	1,25	2,5	6,0	12,0

Угол скоса ? опорной поверхности ножа принимают для деталей длиной до 100 мм и диаметром до 30 мм равным 30°, а при больших размерах 20—25°. Опорные ножи, оснащенные пластинками твердого сплава марки ВК8, обладают высокой износостойкостью. Стальные ножи применяют при шлифовании деталей диаметром до 3 мм, когда нет возможности применять ножи с пластинками твердого сплава. Верхнюю опорную часть ножа изготовляют из легированной или быстрорежущей стали, а нижнюю — из углеродистой. При установке на станке передняя часть А опорного ножа должна выступать из зоны кругов на величину (1,2?1,3) l, задняя часть Б не менее 0,75l. При шлифовании деталей с d, > l необходимо длину опорного ножа увеличивать, чтобы предупредить преждевременное выпадение детали на выходе. Бесцентровое шлифование напроход надежно обеспечивает обработку по 1-му классу точности с получением точности геометрической формы в пределах 2,5 мкм и шероховатость поверхности по 9-му классу Rа= 0,32?0,16 мкм.  Число операций зависит от припуска на шлифование, определяемого величиной исходных погрешностей, требуемыми точностью и шероховатостью обработанной поверхности Рекомендуемое число операций и условия их выполнения приведены в табл. 25. Шероховатость поверхности выше 9-го класса Rа=0,32мкм и ниже достигается суперфинишем или операцией бесцентровой доводки (табл. 26). Основную нагрузку по снятию припуска при бесцентровом шлифовании напроход выполняет передняя часть шлифовального круга. Для улучшения условий выхаживания на задней части шлифовального круга создают обратный конус на длине 20—30 мм.  Бесцентрово-шлифовальные станки с широкими кругами (500 и 800 мм) заменяют два-три обычных станка. Для снятия увеличенного припуска необходимо на широких кругах создавать заборный конус на входе длиной до 100 мм, а на выходе делать обратный конус длиной 50—80 мм для уменьшения шероховатости поверхности и исключения кольцевых следов на шлифуемых деталях. Заданный профиль по образующей круга с передним и обратным конусами создается в процессе правки круга по копиру. Чтобы избежать занижения шлифуемого размера, необходимо в процессе шлифования поддерживать непрерывный и плотный поток деталей при прохождении через всю зону шлифования. Это особенно важно при шлифовании точных деталей. Направляющие линейки при бесцентровом проходном шлифовании служат для ввода заготовки в зону шлифования и вывода из нее. При, длине шлифуемых деталей l<С 100 мм длина линейки L = l, при l = 100?200 мм L = 0,75 l. При выборе длины линейки нужно учитывать также соотношения длины l и диаметра d. детали. Для коротких деталей (d > l) следует брать длинные линейки, чтобы одновременно подводить к кругам по нескольку деталей для достижения лучшей устойчивости на опорном ноже. Длину направляющих линеек L увеличивают также при шлифовании деталей непрерывным потоком. Непрямолинейнссть и непараллельиость боковых сторон линеек не должна превышать 0,01 мм на 100 мм длины. Направляющие линейки должны быть установлены параллельно линии контакта обрабатываемой детали со шлифовальным кругом. Входная направляющая линейка должна отстоять от линии контакта детали с ведущим кругом на величину половины снимаемого припуска на диаметр (). Направляющая линейка на выходе должна служить продолжением линии контакта детали с ведущим кругом (рис, 10,а).

На рис. 10, б, в, г показаны примеры возможных искажений геометрической формы шлифуемой детали 2, вызванных неправильной

 

26. Число и обозначение операций, удвоенная глубина шлифования, характеристика круга и шероховатость поверхности при бесцентровом шлифовании напроход

Исходная точность формы, мм	Число и обозначение операций при обработке деталей *? а) стальных с требуемой точностью формы, мм
	0,10—0,15	0,05—0,10		0,03—0,05		0,015—0,03	0,010—0,015		0,005—0,010		0,0025—0,0050
0,150—0,300	1 (а)	2 (а. б)		3 (а, б, в)		4 (а, б, в, г)	5 (а, б, в, г, д)		6 (а, б, в, г, д, е)		7 (а, б, в, г, д, е, ж)
0,100—0,150		1 (б)		2 (б, в)		3 (б, в, г)	4 (б, в, г, д)		5 (б, в, г, д,, е)		6 (б, в,  г, д, е, ж)
0,050—0,100				1 (в)		2 (в, г)	3 (в, г, д)		4 (в, г, д, е)		5 (в, г, д, е, ж)
0,030—0,050						1(г)	2 (г, д)		3 (г, д, е)		4 (г, д, е, ж)
0,015—0,030	—	—					1 (д)		2 (д, е)		3 (д, е, ж)
0,010—0,015				—		—			1 (е)		2 (е, ж)
0,005—0,010							—		—		1 (ж)
	б) чугунных с требуемой точностью формы, мм
	0,05—0,10		0,03—0,05		0,01—0,03			0,005—0,010		0,0025—0,005)
0,150—0,300	1(а)		2 (а, б)		3(а),			4 (а, б, в, г)		5 (а, б, в, г, д)
0,100—0,150	—		1 (б)		2(б, в)			3 (б, в, г)		4 (б, в, г, д)
0,050—0,100			—		1(в)			2 (в, г)		3 (в, г, д)
0,020—0,050					—			1 (г)		2 (г, д)
0,005—0,020								—		1 (д)
** Цифрами обозначено число операций, а в скобках буквами обозначение каждой операции.

Продолжение табл. 25

Удвоенная глубина шлифования, характеристика круга и шероховатость поверхности
Обозначение операции	Удвоенная глубина шлифования (мм) при обработке		Характеристика круга при обработке										Шероховатость поверхностиRа, мкм (классы) при обработке
			стали					чугуна
	стали	чугуна	Материал зерна	Зернистость	Твердость	Структура	Связка	Материал зерна	Зернистость	Твердость	Структура	Связка	стали	чугуна
а	0,20—0,35	0,2—0,35	15А	50 40	СТ2 СТ1	5	К8	54С	50 40	СТ1 С2	5	К	Rz=20?10 Rа=2,5?1,25 (5—6)	2,5—0,63 (6-7)
б	0,15—0,2	0,15—0,2		40	С2 СТ1				40	С1			2,5—0,63 (6-7)	1,25—0,63 (7)
в	0,10—0,15	0,10—0,15		25	С1 С2				25	СМ2 С1			1,25—0,63 (7)	0,63—0,32 (8)
г	0,05—0,1	0,05—0,1		16 25	С1 С2				16	СМ2 С1			1,25?0,32 (7—8)	0,63—0,16 (8—9)
д	0,03—0,05	0,015—0,03		12 16	С1 С2			63 С	12	СМ2 С1			0,63—0,32 (8)	0,32—0,08 (9—10)
е	0,015—0,03	—		10 12	С1 С2			—					0,63—0,16 (8—9)	—
ж	0,01—0,015		63С	М40 М28	С1 С2	Б1 ГФ							0,32—0,08 (9—10)
П р и м е ч а н и я: 1. Характеристика ведущего круга для всех случаев шлифования стальных  и чугунных деталей — 15А16ТВ. 2. При шлифовании на автоматизированных линиях, где один рабочий обслуживает несколько станков (без автоподналадчика), число операций может быть увеличено на одну — две, при осуществлении всех операций на одном станке число их можно уменьшить на одну по сравнению с табличными данными. В этих случаях рекомендуемую нормативами удвоенную глубину шлифования следует сохранить на последних одной — двух операциях, а на первых — соответственно изменить, оставив неизменным суммарный припуск. 3. Если технологический процесс предусматривает шлифование детали до и после термообработки, то при расчете числа операций для сырых деталей требуемой является точность, с которой деталь поступает в термообработку; для термообработанных деталей исходной  является точность, с которой детали возвращаются  из термообработки. 4. а, б, в, г, д, е, ж — операции шлифования, отличающиеся друг от друга величиной снимаемого припуска, достигаемой точностью формы и шероховатостью поверхности.

 

26. Характеристика наладок бесцентрового шлифования и бесцентровой притирки

Параметры наладки	Чистовое бесцентровое шлифование	Бесцентровая доводка
Снимаемый припуск на диаметр	0,02	0,005—0,01
Расположение центра обрабатываемой детали	Выше линии центров кругов на 12—14 мм	На линии центров кругов
Опорный нож: материал опорной поверхности   угол скоса, градусы	Быстрорежущая сталь или твердый сплав 25-30	Твердая резина или текстолит   0
Шлифовальный круг: характеристика угол наклона оси, градусы окружная скорость, м/с высота, мм	15А12СТВ 0 0 35 150	63СМ20СМ2Б 4 5 560
Ведущий круг: характеристика угол наклона оси, градусы окружная скорость, м/с висота, мм	16А16ТВ 1,5 0,65 150	63СМ40СТ1Б 2 1,44 560

установкой направляющих линеек 1. Позиции 3 и 4 обозначают соответственно ведущий и шлифовальный круги,

Направляющие линейки со стороны шлифовального круга устанавливают так, чтобы обеспечить свободное продвижение обрабатываемых деталей на входе и выходе из зоны шлифования. Они применяются лишь для того, чтобы детали не падали с опорного ножа.

Некоторые технологические особенности построения наладок.

1. При шлифовании напроход для уменьшения разброса размера обрабатываемого диаметра необходимо, чтобы в зоне шлифования на всей ширине кругов обеспечивался непрерывный поток деталей, иначе говоря, обрабатываемые детали должны поджиматься друг к другу. Торцовые поверхности деталей должны быть ранее обработаны. Влияние торцовых поверхностей возрастает при обработке неустойчивых деталей типа колец, у которых диаметр превышает их длину.
2. Для получения однородного качества деталей необходимо, чтобы на последнем финишном проходе разброс размера диаметра шлифуемых деталей был меньше припуска на одну операцию. При отсутствии активного контроля с автоматической подналадкой или недостаточной жесткостью системы СПИД станка необходимо вводить дополнительный проход для выравнивания диаметралъного размера в потоке до последнего финишного прохода.
3. При шлифовании длинных искривленных прутков целесообразно наладку строить таким образом, чтобы обрабатываемые прутки лежали на ноже ниже линии центров шлифовального и ведущего кругов примерно на величину половины своего диаметра.

 

 

Рис. 10. Установка направляющих линеек

Загрузочные и приемные устройства для поддержания детали на входе и выходе из зоны шлифования должны иметь длину не менее длины обрабатываемых прутков.

Рис. 11. Схема наладки операции шлифования бочкообразных роликов

 

4. При шлифовании неустойчивых колец, ранее не обработанных по наружному диаметру, целесообразно шлифовать первый проход на оправках. Для этого кольца набирают пачкой на оправку и слегка поджимают гайкой так, чтобы каждое кольцо могло самоустанавливаться на опорном ноже в процессе шлифования, кольцо устанавливают на оправке с зазором 0,5 мм.
5. Для шлифования напроход (рис. 11) обрабатываемой детали 2 (профильных бочкообразных роликов, фасок на кольцах и других) роль ведущего круга выполняет стальной барабан 1 со спиральными канавками, профиль дна которых  соответствует профилю обрабатываемой детали. При вращении барабана 1обрабатываемые детали 2 вращаются, ориентируются и перемещаются барабаном вдоль образующей шлифовального круга 3. Другие позиции на рисунке обозначают:4 — опорный нож, 5 — линейка направляющая, 6 — загрузочная трубка, 7 — шток толкателя.

Бесцентровое врезное шлифование по сравнению с бесцентровым шлифованием напроход менее производительный процесс и сложнее автоматизируется. Этот способ применяется для обработки ступенчатых, конических, фасонных и других поверхностей, которые невозможно обрабатывать способом бесцентрового шлифования напроход.

Рис. 12. Схема расположения упора при бесцентровом врезном шлифовании

Рис. 13. Врезное шлифование длинных валов с люнетом

 

В условиях серийного и массового производства целесообразнее разделять обработку на несколько операций с тем, чтобы для каждой операции иметь возможность применить оптимальную характеристику круга, режимы правки и шлифования. Рекомендации по выбору числа операций с учетом требований точности и шероховатости поверхности приведены в табл. 27. В условиях мелкосерийного и единичного производства часто предварительное и окончательное шлифование совмещается в одну операцию. В этом случае обработка ведется на пониженных режимах резания с более продолжительным выхаживанием. При врезном шлифовании продольное перемещение обрабатываемой детали в зоне шлифования ограничивается жестким упором. Для постоянного поджима обрабатываемой детали к упору ведущий круг наклоняется на 0,5—1,0°. Торцовая поверхность детали, которая поджимается к упору, должна быть гладкой и не иметь биения. В ряде случаев (обработка фасонных, сферических поверхностей и др.) необходимо, чтобы шлифуемая деталь 1 (рис. 12) самоустанавливалась по контуру шлифовального круга 2, для этого оси ведущего 3 и шлифовального кругов устанавливают параллельно. При врезном шлифовании твердость круга выбирают на одну две степени тверже, чем на операциях шлифования напроход.

Типовые примеры бесцентрового врезного шлифования. Шлифование длинных деталей. При шлифовании деталей большой длины для обеспечения правильного и устойчивого положения на опорном ноже следует применять поддерживающие люнеты (рис. 13).

27. Число и обозначение операций, припуск на диаметр, характеристика круга и шероховатость поверхности при бесцентровом шлифовании врезанием

Число и обозначение операции при обработке деталей
Исходная точность формы, мм	а) стальных с требуемой точностью формы, мм
	0,10—0,15	0,05—0,10	0,02—0,05	0,01—0,02
0,20—0,30   0,10—0,20   0,05—0,10   0,02—0,05	1 (а)	2 (а, б) 1 (б)	3 (а, б, в) 2 (б, в) 1 (в)	4 (а, б, в, г) 3 (б, в, г) 2 (в, г) 1 (г)
	—   —
		—
			—
	б) чугунных с требуемой точностью формы, мм
	0,05—0,10
0,15—0,3   0,05—0,15   0,02—,005	1(а)	2 (а, б)   1 (б)		3 (а, б, в) 2 (б, в) 1 (в)
	—
		—
** Цифрами обозначено число операций, а в скобках буквами обозначение каждой операции.

Продолжение табл. 27

Прнпуск на диаметр, характеристика круга и шероховатость поверхности

Обозначение операции

Припуск диаметр, мм, при обработке

Характеристика крута при обработке

Шероховатость поверхностиRa, мкм (классы) при обработке

стали

чугуна

Стали

Чугуна

Материал зерна

Зернистость

Твердость

Структура

Связка

Материал зерна

Зернистость

Твердость

Структура

Связка

Стали

Чугуна

а     б     в     г

0 3—0,5     0.2—0,3     0,1—0,15     0,05—0,1

0,3—0,5     0,15—0,3     0,05—0,1     —

15А

50 40   40     25     16

СТ2, СТЗ СТ1, СТ2 СТI, СТ2

5

К8

63С

50 40

СТ1, СТ2 С2, СТ1 С1, С2 СI, С2 СМ2, С1

5

К

2.5—1,25 (6)   2,5—0,63 (6—7) 1,25—0,32 (7—8) 0,63—0,32   (8)

2,5—0,63 (6—7) 1,25—0,63 (7) 0,63—032 (8) —

С2, СТ1

–

П р и м е ч а н и я: 1. Характеристика ведущего круга для всех операций 15А16ТВ. 2. При обработке стальных деталей длиной менее 80 мм максимальная точность обработки и меньшая шероховатость поверхности обеспечиваются в три операции. З. Рекомендации числа операций предусматривают их выполнение на различных станках если шлифование деталей осуществляют на одном станке, то требуемая точность 0,05 мм может быть достигнута за одну операцию вместо трех, а точность 0,01 мм за две операции вместо четырех. В этих случаях минутную поперечную подачу следует уменьшить на 20—40%. 4. а, б, в, г — операции шлифования, отличающиеся друг от друга величиной снимаемого припуска, достигаемой точностью формы и шероховатостью поверхности.

Шлифование ступенчатых деталей, Расположение и форма ведущего круга определяются конфигурацией обрабатываемой детали если большая по диаметру ступень значительно длиннее меньшей, то применяется ведущий круг прямого профиля (рис. 14, а). Если длина шлифуемых поверхностей примерно одинакова, то ведущему кругу сообщается форма, соответствующая форме обрабатываемой детали (рис. 14, б). Аналогично берется и форма опорной поверхности ножа. Длина опорной поверхности должна быть на 5—10 мм больше длины шлифуемых поверхностей. При шлифовании ступенчатых поверхностей форма шлифовального круга во всех случаях должна соответствовать форме обрабатываемой детали. Заданная форма кругов получается в результате правки. Правка ведется в одну сторону, с большего диаметра на меньший; при обратном ходе пиноль с правящим инструментом нужно отводить, чтобы не повредить алмаз.

Рис. 14. Схемы наладок при шлифовании ступенчатых валов

Бесцентровое шлифование конусов (рис. 15). Ось ведущего круга 4 для создания усилия прижима конусной детали 3 к упору наклонена на 0,5—1,0°. Опорный нож при этом должен иметь наклон, равный половине угла конусной детали. Длина опорной поверхности ножа должна быть на 15—20 мм больше длины конуса детали. У конусного шлифовального круга 2 участок с меньшим диаметром работает с большей нагрузкой и быстрее изнашивается, поэтому приходится чаще править шлифовальный и ведущий круги. Для уменьшения числа правок следует применять ведущие круги максимальной твердости или изготовлять их из серого чугуна с крупнозернистой структурой. Чугунные круги правят резцом из твердого сплава аналогично правке алмазным инструментом. Правку кругов на конус осуществляют по копирным линейкам 1 и 5. Неуравновешенные детали при шлифовании лежат на ноже неустойчиво особенно в заключительной части процесса, когда глубина резания незначительна и нуждается в поддерживании. На рис. 16 показана специальная пружинная подставка для поддерживания свешивающейся части детали 1. Чтобы избежать искажения геометрической формы шлифуемой поверхности и появления огранки на ней, пружина 3 поддержки 2 должна быть мягкойШаровую поверхность 2 (рис, 17, а) шлифуют профильным кругом 3, профилирование которого производят в процессе правки. Для экономии алмазного инструмента шлифовальные круги устанавливают на станок с предварительной радиусной проточкой. Опорный нож 1 (рис. 17, б) цилиндрической частью устанавливают по оси радиусной выточки шлифовального круга 3. Ведущий круг 4 имеет прямолинейную образующую и устанавливается по центру шара, соприкасаясь с обрабатываемой поверхностью по узкой полоске е (рис. 17, а). В процессе шлифования обрабатываемая деталь самоустанавливается в осевом направлении по радиусному профилю шлифовального круга. Поэтому ось ведущего круга должна быть строго параллельна оси шлифовального круга.

 

 

Рис. 15. Схема наладки на операции шлифования конуса

 

Рис. 16, Схема устройства пружинной подставки для шлифования неуравновешенной детали

 

 

 

Рис. 17. Схема наладки для шлифования сферы шарового пальца

 

Рис. 18. Схема бесцентрового шлифования гильзы на жестких опорах

 

Новый способ шлифования на башмаках применяют для обработки тонкостенных деталей, он позволяет исправлять разностенность втулок, гильз и других полых деталей типа колец. Основное отличие этого способа в том, что заготовка в процессе шлифования базируется не наружной поверхностью на опорном ноже, а внутренней цилиндрической поверхностью на неподвижных опорах. Для этого на бесцентрово-шлифовальном станке вместо суппорта с опорным ножом установлен кронштейн с оправкой 6 (рис. 18), на которой закреплены жесткие опоры 3, 5, 7. Обрабатываемая деталь 4 ведущим роликом 2 поджимается и вращается на этих опорах. Шлифовальный круг 1, в свою очередь, поджимает деталь 4 к опоре 5 и копирует в процессе шлифования наружного диаметра внутреннюю цилиндрическую поверхность, исправляя этим разностенность.

 

Шлифование отверстий

На внутришлифовальных станках отверстия обрабатывают напроход и врезанием. Второй способ (без продольных подач) используют при обработке коротких, фасонных и глухих отверстий, не имеющих канавки для выхода круга. Во всех других случаях применяют шлифование напроход, обеспечивающее более высокую точность и меньшую шероховатость поверхности.

При внутреннем шлифовании не только устраняются исходные погрешности геометрической формы отверстия, но также исправляется положение оси отверстия по отношению к базовым поверхностям детали. При необходимости можно восстановить перпендикулярность отверстия к прилегающим торцам за счет шлифования этих поверхностей за один установ.

