Учебное пособие

Шлифовальные работы

5.2. Режимы шлифования

Все операции круглого наружного шлифования по интенсивности съема припуска делят на обдирочное, предварительное, окончательное и тонкое шлифование.

Обдирочное шлифование (без предварительной токарной обработки) предназначено для удаления с заготовок дефектного слоя материала после литья, ковки, штамповки, прокатки. Припуск на обработку составляет более 1 мм на диаметр. Такой припуск снимается на режимах скоростного шлифования со скоростью круга 35—60 м/с и высокоскоростного шлифования со скоростью свыше 60 м/с. После обдирочного шлифования точность обработки соответствует 8—9-му квалитетам, а параметр шероховатости Ra = 2,5—5 мкм.

Предварительное шлифование выполняют после токарной обработки, но перед термической обработкой заготовки. Предварительное шлифование производится со скоростью круга 40—60 м/с (скоростное шлифование). Точность обработки в пределах 6—9-го квалитетов, параметр шероховатости Ra = 1,2—2,5 мкм.

Окончательное шлифование выполняют после термической обработки со скоростью круга 35—40 м/с. Точность окончательного шлифования соответствует 5—6-му квалитетам, параметр шероховатости Ra=0,2—1,2 мкм.

Тонкое шлифование предназначено для получения малой шероховатости обрабатываемой поверхности (параметр Ra = 0,025—0,1 мкм). Снимается припуск при тонком шлифовании 0,05—0,10 мм на диаметр.

Для обеспечения требуемых, качеств поверхности и точности деталей при круглом шлифовании заготовка перед обработкой должна иметь припуск, который удаляется в процессе обработки. Общий припуск, т.е. слой, удаляемый в процессе обработки детали от заготовки, полученной литьем, ковкой и прочими способами, до готовой детали, удаляется за несколько технологических операций.

В индивидуальном производстве шлифование обычно выполняется в одну операцию, в массовом и серийном производствах обработка ведется в одну, две и более операций в зависимости от величины припуска, требований к точности и качеству поверхности. Характеристику круга в зависимости от марки обрабатываемого материала, его термической обработки и вида шлифования выбирают по табл. 5.2.

5.2. Выбор характеристики круга
при круглом наружном шлифовании

Режим шлифования определяют интенсивностью съема Q металла (мм³/мин) в единицу времени (мин или с). Для ориентировочной оценки уровня режима шлифования и сопоставления различных случаев шлифования удобной величиной является приведенная линейная интенсивность съема металла, отнесенная к 1 мм активной части высоты круга, мм³/(мин • мм): Q_yл = Q/Н.

Выбрав в зависимости от размеров детали, припуска на обработку, требований к шероховатости поверхности, точности обработки, характеристики станка и шлифовального круга определенную интенсивность съема металла, можно назначить окружную скорость заготовки продольную подачу S₀, и поцачу на глубину шлифования (поперечную подачу) I. Обычно режимы шлифования приводят в справочных таблицах (нормативах) режимов резания и времени обработки. По табл. 5.3 можно ориентировочно назначить режимы резания при круглом шлифовании, когда требования к точности и шероховатости поверхности не регламентированы. Последовательность выбора подач в таблице показана стрелками.

5.3. Режимы резания при круглом
наружном шлифовании незакалекной стали

В зависимости от диаметра шлифуемой поверхности (в табл 5.3 показано для диаметра 80 мм) выбирают скорость вращения заготовки (20 м/мин), назначают продольную подачу стола (0,63 H, мм