 

Рис, 19. Основные способы внутреннего шлифования

 

28. Припуск на шлифование отверстий (по диаметру)

Диаметры отверстий, мм	Припуск при длине отверстия, мм
	До 25	Св. 25 до 50	Св. 50 до 100	Св. 100 до 150	Св. 150 до 200		Св. 200 до 300
До 10   Св. 10 до 18   » 18 » 30   » 30 » 50   » 50 » 80   » 80 » 120   » 120 » 180   » 180 » 250 » 250	0,07—0,1	0,10—0,12   0,12—0,15   0,15—0,18   0,22—0,27	—	—	—
	0,12—0,15		0,15—0,18 0,18—0,22
				0,2-0—0,25   0,25—0,30   0,35—0,40   0,40—0,45   0,45—0,50   0,50—0,55   0,50—0,60
	0,18—0,22   0,20—0,25   0,25—0,30   0,30—0,35   0,40—0,45   0,40—0,50		0,25—0,30		0,30—0,35   0,40—0,45   0,45—0,50   0,55—0,60   0,60—0,65   0,60—0,70	0,40—0,50   0,45—0,55   0,50—0,60   0,55—0,65
		0,25—0,30
			0,30—0,35   0,40—0,45
		0,35—0,40
		0,45—0,50   0,50—0,55				0,65—0,75

 

Типовые схемы обработки на внутришлифовальных станках показаны на рис. 19. При шлифовании напроход обработку, как правило, ведут в одну операцию. В серийном и массовом производстве на внутришлифовальных станках обеспечивается обработка по 1—2-му классам точности и 6—7-му классам Rа = 2,5?0,63 мкм шероховатости поверхности. При длительном выхаживании достигается 8-й класс Rа == 0,63?0,32 мкм шероховатости поверхности. Учитывая малую жесткость шпинделя шлифовальной головки и малый диаметр абразивного круга, необходимо на операциях внутреннего шлифования снимать минимальные припуски (табл. 28). Высоту (ширину) круга выбирают в зависимости от длины обрабатываемого отверстия (табл. 29). Для малых отверстий (до 30 мм) диаметр шлифовального круга выбирают на 1,5—3мм меньше диаметра шлифуемого отверстия. Это обусловлено увеличением режущей поверхности инструмента и стремлением применить наибольший диаметр шпинделя. При такой малой разнице между диаметром круга и отверстия образуется большая поверхность контакта круга с деталью, что приводит к концентрации тепла на обрабатываемой поверхности. При обработке материалов, склонных к прижогам и трещинам, для уменьшения тепловыделения применяют более мягкие круги повышенной пористости и снижают скорости шлифования. Для отверстий диаметром свыше 200 мм диаметр круга в основном определяется диаметром шпинделя шлифовальной бабки.

29. Выбор высоты круга

Длина шлифования, мм	Высота, круга мм	Длина шлифования, мм	Высота, круга, мм
10	8	32	25
12	10	40	32
16	13	50	40
20	16	60	50
25	20	80	63

При малой жесткости шпинделя станка увеличение скорости шлифовального круга особенно влияет на повышение производительности, точности и снижение шероховатости поверхности. Лучшим средством повышения скорости является применение электрошпинделя, для питания которого вместе со станком поставляют портативный генератор.

 

Рис. 20. Схема наладки операции шлифования отверстия и торца шестерни автомобильной коробки передач:

1 — шток; 2 — калибр; 3 — рычаг; 4 — шток; 5 и 6 — микровыключатели; 7 — направляющая втулка; 8 — болт; 9 — прокладка; 10 — твердосплавные вставки; 11 — планшайба станка; 12 .— шток пневмоцилиндра; 13 — ролики; 14 — упорные пальцы патрона; 15 — корпус мембранного патрона; 16 — посадочная выточка; 17 — вкладыши; 18 — установочное кольцо

 

Скорость детали должна составлять 0,015—0,030 от скорости шлифовального круга, при этом большие значения выбирают при шлифовании материалов, склонных к прижогам и трещинам. При шлифовании с продольной подачей величина перебега круга с каждой стороны должна быть равной 1/3 но не более 1/2 высоты круга. Круг из отверстия выводят лишь по окончании шлифования или для его правки.

Продольную подачу обычно выбирают в долях высоты круга, она не должна превышать 3/4 его высоты на один оборот детали. Число двойных ходов стола и частота вращения детали не должны составлять отношения, равного целому числу.

Установка и крепление обрабатываемой детали. На внутришлифовальных станках заготовки устанавливают в кулачковых и мембранных патронах, а также на жестких опорах. Кулачковые патроны широко используют в единичном и мелкосерийном производстве. Они допускают обработку деталей с большим диапазоном установочных наружных диаметров. В массовом и серийном производстве целесообразно применять мембранные патроны, обеспечивающие более точную установку обрабатываемой детали.

Работа мембранного патрона показана на примере шлифования отверстия зубчатого колеса (рис. 20). Под действием штока 12 пневмоцилиндра диск мембраны прогибается, кулачки разжимаются и зубчатое колесо свободно входит в патрон. При отводе штока мембрана возвращается в исходное положение, кулачки сближаются, закрепляя деталь. Базой при установке шестерни в патроне служит делительная окружность и торец шестерни. При установке шестерни во впадины зубьев закладывают ролики 13, шестерня с роликами вставляется до упора в неподвижные пальцы 14 патрона, кулачки зажимают ее по роликам.

 

 

Рис. 21. Схема внутреннего шлифования на жестких опорах

 

Мембранный патрон устанавливают на планшайбе, посадочное гнездо которой шлифуется непосредственно на станке по установочному диаметру патрона так, чтобы он входил в гнездо без зазора, а опорный торец не имел биения.

Базовые места в патроне шлифуют также непосредственно на станке. Внутренний диаметр вкладышей 17 шлифуют по установочному кольцу. Диаметр установочного кольца выбирают так, чтобы при зажиме его в посадочном гнезде кулачки патрона сближались по диаметру на 0,08—0,12 мм. Этой величине должна равняться разность размеров внутреннего диаметра вкладышей при разжатом состоянии патрона и после зажима в нем установочного кольца. Посадочное гнездо под кольцо 18 также шлифуют на месте по диаметру установочного кольца, когда патрон находится в сжатом состоянии. Торцовое биение кольца при установке не должно превышать 0,02 мм, Упорные пальцы 14 патрона шлифуют одновременно с вкладышами, торцовое биение их не должно превышать 0,01 мм.

Внутренний диаметр вкладышей D шлифуют в такой размер, при котором эталонная шестерня с роликами плотно входит в кулачки. Эталонную шестерню отбирают из числа производственных шестерен с наибольшей допустимой толщиной зубьев.

На точность установки шестерни большое влияние оказывает величина, на которую расходятся кулачки патрона: чем она меньше, тем патрон работает точнее. Практически не следует выбирать эту величину более 0,7 мм по диаметру.

Точность и надежность установки шестерни в патроне зависит также от числа роликов в сепараторе. Так, при установке шестерни на шести роликах погрешности установки уменьшаются в 1,5—2 раза по сравнению с установкой той же шестерни на трех роликах.

Шлифование на жестких опорах применяют для обработки отверстий во втулках и кольцах, имеющих шлифованный торец. Заготовка 1 лежит на неподвижных опорах А и Б (рис, 21) и поджимается плоским шлифованным торцом к вращающейся планшайбе 2 шпинделя передней бабки роликами или электромагнитом. Сила трения между контактирующими поверхностями планшайбы и заготовки вращает последнюю (скорости: планшайбы vп, заготовки vз, шлифовального круга vкр). Заготовка на опорах А и Б располагается эксцентрично оси вращения шпинделя. Этим создается проскальзывание между планшайбой и заготовкой, необходимое для поджатия наружной базовой поверхности заготовки к опорам А и Б.

При шлифовании на жестких опорах внутренняя поверхность копирует форму наружной базовой поверхности и обеспечивает равностенность втулки, 1Цлифование на жестких опорах широко применяют на обработке колец шарикоподшипников.

 

Плоское шлифование

Плоское шлифование выполняется на станках, работающих периферией и торцом круга.

Шлифование торцом круга более производительно, так как в резании одновременно участвует большое число режущих зерен. Однако большой контакт круга с деталью вызывает интенсивное выделение тепла в процессе шлифования, что нередко приводит к тепловым деформациям, прижогам и трещинам на обрабатываемых поверхностях.

При шлифовании периферией круга поверхность контакта и число одновременно режущих зерен значительно уменьшаются, поэтому снижаются производительность, количество выделяемого тепла и тепловые деформации. Последнее особенно важно для получения высокой точности шлифования маложестких и тонких деталей, где нужно избежать коробление и прижоги.

Станки, работающие периферией круга, более универсальны. Они обрабатывают плоские и фасонные поверхности, прямобочные и профильные канавки, тонкостенные детали и трудношлифуемые материалы, склонные к прижогам. Поэтому способ шлифования периферией круга широко применяют в единичном и мелкосерийном производстве, где требуются универсальные наладки. В массовом и серийном производстве этот способ применяют там, где нельзя использовать торцешлифование (фасонное шлифование, шлицешлифование, обработка трудношлифуемых материалов, прецизионное шлифование).

Шлифование периферией круга. Осуществляется на станках с прямоугольным и круглым столом. Наиболее универсальным является шлифование на станках с прямоугольным столом, где преимущественно обрабатываются детали удлиненной формы, поверхности с высокими требованиями плоскостности, детали с буртами, пазами, канавками, неустойчивые детали с недостаточно развитой базовой поверхностью и, наконец, детали, требующие обработки фасонных поверхностей.

Применяется два способа шлифования: многопроходный и глубинный.

Многопроходный способ с малой глубиной резания и большими подачами вызывает наименьшее выделение тепла. Он наиболее эффективен для прецизионного шлифования и обработки тонкостенных деталей.

Глубинный способ шлифования. Основная нагрузка воспринимается боковой кромкой круга, вызывая ее увеличенный износ. Этот способ эффективен для операций чернового шлифования чугуна и незакаленной стали с большим съемом.

На станке с прямоугольным столом можно шлифовать поверхности под любым заданным углом при помощи поворотных магнитных плит, синусных тисок и линеек или правкой круга под углом. При фасонном шлифовании абразивный круг профилируется по заданной форме при помощи специальных копирных правящих устройств, Подробнее о фасонном шлифовании см. в работе [1 ]

Шлицешлифование (табл. 30) является разновидностью плоского шлифования на станках с прямоугольным столом.

При первом способе центрирования валов, имеющих до шести канавок, целесообразно производить шлифование по способу А, при атом лучшие результаты достигают кругами на керамической связке, так как они лучше сохраняют фасонный профиль.

В случае обработки шлицевых валов, имеющих свыше шести канавок, целесообразно шлифовать по способу Б.

При шлифовании тремя кругами каждый из них обрабатывает разные канавки (способ Б), что позволяет увеличить угол правки боковых кругов и этим повысить их кромкостойкость.

При втором способе центрирования боковые стороны шлифуют кругами с заостренной режущей кромкой. В этих условиях меньше выкрашиваются круги на бакелитовой связке.

Плоскошлифовальные станки с круглым вращающимся столом более производительны, чем с прямоугольным столом за счет сокращения времени на реверсирование и перебеги стола, а также благодаря возможности повышения скорости движения стола.

На станках с возвратно-поступательными движениями стола его скорость обычно не превышает 10 м/мин из-за инерционности механизма реверсирования. На станках с круглым столом скорость стола достигает 20—30 м/мин. Эти станки менее универсальны, чем станки с прямоугольным столом, поэтому применяются в серийном и массовом производстве.

Шлифование торцом круга осуществляется на станках с прямоугольным и круглым столом, а также на двусторонних станках, где одновременно обрабатывают две параллельные плоскости детали.

Торцешлифовальные станки с прямоугольным столом более универсальны; наибольшее применение они имеют при шлифовании направляющих плоскостей, пазов, удлиненных плоских поверхностей и различных труднодоступных наклонных поверхностей.

При шлифовании с большим съемом, чтобы избежать нагрева и деформации обрабатываемой поверхности, применяют сегментный шлифовальный круг на бакелитовой связке и уменьшают поверхность резания наклоном шлифовального круга (рис. 22). На черновых операциях (а) наклон круга допускается до 2 мм, на чистовых операциях (б) наклон круга не должен превышать 0,05 мм, а в прецизионном шлифовании с высокими требованиями (в) — без наклона круга. Величина наклона круга проявляется характерной сеткой на шлифованной поверхности.

Наиболее производительная обработка на станке с круглым вращающимся столом. Обрабатывают двумя способами: многопроходным и глубинным.

При многопроходном шлифовании стол станка получает быстрое вращение (в среднем 15—20 м/мин); вертикальную подачу шлифовального круга (на врезание). осуществляют периодически на один или несколько оборотов стола. При глубинном шлифовании стол станка медленно вращается (в среднем со скоростью 0,5—3,0 м/мин) и за один оборот стола снимается весь припуск.

 

30. Способы шлифования шлицевых валиков

Способ центрирования	Способ шлифования	Технологическаяхарактеристика способашлифования
	А. Шлифование одним кругом дна и боковых сторон шлицев	Возможность применения кругов разных характеристик для обработки дна и боковых сторон. Недостаток — усложняется наладка, удлиняется шпиндель с кругами, увеличиваютсяотжатия и вибрации
	Б. Шлифование дна и боковых сторон шлицев тремя кругами, закрепленными на одной оправке	Простота наладки, точное взаимное расположение обработанных поверхностей, длительное сохранение профиля круга. Недостаток — применение круга одной характеристики для разных условий шлифования дна и боковых сторон
	В. Раздельное шлифование дна и боковых сторон шлицев	Возможность применения кругов разных характеристик и улучшение условий шлифования дна и боковых сторон, упрощается правка кругов. Недостаток — необходимость обработки в две операции на разных станках или с переналадкой. Этим снижается точность взаимного расположения поверхностей и увеличивается время обработки на 30—40% по сравнению со способом А
	Шлифование боковых сторон шлицев двумя кругами, закрепленными на одной оправке	—

 

Многопроходное шлифование, осуществляемое на малых глубинах резания, сопровождается значительно меньшими усилиями резания и тепловыделением по сравнению с глубинным шлифованием. В этом случае обрабатываемые детали меньше деформируются по сравнению с глубинным шлифованием. Поэтому многопроходным шлифованием обеспечивается более точная обработка с получением 7—8-го классов шероховатости поверхности (Rа==1,25?0,32 мкм).

Наладки отличаются простотой и универсальностью. Однако по производительности этот метод из-за больших затрат времени на установку, снятие и измерение обрабатываемой детали значительно уступает глубинному шлифованию. Многопроходное шлифование возможно лишь на одношпиндельных станках. При однопроходном шлифовании в зависимости от заданного припуска, требований точности, шероховатости поверхности и производительности применяют станки с одной, двумя, тремя, четырьмя и пятью шлифовальными головками. При этом загрузку, разгрузку и другие вспомогательные приемы выполняют за счет машинного времени обработки. При проектировании операции однопроходного шлифования необходимо учитывать, что снимаемый одним кругом припуск не должен превышать на предварительной обработке 0,7 мм и на окончательной обработке 0,3 мм, при этом шероховатость поверхности обеспечивается не выше Rа=0,4 мкм (8-й класс).

Глубинное шлифование сопровождается выделением и концентрацией большого количества тепла, и поэтому этот способ не рекомендуется для тонкостенных деталей и труднообрабатываемых материалов, имеющих склонность к прижогам и трещинам.

Способ однопроходного шлифования целесообразен для массового и серийного производства.

 

 

Рис. 22. Характерный рисунок шлифованной поверхности при обработке на плоскошлифовальных станках с различным наклоном круга

Рис. 23. Примеры выбора формы абразивного круга для различных поверхностей

 

Для предупреждения прижогов шлифуемой поверхности лучше применять мягкие крупнозернистые круги на бакелитовой связке, а форму их выбирать исходя из величины обрабатываемой поверхности. Сплошной круг применяют при шлифовании прерывистых поверхностей, При значительной площади непрерывного соприкосновения с крутом следует брать круги с отверстиями или канавками. При шлифовании сплошных поверхностей необходимо использовать сегментные круги. Примеры выбора формы абразивного круга для различных поверхностей показаны на рис. 23, где а — поверхности, шлифуемые сплошным кругом, б — поверхности, шлифуемые кругом с канавками, в — поверхности, шлифуемые сегментными кругами.

В большинстве случаев шлифование ведут в условиях самозатачивания кругов. Правку круга производят примерно раз в смену для выравнивания абразивной рабочей поверхности. Правящим инструментом обычно служит набор металлических звездочек. На некоторых чистовых |операциях круги правят алмазно-металлическим карандашом.

Шлифование торцом круга на двусторонних станках. Одновременное шлифование двух параллельных плоскостей осуществляют на двусторонних торцешлифовальных станках тремя способами (рис. .24).

Первый способ (рис. 24, а) предусматривает использование роторных приспособлений с круговой подачей обрабатываемых деталей в зону шлифования при помощи вращающегося диска. Загрузку и разгрузку обрабатываемых деталей в установочные гнезда диска осуществляют вручную или автозагрузчиком. Этот способ применяют при шлифовании торцов различных валов, штоков, пальцев.

Второй способ проходного шлифования (рис. 24, б) используют для обработки колец, дисков и других коротких цилиндрических деталей, Обрабатываемые детали не закрепляют, в зону шлифования подают принудительно, где они самоустанавливаются по режущей поверхности кругов и движутся между верхней и нижней направляющими линейками. Этот способ шлифования наиболее производительный.

Третий способ (рис. 24, в) применяют при шлифовании крупногабаритных деталей различной конфигурации. Обрабатываемую деталь устанавливают и закрепляют в приспособлении, имеющем прямолинейно-возвратное движение, благодаря которому деталь вводится в зону шлифования и выводится из нее после обработки.

 

Рис.  24. Способы обработки на двусторонних торцешлифовальных станках

 

Обработка эльборовым инструментом

Учитывая новизну и малый опыт применения эльбора, в табл. 31 приводятся итоговые примеры и технологические условия обработки эльборовым инструментом.

 

Отделочная обработка абразивным инструментом

Процессы отделочной абразивной обработки разделяются на две группы:

размерной доводки с исправлением погрешностей геометрической формы и одновременным снижением шероховатости поверхности (тонкое шлифование, хонингование и доводка);

безразмерной доводки, которые применяются лишь для снижения шероховатости поверхности (суперфиниширование, полирование).

Область применения каждого из методов отделочной обработки приведена в табл. 32.

Тонкое шлифование отличается снятием малых припусков (0,04— 0,08 мм на диаметр), применением чистовых режимов резания (табл. 33) и правки круга (табл. 34). Процесс требует хорошей фильтрации охлаждающей жидкости, чтобы исключить попадание частиц абразива и стружки в зону шлифования.

Обычно тонкое шлифование не выделяется в отдельную операцию, а выполняется на заключительном этапе окончательной обработки за один установ детали (чтобы исключить погрешности установки).

Перед началом тонкого шлифования круг подвергается чистовой правке. При шлифовании в центрах центровочные гнезда детали должны быть тщательно зачищены.

Хонингование исправляет исходные погрешности геометрической формы и повышает размерную точность, уменьшает шероховатость поверхности, увеличивает несущую поверхность, сохраняет микротвердость и структуру поверхностного слоя, увеличивает остаточные сжимающие напряжения.

Наибольшая эффективность достигается алмазным хонингованием, в процессе которого повышается точность геометрической формы отверстия до 10—12 раз, уменьшается шероховатость поверхности на два—четыре класса.

Износ алмазно-металлических брусков по сравнению с абразивными уменьшается в 150—250 раз, благодаря чему упрощается наладка и стабилизируется качество обработки.

Хонингованием обрабатывают детали из стали, чугуна и цветных металлов, преимущественно отверстия: сквозные и глухие, с гладкой и прерывистой поверхностью, цилиндрические и конические, круглые и некруглые.

В основе построения технологической наладки лежит необходимость сохранения в процессе хонингования положения оси обрабатываемого отверстия детали после предыдущей операции обработки. Это условие определяет способ крепления инструмента и детали.

На рис. 25. показаны пять схем крепления инструмента и детали.

Первая схема с жестким креплением хонинговальной головки и плавающим креплением детали в приспособлении (рис. 25, а) значительно упрощает конструкцию головки и не требует точного центрирования обрабатываемой детали по оси шпинделя станка. Конструкция зажимного приспособления также значительно упрощается, так как деталь не зажимается, а лишь ограничивается от проворота, вызываемого крутящим моментом. При «плавающем» положении детали почти полностью исключаются деформации, возникающие при зажиме детали, что повышает геометрическую точность хонингуемого отверстия. Этот способ применим для деталей, у которых нижняя и верхняя опорные плоскости параллельны между собой и перпендикулярны оси обрабатываемого отверстия.

Второй способ, предусматривающий жесткое крепление хонинговальной головки и обрабатываемой детали в плавающем приспособлении (рис. 25, б), применим для обработки мелких и среднегабаритных деталей, имеющих одну опорную базовую плоскость, перпендикулярную оси отверстия.

 

31. Типовые примеры обработки зльборовым инструментом

Наименование обрабатываемого инструмента и место его применения (завод)	Операция шлифования	Марка стали	Размеры и характеристики круга	Припуск на обработку, мм	Режимы обработки				СОЖ
					vкр м/с	vдет м/мин	Sпр м/мин	Sпоп мм/дв. х.
Протяжки круговые (ЗИЛ)	Профиля зуба	Р9Ф5	ПП 46,7X13X20 ПП 60,6Х13X20 Л08КБ100% ПП 150Х10X32	0,1—0,2	15 19 30	—	1,0—1,5	—	Без охлаждения
Шеверы с коррегированными зубьями (ЗИЛ)			4П 300Х13X127	0,4	28	0,6	—	0,01
Протяжки круглые и шлицевые (ЗИЛ)	По задней поверхности		ПП 350Х 15Х 127 Л012С1К100%	0,1	30	25	—	0,2 мм/мин	НГЛ-205 3%
Фрезы червячные (ВАЗ)	Отверстий	Р6М5К5	ПП 40X32X13 Л010СТ1К100%	0,3—0,4	25	100	3	0,01	Эмульсия
Резцы круглые фасонные (ВАЗ)		РЮКЮ	ПП 20X6X6 Л010СТ1К100%		15	23	0,1	0,002	Воздух 4 кгс/см?
Метчики (ЗИЛ)	Профиля	Р9М4К8Ф Р6М5 Р18	2П 350X8X160 Л05ВТ1К	0,2	43	20—35	—	0,1	Масло
Долбяки (ЗИЛ)	Профиля зуба	Р6М5	Л4П 300 X 13 X 127 Л12СМ2КЮО%	0,1	28	1,5	—	0,02	Без охлаждения
Протяжки шлицевые (ГАЗ)	Заточка шлицев	Р18, Р9, Р6М5, Р12Ф2К8МЗ	1Т  150X16X32 Л010СМ18КЮО%	0,3	40	75-100	7,9	0,01
Развертки, зенкеры, сверла, метчики, фрезы (ЗМЗ)	Наружной поверхности	Р10К5Ф5 Р12Ф4К5 Р12Ф4К10М2	ПП 350X15X127 Л010СМ2КЮО%	0^3-0,8	32	2,8 — 24	предв. 0,7—0,6, окончат. 0,25—0,3	0,015 0,005—0,008	Эмульсия
Коленчатые валы (ЗИЛ)	Микрошли-фование торцов	Сталь 45	ЧК 150X32X32X5X3 Л08КБ100%	0,03-0,05	6	27,5—предв., 55—окончат.	С постоянным усилием прижима 15 кгс/см? по манометру		Масло
Распределительные валы (ЗИЛ)					5	11	С постоянным усилием прижима 10 кгс/см?
Направляющие станин	Торцовых поверхностей	СЧ21-40	ЧК 150X32X32X5X3 Л020Б1100%	0,02—0,03	24	—	1,5	0,002 — 0,005	Эмульсия

 

 

32. Достигаемые точность и шероховатость поверхности при отделочной обработке абразивным инструментом

Погрешности геометрической формы, мкм		Шероховатость поверхности по ГОСТ 2789-73 Класс Rа, мкм		Область применения
до обработки	после обработки	до обработки	после обработки
Тонкое шлифование
30—50	10	6—7 2,5—0,63 7—8 1,25—0,32	9—10 0,32—0,08 10—11 0,16—0,04	Обработка цилиндрических, плоских и фасонных поверхностей по 1 — 2 классам точности и шероховатости поверхности Rа=0,32—0,04 мкм (9—11-й классы)
Хонингование
30—50	5—1.0	6—7 2,5—0,63 8—9 0,63—0,16	8—9 0,63—0,16 10—12 0,16—0,02	Обработка отверстий по 1—2-му классам точности и шероховатости поверхности Rа=0,63—0,02 мкм (8—12-й клаcсы)
Доводка
5—10	0,5—1,0	7—8 1,25—0,32 8—9 0,63—0,16	9—11 0,32—0,04 11—12 Rа =0,08—0,02 13—14 Rz=0,1— 0,025	Обработка плоских, наружных и внутренних цилиндрических поверхностей по 1-му классу точности и выше и шероховатости поверхностиRа=0,16—0,02 мкм (10—12-й классы) иRz=0.05—0,025 мкм (13—14-й классы)
Суперфиниширование
Не исправляет		6 2,5—1,25 6—7 2,5—0,63 8—9 0,63—0,16	7—8 1,25—0,32 8—10 0,63—0,08 11—12 Rа= 0,08— 0,02 13—14 Rz =0,1—0,025	Чистовая безразмерная обработка плоских и цилиндрических поверхностей с шероховатостью поверхности Rz=0,05—0,025 мкм (14-й класс)
Полирование абразивной лентой
Не исправляет		6—7 2,5—0,63 7—8 1,25—0,32	8—9 0,63—0,16 9—10 0,32—0,08	Чистовая безразмерная обработка криволинейных, цилиндрических и плоских поверхностей с Ra=0,16—0,08 мкм (10-й класс)

 

34. Режимы тонкого шлифования

Параметры	Шлифование
	круглое врезное	круглое проходное	внутреннее
Скорость круга, м/с Скорость изделия, м/мин Скорость продольной подачи в долях  ширины круга на один оборот изделия Поперечная подача   Выхаживание	35 25—50   — 0,1—0,3 мм/мин   5—10 с	35 2.0—45   0,1—0,2 0,005—0,01 мм/дв. ход   2—5 дв. ход	20—30 25—60   0,1—0,3 0,01 мм/дв. ход 4—7 дв. ход

 

34. Режимы правки абразивного круга при тонком шлифовании

Правящий инструмент	Проходы	Режимы правки
		Продольная  подача, м/мин	Поперечная подача, мм на один ход стола	Число одинарных ходов
Алмаз	Предварительный Окончательный	0,2—0,4 0,05—0,15	0,02—0,03 0—0,01	3—5 1—2
Абразивный круг из карбида  кремния черного	ПредварительныйОкончательный	1,2—1,6 0,6—1,0	0,02—0,03 0—0,01	4—6 3—4

 

При обработке тяжелых корпусных деталей или деталей с отверстиями малого диаметра и большой глубины при l:d>2,5, а также на станках с малой жесткостью шпинделя применяется шарнирное крепление хонинговальной головки на шпинделе станка и жесткое крепление обрабатываемой детали. В тех случаях, когда наладкой обеспечивается точное центрирование детали при несоосности шпинделя станка и обрабатываемого отверстия, не превышающей 0,03—0,05 мм, применяется одношарнирное крепление хонинговальной головки (рис, 25, в). При несоосности свыше 0,05 мм необходимо использовать двухшарнирное крепление головки и жесткое крепление детали (рис. 25,.г).

Поэтому в отдельных случаях при обработке длинных и точных отверстий (гильзы, цилиндры блоков и др.), где трудно обеспечить соосность шпинделя и обрабатываемого отверстия, кроме двухшарнирного крепления хонинговальной головки, вводится «плавающее» крепление обрабатываемой детали или режущих брусков (рис, 25, д).

Простейшая конструкция жестко закрепленной хонинговальной головки (рис. 26) состоит из корпуса головки 1, несущей режущие бруски, штанги 2 с коническим хвостовиком, соединяющим головку со станком, и штока 5, который получает осевое перемещение от механизма подачи станка и раздвигает конусами 4режущие бруски 5.

Выбор конструкции инструмента см. в работе [4]

 

Рис. 25. Схемы установки и закрепления детали и инструмента при хонинговании

 

Рабочий цикл. Учитывая особенности работы брусков, конструкция станка или специальный патрон должны обеспечивать цикл хонингования по следующей программе:

быстрое выдвижение брусков до касания с поверхностью отверстия после ввода инструмента в отверстие;

подача брусков с малым радиальным давлением (2—4 кгс/см?) для снятия шероховатостей поверхности в течение 2—3 с;

подача с большим давлением (12—15 кгс/см?) для снятия оставшегося припуска по гладкой поверхности;

быстрый отвод брусков перед выводом инструмента из отверстия

Для операций с высокими требованиями шероховатости поверхности в конце цикла хонингования вводят выхаживание при малом давлении (2—4 кгс/см?). При обработке маложестких тонкостенных деталей (типа гильз) для лучшего исправления некруглости отверстия целесообразно хонингование вести не с постоянным радиальным давлением, а с принудительной радиальной подачей брусков.

Выбор припуска и числа операций. Если основная цель операции сводится к исправлению погрешностей формы отверстия, величину припуска устанавливают по разности между исходной и заданной точностью формы отверстия.

После установления общей величины припуска назначают число операций, распределяют припуск по операциям и подбирают характеристику режущих брусков. Обработка в несколько операций вызвана невозможностью обеспечить большой съем металла и одновременно высокий класс шероховатости поверхности одними и теми же брусками. Большой припуск при хонинговании можно снять крупнозернистыми брусками, которые, срезая металл, сохраняют шероховатость поверхности, необходимую для самозатачивания брусков. Поэтому основной припуск должен быть снят на первой операции. На чистовых операциях припуск должен быть достаточным лишь для снятия шероховатости поверхности после предварительного хонингования. Шероховатость поверхности по 7—8-му классам (Rа=1,25?0,32 мкм) надежно обеспечивается одной операцией хонингования в поточном производстве, для получения меньшей шероховатости рекомендуется хонинговать в две операции и более.

 

Рис. 26. Конструкция жестко закрепленной хонинговальной головки

 

В табл. 35 приведены рекомендации по выбору припуска и числа операций. Если точность геометрической формы отверстия обеспечивается предыдущей обработкой и необходимо лишь уменьшить шероховатость, для выбора припуска следует пользоваться рекомендациями, приведенными в табл. 36.

Характеристика режущих брусков. Алмазный инструмент на металлической связке применяют для обработки чугуна и закаленной стали со снятием больших припусков (0,05 мм и выше), обработки твердых сплавов, хонингования в автоматическом цикле с применением активного контроля, обработки малых отверстий до 10 мм, обработки нескольких деталей пакетом, шлицевых и разобщенных поверхностей.

Детали из незакаленной стали можно обрабатывать алмазными брусками или абразивными брусками на вулканитовой связке. При чистовом хонинговании с получением шероховатости 9—10-го классов (Rа=0,32?0,08 мкм) и выше, а также при обработке деталей из цветных металлов целесообразнее использовать абразивные бруски.

Рекомендации по выбору характеристики алмазных брусков приведены в табл. 37, а абразивных брусков — в табл. 38.

Число, размеры и форма брусков. Число режущих брусков в головке выбирают максимальным. Наиболее эффективно исправляет исходные погрешности геометрической формы головка с четным числом (8, 6, 4, 2) Диаметрально расположенных брусков по окружности. В этом случае бруски работают попарно, шток радиальной подачи брусков разгружается от одностороннего действия радиальных сил, отжимающих головку.

 

35. Выбор припуска и числа операций при хонинговании отверстий в зависимости от исходной погрешности формы и шероховатости поверхности

Погрешность формы, мкм		Шероховатость поверхности, мкм (классы)		№ операции	Припуск на операцию, мкм	Ожидаемые результаты хонингования
исходная	требуемая	исходная	требуемая			Погрешность формы, мкм	Шероховатость поверхности Rа, мкм (класс)
100—150	4—5	Rz=40?10 (4—5)	Rа=0,32?0,08 (9—10)	1 2 3	150—200 20—30 12—15	15—20 6—10 4—5	2,5—0,63(6—7) 0,63—0,16(8—9) 0,32—0,08(9—10)
50—90	3—4			1 2 3	80—120 15—25 8—12	10—18 5—9 3—4	2,5—0,63(6—7) 0,63—0,16(8—9) 0,32—0,08(9—10)
25—40	2—3	Rz=20?10 (5) Rа=2,5?1,25 (6)		1 2 3	50—70 12—15 6—12	8—12 4—6 2—3	1,25—0,32(7—8) 0,63—0,16(8—9) 0,32—0,08 (9—10)
12—15		Rа=2,5?0,63 (6—7)		1 2	20—35 10—12	5—9 2—3	1,25—0,16(7—9) 0,32—0,08(9—10)
6—12	1—2			1 2	15—20 4—6	2—4 1—2	0,63—0,16 (8—9) 0,32—0,08 (9—10)

 

36. Выбор припуска при хонинговании отверстий в зависимости от шероховатости поверхности

Шероховатость поверхности, мкм (класс)		Рекомендуемая величина припуска, мкм
исходная	требуемая
Rz=40?10(4—5) Rz=20?10(5) Ra=2,5?1,25 (6) Ra=1,25?0,32(7—8) Ra=0,63?0,16(8—9) Ra=0,32?0,08(9—10)	Ru=2,5?0,63(6—7)	30—40
	Ru=1,25?0,32(7—8)	25—30
	Ra=0,63?0.16(8—9) Ru=0,32?0,08(9—10) Ru=0,16?0,04(10—11)	15—20 10-15 5—10

 

Длину брусков lб выбирают в зависимости от длины обрабатываемого отверстия L,. Лучшие результаты по точности геометрической формы достигаются при lб= (0,5?0,75) L.

Для обработки коротких деталей по 2—3-му классам точности при l<d, допускаемая длина абразивных брусков равна (1,0?1,2) L

 

 

Рис. 27. Различные соотношения между размерами деталей и длиной хода головки при хонинговании деталей с разной исходной погрешностью формы

 

Длина выхода брусков lв примерно соответствует 1/3 lб (рис. 27, а). Длиной выхода бруска из отверстия можно улучшить цилиндричность отверстия. Если отверстие до хонингования имеет форму конуса, необходимо увеличить выход брусков до 1/2 lб со стороны меньшего диаметра и соответственно уменьшить lб с противоположной стороны (рис. 27, б).

При наличии корсетности отверстия детали выход брусков следует уменьшить до (1/4?1/6) lб (рис. 27, в). В случае бочкообразной формы отверстия выход брусков необходимо увеличить до (1/2?2/3) lб (рис. 27, г).

 

37. Выбор зернистости брусков для хонингования в завискмости

Погрешность геометрической формы, мкм		№ операции	Шероховатость поверхности Rа(класс) после хонингования	Рекомендуемая зернистость брусков при обработке
исходная	требуемая			закаленной стали	чугуна
100—50	4—5	1 2 3	2,5—0,63 (6—7) 0,63—0,16 (8—9) 0,32—0,08(9—10)	А 200/160 АС 63/50—50/40 63С (М28— М40)	А 160/125—125/100 АС 50/40—40/28 63С (М14—М28)
50—90	3—4	1 2 3	2,5—0,63 (6—7) 0,63—0,16 (8—9) 0,32—0,08 (9—10)	А 200/160—160/125 АС 63/50—50/40 63С (ОД28—М40)	А 160/125—125/100 АС 50/40—40/28 63С (М14—М28)
25—40	2—3	1 2 3	1,25—0,32 (7—8) 0,63—0,16(8—9) 0,32—0,08 (9—10)	АС 100/80—63/50 АС 63/50—40/28 63С (М40—М28) К	АС 80/63—63/50 АС 50/40—40/28 63С (М28—М14) К 63С (4—М40) Б
12—15		1 2	1,25—0,16(7—9) 0,32—0,08 (9—10)	АС 80/63—50/40 63С (М40—М28) К	АС 63/50—40/28 63С М28К; 63С4Б 63С (М28—М14) К 63С (4— М40) Б
6—12	1—2	I 2	0,63— 0,16(8—9) 0,32—0,08 (9—10)	АС 63/50—40/28 63С (М28—М20) К	АС 50/40—40/28 63С (4—М28) Б 63С (М20—М14) К 63С (М40—М28) Б

 

38. Выбор характеристики абразивных хонинговальных брусков в зависимости от припуска и обрабатываемого материала

Припуск, мкм	Шероховатость поверхности Rа, мкм (класс)	Материал зерна	Зернистость	Твердость	Связка	Материал зерна	Зернистость	Твердость	Связка
Сталь закаленная НRС 50						Сталь незакаленная HRC  40
50—100 30—80 20—50 10—25 5—10 2—5	2,5—0,63 (6—7) 1,25—0,32 (7—8) 0,63—0,16(8—9) 0,32—0,08 (9—10) 0,16—0,04 (10—11) 0,08—0,02 (11 — 12)	—				15А; 44А	25—40 16—25 10—16 6—10	Т	В
		63С	М40—4 М20—М40 М5—М20	СМ1—С1 М2—СМ1 М2—МЗ	Б, К
					Б, Г	—
Бронза, алюминий, латунь						Чугун
50—100 30—80 20—50 10—25 5—10 2—5	5—0,63 (6—7) 1,25—0,32 (7—8) 0,63 — 0,16 (8—9) 0,32—0,08 (9—10) 0,16—0,04 (10—11) 0,08—0,02 (11—12)	63С	8—12 5—8 М40—4 М20—М40	С1—СТ1 СМ2—С2 СМ1—СМ2 МЗ—СМ1	К	63С	8—12 5—8 М40—4 М28—М40 М20— М28 М5—М20	СТ1—СТЗ С2—СТ2 С1—СТ1 СМ2—С2 МЗ—СМ2 М2—СШ	К
									Б,  К
		—							Б, Г
*? Б — бакелитовая; В — вулканитовая; Г — глифталевая; К — керамическая.

 

Окончательную длину выхода брусков уточняют в процессе наладки с учетом характера и величины искажения геометрической формы отверстия до хонингования.

Ширину брусков надо выбирать с учетом числа одновременно работающих брусков в хонинговальной головке.

Отношение режущей поверхности брусков к обрабатываемой поверхности отверстия должно быть равно 0,5—0,6 при хонинговании гладких отверстий и 0,8—1,0 при хонинговании шлицевых отверстий. Для деталей малой жесткости это отношение надо выбирать минимальным.

 

Рис, 28» Типовые формы алмазных брусков

 

При обработке глухих отверстий необходимо предусматривать канавку для выхода брусков. Если по конструктивным соображениям ширина канавки не может превышать 5 мм, то для устранения сужения отверстия в нижней части станок оборудуют устройствами для замедления скорости продольного хода и выдержки вращающегося хона в конце каждого хода. При снятии малых припусков (до 0,02 мм на диаметр) можно хонинговать без замедления продольного хода короткими брусками, так как они более равномерно изнашиваются. Если обрабатываются многорядные отверстия и они расположены близко одно к другому, то следует применять головку с длинными абразивными брусками, чтобы при входе в обрабатываемое отверстие они направлялись одним или двумя предшествующими отверстиями.

Для отверстий, отстоящих одно от другого на большом расстоянии, применяют головки с многорядным расположением абразивных брусков. Отверстия должны быть соосны с точностью 0,01 мм. Если обрабатываемые отверстия имеют различную длину, то для каждого из них подбирают соответствующую длину абразивных брусков. При этом следует, по возможности, для каждого отверстия выдержать условия

 

      и      

 

где — длина бруска; L — длина отверстия; — длина выхода брусков из отверстия.

При обработке очень точных отверстий со снятием припуска 0,01— 0,015 мм каждое отверстие обрабатывают отдельно хонинговальной головкой с короткими бруcками.

Обработка шлицевых и других прерывистых поверхностей требует применения головки с шириной брусков, превышающей в 2—3 раза ширину паза.

Типовые формы алмазных брусков показаны на рис. 28, а, б, в (для обработки соответственно плоскостей, отверстий, наружных цилиндрических поверхностей), а их размеры приведены в табл. 39.

Размерная установка и крепление алмазно-металлических пластин.

Установка и припаивание одновременно всего комплекта брусков должны выполняться в специальном приспособлении. После пайки бруски прирабатываются в сборе с головкой притирочной пастой на хонинговальном станке по отверстию хонингуемой заготовки.

Притирочной пастой служит абразивный порошок из карбида кремния зеленого зернистостью 5, смешанный с тавотом в пропорции 1:2.

Рис. 29. Схема определения длины хода брусков

 

Пасту наносят кисточкой на алмазные бруски, которые затем притирают до  тех пор, пока площадь контакта не достигнет 60—76%. Продолжительность приработки комплекта брусков; 10—15 мин.

Р е ж и м ы   х о н и н г о в а н и я. Вначале устанавливается (табл. 40) скорость возвратно-поступательного движения головки vпр в зависимости от длины хода инструмента, где lх=L+2lв-lб (рис. 29).

При назначении скорости головки vвр необходимо учитывать отношение vвр / vпр=К. С уменьшением К повышается интенсивность самозатачивания брусков, растет производительность резания, но увеличивается шероховатость поверхности. При увеличении К бруски скорее притупляются, заглаживаются — ухудшаются режущие свойства и снижается шероховатость поверхности. Поэтому при черновом хонинговании со снятием большого припуска следует К принимать возможно наименьшим. При чистовом хонинговании К выбирают наибольшим. Значения К для  различных условий хонингования приведены в табл. 41.

Пропорциональное повышение vвр и vпр; увеличивает производительность резания при этом шероховатость мало меняется. Повышение режимов хонингования ограничивается трудностью увеличения числа двойных ходов головки, вызывающих возрастание инерционных усилий (особенно при малой длине хода на обработке коротких деталей).

Алмазные бруски можно считать подготовленными к хонингованию лишь в том случае, когда поверхность контакта алмазных брусков с обрабатываемым отверстием будет составлять не меньше 60% всей номинальной режущей поверхности алмазных брусков и будет обеспечен полный контакт по всей длине бруска.

Прочность крепления алмазно-металлической пластины к державке во многом зависит от толщины и твердости безалмазного слоя. Чтобы исключить в процессе хонингования деформацию пластины, вызывающую отрыв пластины от башмака, желательно, чтобы твердость алмазного слоя была бы не менее НВ 90 и толщина не менее 2 мм. При обработке глухих отверстий и отверстий малого диаметра головке целесообразно сообщать дополнительное осциллирующее движение с частотой 350—250 ход/мин.

 

39. Типоразмеры алмазных брусков

Исполнения:                       I                       II   Размеры,  мм
В	H	L	S		B	Н	L	S
2	2	25	1		10	4	75	2
		40					100
3	3	35					125
		50				5	75	32
		60					100
4	3	35	2				125
		50			12		100	3
	4	35					125
		50					150
5	3	50	1			6	100	2
		75					125
	4	50	2				150
		75			14	5	125	3
6	3	50	1				150
		75				6	125	2
	4	50	2				150
8		75			16	5	100	3
		100					125
		125					150
	5	75	3			6	100	3
		100					125
		125					150
П р и м е ч а н и е. Размеры брусков заключенные в скобки применять не рекомендуется,

 

40. Скорость продольного хода в зависимости от длины хода головки lх

lх, мм	vпр, мм/мм
Менее 50	5—8
50—100	8—12
100—150	12—16
Св.   150	16—20

 

41. Соотношение k между скоростью вращения vвр и скоростью возвратно-поступательного движения vпр хонинговальной головки

Материал детали	Характер хонингования	К= vвр/ vпр
Чугун	Предварительное Окончательное	3—6 4—10
Сталь сырая	Предварительное Окончательное	1,5—3 2,5—5
Сталь закаленная	Однократное после термообработки	3—5
	Однократное после шлифования	5—7
Бронза	Однократное	10—16

 

Рис. 30. Схема обработки при суперфинишировании цилиндрической поверхности:

1 — деталь; 2 — абразивный инструмент; 3 — возвратно-поступательное перемещение инструмента; 4 — продольное перемещение инструмента при обработке цилиндрической поверхности значительной длины

 

Радиальное давление брусков не следует увеличивать более 14 кгс/см? при резании алмазным инструментом и более 10 кгс/см? при использовании абразивных брусков. Станок должен иметь двухступенчатую систему разжима брусков; в начале операции (первые 2—5 с), когда бруски работают по грубошероховатой поверхности, радиальное давление не должно превышать 3—4 кгс/см? с последующим автоматическим переключением на повышенное давление.

Суперфиниширование — отделочная обработка абразивными брусками с целью уменьшения шероховатости поверхности. Здесь характерны колебательные (осциллирующие) движения и продольные подачи абразивных брусков или детали, постоянное усилие прижатия бруска к детали и малое удельное давление в зоне обработки (рис. 30).

Обработка происходит в пределах высоты неровностей микропрофиля без существенного изменения размеров и макрогеометрии поверхности.

Автоматическое прекращение процесса основано на том, что по мере снятия вершин гребешков увеличивается  контактная поверхность, уменьшается удельное давление и режущая способность брусков. Между бруском и обрабатываемой поверхностью образуется пленка смазки, которую бруски ввиду малого давления не могут разорвать.

В начальный период обработки следующей детали абразивные бруски самозатачиваются по шероховатой поверхности и восстанавливают режущие свойства.

Суперфинишированием обрабатываются цилиндрические, конические, плоские и сферические поверхности из закаленной стали, реже из чугуна и бронзы. В процессе суперфиниширования уменьшается шероховатость поверхности Rа=0,125?0,025 мкм и увеличивается опорная поверхность до 80—90%. Суперфиниширование обеспечивает высокое качество поверхности.

Основной недостаток процесса — невозможность улучшить макрогеометрию детали. Поэтому требуется высокая точность на предшествующей обработке. При недостаточно хорошей подготовке суперфиниширование приводит к вскрытию дефектов макрогеометрии и ухудшению внешнего вида поверхности. Суперфинишированию обычно предшествует окончательное шлифование с шероховатостью поверхности Rа=1,25?0,32 мкм (7—8-й классы). Шлифованная поверхность не должна иметь волнистости. При обработке в две операции основной припуск снимается на первой операции. Чистовой суперфиниш выполняется мелкозернистыми брусками со снятием припуска 1—3 мкм.

Выбор припуска и характеристики режущего инструмента (табл. 42). Припуск на сторону должен на 10—20% превышать высоту неровности поверхности, чтобы не оставалось следов предыдущей обработки после суперфиниширования.

 

42. Выбор припуска и характеристики брусков в зависимости от исходной и требуемой шероховатости поверхности детали

Материал обраба-тываемой детали	Шероховатость поверхности Ra, мкм (классы)		Припуск, мкм	Характеристика абразивного инструмента				Зернистость алмазного инструмента
	до суперфиниширования	после суперфиниширования		Материал зерна		Зернистость	Твердость
Чугун	Rz =20?10 (5) Ra =2,5?1,25 (6)   Rz = 20?10 (5) Ra=2,5?1,25 (6)	1,25—0,63(7)	10—20       15—25 6—10   8—12 5—8     6—10	63С		8—6       М40       М28 М20     М14	С1—СТ1       СМ2—С2 СМ2-С1	АСР 50/40
		0,63—0,32 (8)						АСМ 40/28
	2,5—0,63 (6—7)
		0,32—0,16 (9)					СМ1—С1	АСМ 20/14—14/10
	1,25—0,32 (7—8)
		0,16— 0,08 (10) 0,16 — 0,04 (10—11) 0,08—0,04 (11) 0,08—0,02 (11 — 12)					МЗ—СМ2	АСМ 14/10—10/7
	0,32—0,16 (9) 0,32—0,08 (9—10) 0,16—0,08 (10)		4—6			М10	М2—СМ1	—
			3—4			М7	М1— МЗ
	Rz =20?10 (5) Ra =2,5?1,25 (6) Rz = 20?10 (5—6) Ra=2,5?1,25 (6)	1,25—0,63(7)	10—20		23А	8—6	С1—СТ1	АСВ  50/40
		0,63—0,32 (8)	15—25 6—10   8—12 5—10 6—10			5—4 4—М40   М40; М28 М28; М20   М14   М14; М10 М7   М7; М5   М5	СМ2—С2   СМ1—С1 МЗ—СМ2	АСМ  40/28—28/20
	2,5—0,63 (6—7)
		0,32—0,16 (9)						АСМ 20/14—14/10
							М2—СМ1
	1,25—0,32 (7—8)							АСМ 14/10—10/7
		0,16—0,08 (10) 0,16—0,04 (10—11)					М1—МЗ
	0,32—0,16 (9)							—
			4—6
		0,08—0,04 (11) 0,08—0,02 (11—12)					М1—М2
	0,16—0,08 (10)		3—4 4—5
		0,04—0,02(12)
	Rz =20?10 (5) Ra =2,5?1,25 (6) Rz = 20?10 (5) Ra=2,5?1,25 (5—6)	1,25—0,63(7)	10—20   15—25 6—10   8—12 6—8 8—12		63С	8—6   М40 М40; М28   М20 М14—М10 М7	С2—СТ2 С1—СТ1 СМ2—С2	АСМ 40/28—28/20 АСМ 20/14—14/10
		0,63—0,32 (8)
	2,5—0,63 (6—7)
		0,32—0,16 (9)					СМ1—С1	—
	1,25—0,32 (7—8)
		0,16—0,08 (10)					МЗ—СМ2

 

В качестве режущего инструмента применяются абразивные и алмазные бруски, реже чашечные и плоские круги.

Алмазные бруски применяют на операциях, где необходимо снизить шероховатость поверхности с Ra=1,6–5 мкм (5—6-й классы) до Ra=0,2–0,63 мкм (8—9-й классы). На чистовых операциях для получения гладких поверхностей выше 9-го класса (Ra=0,1–0,16 мкм и менее), а также при обработке цветных металлов и незакаленной стали применяется абразивный инструмент из карбида кремния; бруски из электрокорунда применяются для суперфиниширования закаленной стали средней твердости.

В процессе суперфиниширования работоспособность режущих брусков быстро снижаетcя из-за заполнения режущей поверхности и пор металлической стружкой, вызывающей «засаливание» брусков. Поэтому наиболее эффективным для суперфиниширования является применение импрегнированных абразивных брусков, у которых поры заполнены серой, стеарином или другими веществами, выполняющими роль «твердой смазки».

Механизм действия «твердых смазок» состоит в том, что под влиянием тепла в зоне резания они плавятся и смазывают контактные участки инструмента и детали, уменьшают работу трения и препятствуют налипанию металлической стружки на режущую поверхность бруска, По сравнению со стандартными абразивными брусками импрегнированные твердой смазкой бруски обеспечивают повышение на 2— 3 класса шероховатости поверхности и до 5 раз повышение стойкости инструмента.

Размеры и число брусков. Ширину и число брусков выбирают в зависимости от диаметра обрабатываемой детали. Для малых диаметров детали ширина брусков не должна превышать 0,5 детали, Если деталь имеет шпоночную канавку, ширина бруска должна быть не менее полуторной ширины шпоночной канавки. При обработке прерывистых шлицевых поверхностей ширина бруска должна охватывать не менее двух шлицев. Детали диаметром 60 мм и более обрабатываются двумя—четырьмя брусками, закрепленными по два на каждой державке, В среднем угол охвата брусками составляет 60—75°. Длину брусков выбирают в зависимости от длины обрабатываемой детали.

При обработке коротких шеек, ограниченных буртами, длину бруска выбирают меньше длины шейки на величину размаха колебания брусков.

Для обработки длинных деталей длину бруска выбирают в 1,5—3 раза меньше длины детали. При врезном суперфинишировании (с осцилляцией без продольной подачи) с целью уменьшения корсетности применяют бруски с выточкой в средней части. Для получения точной цилиндрической поверхности применяют короткие бруски, составляющие 1/3 длины обрабатываемой шейки. Брускам сообщается осциллирующее и продольное движение. При этом длина хода бруска должна обеспечивать перебеги бруска с каждой стороны на величину размаха осцилляции.

Режимы резания. Установление режимов при суперфинише заключается в подборе окружной скорости (vвр) и давления брусков, Скорость колебательного движения (vкол) ограничивается возникающими инерционными усилиями при реверсировании и обычно не превышает 5—7 м/мин при амплитуде колебаний до 6 мм,

На процесс резания оказывает влияние соотношение

С уменьшением К лучше восстанавливается режущая способность брусков, увеличивается интенсивность съема металла и шероховатость поверхности. Поэтому целесообразно вести обработку с переменным значением K, в начале цикла принимают vвр=(2?4) vкол, а в конце цикла vвр=(8?16) vкол..

Для мягких материалов и шероховатой поверхности значение К больше, для твердых материалов — меньше.

Применение дополнительного медленного возвратно-поступательного движения детали относительно брусков (vпр==1?2 м/мин) ускоряет процесс съема металла.

При суперфинише применяют низкие удельные давления: для стали 1—3 кгс/см?, для чугуна 1—2 кгс/см?, для цветных металлов 0,5—1,0 кгс/см?.

В новейших конструкциях суперфинишных станков удельные давления увеличены до 6 кгс/см?, а число осцилляций инструмента возросло до 700—1500 кол/мин. Этим достигается повышение съема металла до 10—15 мкм.

Полирование (табл. 43). Процесс безразмерной отделочной обработки предназначен для снижения шероховатости поверхности без исправления погрешностей геометрической формы, Наибольшее применение полирование имеет для декоративной отделки и чистовой обработки фасонных поверхностей, где размерная и геометрическая точность Получена на предшествующей обработке или вовсе не требуется.

 

43. Способы полирования и область их применения

Способы полирования

Область применения

Эластичными кругами   Абразивной шкуркой       Абразивом во вращающихся барабанах и виброконтейнерах Абразивно-жидкостной струей

Декоративное полирование. Обработка фасонных поверхностей Полирование цилиндрических, плоских и конических поверхностей. Обработка прецизионных деталей сложных форм (пресс-формы, штампы и др.). Полирование криволинейных поверхностей под окраску (автомобильные кузова, холодильники и др.) Декоративное полирование мелких и средних деталей сложных форм. Скругление острых кромок в деталях машин Полирование режущего инструмента с одновременным формированием заданного микрорельефа поверхности. Обработка внутренних труднодоступных участков в деталях

 

Процесс полирования осуществляется абразивными инструментами на эластичной основе, обеспечивающей малые удельные давления резания (0,3—2,0 кгс/см?) независимо от изменений конфигурации обрабатываемых поверхностей.

В процессе предварительного полирования удаётся снимать припуск до 0,3 мм за счет применения крупнозернистых абразивных порошков (зернистостью 16—80) и высоких скоростей резания (15—35м/с).

Этот процесс фактически является разновидностью шлифования и эффективен для подготовки поверхности к чистовому полированию и перед металлопокрытием.

В качестве абразивного инструмента при полировании применяются эластичные круги и абразивные шкурки. Эффект полирования достигается также при обработке деталей во вращающихся барабанах, виброконтейнерах и струйно-абразивных установках, где режущим инструментом служит свободный абразив или абразивные тела.

При полировании эластичными кругами достигается широкий диапазон классов шероховатости поверхности от 7-го до 12-го класса (Ra=1,25–0,025 мкм).

Учитывая большое разнообразие обрабатываемых деталей и требований по шероховатости поверхности в табл. 44—46 приводятся рекомендации по выбору типа эластичных кругов, режущих абразивных материалов и скоростей резания для получения исходных технологических данных эффективного полирования кругами.

 

44. Типы кругов на эластичной связке и область их применения

Тип эластичного круга

Область применения

Войлочный с накатанным абразивным зерном Фетровый и войлочный с подводом абразивной пасты в зону резания Текстильные круги с подводом абразивной пасты в зону резания Круги на вулканитовой связке Лепестковые круги

Предварительное полирование с большим съемом для получения 6—8-го классов (Ra=2,5–0,32 мкм) шероховатости поверхности Чистовое полирование для получения 9—10-го классов (Ra=0,32–0,08 мкм) шероховатости поверхности Чистовое и зеркальное полирование для получения 10— 12-го классов (Ra=0,16–0,02 мкм) шероховатости поверхности Полирование прецизионных поверхностей с сохранением исходных геометрических параметров Предварительное и полуокончательное полирование для получения 7—10-го классов (Ra=1,25–0,08 мкм) шероховатости поверхности

 

Для получения высоких классов шероховатости поверхности обработку следует вести в несколько операций с применением абразивного инструмента разной зернистости (табл. 47).

Полирование абразивной шкуркой и лентой выполняется по двум основным схемам резания. Первая схема основана на применении высоких скоростей резания (10—40 м/с), приближающихся к уровню шлифования. Вторая схема предусматривает полирование на низких скоростях (10—60 м/мин), соответствующих уровню скоростей хонингования и суперфиниширования.

При высокоскоростном полировании в качестве режущего инструмента используются абразивные ленты и гибкие абразивные вращающиеся диски, изготовленные из шкурки.

 

45.Абразивные материалы полировальных кругов, область их применения

Абразивные материалы при полировании кругами

Область применения

Электрокорунд Наждак Карбид кремния Карбид бора Окись хрома Окись железа Окись алюминия   Венская известь   Пасты ГОИ

Предварительное и полуокончательное полирование деталей из стали и ковкого чугуна Полирование чугунов, цветных металлов Полирование цветных металлов и твердых сплавов Чистовое полирование черных и цветных металлов, особенно после металлопокрытий Чистовое и зеркальное полирование цветных металлов (окись железа для обработки более твердых материалов, окись алюминия и венская известь — для обработки более мягких материалов с высокими классами шероховатости поверхности) Полуокончательное и чистовое полирование черных и цветных металлов

 

46. Окружная  скорость полировальных кругов

Полирующий материал	Окружная скорость (м/с) при обработке
	стали, никеля и хрома	меди, латуни и бронзы	алюминия. цинка и свинца
Абразивное зерно Паста	20—35 30—35	16—25 25—30	12—20 20—30

 

47. Последовательность переходов при полировании

№ перехода	Название перехода	Зернистость абразивного материала	Требуемая шероховатость поверхности Rа, мкм (класс)
1	Грубая обдирка	50—40	2,5—1,25 (6)
2	Шлифование	25—16	1,25—0,32 (7—8)
3	Предварительное полирование	12—8	0,63—0,16 (8—9)
4	Окончательное полирование	6—М20	0,32—0,04 (9—11)
5	Зеркальное полирование	М10—М5 и тонкая паста ГОИ	0,08—0,02 (11—12)

 

Абразивные ленты, работающие на ленточно-шлифовальных станках, применяются для снятия больших припусков до 0,1—0,3 мм с одновременным снижением шероховатости поверхности до трех классов, Скорость съема металла и шероховатости поверхности определяется скоростью резания, зернистостью ленты и усилием ее прижатия к обрабатываемой поверхности. Рекомендуемые технологические условия ленточного полирования даны в табл. 48. Наиболее гладкая поверхность при небольших съемах припуска получается при полировании на свободной ветви ленты. Для увеличения производительности применяют контактные ролики; конструкцию и материал для этих роликов выбирают в зависимости от назначения полирования. Контактный ролик с ободом из войлока, фетра или мягкой резины дает более гладкую обработанную поверхность и применяется на окончательных операциях. Контактный ролик с ободом из твердой резины используют для предварительных операций. При полировании плоских поверхностей опорой чаще всего является стальная плита, иногда облицованная резиной.

Контактное шлифование и полирование абразивными лентами цилиндрических деталей дает точность не свыше 0,01 мм, при обработке крупногабаритных деталей фасонного профиля точность снижается до 0,1 мм. Полирование плоскостей с использованием стальных закаленных опорных плит обеспечивает точность 0,05 мм по неплоскостности и непараллельности.

Предварительное полирование с большим съемом осуществляется лентами зернистостью 40—25, которые обеспечивают шероховатость поверхности 6—7-го классов (Ra=2,5—0,63 мкм).

При окончательном полировании лентами зернистостью 16—8 достигается 8—9-й классы (Ra=0,63—0,16 мкм); лентами зернистостью 6—3 обеспечивается 10—11-й классы (Ra=0,16—0,04 мкм). Для получения более высоких классов шероховатости поверхности ленты покрываются абразивными пастами.

При полировании жаропрочной стали с уменьшением размера абразивных зерен ленты заметного улучшения шероховатости поверхности не наблюдается. Исходя из этого, рекомендуют жаропрочную сталь обрабатывать лентами зернистостью 40—16.

Ленточное полирование имеет наибольшее применение при обработке цилиндрических и плоских поверхностей, а также фасонных поверхностей, не требующих сохранения высоких точностей геометрической формы.

Гибкие вращающиеся диски из шкурки чаще применяются для фасонного полирования без требований точности геометрической формы (обработка автомобильных кузовов, домашних холодильников и других фасонных поверхностей под окраску, предварительное полирование штампов).

При низкоскоростном полировании чаще всего заданная скорость резания достигается вращением обрабатываемой детали. Абразивная шкурка получает лишь осциллирующее движение. Этим упрощается конструкция полировального станка и улучшаются условия равномерного прилегания шкурки к форме обрабатываемой поверхности.

При низкоскоростном полировании снимаются малые припуски до 10—15 мкм с уменьшением шероховатости поверхности на один—два класса и сохранением исходной геометрической формы.

Наибольшее применение имеют шкурки из электрокорунда и карбида кремния на тканевой и бумажной основе зернистостью 8—М40

48. Режимы обработки абразивными лентами

Материал детали	Форма обрабатываемой поверхности	Тип опоры	Характеристика ленты			Скорость ленты, м/с	Плотность, кгс/см?	Охлаждающая жидкость или материал для смазки ленты
			Абразивный материал	Зернистость абразива
				При шлифовании	при полировании
Сталь	Плоская Фасонная   Цилиндрические или фасонные тела вращения	Плита Плита или контактный ролик Контактный ролик	2А	25—10   80—16	6—5 6—4 (или пасты) 6—4 (или пасты)	10—15 15—20   35-40	0,5—1,0	Сульфофрезол, масляные эмульсии, тальк, жир
							0,5—2,0
Чугун	Плоская и фасонная   Цилиндрические и фасонные тела вращения	Плита   Контактный ролик	6С	80—16     —	10—6     —	15—20     30—35		Содовый раствор
Медь	Плоская и фасонная   Цилиндрические и фасонные тела вращения	Плита   Контактный ролик		25—10       50—6	6—5     5— М40 (или пасты)	12—15       35—40	До 0,3	Масляные эмульсии, жир

для получения 9—10-го классов шероховатости (Rа=0,32—0,08 мкм) и М20—М14 — для получения 10—11-го классов (Rа=0,16—0,04 мкм). Применяются алмазные и эльборовые шкурки зернистостью 12—МЗ, отличающиеся большей стойкостью. Алмазные шкурки и бруски выпускаются также на эластичной связке и широко применяются в автомобильной промышленности на микрофинишных, полировальных и хонинговальных станках при окончательной обработке коленчатых, распределительных валов и отверстий гильз или цилиндров двигателей,

 

Заточка и доводка режущего инструмента

Общие рекомендации. Заточку и доводку режущего инструмента производят на специальных станках-полуавтоматах (см. стр. 106) или на универсально-заточных станках мод. ЗБ641, ЗВ641, ЗБ642, ЗВ642, ЗБ643 и 3640, оснащенных точными приспособлениями и принадлежностями. Разработана гамма новых современных универсально-затсчных станков мод. ЗМ42Е (вместо станка мод. ЗБ642), ЗМ642 (вместо станка мод, ЗВ642), ЗМ642Е-1 (с удлиненным столом). Осевая статическая жесткость узла шпинделя универсально-заточных станков при обработке алмазными и эльборовыми кругами должна находиться в пределах 500—800 кгс/мм.

В соответствии с ГОСТ 1584—75 универсально-заточные станки изготовляются повышенной и высокой точности (классы П и В). Допуск на осевое и радиальное биение (конического отверстия) шлифовального шпинделя для станков класса точности П соответственно 3 и 4 мкм и для класса точности В соответственно 2 и 2,5 мкм. Стандартом определены методы проверки точности универсально-заточных станков, передней и задней бабок, а также универсальной головки.

Все режущие инструменты следует после заточки подвергать доводке не по всей широкой поверхности, а только по фаскам. Ширина фасок при доводке обдирочных резцов по передней поверхности от 2 до 3 мм и задним поверхностям в пределах 1—3 мм. У чистовых резцов по передней поверхности 1,0—1,5 мм и по задним поверхностям 1,0— 2,0 мм. У разверток и зенкеров доводку зубьев следует производить по передней поверхности и заборной режущей части по фаске шириной 1,5—3,0 мм. У торцовых фрез доводка производится по задней поверхности зубьев с шириной фаски 2—3 мм. Чтобы обеспечить участие в резании и равномерную нагрузку всех зубьев, многолезвийные иинструменты необходимо доводить с биением зубьев до 0,01—0,03 мм, а у прецизионных инструментов с биением 0,005—0,01 мм. Минимальное биение и минимальная величина шероховатости поверхности зубьев многолезвийного режущего инструмента Rа=0,32—0,04 мкм (9— 11-й классы) достигается созданием точных технологических баз (центровых отверстий у концевого инструмента и посадочных отверстий у насадного инструмента, достаточно точных базовых поверхностей у державок резцов и ножей сборного инструмента) при изготовлении инструмента, применением мелкозернистых алмазных и эльборных доводочных кругов, обработкой на точных заточных станках в точных делительных приспособлениях. Точные центровые отверстия могут быть получены планетарным шлифованием на специальном станке мод. 3922-Р Каунасского завода шлифовальных станков «Нерис» или на станке мод. 25М фирмы «Техника» (Швейцария). Обработка ведется шлифовальными головками по ГОСТ 2447—76.

Предварительную заточку прецизионных режущих инструментов рекомендуется производить на одном станке крупнозернистым кругом, а доводку или чистовую заточку на другом, прецизионном станке, мелкозернистым кругом со снятием малого и равномерно расположенного припуска.

Следует стремиться к. заточке и, особенно, доводке с минимально возможной площадью контакта шлифовального круга с затачиваемым инструментом. Это достигается: фрезерованием державок у резцов и ножей у фрез под большими (на 2—3°) углами; заточкой с углами, на 2—3° большими, для доводки по узкой фаске; применением шлифовальных кругов с меньшей шириной рабочей части; поворотом шлифовальной головки и др.

Как при механической, так и электрохимической заточке следует избегать одновременной заточки и, особенно, доводки твердого сплава или сверхтвердого инструментального материала (типа эльбора-Р, карбонада О и др.) и стальной державки.

Доведенные инструменты в целях предохранения режущих кромок от повреждений при транспортировке и хранении рекомендуется покрывать тонкой прозрачной пленкой, состоящей из 25% этилцеллюлозы, 20% дибутилфталата, 55% веретенного масла № 2. Обработка производится в сварной ванне из листовой стали, снабженной масляной рубашкой, с электроподогревом и механической мешалкой. Режущий инструмент погружают на 2—3 с в расплавленную смесь (при 170—185° С). Нанесение пленки производится после очистки инструмента от коррозии, грязи и жира в 5%~ном растворе соляной кислоты, промывки и сушки.

В процессе эксплуатации все виды режущего инструмента необходимо затачивать и доводить в отделении или мастерской централизованной заточки инструмента. Передавать затупленный инструмент для заточки в инструментальный цех нецелесообразно. В условиях мелкосерийного и опытного производства централизованная заточка инструмента может осуществляться в заточном пункте при инструментально-раздаточной кладовой.

Заточка и доводка должны производиться по чертежам и технологическим процессам, разрабатываемым в соответствии с ГОСТ 14,301—73,

Выбор абразивного инструмента. Для заточки и доводки режущего инструмента следует применять шлифовальные круги из высших, наиболее качественных сортов дробленых абразивных материалов: монокорунда (45А), электрокорунда белого марок 25А или 24А, карбида кремния зеленого (64С), алмазов марок АСК, АСС, А, АСВ — в кругах на металлических связках и АСО и АСР — в кругах на органических связках, эльбора марок ЛП и ЛО в кругах на керамических связках и органических связках (для заточки) и ЛО — на органических связках (для доводки). Алмазные круги и круги из эльбора целесообразно применять из плакированных (в том числе из металлизированных) порошков,

На заточных станках высокой точности следует применять шлифовальные круги классов А и АА («прецизионные») из белого электрокорунда, монокорунда, карбида кремния зеленого. Типы, размеры и предельные отклонения от номинальных размеров таких кругов определены ГОСТ 2424—75.

Заточку резцов и торцовых фрез с пластинками твердых сплавов марок ВК8, ВК6, Т5К10 и в отдельных случаях из твердого сплава

Т15К6 можно производить алмазными кругами и кругами из карбида кремния зеленого на бакелитовой связке.

Заточку разверток, сверл, червячных фрез и других многолезвийных режущих инструментов с твердыми сплавами, инструментов из поликристаллических сверхтвердых инструментальных материалов, а также резцов из минеральной керамики следует производить только алмазными кругами.

Заточку инструмента с твердыми сплавами таких марок как Т30К4, ВК2, ВК3, ВК6 и т. п., инструмента из поликристаллических сверхтвердых материалов, а также из минеральной керамики следует производить только алмазными кругами на органических связках.

Х а р а к т е р и с т и к а    а л м а з н ы х    к р у г ов

Для заточки многолезвийных режущих инструментов с пластинками твердого сплава по задним поверхностям и резцов по задним и передней поверхностям;

на металлических связках формы АЧК, А1ЧК, АПВ, АПВД из алмазов — АСК, САМ, А, АСВ — зернистостью 200/160—125/100, на связках М013, МВ1, ТМ2, концентрацией 100%;

на органических связках формы АЧК, А1ЧК, А2ЧК, АПВ, АПВД из алмазов — АСВМ, АСРМ —- зернистостью 160/125—80/63, на связках ТО2, БИ1, Б156, БП2, Б1, Б2, БЗ, концентрацией 100—50%

на керамических связках формы АЧК из алмазов — АСК, А, САМ, АСВ, АСР — зернистостью 250/200—125/100 на связках К1, К5, концентрацией 100%.

Для заточки многолезвийного инструмента по передней поверхности на металлических связках формы А1Т, АТ, АЗТ из алмазов АСК, САМ, А, АСВ — зернистостью 160/125—80/63, на связках ТМ2, МВ1, МО13, концентрацией 100—150%:

на органических связках формы А1Т, АТ, АЗТ из алмазов АСВМ, АСРМ на связках Б156, БП2, Б2, ТО2, БЗ, БИ1, концентрацией 100%, Для заточки стружкоотводящих лунок формы А5П, из алмазов АСК САМ, А — зернистостью 125/100—63/50 на связках М04, МВ1, ТМ2, концентрацией 100—150%; для заточки стружкоотводящих порожков формы АЧК, АПП из алмазов АСК, САМ, А, на связках ТМ2, МВ1, МО13 — зернистостью 200/160—80/63, концентрацией 100, 150%.

Доводку инструмента из твердых сплавов всех марок следует, как правило, производить только алмазными кругами на органической связке. Форма алмазных кругов для доводки такая же, как и для заточки. Характеристики кругов следующие: из алмазов АСОМ, АСРМ 80/63 АСМ, АСН — зернистостью 40/28—14/10 на связках ТО2, БОЗ, Б156, БП2, Б1, Б2, Б8—концентрацией 25—50%.

Для заточки торцовых фрез со вставными ножами из твердых сплавов эффективны также круги из карбида кремния зеленого на бакелитовой связке следующих характеристик: ЧЦ150 X 80 X 32 — 64С или 63С зернистостью 40—25 и твердостью СМ2—С1 на связке Б1.

Для заточки твердосплавных резцов вручную на поворотных подручниках простейших по конструкции заточных станках мод. ЗБ631, ЗБ631А, ЗБ632, ЗБ633, ЗБ634 применяют круги прямого профиля из карбида кремния зеленого (63С) на керамической связке 5 (новая маркировка). Оптимальная твердость таких кругов М2—СМ1. Инструменты из быстрорежущей стали следует затачивать кругами из моно-

корунда (45А) и электрокорунда белого (25А, 24 А). Для заточки червячных фрез, шлицевых протяжек, разверток, зенкеров, сверл эффективны высокоструктурные круги из электрокорунда  белого (25А и 124А) на керамической боросодержащей связке К5 зернистостью 16—25, твердостью СМ1—С1, 8— 10-й структур. Круги из эльбора на керамической связке типа С10, наиболее эффективны для чистовой заточки инструментов из высоколегированных ванадием, кобальтом и молибденом быстрорежущих сталей. Характеристика кругов для заточки по задним поверхностям: формы ЛЧК из эльбора марки ЛП или ЛО зернистостью 12 на связке С10 твердостью С1—СТ1структурой 6, концентрацией 100%, и для заточки по передней поверхности зубьев: формы Л1Т, ЛП, ЛО зернистостью 12—8, на связке С10 твердостью М1—С2, структурой 9, концентрацией  100%. Кругами из эльбора марки ЛП (ЛПЮ С2 С 10 100%) на станке высокой степени жесткости точности с подачей до 100 л/мин охлаждающей жидкости можно производить высокопроизводительную и точную заточку червячных фрез в режиме глубинного шлифования  (подача на глубину равна 5,5 мм и продольная подача 300—600 мм/мин).

Доводку режущих инструментов из быстрорежущей стали производят кругами из эльбора, карбида кремния зеленого и синтетических алмазов. Как правило, для доводки следует применять круги на органических связках.

 

Х а р а к т е р и с т и к и    к р у г о в

Из эльбора — АЧК, Л1Т, ЛТ, Л08—ЛМ40—Б156, БП1 или КБ 100% . Круги из эльбора на связке КБ наиболее пригодны для доводки инструментов с высокими требованиями к шероховатости поверхности и с винтовыми зубьями.

Из карбида кремния зеленого марки 64С на бакелитовой связке Б2 или глифталевой связке ГФ форм ЧК или ЧЦ, 1Т, зернистостью 6—5-й твердостью С1—С2 для получения шероховатости Rа=0,32?0,08 мкм (9—10-го классов) и зернистостью М40—М28 и твердостью СМ1— СМ2 для получения шероховатости поверхностиRа=0,16?0,04 мкм (10—11-го классов). Круги из электрокорунда белого, монокорунда, карбида кремния черного, карбида кремния зеленого 63С для доводки режущего инструмента не пригодны.

Из синтетических алмазов: формы АЧК, А1Т, АСОМ 50/40—АСНМ 60/40 на связках Т02, Б1 и др. для получения шероховатости Rа=0,16?0,08 мкм (10-го класса) и АСНМ 40/28—14/10 для лучения шероховатости Rа=0,08?0,02 мкм (11—12-го классов). Алмазные и эльборовые круги следует монтировать в точно изготовленные фланцы с балансировочными сухарями и не снимать с фланцев до полного износа. Для быстрой и точной установки фланцев с кругами на шпиндель заточного станка необходимо пригнать по калибру конусные посадочные поверхности фланцев и шпиндели шлифовальных головок, обеспечив взаимозаменяемость фланцев.

Правка кругов. При установке нового круга и в процессе заточки шлифовальные круги из электрокорунда белого, монокорунда, карбида кремния, а также круги из эльбора на керамической связке следует править алмазными карандашами (ГОСТ 607—75), а круги фасонного профиля — алмазами в оправе (ОСТ 2-9—70). Распространенный способ правки осколком круга из карбида кремния вручную не может

обеспечить высоких требований к точности и шероховатости поверхности режущих инструментов и в несколько раз увеличивает расход кругов. Правка кругов из эльбора на керамической связке производится алмазно-металлическими карандашами марок Н2—НЗ (ГОСТ 667—75) или алмазом в оправе. Режим правки: подача на глубину 0,01—0,03 мм/ход; скорость продольной подачи 0,3—0,5 м/мин при правке карандашом и 0,05—0,20 м/мин при правке алмазом в оправе.

Правку алмазных кругов, а также кругов из эльбора на керамической и органической связках можно производить кругами и брусками из карбида кремния зеленого (марки 63С) следующими методами:

методом шлифования на круглошлифовальном станке кругом на керамической связке зернистостью № 40—12 (в зависимости от зернистости алмазных и эльборовых кругов) и твердостью С2—СТ1 — для правки кругов на металлических связках и СМ2—С2 на органических связках. Алмазный круг или круг из эльбора устанавливают на точной оправке в центрах станка. Он вращается со скоростью 45— 60 м/мин, а правящий круг — со скоростью 20—35 м/с;

методом обкатки в специальном приспособлении с тормозным устройством для притормаживания правящего круга и создания таким образом правящего действия. Приспособление в процессе правки подается на алмазный или эльборовый круг и одновременно перемещается вдоль круга;

правкой абразивными брусками из карбида кремния зеленого марки 63С зернистостью №25, твердостью СМ1—СМ2 на керамической «связке. Брусок закрепляют в тисках на столе заточного станка. Круг из эльбора или алмаза вращается с рабочей скоростью. Правка ведется с продольной подачей абразивного бруска 1—2 м/мин и подачей на глубину 0,01—0,03 мм/дв. ход.

Централизованную правку новых алмазных и эльборовых кругов перед вводом их в эксплуатацию можно производить на специальном станке мод. ВК-65 кругами из карбида кремния зеленого ЧЦ 150 X 80 X 32.и ПП 150 X 16 X 32 (по ГОСТ 2424—75). Режимы правки: скорость алмазного круга 0,3—1,0 м/с, скорость абразивного круга 19 м/с, продольная подача абразивного круга 2,0 м/мин, подача на глубину осуществляется вручную.

Правку при всех методах необходимо производить с обильным охлаждением. Круги форм АЧК, АТ, АПВ, АПВД можно править притиркой на точной чугунной или стеклянной плите с помощью суспензии из карбида кремния зеленого зернистостью №8—20 (в зависимости от зернистости алмазного или эльборного круга). Правку производят вручную круговыми движениями. Правку алмазных токопроводящих кругов на металлических связках при электрохимической заточке можно производить путем изменения полярности тока с помощью латунного или бронзового бруска. Эффективным способом поддержания высокой работоспособности алмазных кругов на металлических связках является ультразвуковая их очистка в процессе шлифования и заточки. Ультразвуковое устройство состоит из магнитострикционного преобразователя (мощностью 200 Вт и частотой колебаний 20 кГц), припаянного к нему концентратора и сменной насадки, через которую подается смазывающе-охлаждающая жидкость. Расстояние между торцом насадки и рабочей поверхностью круга до 2 мм. Ультразвуковые колебания через смазывающе-охлаждающую.жидкость.очи щают рабочую поверхность алмазного круга от налипших частиц сошлифованного материала изделия и разрушенных алмазных зерен. Ультразвуковая очистка наиболее эффективна при шлифовании и заточке инструмента из стали или при одновременной обработке твердого сплава или сверхтвердого материала со стальной державкой.

Выбор смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ). Заточку алмазными и эльборовыми кругами на металлических и керамических связках следует производить с применением СОЖ. Заточку и доводку кругами на органических связках можно производить без СОЖ, но при этом расход алмаза или эльбора значительно увеличивается и приходится уменьшать до двух раз глубину шлифования.

Все заточные станки-полуавтоматы оснащены устройствами для подачи СОЖ. Универсально-заточные станки старых моделей (ЗА64, 1-ЗА64М и др.) можно при модернизации оборудовать устройством для охлаждения поливом.

Для охлаждения поливом при обработке алмазными кругами на металлических связках применяется следующий состав СОЖ (%): 0,4—0,7 триэтаноламина; 0,2—0,4 нитрита натрия; 0,3—0,6 тринатрийфосфата; 0,3—0,5 соды кальцинированной; 0,2—0,5 буры; 0,1 ОП-7 или ОП-10 и остальное вода, а при обработке алмазными кругами на органической и металлической связках: 0,7 триэтаноламина; 0,9 нитрита натрия; 0,1?7 или ОП-10 и остальное вода. При заточке кругами из эльбора применение воды и водных растворов кальцинированной соды не рекомендуется. В качестве СОЖ могут быть применены минеральные и водорастворимые масла. Применяют ряд составов, в том числе следующие: а) при заточке кругами из эльбора на керамической связке (% по весу): 75 масла «Индустриальное 12» и 25 сульфофрезола (или 0,1% триэтаноламина) 0,3 нитрита натрия, 0,25 глицерина, вода — остальное; б) при заточке и доводке кругами из эльбора органической связке можно применить следующие составы: 0,6% триатрийфосфата, 0,5% ализаринового масла, 0,25% буры, 0,25% нитрита натрия, воды — остальное; 3%-ный раствор товарного эмульсола; 3%-ный замасливатель БВ, остальное — вода; 4%-ную эмульсию НГЛ-205 и др.

При заточке кругами из эльбора в режиме глубинного шлифования лучшим СОЖ является масло с присадками серы, хлора и сульфированных жиров. Но такую смазывающе-охлаждающую жидкость можно применять только на заточных станках-автоматах с полностью закрытой рабочей зоной, так как в этом случае необходимо отсасывать масляный туман высокой концентрации. Для заточки режущего инструмента рекомендуются также разработанные рядом научно-исследовательских институтов и официально допущенные к применению в производственных условиях новые смазочно-охлаждающие жидкости: масло ОСМ-3 (по ТУ 38 УССР 2-01-152—73) и 5—7%-ный раствор эмульсола АКВОЛ-2 (по ТУ 38.4.01.10—70). Подробно о химическом составе и свойствах этих СОЖ см. в журнале «Станки и инструмент», № 4, 1974 г., с. 32.

В смазывающе-охлаждающие жидкости добавляются антифрикционные и противозадирные добавки. Интенсивность подачи СОЖ в зону резания при обычной заточке до 7—10 л/мин и в режиме глубинного шлифования на заточном станке-автомате до 100 л/мин. Эффективность применения СОЖ в большой мере зависит от качества очистки,

способа подачи в зону обработки, организация процессов хранения, приготовления, контроля качества и др.

Заточка и доводка резцов может производиться на специальных и универсально-заточных станках. Операции заточки и доводки, выполняемые на специальных заточных станках,  выпускаемых мукачевским станкостроительным заводом им. Кирова, приведены в табл. 49.

49. Станки для заточки резцов

Операция	Станки	Форма и размеры, мм, шлифовального круга
Заточка задних поверхностей	Полуавтоматы мод. ЗЕ.624,  ЗЕ624Э, ЗД624 Для механизированной и ручной чистовой заточки мод. 3622, 36223	АЧК 200X20 ЧЦ 2 50 X 150 или 350X200 АЧК 150X20 (10)
Заточка передней поверхности	Полуавтоматы мод. 3626, 3626Э	АЧК 150X20 (10)
Заточка и доводка вершины	Мод. 3629	АЧК 150X20 (10)
Заточка стружкоотводящих; порожков	Мод. 3626 и 3626Э Мод.  3626Л	АЧК 150X10 А5П
Доводка задних поверхностей	Мод. 3622Д	АЧК 150X20 (10)

Станки с индексом «Э» мод. ЗЕ624Э и др. предназначены для электрохимической заточки токопроводящими алмазными кругами на металлических связках типа М5—5, М013Э, МВ1. Станки для механической заточки имеют систему охлаждения с магнитной очисткой. Полуавтоматы мод. ЗЕ624 и ЗД624 имеют приспособления для заточки передней поверхности резцов. На станке мод. 3629 установлен визирно-измерительный микроскоп, позволяющий затачивать и доводить вершину резцов с радиусом до 25 мм и точностью 0,01 мм, а при внесении поправок после заточки первого резца точность может быть повышена в 1,5—2,0 раза. На станке возможна заточка и доводка задних и передней поверхностей.

Все операции по заточке и доводке резцов можно производить и на универсально-заточных станках с креплением резца в трех поворотных тисках, а доводку вершины с помощью специального приспособления П55.

Особенности заточки твердосплавных резцов по задним поверхностям и заточки стружкоотводящих порожков в режиме глубинного шлифования. Режим заточки: глубина резания 0,5—1,0 мм/дв.ход

продольная подача 0,25—0,15 м/мин; окружная скорость круга 15—20 м/с. Шлифовальные круги формы АЧК на металлической связке МВ1, М013, ТМ2 из синтетических алмазов марок АСК, АСВ, САМ, а также круги из природных алмазов зернистостью 200/160—125/100 150—100%-ной концентрации. На наружной кромке круга образуют заборный конус, примерно равный глубине снимаемого слоя твердого сплава под углом 25—35°. Стружкоотводящие  лунки выполняются алмазным кругом формы А5П, а порожки — кругом формы АПП на тех же связках. Заточка производится с охлаждением. При заточке в режиме глубинного шлифования на универсально-заточных станках старых моделей (типа ЗА64) последние необходимо модернизировать с целью увеличения мощности привода шлифовального круга и оборудовать  гидроприводом продольной подачи и устройством для подачи охлаждающей жидкости.

Заточка и доводка резцов из сверхтвердых поликристаллических материалов на основе нитрида бора — композит 0,1 (эльбор Р), композит 0,5, композит 10 (гексанит Р), а также из поликристаллов алмаза типа АСПК (карбонадо) и АСБ (баллас) и др., производится на универсально-заточных станках в трехповоротных тисках, а также на специальном станке мод. 3622Э Мукачевского станкостроительного завода им. Кирова. Станок оснащен устройством для упругой заточки. Заточка на универсально-заточном станке производится алмазным кругом АЧК 150—125, АСВ, АСР — 125/100, 80/63—Б1, Б156, Т02, БП2 — 100%, на режимах: vкр = 20?25 м/с; продольная подача 1—2 м/мин; подача на глубину 0,01—0,02 мм/дв. ход. Чистовая заточка производится кругом АЧК 125—АСН, АСМ 28/20—14/10, Б1, Б156 и др. 100%-ной концентрации. Режим чистовой заточки: vкр = 20?25 м/с; продольная подача 0,5—1,0 м/мин; подача на глубину 0,005—0,01 мм/дв. ход. Заточка производится с обильным охлаждением. Доводка необходима и может производиться на станках мод. ВАС-1, ВАС-2, НИА-С6 и др., предназначенных для шлифования и доводки (огранки) резцов из монокристаллов алмазов. Доводка производится на точных притирах из чугуна, свободного от раковин и включений, пастами из микропорошков алмаза АСН, АСМ14/Ю—5/3 лучше на оливковом масле. Предложен ряд способов интенсификации процесса заточки резцов поликристаллов сверхтвердых материалов, направленных на поддержание длительной высокой шлифующей способности алмазных кругов в процессе заточки. Предложено осуществлять: непрерывную электроискровую правку, непрерывную правку током обратной полярности; заточку с наложением ультразвуковых колебаний, ввёдение в зону шлифования активных окислителей, например, натриевой и калиевой селитры. На ВАЗе внедрена технология заточки резцов из АСПК (карбонадо) с принудительной непрерывной правкой алмазных кругов АЧК и АПП абразивным бруском из карбида кремния с помощью специального приспособления, устанавливаемого на универсально-расточном станке мод. ЗБ642 или плоскошлифовальных станках мод. 3711 и 3Г71.

Заточка спиральных сверл. У сверл затачивают задние поверхности, подтачивают сердцевину и поперечную кромку, подтачивают ленточки, затачивают переходную кромку в месте пересечения режущих кромок и ленточек сверла («двойная заточка»), Заточку сверл по винтовой, плоской и конической формам задней поверхности наиболее эффективно производить на специальных станках-полуавтоматах.

продольная подача 0,25—0,15 м/мин; окружная скорость круга 15—20 м/с. Шлифовальные круги формы АЧК на металлической связке МВ1, М013, ТМ2 из синтетических алмазов марок АСК, АСВ, САМ, а также круги из природных алмазов зернистостью 200/160—125/100 150—100%-ной концентрации. На наружной кромке круга образуют заборный конус, примерно равный глубине снимаемого слоя твердого сплава под углом 25—35°. Стружкоотводящие  лунки выполняются алмазным кругом формы А5П, а порожки — кругом формы АПП на тех же связках. Заточка производится с охлаждением. При заточке в режиме глубинного шлифования на универсально-заточных станках старых моделей (типа ЗА64) последние необходимо модернизировать с целью увеличения мощности привода шлифовального круга и оборудовать  гидроприводом продольной подачи и устройством для подачи охлаждающей жидкости.

Заточка и доводка резцов из сверхтвердых поликристаллических материалов на основе нитрида бора — композит 0,1 (эльбор Р), композит 0,5, композит 10 (гексанит Р), а также из поликристаллов алмаза типа АСПК (карбонадо) и АСБ (баллас) и др., производится на универсально-заточных станках в трехповоротных тисках, а также на специальном станке мод. 3622Э Мукачевского станкостроительного завода им. Кирова. Станок оснащен устройством для упругой заточки. Заточка на универсально-заточном станке производится алмазным кругом АЧК 150—125, АСВ, АСР — 125/100, 80/63—Б1, Б156, Т02, БП2 — 100%, на режимах: vкр = 20?25 м/с; продольная подача 1—2 м/мин; подача на глубину 0,01—0,02 мм/дв. ход. Чистовая заточка производится кругом АЧК 125—АСН, АСМ 28/20—14/10, Б1, Б156 и др. 100%-ной концентрации. Режим чистовой заточки: vкр = 20?25 м/с; продольная подача 0,5—1,0 м/мин; подача на глубину 0,005—0,01 мм/дв. ход. Заточка производится с обильным охлаждением. Доводка необходима и может производиться на станках мод. ВАС-1, ВАС-2, НИА-С6 и др., предназначенных для шлифования и доводки (огранки) резцов из монокристаллов алмазов. Доводка производится на точных притирах из чугуна, свободного от раковин и включений, пастами из микропорошков алмаза АСН, АСМ14/Ю—5/3 лучше на оливковом масле. Предложен ряд способов интенсификации процесса заточки резцов поликристаллов сверхтвердых материалов, направленных на поддержание длительной высокой шлифующей способности алмазных кругов в процессе заточки. Предложено осуществлять: непрерывную электроискровую правку, непрерывную правку током обратной полярности; заточку с наложением ультразвуковых колебаний, ввёдение в зону шлифования активных окислителей, например, натриевой и калиевой селитры. На ВАЗе внедрена технология заточки резцов из АСПК (карбонадо) с принудительной непрерывной правкой алмазных кругов АЧК и АПП абразивным бруском из карбида кремния с помощью специального приспособления, устанавливаемого на универсально-расточном станке мод. ЗБ642 или плоскошлифовальных станках мод. 3711 и 3Г71.

Заточка спиральных сверл. У сверл затачивают задние поверхности, подтачивают сердцевину и поперечную кромку, подтачивают ленточки, затачивают переходную кромку в месте пересечения режущих кромок и ленточек сверла («двойная заточка»), Заточку сверл по винтовой, плоской и конической формам задней поверхности наиболее эффективно производить на специальных станках-полуавтоматах.

Кроме этого, возможна заточка сверл на универсально-заточных станках, но с меньшей производительностью. Крестообразную («на крест»), фасонную, эллиптическую формы заточки можно осуществлять пока только на универсально-заточных станках с помощью специальных приспособлений. Заводами станкостроения в настоящее время выпускаются специальные станки для заточки сверл по двум наиболее распространенным формам задней заточки — винтовой и плоскостной (табл. 50). Винтовую заточку можно производить и на выпускавшихся ранее заточных станках мод. 3653, 3658, ЗБ653, ЗЕ653, ЗВ659, ЗА659 и др. Винтовую заточку можно производить также на универсалъно-заточном станке с помощью приспособления П10.

50. Станки для заточки сверл

Операция	Форма задней поверхности	Станки	Диаметр затачиваемых сверл, мм
Заточка задней поверхности	Винтовая	Полуавтоматы: мод. ЗГ653 мод. 3659М мод. 3653Э	6—32 12—80 6—32
	Плоскостная	мод. ЗБ650 мод. ВК-64	0,1—2,0 0,8—6,0
Подточка перемычки. Двойная заточка по переходной режущей кромке с ?=35—37,5°	—	мод. 3655 мод. ЗГ63 мод. 3659М	6—50 6—32 12—80
Подточка ленточек		Универсально-заточной (в    универсальных бабках П1 или П8)	—

 

Плоскостную заточку можно производить на универсально-заточных станках в приспособлении Б-540 конструкции ВНИИ.

Коническую заточку можно производить на станках мод. ЗБ652, 3652, 3657» а также на точильно-шлифовальных станках с помощью приспособлений ЗБ631.50, ЗБ632.50, ЗБ633.50 (модели станков указаны цифрами и буквами до точки). Заточку «на крест» выполняют на универсально-заточном станке в специальном приспособлении, разработанном на Вильнюсском заводе сверл. Ее рекомендуется производить после конической заточки. Затем шлифовальным кругом с острыми краями вышлифовывают заднюю грань сверла так, чтобы образуемая при этом перемычка между обеими режущими кромками располагалась точно по центру сверла.

Крестообразная форма заточки применяется преимущественно на сверлах для глубокого сверления, имеющих утолщенную сердцевину.

Двойная заточка сверл может производиться и на универсально-заточных станках с помощью приспособления П19. Шаг кулачков определяется по формуле  , где S — шаг винтовой линии кулачка; D — диаметр сверла. При винтовой заточке при соответствующей координации осевого перемещения шлифовального круга можно ввести в работу его угловую кромку и получить поперечную кромку у сверла с разной степенью заострения, в том числе в виде центрирующей точки, достаточно точно совпадающей с осью сверла. Такие сверла наиболее эффективны при сверлении отверстий на станках с ЧПУ (без кернения и кондуктора). Точность заточки спиральных сверл зависит в большой степени от способа ориентации сверла при его установке на заточном станке. Для ориентации применяются сменные точные втулки, оптические устройства и др. Основное требование к любому способу заточки спиральных сверл — обеспечение полной идентичности всех режущих элементов обоих лезвий сверла, а также отсутствие прижогов, трещин и других дефектов.

Заточка и доводка торцевых фрез (фрезерных головок) осуществляются на специальных станках-полуавтоматах мод. ЗА667, ЗБ667, 3682, 3669, а также на универсально-заточных станках. На станке-полуавтомате мод. 3669 можно затачивать торцовые фрезы со вставными ножами, оснащенными твердыми сплавами или из быстрорежущей стали, диаметром 100—1000 мм. На станке можно затачивать и доводить зубья фрез по задним поверхностям (на периферии, переходной кромке и торце). При установке новых ножей для выравнивания режущих кромок можно произвести шлифование фрезы по периферии, торцу и переходным кромкам. Заточку и доводку производят кругами чашечной формы диаметром 125—150 мм. Автоматическая поперечная подача на один оборот фрезы 0,002—0,03 мм. Высокую точность с биением зубьев по главной и переходной кромкам в пределах 0,02— 0,05 мм и 0,01—0,06 мм по торцовой режущей кромке у фрез для обдирочного фрезерования и с биением в пределах 0,01—0,03 мм (в зависимости от диаметра и числа зубьев у фрез) для чистового фрезерования можно обеспечить:

доводкой зубьев твердосплавных фрез алмазным кругом на органической связке (АСО—АСР 40/28—28/20 ТО2, Б156 и др. 50—100%) и фрез из быстрорежущей стали кругом из эльбора;

заточкой и доводкой фрезерных головок на станках-полуавтоматах и на универсально-заточном станке в точном приспособлении с прецизионными подшипниками и делительным диском, позволяющем жестко фиксировать фрезу в строго определенном положении (без упорки) и производить заточку при вращении круга «на пластинку» твердого сплава;

Сохранение достигнутой при заточке и доводке точности требует, чтобы заточка и доводка фрез на заточном станке и при их установке на фрезерном станке производились бы от одной и той же базы. Оптимальной базой является конусная форма (конус 7 : 24 или конус Морзе по ГОСТ 836—72).

Заточка и доводка разверток. Высокая точность геометрической формы и размера разверток достигается: доводкой по передней поверхности, заборной режущей части, по диаметру и затылочной поверхности, при изготовлении разверток и доводкой по заборной и периоди чески по передней поверхности в процессе их эксплуатации. Необходимо обеспечить получение точных технологических баз шлифованием центровых отверстий у концевых разверток и оправок для заточки насадных разверток. При изготовлении и перешлифовывании на другой размер у разверток шлифуют сначала калибрующую часть, затем участок обратной конусности, затачивают переднюю поверхность зубьев, затем заднюю поверхность зубьев на калибрующей части и на заборной, режущей части. После шлифования и заточки производят доводку по диаметру: хонингованием алмазными брусками (АМ или АСН 14/10) на металлической связке по способу, разработанному на автозаводе им. И. А, Лихачева; алмазными пастами (твердосплавных разверток) и пастами ГОИ разверток из инструментальной стали разрезными притирами из чугуна с точно шлифованными отверстиями; доводочным шлифованием на прецизионном круглошлифовальном станке мелкозернистыми кругами из эльбора или карбида кремния зеленого на органических связках. Характеристика круга из эльбора: ЛМ40КБ100% и из карбида кремния зеленого 64С 5—6 СМ2— С1. На шероховатость поверхности обрабатываемых отверстий определяющее влияние оказывает шероховатость передней поверхности зубьев разверток и отсутствие завалов режущих кромок. После доводки по диаметру и заборной части важно довести переднюю поверхность тарельчатым мелкозернистым кругом на органической связке. Характеристики кругов приведены на стр. 102 — 104.

 

Абразивная доводка деталей

Механическая абразивная доводка — наиболее распространенный метод чистовой обработки, позволяющий заменить шлифование и в некоторых случаях — фрезерование, а иногда доводка является единственно возможным методом обработки, обеспечивающим высококачественный поверхностный слой, требуемые размеры и геометрическую форму обработанных поверхностей в пределах 0,1 — 0,3 мкм. Механическая доводка позволяет повысить производительность от 2 до 6 раз по сравнению с ручной доводкой, обеспечивая получение воспроизводимых характеристик деталей машин и приборов. Качество, производительность (величина съема материала детали за единицу времени) и себестоимость обработки будут зависеть от метода абразивной доводки, типа доводочного станка, режимов и условий доводки, схемы настройки станка.

 Основные способы доводки плоских, цилиндрических и сферических поверхностей показаны на рис. 31.

Плоскодоводочные станки разделяются на две группы — однодисковые и двухдисковые с жесткой и фрикционной кинематической связью между деталями и инструментом-притиром (доводочным диском). При доводке плоских и цилиндрических поверхностей деталей наибольшее распространение получили плоскодоводочные станки отечественного производства: однодисковые с правильными кольцами (рис. 32) мод. 3803—3809, СППД-2, КЗА976 и др.; двухдисковые — планетарные и эксцентриковые (рис. 33) — мод. 3813, 3813Б, 3814П, ЗД816, ЗД817, ЗБ816И, ЗБ814, 3813Е, ПД2С-1, МШ 156, 3940, КЗА940, КЗА920, К3840, КЗА914, ТО-ПД-01 и др. Применяемые в промышленности методы абразивной доводки характеризуются способом подачи абразива в зону обработки; с непрерывной подачей абразивной смеси (суспензии) на рабочие поверхности притиров; с намазкой (нанесением) абразивной (алмазной) смеси — пасты на притиры; доводка притирами или плитами, предварительно шаржированными зернами абразивных (алмазных) паст. Для указанных методов применяется абразив в свободном состоянии в составе паст и суспензий. Наивысшие точность и качество поверхностного слоя достигаются при доводке деталей абразивными (алмазными) пастами с намазкой их на притир или притирами, шаржированными зернами пасты. Так, при доводке плоскопараллельных концевых мер на шаржированных притирах (плитах) достигается шероховатость поверхности Rz =0,05?0,025 мкм (14-й класс) и отклонения от плоскостности в пределах 0,1—0,2 мкм. Доводка с намазкой притиров абразивными пастами в зависимости от режимов и условий обработки деталей обеспечивает отклонения от плоскостности и цилиндричности доведенных поверхностей до 0,2—3 мкм (диаметром до 400 мм плоских поверхностей и диаметром до 100 мм цилиндрических поверхностей с шероховатостью по параметру Rz =0,1?0,03 мкм (13—14-й классы). Кроме указанных методов применяется доводка деталей на абразивных дисках-притирах зернистостью 8—М10 для доводки тор

 

 

Рис. 31. Способы доводки плоских (а, б), цилиндрических (б, ж) и сферических (г, д, е, з, и) поверхностей:

1 — притир; 2 — деталь; 3 — стол (устройство для крепления деталей)

 

Рис, 32. Однодисковые плоскодоводочные станки: с правилъными кольцами; с фрикционной (а) и с жесткой кинематической связями (б) между правильным кольцом, деталью и притиром:

1 — центральная шестерня; 2 — правильное кольцо; 3 — опорный ролик; 4 — притир; 5 — детальцов внутренних и наружных колец подшипников, торцовых поверхностей цилиндрических роликов из стали марки ШХ15 (НКС 59—64), магнитных сплавов и других деталей из труднообрабатываемых материалов. При доводке торцовых поверхностей колец подшипников и роликов применяют абразивные круги на основе зеленого карбида кремния марки 63С (К38) и плоских поверхностей из магнитных сплавов — круги из электрокорунда белого марки 23А (Э9) зернистостью 8—М40 на керамической связке, твердостью М2—СМ2. В качестве смазочно-охлаждающей жидкости применяют эмульсию (на 1 л воды 8—10 г кальцинированной соды и 3—5 г нитрита натрия) или дизельное топливо. При двусторонней доводке деталей типа колец с непрерывной подачей абразивной суспензии на чугунных притирах двухдисковых станков мод. 3814П, 3816П, 3817 и ПД2С-1 получены следующие результаты: отклонения от плоскостности и параллельности торцов колец диаметром 50—320 мм: 0,0003—0,001 мм; шероховатость поверхности по параметру Ra=0,08?0,02 мкм (11—12-й классы). При обработке этих же колец на абразивных дисках из карбида кремния марки 63С (К38) зернистостью М40—М10 производительность возросла в 2—2,5 раза. Однако точность формы и размеров обработанных деталей снизились в 2—3 раза. Достигнутые точность формы обработанной поверхности — неплоскостность 0,001—0,003 мм торцов колец диаметром 50—320 мм и 8—11-й классы шероховатости поверхности зависят от режимов и условий доводки. По точности и шероховатости доведенной поверхности доводочные операции разделяются на черновые грубые — припуск на обработку на сторону 0,02—0,05 мм, точность обработки (отклонения от требуемой геометрической формы доведенной поверхности) 3—5 мкм, параметр шероховатости поверхности Ra—0,32?0,08 мкм (9—10-й классы); чистовые — припуск 0,005—0,01 мм; точность обработки 1—2 мкм, параметр шероховатости поверхности Ra — 0,16?0,04 мкм (10—11-й классы); тонкие — припуск 0,0003—0,001 мм, точность обработки 0,1— 0,5 мкм, параметр шероховатости поверхности Rz = 0,1?0,04 мкм (13—14-й классы).

 

Рис. 33. Двухдисковые плоскодоводочные планетарный (а) и эксцентриковый (б) станки:

1 — центральная шестерня; 2 — сепаратор; 3 — наружное колесо; 4 — притиры; 5 -,— деталь; 6 — эксцентриковый вал; 7 — эксцентрик

Доводка прецизионных деталей производится в две—четыре операции (перехода) с постепенным понижением зернистости применяемого абразива для повышения точности и качества доведенной поверхности. Для повышения производительности процесса доводки и достижения требуемого качества обработанных поверхностей необходимо чтобы разброс размеров одновременно обрабатываемых деталей был в пределах 1/3—1/6 величины припуска под доводку. Доводка деталей осуществляется следующими абразивными материалами: 1. Для доводки стальных деталей — шлифпорошки и микропорошки из электрокорундов марок 13А—15А, 23А—24А, 37А, 33 А—34А (соответственно нормальный, белый, титанистый, хромистый), монокорунда марок 44А, 45А (М8), карбида кремния марок 63С (К39, К38, К37) с нормами зернового состава по ГОСТ 3647—71, алмазные микропорошки марок АСМ, АСН, АМ зернистостью 60/40—1/0 (по ГОСТ 9206—70*), микропорошки из эльбора ЛМ зернистостью М40—М1. 2. Для доводки твердосплавных деталей — карбид кремния, карбид бора, алмазные микропорошки. Окончательную доводку деталей из стали и мягких материалов (медь, алюминий и сплавы на их основе) рекомендуется выполнять абразивными материалами пониженной твердости — окись хрома, окись алюминия, крокус и глинозем, прокаленный при 1200—1300° С. Составы абразивных паст и суспензий зернистостью 60/40—1/0 приведены в табл. 51. Алмазные пасты по ГОСТ 16877—71 изготовляют из природных (АМ) и синтетических (АСМ) алмазов. Пасты по содержанию алмаза выпускают нормальной (Н) и повышенной (П) концентрации (табл. 52). Алмазные пасты изготовляются: а) по смываемости — смываемые водой (В), смываемые органическими растворителями (О), смываемые водой и органическими растворителями (ВО); по консистенции — мазеобразные (М) и твердые (Т). Алмазные суспензии на основе микропорошков зернистостью М40/28—М5/3 с содержанием алмаза от 0,2—2% в составе компонентов суспензии применяют с целью механизации и автоматизации процесса доводки деталей из труднообрабатываемых материалов и обеспечения стабильности качества обработки. Факторы, определяющие производительность (величину съема материала детали) и показатели качества обработки (точность размеров и геометрической формы, микро- и субмикрогеометрию обработанной поверхности и состояние поверхностных слоев) можно разделить на четыре группы. 1. Технологические факторы (условия и режимы): род абразива и рабочей жидкости абразивной суспензии, материалы притира и детали, состояние их поверхностных слоев; зернистость абразива, давление, твердость материала притира и детали, соотношение жидкой и твердой составляющих абразивной суспензии (пасты). 2. Кинематические факторы — это соотношение угловых скоростей и линейных размеров звеньев исполнительного механизма доводочного станка, определяющие вид и законы изменения скорости и ускорения относительного движения детали по притиру. 3. Динамические факторы — это средняя величина и закон изменения силы взаимодействия детали через абразивную прослойку

51. Характеристика составов абразивных паст и суспензий и область их применения

Номер состава	Абразив	Зернистость	Содержание абразива, %	Наименование компонентов или суспензии		Содержание компонентов, %		Метод доводки	Назначение доводочной операции
1	Карбид кремния зеленый	М20—М40	5—10	Керосин		40—50		Суспензиями с непрерывной подачей	Предварительная доводка стальных деталей
	Электрокорунд нормальный, белый, хромистый			Масло веретенное 2 Стеарин
						3—10
2	Электрокорунд нормальный, белый, хромистый		30—40	Масло веретенное 2		30-40		Пастами (с намазкой) и суспензиями с периодической подачей	Предварительная доводка деталей из мягкой стали, цветных металлов и сплавов на их основе
				Масло вазелиновое   Стеарин		40—60   10—20
3	Карбид кремния зеленый	М10—М14	25—30	Нитрит натрия   Вода		1—2   Остальное		С непрерывной подачей суспензии	Предварительная и получистовая доводка деталей из закаленной стали
4	Электрокорунд белый	М5—М10		Нитрит натрия   Вода		1—2   Остальное		Суспензией с непрерывной подачей	Получистовая доводка стальных деталей, полупроводниковых материалов, кварца
5	Электрокорунд, белый или титанистый, глинозем	МЗ—М5	10—15		Керосин Масло вазелиновое Стеарин Кислота олеиновая		70—80 5—10 10—20 3—5	Пастами (с намазкой) и суспензиями с периодической подачей	Окончательная доводка стальных деталей, полупроводниковых материалов, кварца
6	Глинозем прокаленный при 1000—1200°С, окись хрома или крокус	М1—МЗ							Окончательная доводка деталей из мягкой стали, цветных металлов и сплавов на их основе
7	Карбид кремния зеленый, электрокорунд белый, монокорунд	М10—М28	5—10		Керосин Масло вазелиновое Стеарин Парафин		60—70 15—20 12 3—8	Суспензиями с непрерывной подачей	Предварительная и получистовая доводка закаленных стальных деталей
8 *?	Электрокорунд белый	М1—М5	5		Стеарин Оливковое масло		3—92	Пастами (с намазкой) и суспензиями с периодической подачей	Окончательная доводка деталей из стали, цветных металлов и сплавов на их основе
9 *?	Карбид бора   Карбид кремния зеленый	4   М40	15—20   25		Глицерин   Вода		90   10	Суспензиями с непрерывной подачей	Доводка деталей из твердых сплавов
10*?	Электрокорунд белый	М7—М20	36—51		Окись хрома (для пасты М7, МЗ) Парафин Стеарин Воск пчелиный Керосин		15     16—18 21 3,5—4	Пастами (с намазкой) с периодической подачей керосина	Доводка закаленной стали
11 *?	Окись хрома	М1— М5	57		Парафин Воск пчелиный Стеарин Керосин		21,5 3,5 11 7
*? Применяют при доводке неперетачиваемых твердосплавных пластин для режущего инструмента. *? За 100%-ное содержание состава пасты (суспензии) принято содержание (%) абразива и неабразивной части пасты.
П р и м е ч а н и е.    При применении суспензий соотношение жидкой (Ж) и твердой (Т) составляющих: Ж : Т == 6 : 1 (4 : 1).

52. Содержание алмазов в пасте, цвет пасты и этикетки по  ГОСТ 16877—71

Зернистость алмазного порошка	Концентрация алмазного порошка, % по массе		Цвет пасты и этикетки		Зернистость алмазного порошка	Концентрация алмазного порошка, % по массе		Цвет пасты и этикетки
	Н	П				Н	П
60/40	10	20	Красный		10/7 7/5	3	6	Зеленый
40/28 28/20	7	14			5/3 3/2	2	4
			Голубой					Желтый
20/14 14/10	5	10			2/1 1/0	1	2

с притиром, направленной по касательной к поверхности контакта с притиром, а также амплитудно-частотные характеристики процесса, зависящие от взаимодействия технологических и кинематических факторов процесса.

4. Геометрические факторы — точность геометрической формы поверхностей детали и притира, наличие «вырезов», канавок для подвода суспензии на рабочей поверхности притира, соотношение линейных размеров обрабатываемых поверхностей деталей и рабочей поверхности притира (масштабный фактор). В табл. 53 приведены ориентировочные данные по выбору скорости и давления при доводке без учета материала детали и притира, исходя из производительности процесса. С увеличением скорости и давления производительность процесса увеличивается до некоторого критического соотношения значений давления и скорости. Шероховатость доведенной поверхности и производительность процесса доводки увеличиваются с ростом зернистости применяемых микропорошков. Наиболее распространенным материалом для притира является серый чугун с ферритной, перлитной и перлитно-ферритной структурой. Чугунные притиры обычно изготовляют из серого чугуна марок СЧ15-32, СЧ18-36, .0421-40 твердостью НВ 100—200. Перлитный чугун (НВ 130—170) наиболее износостойкий, хорошо удерживает зерна абразива и поэтому рекомендуется для шаржированных притиров. Предварительное шаржирование зерен паст в притиры осуществляется либо с помощью специального роликового приспособления либо путем взаимного шаржирования двух притиров при их относительном перемещении (иногда шаржирование производят по методу трех плит). Глубина нарушенного обработкой поверхностного слоя и его структура зависят от величины и характера изменения скорости и давления. По структуре нарушенный слой стальных деталей состоит из двух слоев: первого — трещиноватого (с микротрещинами) и второго — пластически деформированного. При наличии ускоренного движения деталей по притиру глубина нарушенного слоя уменьшается по сравнению с режимом доводки на постоянной скорости (при равенстве средних значений скоростей).
5. Режимы алмазно-абразивной доводки деталей

Вид доводки	Режимы доводки (v, м/мин: р , кгс/см?)
	суспензиями		пастами		притирами *?
	v *?	р	v *?	р	v	р
Плоская односторонняя	50—250	0,8—2	5—150	0,4—1	5—120	0,4—2
Плоская двусторонняя	50—180	0,5—2	5—100	0,4—1	5—40 0,2—1
Круглая на двухдисковых станках	10—60 (15-180)	2—4	5—30 (15-90)	1—3	—
*? Без скобок — скорость скольжения, в скобках качения. *? Предварительно шаржированными.
П р и м е ч а н и я: 1. Одновременное увеличение р и v при их значениях меньше критических вызывает вначале резкое увеличение, а затем резкое уменьшение съема материала. 2. Окончательную доводку следует осуществлять при меньших значениях диапазона скоростей. 3. vск — скорость скольжения, vкач — скорость качения. 4. Для круглой доводки р, кгс/см.

Предварительная доводка, предназначенная для снятия основного припуска, должна производиться с большими скоростями и допущением резких изменений (наличие ускорений) по траектории движения талей по притиру, исходя из уменьшения толщины поверхностного слоя с нарушенной структурой материала, хотя и крайне неоднородного по всей обработанной поверхности детали. Окончательная доводка должна производиться мелкозернистыми абразивными порошками на более низких, постоянных или плавно незначительно изменяющихся скоростях для получения малого по толщине поверхностного слоя с нарушенной структурой материала и однородного по всей обработанной поверхности. Точность геометрической формы обработанной поверхности зависит от следующего комплекса условий и факторов процесса доводки: состояния  рабочей поверхности притира — отклонения от исходной геометрической формы; распределения абразива по поверхности притира; количества подаваемой абразивной суспензии (или пасты и рабочей жидкости); величины зернистости абразива; кинематических факторов — скорость и ускорение движения величины давления; масштабного фактора. Наиболее существенное влияние на точность геометрической формы обработанной поверхности детали оказывают погрешность геометрической формы рабочей поверхности притира, кинематические и динамические факторы процесса доводки. Стабилизация точности обработки по геометрической форме, размерам поверхностей деталей в условиях мелкосерийного, серийного и массового производства обеспечивается расчетом, выбором всего комплекса факторов процесса доводки. На практике возможно осуществление стабилизации точности обработки поверхностей деталей во времени при достижении требуемого качества поверхностного слоя обработанной детали по двум принципиально различным направлениям: сохранение или периодическое восстановление исходной геометрической формы рабочей поверхности притира; поиск комплекса факторов процесса доводки, обеспечивающих в любой момент времени для данного состояния рабочей поверхности притира минимальные отклонения от требуемой формы поверхности детали и точности получаемых размеров деталей. Первое направление обычно реализуется следующими методами: либо посредством периодической принудительной правки притиров с помощью вспомогательных средств, либо выбором или расчетом режимов процесса доводки [9, 8, 5]. Второе направление может, быть реализовано путем целенаправленного изменения во времени одного или нескольких факторов процесса доводки, например, путем программированного перемещения детали по изношенной поверхности притира с определенной формой профиля по траектории движения, вид которой определяется исходя из условия достижения минимально возможной величины погрешности формы детали и зависит, прежде всего, от формы рабочей поверхности притира, или посредством определенного воздействия на обрабатываемую поверхность детали в нужном направлении вне зависимости от формы рабочей поверхности притира: изменения силового фактора — давления по длине траектории движения детали по притиру; изменения геометрического фактора — создание «каблуков» на притире; создания условий направленного движения абразива и т. д. Одним из практических решений задач второго направления является установление оптимального сочетания взаимно компенсирующихся погрешностей формы поверхности заготовки в различные моменты времени, совершающей циклическое движение по притиру, имеющему участки поверхности с различной кривизной (по величине и знаку). Способы стабилизации точности обработки поверхностей деталей следующие: 1. Периодическое восстановление формы рабочей поверхности притира посредством принудительной правки его рабочей поверхности (проточка резцом, правка притира на специальных доводочных станках с правильными кольцами, правка притира правильными кольцами и правильными шестернями, взаимная правка притиров двухдисковых станков по методу трех плит и т. д.) [5]. 2. Длительное сохранение исходной формы рабочей поверхности притира во времени — посредством создания износостойкой режущей поверхности притира (обработка притирами, предварительно шаржированными зернами алмазных паст с помощью специальных приспособлений) [5]. 3. Восстановление (сохранения) рабочей поверхности притиров непосредственно в процессе доводки путем изменения кинематических, геометрических, динамических и технологических факторов процесса доводки по методу свободного притира [9, 8, 5]: применение вспомогательных средств правки в процессе обработки детали — правка притиров правильными кольцами, специальными сепараторами и т. д. (табл. 54); выбор и расчет кинематических и геометрических факторов (распределение деталей по зонам на блоке, «плане», создание каблучного инструмента, расчет и выбор соотношения геометрических размеров, угловых и линейных скоростей, инструмента и детали и т. д. [9, 8, 5]); управление кинематическими, геометрическими и динамическими факторами (изменение закона распределения давления по зонам поверхности инструмента и т. д.); циклическое изменение по величине и направлению угловой (линейной) скорости звеньев исполнительного механизма доводочного станка (способ кинематической правки, разработанный в МВТУ) [6]; циклическое изменение кинематических и динамических факторов процесса доводки (изменение по величине и направлению, скорости и величины давления во времени); управление за счет направленности движения абразивной суспензии по поверхности притира (сочетание кинематических факторов и формы канавок для подвода абразива) [5]; выбор и расчет всего комплекса факторов процесса доводки, позволяющих стабилизировать исходную форму рабочей поверхности притира во времени. Изучение влияния всего комплекса факторов процесса доводки на закономерности процесса формообразования поверхностей позволяет технологически обеспечить требуемое качество обработанной поверхности детали при доводке свободным и связанным абразивом. Непостоянство кинематических и динамических факторов процесса доводки детали во времени приводит к изменению производительности, шероховатости поверхности и строения нарушенного обработкой поверхностного слоя детали, вызывая одновременно изменение интенсивности разрушения материала притира. Это происходит вследствие изменения скоростей и ускорения относительного движения детали по притиру, непрерывного перераспределения давления по поверхностям контакта деталь — притир через абразивную прослойку. Формообразование обрабатываемых поверхностей детали при односторонней и двусторонней доводке происходит в результате последовательного переноса через абразивную прослойку участков рабочей поверхности инструмента на деталь, перемещающуюся по полю траекторий на поверхности притира, цикл которых определяется передаточным отношением [5]. Вследствие наличия отклонений геометрической формы детали и притира в общем случае условия контакта поверхностей детали и притира определяются различиями в кривизне участков рабочей поверхности детали и притира и отличием закономерностей изнашивания отдельных участков рабочей поверхности притира, вызывающих перераспределение контактного давления по поверхности детали. Этим обстоятельством определяется степень копирования (переноса) формы рабочей поверхности притира обрабатываемой поверхностью детали.

54. Принципиальные схемы и технологические возможности способов принудительной правки рабочих поверхностей притиров непосредственно на доводочном станке

Способ правки притиров	Принципиальные схемы	Типы доводочного станка и приспособления	Характеристика способа, достигаемая точность правки поверхностей притиров и точность обработки деталей
Периодическая проточка резцом поверхности притира непосредственно на доводочном станке		На двухдисковых станках планетарного, эксцентрикового и других типов. Осуществляется с помощью специального приспособления с радиальной подачей резца *? 2 от периферии к центру (эск. а) или (эск. б) путем поворота верхнего притира 1 относительно нижнего притира 2 (резец 5 закреплен  в оправке, установленной в отверстии верхнего или нижнего притира в зависимости от последовательности проточки притиров)	Применяется для предварительной правки притиров. Недостатки: правка вне рабочего цикла (затрата вспомогательного времени), низкая точность формы притиров: 0,010—0,2 мм для притиров диаметром 400—1000 мм
Последовательная правка рабочих поверхностей притиров шлифованием		На двухдисковых станках планетарного, эксцентрикового и других типов. Осуществляется с помощью специальной шлифовальной головки торцевым шлифовальным кругом 5 с перемещением в радиальном направлении относительно нижнего 2 (или верхнего) притира		Применяется для предварительной правки. Недостатки те же, что и в первом способе, а также низкая стойкость абразивных кругов
С помощью специальных правильных колец		На однодисковых станках осуществляется самоустанавливающимися правильными кольцами *? 5, в которые закладываются детали3 и сепаратор 7 (эск. г), либо автономно установленным правильным кольцом (без деталей) с прижимом 4 (эск. д)		Применяется для окончательной правки в процессе доводки на однодисковых и периодическая правка на двухдисковых станках. Достигаемая точность формы притиров 0.002—0,020 мм для
С помощью специальных правильных зубчатых колес		Перемещение кольца, вращающегося за счет фрикционной связи с притиром, осуществляется при радиальном или дуговом движении. На двухдисковых станках осуществляется самоустанавливающимися правильными зубчатыми колесами 5 по поверхностям нижнего 2 и верхнего 1 притиров (эск. е). Перемещение зубчатых колес 5 осуществляется за счет принудительного вращения вокруг своей оси и вместе с условным водилом вокруг оси притира от исполнительного механизма станка 6 и 8				притиров диаметром 300—1000 мм. Недостаток — значительная трудоемкость правки. Правильные кольца и зубчатые колеса изготовляются из чугуна, стали (с твердосплавными вставками), бронзы и других металлов и сплавов с абразивным монолитным или алмазоносным слоем
Правка «притир по притиру»		На двухдисковых станках осуществляется посредством периодического взаимного  смещения осей притиров 1 и 2и взаимной их правки				Применяется как предварительная или окончательная правка в зависимости от требований точности обработки деталей. Недостаток — значительная трудоемкость правки
Правка с помощью жестко установленного кольца	—	На однодисковых станках осуществляется с помощью трубчатого инструмента с «жесткой» осью*?, установленной строго параллельно оси притира				Кинематический способ правки путем «резания» (снятия погрешности формы притира) как по первому способу
С помощью правильного кольца и дополнительной на грузки на кольцо		На однодисковых станках осуществляется специальными приспособлениями с периодическим изменением эпюры распределения давления от устройства 4 на правильное кольцо 5 в зависимости от формы и направленности износа притира 2 (эск. 3),				Применяется для окончательной правки притиров, точность формы притиров после правки 0,001 — 0,005 мм для притиров диаметром 100 — 300 мм.
С помощью правильного кольца и дополнительной нагрузки на кольцо		На двухдисковых станках осуществляется с помощью эксцентрично приложенной нагрузки на верхний притир 1 с помощью эксцентрикового или рычажного устройства 4 (эск.и, к).			Применяется для окончательной правки притиров, точность формы притиров после правки 0,001—0,005 мм для притиров диаметром 100—300 мм.
	Патент США 2944375
*? Эксплуатационные данные по применению этого способа правки с помощью жестко установленного кольца — трубчатого инструмента отсутствуют.

*?. Инструмента для правки.

Изменяя кинематические режимы обработки, можно в зависимости от состояния рабочей поверхности притиров получать различную точность обработанной поверхности детали.

Путем периодического варьирования по величине и направлению угловых и линейных скоростей рабочих органов исполнительного механизма станка, например направления и частоты вращения центрального зубчатого колеса планетарного исполнительного механизма, изменяется характер износа рабочей поверхности притира [6]. Способ кинематической правки рабочей поверхности притиров деталями в процессе их обработки позволяет длительно сохранять исходную геометрию рабочей поверхности притира и поддерживать требуемую точность геометрической формы обработанной поверхности.

Доводка плоских поверхностей. В табл. 55 приведены рекомендации по выбору зернистости абразива, материала притира и метода доводки плоских поверхностей деталей абразивными пастами и суспензиями, а в табл. 56 — данные по производительности процесса доводки при различных методах и шероховатости обработанной поверхности детали.

55, Шероховатость плоской поверхности после доводки пастами и суспензиями

Материал детали	Предварительная доводка чугунным притиром		Окончательная доводка стеклянным притиром
	Абразивная паста или суспензия	Шероховатость поверхности	Абразивная паста (зернистость)	Шероховатость поверхности
Сталь сырая	Электрокорунд М20 — М28 с керосином	Rа = 0,32?0,16 мкм (9-й класс)	М7-М5	Rа = 0,16?0,04 мкм (10— 11-й классы)
Сталь закаленная или азотированная		Rа = 0,32?0,04 мкм (9— 11-й классы)	М7 — М4	Rа = 0,040?0.02 мкм (12-й класс)
Бронза	Электрокорунд М28 с керосином или паста зернистостью 25 — 30 мкм	Rа = 0,32?0,16 мкм (9-й класс)	М7	Rа = 0,08?0,04 мкм (11-й класс)
			М7 — М4	Rа = 0,04?0,02 мкм (12-й класс)

Сравнительные данные производительности доводки деталей из закаленной стали марки Х12Ф1 (HRC 62—64) пастами на основе различных абразивных материалов зернистостью М5 приведены на рис. 34,

Абразивная способность алмазных паст в 2,5—8 раз выше абразивных при р = 0,4 кгс/см2 и v = 80?175 м/мин и в 4,5—14 раз при р = 0,88 кгс/см? и v = 80?250 м/мин. Величина суммарного съема материала при доводке пастой АСМ 5/3 пятипроцентной концентрации деталей из твердого сплава марки ВК6М, ситалла ТС-81 и керамики ЦМ332 по отношению к суммарному съему

56. Шероховатость поверхности и величина съема материала детали при различной зернистости алмазных паст

Зернистость алмазов	Метод доводки деталей
	с намазкой паст						шаржированными притирами
	Хромистая сталь НRС 60—62		Твердый сплав				Хромистая сталь НRС 60—62
	Класс шероховатости поверхности	Съём материала за 10 мин. мкм	Класс шероховатости поверхности		Съём материала за 13 мин. мкм		Класс шероховатости поверхности	Съём материала за 3 ч. мкм
АСМ 5/3 АСМ  10/7 АСМ 40/28 АСМ 20/14	13б—13в 13а—13б 10в—11а 11в—12б	44 57 50 57	14а—14б 126— 14в 11в— 12а 12б—13в		14 47 80 100		13в— \4г 136— 13Е 116—111 12в—13С	19 33 40 58
Зернистость алмазов	Метод доводки деталей
	шаржированным притирами		суспензиями
	Твердый сплав		Хромистая сталь			Твердый сплав
	Класс шероховатости поверхности	Съём материала за 4 ч. мкм	Класс шероховатости поверхности	Съем материала, мкм/мин		Класс шероховатости поверхности		Съем материала,мкм/мнк
АСМ 5/3 АСМ 10/7   АСМ 40/28 АСМ 20/14	14а—146 13а—14а 11а—13в 12б—14а	250 378 600 630	146 116	17,5 13		13в 11а		7,5 15
			—
П р я м.е ч а н и я: 1. Приведенные данные получены при доводке деталей на станке мод. С-15 с соотношением площадей детали и притира ? = 2Fдет/Fпр?25 см?/804 см? ? 0,03. 2. Доводка пастами АСМ5/3 — АСМ10/17 осуществляется притирами из перлитного чугуна, меди, латуни; пастами АСМ 20/14 — АСМ 40/28 — притирами из перлитного чугуна.

стали марки Х12Ф1 при р = 0,88 кгс/см? и v= 80?175 м/мин за 10 мин доводки составляет 1 : 0,6 : 0,15 : 0,1 при доводке на латунном притире, 1 : 0, 5 : 0, 18 : 0,08 при доводке на медном притире, 1 : 0, 34 : 0,1 : 0,1 при доводке на притире из оргстекла и 1 : 0,55 : 0,71 : 0,18 при доводке на чугунном притире.

Рис. 84. Диаграмма минуткой производительности Q в зависимости от длительности доводки на чугунном притире стали марки Х12Ф1. пятипроцентными пастами на основе (см. примечание 1 к табл. 56):

1 — .алмазного микропорошка АСМ5/3; 2 — карбида кремния 63С (К39); 5 — карбида бора В4С; 4 — электрокорунда белого 23А; 5 — монокорунда 44А (М8)  При плоской доводке деталей из закаленной стали и твердых сплавов время обновления пасты назначают в зависимости от зернистости пасты: для алмазных паст АСМ1/0—АСМ40/28 от 8 до 20 мин, для абразивных паст МЗ—М40 от 2 до 8 мин, время повторного перешаржирования от 100—250 мин для алмазных  паст АСМ 1/0—АСМ40/28 и от 3 до 15 мин для абразивных паст МЗ—М40 (большие значения соответствуют большей зернистости пасты). При круглой доводке время обновления пасты 1—5 мин. Оптимальная величина расхода пасты (навеска) на 1 см2 рабочей поверхности притира 0,040—0,080 мг при плоской и 0,060—0,120 мг при круглой доводке деталей абразивными (М1—М40) или алмазными (АСМ1/0—АСМ40/28) пастами, причем большие значения навески пасты соответствуют большей зернистости. При доводке твердосплавных деталей на притирах предварительно шаржированными алмазными зернами паст АСМ5/3—АСМ40/28 стойкость зерен в 15—25 раз выше, а суммарный съем материала с деталей за период стойкости зерен Т = 3?4 ч в 6—18 раз больше, чем при работе на притирах с намазкой пасты. Доводка деталей из закаленной стали алмазными пастами обеспечивает более высокую производительность процесса, чем доводка предварительно шаржированными притирами зернами паст. Так, при доводке деталей из хромистой стали шаржированными притирами период стойкости зерен снижается в 2 раза, а суммарный съем материала детали за период стойкости зерен Т = 2?2,5 ч снижается в 12 раз по сравнению с доводкой твердосплавных деталей. Для окончательной доводки деталей из закаленной стали, твердых сплавов и других труднообрабатываемых материалов рекомендуются притиры из ферритного или мелкодисперсного перлитного чугуна (НВ 100—130), латуни (НВ 90) или меди марки М1 (НВ 70), а при доводке алюминиевых и медных сплавов в качестве материалов притиров следует применять оптическое стекло марки МКР-1 (пирекс), перлитный чугун и цветные металлы. Притиры из оптического стекла изнашиваются в 1,5—2 раза меньше, чем чугунные, что позволяет повысить точность обработки. Стеклянные притиры дают такую же производительность при применении микропорошков зернистостью М7—М28 и М1—МЗ, но более высокий класс шероховатости поверхности у доведенной детали из закаленной стали по сравнению с чугунным притиром (при р = 0,5 кгс/см? и v = 8 м/мин). При доводке деталей из закаленной стали пастой ГОИ на стеклянных и чугунных притирах достигается шероховатость поверхности по параметру Rz = 0,1?0,05 мкм (13-й класс), Типовой технологический процесс доводки плоскопараллельных мер длины и цилиндрических калибров приводится в табл. 57. Некоторые типы приспособлений для доводки плоских поверхностей различных деталей приведены в табл. 58. Доводка цилиндрических поверхностей. Механическая доводка наружных цилиндрических поверхностей производится на двухдисковых доводочных станках с эксцентриковой наладкой. При доводке чугунными притирами погрешности формы обработанной поверхности не более 0,0002—0,0003 мм, шероховатость поверхности по параметру Rz = 0,01?0,025 мкм (13—14-й классы). Точность геометрической формы цилиндрической поверхности, так же как и плоских поверхностей, определяется комплексом факторов процесса доводки. Для доводки цилиндрических деталей применяют все три метода доводки. Обработка деталей производится в сепараторах (рис. 35). Обрабатываемая деталь устанавливается в сменном диске (кассете) сепаратора 1, в гнездах которого между притирами 2 и 4 под углом ? = 15?20? к радиусу располагаются обрабатываемые детали 3. Диск сепаратора 1 закрепляется винтами между двумя фланцами 5 и 6, В нижнем фланце запрессовано верхнее кольцо упорного подшипника 7. Нижнее кольцо этого подшипника закрепляется в диске 8, который резьбовым отверстием устанавливается на втулку 9 и контрится гайкой 10. Фиксатор 11 предохраняет собранный сепаратор от проворота относительно диска 8. Перед доводкой нижняя часть сепаратора (втулка 9 с диском 8 и нижним кольцом шарикоподшипника 7) надевается на приводной эксцентриковый вал исполнительного механизма станка. Затем устанавливается верхняя половина сепаратора с фланцами 5 и 6 и верхним кольцом шарикоподшипника7, вставляют фиксатор 11 и загружают детали. После загрузки деталей фиксатор 11 вынимают из диска собранного сепаратора. Центрирование и установка обрабатываемой цилиндрической детали в сепараторе производится или с помощью различного типа фиксирующих элементов I—IV сепаратора (рис. 35) или с помощью сменных центров шариков 1, вставок 2 и оправок 3 и т. д. (рис. 36). Примеры конструктивного исполнения центрирующих элементов сепаратора для установки цилиндрических деталей золотников, калибров и других при доводке показаны на рис. 37.

57. Типовой технологический процесс доводки плоскопараллельных мер длины и цилиндрических калибров

Наименование операции и перехода механической доводки (размеры, мм)		Характеристика оборудования и инструмента — притира		Вид абразива для доводки и правки притиров	Качество обработанной поверхности
					Шероховатость, мкм	Точность геометрической формы, мм
Плоскопараллельные меры длины (материал ШХI5, Н=1,6?2мм)
Доводочная предварительная   1. Довести измерительные поверхности в размер 2. Довести измерительные поверхности в размер		Доводочный станок планетарного типа; правка притиров		Электрокорунд М28 1.5 кг; керосин осветительный 30 л, стеарин 300 г, масло веретенное 8 л	Rа = 0,32?0,16 (классшероховатости поверхности 9)	0,003
Доводочная 1   1, Довести измерительные поверхности в размер 2. Довести измерительные поверхности в размер		доводочный станок эксцентрикового типа; правка притиров		Электрокорунд М10—5 кт; керосин осветительный 30 л, масло веретенное 3 л, стеарин 300 г	Rа = 0,08?0,04 (класс шероховатости 10)	0,002
Доводочная II предварительная 1. довести измерительные поверхности в размер		Доводочный станок эксцентрикового типа; притиры шаржировать абразивом с отклонением от плоскостности не более 0,001 мм: смазка притиров — бензин марки БР-1		Электрокорунд М7	Rа = 0,16?0,08 (класс шероховатости 11)	0,001
Доводочная IIокончательная 1. Довести измерительные поверхности в размер			Доводочный станок эксцентрикового типа; смазка притиров — бензин марки  БР-1	Электрокорунд М7	Rа = 0,08?0,04 (класс шероховатости 11)	0,001
Доводочная III. Довести измерительные поверхности в размер 2. Довести измерительные поверхности в размер			Доводочный станок эксцентрикового типа; притиры шаржировать, смазка притиров — бензин марки БР-1	Электрокорунд или монокорунд М2	Rа = 0,04?0,02 (класс шероховатости 12)	0,0001
Доводочная IV 1. Довести измерительные поверхности в размер 2. Довести измерительные поверхности в размер			Доводочный станок эксцентрикового типа; притиры шаржировать, смазка притиров — бензин марки БР-1 и керосин осветительный	Электрокорунд или монокорунд М1, М2	Rа = 0,10?0,08 (класс шероховатости 13а)	0,0001
Доводочная V
1. Довести измерительные поверхности в размер 1. Довести измерительные поверхности в размер			Доводочный станок эксцентрикового типа; Притиры шаржировать, смазка. притиров — бензин марки БР-1	Электрокорунд или монокорунд М.0,5; М1	Rа == 0,063?0,050 (класс шероховатости 13в)	0,0001
Цилиндрические калибры (материал ШХ15,  = 6?75 мм)
Шлифование окончательное
1. Шлифовать измерительную поверхность в размер	Круглошлифовальный станок			Круг ПП300Х40Х 127 24А25С2К	Rа == 0,324?0.16 (класс шероховатости 9)	0,005
Доводочная I	Доводочный станок эксцентрикового типа, притиры шаржировать			Микропорошок М7 10 г. керосин 10 л, стеарин 250 г, масло веретенное 2.5 л	Rа = 0,08?0,04 (класс шероховатости 11)	0,003
1. Довести измерительную поверхность в размер  (под хром)
Доводочная II					Rа = 0,04?0,02 (класс шероховатости 12)	0,002
1. Довести измерительную поверхность в размер
П р и м е ч а н и я: 1. Между доводочными операциями осуществляются операции: промывочная, антикоррозионная обработка, контрольная. 2. Припуск на сторону при доводке: а) Плоскопараллельных мер длины: доводочная I 10 мrм; доводочная II окончательная 3—4 мrм; доводочная III 2?3 мкм; доводочная IV 0,7?1 мкм; доводочная V 0,1—0,2 мкм; б) Гладких калибров 2—З мкм. 3. Правка притиров производится после обработки четырех — пяти партий деталей.

 

58. Приспособления для плоской доводки поверхностей деталей

	Конструкция приспособления	Основные элементы и область применения приспособлений (кассет)
		1 — деталь, 2 сепаратор (кассета), ,3 — поводок-прижим с центрирующим устройством, 4 — скоба, 5 — винт для доводки торцов цилиндрических деталей с отклонением от перпендикулярности оси цилиндра 1—3 мим
		1 — деталь, 2 — кассета, 3—гайка. Кассета для доводки сопл гидроаппаратуры на планетарных станках
		1 — деталь, 2 — кассета, З— прижим, 4 — пружина, 5 — гайка. Кассета для доводки сопл гидроаппаратуры на планетарных станках
			1 — деталь, 2 — пружина, 3 — прижим, 4 — контргайка, 5— кассета. Кассета для одновременной доводки с двух сторон установленных в кассете 5 деталей 1 запорного устройства электромагнитных клапанов
			1 — деталь, 2 — рычаги для фиксации детали. Для доводки поверхностей деталей большого размера с использованием обеих сторон кольцевого притира
П р и м е ч а н и е. Зазор между кассетой (или рычагом для фиксации детали) и притиром устанавливается не менее 0,5—1 мм.

 

Для ручной доводки наружных цилиндрических поверхностей применяют разрезные притиры 1, устанавливаемые в специальные держатели — клуппы 2 (рис. 38). Для обработки наружных поверхностей большого диаметра применяют доводочные клуппы, состоящие из двух обойм 3 к 4, перемещающихся от дифференциальных винтов 5 (рис. 38, в). Доводку внутренних цилиндрических поверхностей производят цилиндрическими притирами двух типов: нерегулируемыми (неразжимными) и регулируемыми (разжимными). Для разжима притира в его конструкции предусмотрено наличие прорези (паза) и внутреннего кольца с конусностью обычно 1 : 50 и реже 1 : 30. Длину притира делают на 30—60% больше глубины обрабатываемого отверстия. Наружный диаметр втулки-притира в зависимости от зернистости абразива выполняют на 0,05—0,020 мм меньше диаметра обрабатываемого отверстия.При доводке точных отверстий биение притира на оправке не должно превышать 0,005—0,015 мм. Отклонения от точности геометрической формы в продольном и поперечном сечениях не более 0,005—0,01 мм. Для достижения требуемой геометрии притира применяют контрпритиры, т. е. вспомогательные притиры, предназначенные для правки основных притиров. На операциях окончательной доводки деталей из закаленной стали целесообразно применять притиры из мягкой стали марок Ст2 и СтЗ или стали марки А12 (НВ 150—200), обеспечивающие по сравнению с чугунными притирами более высокую стабильность качества обработки вследствие большей износостойкости, хотя и несколько меньшую производительностъ. При доводке отверстий малого диаметра (6—10 мм) в деталях топливной аппаратуры замена чугунных притиров стальными позволила повысить точность обработки и увеличить стойкость притиров в 2—3 раза. Недостатком стальных притиров является пониженная шаржируемость абразивом и склонность к заклиниванию.

 

Рис. 35. Схема расположения цилиндрических деталей в сепараторе с различными фиксирующими элементами сепаратора:

1 — сепаратор (кассета); 2 — верхний притир; 3 — деталь; 4 — нижний притир

 

Конструкции притиров для доводки отверстий приводятся в табл. 59, Доводку отверстий производят: на вертикально-доводочных станках мод. ОФ26А (для доводки отверстий [диаметром 10—22 мм и глубиной до 100 мм); на доводочных станках—полуавтоматах ПДО (для доводки отверстий диаметром 4—25 мм и длиной до 100 мм); на доводочных станках мод. ОФ16, ОФ61, имеющих устройства для механического разжима притира и поддержания постоянства перебегов притира за края детали, что способствует повышению точности обработки. Основ ным недостатком станка мод. ОФ26А является отсутствие устройства, обеспечивающего разжим притира, поэтому в процессе эксплуатации необходимо производить изменение его наружного диаметра с помощью специального «подбива».

 

Рис. 36. Схемы установки деталей в сепараторе с помощью сменных шариков а, вставок б, оправок в

Рис. 37. Конструктивное исполнение центрирующих элементов сепаратора для установки цилиндрических деталей:

1 — сепаратор; 2 — деталь

 

Доводочный полуавтомат ПДО имеет устройство для автоматической подачи шпинделя с конусной оправкой относительно упора притира, что позволяет компенсировать износ притира. Проведенная в ЦНИТА модернизация станка мод. ОФ26А позволила устранить указанные недостатки и полуавтоматизировать доводку высокоточных отверстий:

Оптимальными режимами доводки на станке с модернизацией ЦНИТА являются окружная скорость 10,7 м/мин (400 об/мин), скорость возвратно-поступательного движения 4,8 м/мин (120 дв, ходов в минуту), средняя величина съема материала за 1 двойной ход притира 0,00015мм.

Окружная скорость vокр притира для доводки отверстий диаметром 6—13 мм должна быть в пределах 10—20 м/мин, скорость vв. п. возвратно-поступательного движения назначается исходя из получения угла ? скрещивания сетки штрихов от воздействия абразивных зерен в пределах 12—22°: tg ? = vвп/vокр ? 0,2?0,4.

Рис. 38. Конструкции притиров 1 и держателей — клупп; 2 для доводки наружных цилиндрических поверхностей:

а, б — для ручной доводки; в — для ручной доводки поверхностей большого диаметра; 3,4 — обоймы, 5 — винт

Рекомендуемое значение давления для доводки отверстий 3—30 мм в пределах 1—3 кгс/см3. Окончательная доводка осуществляется пастами на основе электрокорунда, карбида кремния зернистостью М5, окиси алюминия и алмазными пастами зернистостью АСМЗ/2—АСМ1/0, Указанные режимы обработки позволили получить при доводке отверстия втулки диаметром 8,5 мм и длиной 52 мм в условиях массового производства следующие результаты по точности: некруглость не более 0,0002—0,0003 мм, конусообразность до 0,0001 мм и изогнутость оси не более 0,00025 мм.

59. Притиры и оправки для доводки цилиндрических отверстий

Конструкция притиров и оправок	Технические характеристики и область применения
	1 — насадной притир, 2 — коническая оправка. Недостатки: непостоянство положения притира на оправке по мере его износа
	1 — притир, 2 — оправка, 3 — регулируемая гайка, 4 — штифт, 5 — шайба, 6 — болт. Для доводки отверстий диаметром более 20 мм. Недостаток: непостоянство положения притира на оправке
	Конструкция  ЦНИТА. 1 — притир, 2 — коническая оправка, 3 — шток (струна), .4 — упорная втулка, 5 — шпиндель. Обеспечивается постоянство положения притира на оправке. Применяется на доводочном станке — 3820Д для доводки отверстий во втулках плунжера и др. Деталь устанавливают в зажимном самоустанавливающемся приспособлении
	Конструкция ЦНИТА. 1 — притир, 2 — конусная игла (оправка), 3 — патрон. Обеспечивается постоянство положения притира на оправке. Применяется на станке мод. ЦНИТА-8170В для доводки направляющего отверстия в корпусе распылителя, седле нагнетательного клапана и т. д. Точность обработки отверстия в продольном сечении (конусообразность, бочкообразность, седлооборазность, изогнутость оси) до 0,001 мм и в поперечном сечении (некруглость) до 0,0005 мм. Шероховатость поверхности по параметру Ra = 0,04?0,02 мкм (12а — 12в классы) при доводке пастой 24АМ14. Обрабатываемую деталь закрепляют в цанге плавающего приспособления, которое самоустанавливается относительно притира
	Форма рекомендуемых канавок на рабочей поверхности притира для удерживании абразивной пасты — шириной 1 мм перекрещивающиеся канавки глубиной 0,5 мм и шириной 1мм

Вертикально-доводочный станок мод. 3820Д применяется для обработки отверстий диаметром 8,5—12 мм и длиной до 80 мм. Он имеет устройство для автоматического разжима притира, систему компенсации его износа, бесступенчатое регулирование величины подачи. Для доводки направляющего отверстия диаметром 6 мм и длиной 22 мм в корпусах распылителей дизельных форсунок ЦНИТА рекомендует специальный трёхшпиндельный полуавтомат мод. ЦНИТА-8170В для условий массового и крупносерийного производства, Обработка внутренних и наружных конических поверхностей. В табл. 60 приведены основные способы доводки конических поверхностей деталей топливной аппаратуры. При доводке по способу «объемного» контакта поверхностей притира и детали на доводочной бабке (табл. 60, эск. а) необходимо производить подбор-подгонку притира с целью обеспечения жесткого допуска на зазор между его направляющей частью и поверхностью отверстия в корпусе распылителя, После доводки одного отверстия необходимо править коническую поверхность притира. Известен способ доводки внутренних конических поверхностей с бесконтактным направлением притира за счет воздушной прослойки подаваемого под давлением воздуха в зазор между направляющей поверхностью притира и отверстием в корпусе распылителя. За счет этого обеспечивается соосность между притиром и обрабатываемой конической поверхностью, однако принцип объемного контакта поверхностей остается, поэтому после обработки каждой детали необходимо производить перешлифование рабочей конической части притира, Способ ЦНИТА (табл. 60, эск. б) основывается на постоянном чередовании линейного и объемного контактов конических поверхностей притира и детали. При доводке вращение имеют как притир 1, так и деталь 2. Кроме этого, притир имеет возвратно-поступательное движение вдоль оси, а деталь — в направлении, перпендикулярном оси.  Достигаемая точность обработки: точность формы поперечного сечения 0,0003—0,0007 мм, продольного сечения 0,002 мм, шероховатость поверхности по параметру Rа==0,08?0,05 мкм (11-й класс) при применении пасты 24АМ14 (М10).

 

60. Способы доводки конических поверхностей

Принципиальная схема	Техническая характеристика и область применения
	1 — цанга, 2 — справка, 3 — притир, 4 — деталь. Способ объемного контакта поверхностей притир — деталь. Применяется для машинно-ручной обработки на доводочной бабке. В производстве топливной аппаратуры применяется для доводки уплотняющего конуса в корпусе распылителя
	Способ ЦНИТА доводки внутренних конических поверхностей основан на чередовании линейного и объемного контактов: а — объемный контакт конических поверхностей; б — линейный контакт; 1 — притир, 2 — деталь, Для повышения точности геометрической формы в продольном сечении конуса детали на притире выполняют две параллельные взаимно противоположные лыски. Обработка осуществляется на пятишпиндельном полуавтомате мод. ЦНИТА-8451
	Способ ЦНИТА доводки наружных конических поверхностей основан на чередовании линейного и объемного контактов: а = объемный контакт конических поверхностей; б — линейный контакт; 1 — деталь (игла распылителя); 2 — притир

 

Доводка наружных конических поверхностей по способу ЦНИТА (см. табл. 60, эск. в) выполняется аналогично доводке внутренних конических поверхностей.

Очистка доведенной поверхностей деталей после доводки от шлама, остатков паст и суспензий осуществляется промывкой их смесью этилового спирта и бензина в соотношении 1 : 1 или в чистом или в нагретом до 30—50° С водном растворе с последующей протиркой их колонковой кистью, чистой хлопчатобумажной салфеткой, Процесс промывки и последующей протирки осуществляется неоднократно до прекращения появления темных пятен на салфетке, Промывку деталей производят также в чистом бензине марки БР1 или в нагретом до 30—50° С водном растворе тринатрийфосфата (по 30 г на 1 л воды) и эмульгатора ОП-7 (до 5 г на 1 л воды). После очистки детали просушиваются в термостате при 40—60° С в течение 10—20 мин, а затем консервируются путем нанесения специальной смазки (веретенное масло 2 с 10%-ной присадкой АКОР-1, ГОСТ 15171—70).

Очистка крупногабаритных деталей (размером 100—500 мм) в условиях серийного производства осуществляется путем двукратной промывки в ваннах с керосином при 50—60° С в течение 5—10 мин с последующей промывкой трихлорэтиленом при 50—60° С в течение 3—8 мин. в ванне или струйным способом. Сушка деталей производится при 40—60° С с последующей консервацией путем смазки окунанием в ванну с маслом НГ-203 (ГОСТ 12328—66) и обертки в конденсаторную бумагу (ГОСТ 1908—66**) для хранения в таре с крышкой в течение 1 года.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Каминский М. Е. Наерман М. А. и др. Рациональная эксплуатация алмазного инструмента. М., «Машиностроение». 1965. 240 с.
2. Меницкий И. Д., Каплан Ю. А, Универсалъно-заточные станки. М., «Машиностроение», 1968, 226 с.
3. Миндлин Я. Б. Заточка, доводка и полирование прецизионного режущего инструмента. М., «Машиностроение», 1975. 40 с.
4. Наерман М. С., Попов С. А. Прецизионная обработка деталей алмазными и абразивными брусками. М., «Машиностроение», 1971. 224 с.
5. Орлов П. Н. Алмазно-абразивная доводка деталей. М., НИИМАШ, 1972, 198 с.
6. Орлов П. Н., Нестеров Ю. И., Полухин В. А. Процессы доводки — прецизионных деталей пастами и суспензиями. М., «Машиностроение», 1975. 53 с.
7. Попов С. А., Дибнер Л. Г., Каменкович А. С. Заточка режущего инструмента. М., «Высшая школа», 1970. 314  с.
8. Семибратов М. Н. Управление формообразованием оптических поверхностей в процессе притирки. — «Оптикомеханическая промышленность»,
9. № 11, с. 55—60.
10. Формообразование оптических поверхностей, М., Оборонгиз, 1962. 432 с.

10 Черкашин В. И. Профильное шлифование. М., «Машиностроение»»

1971. 92 с.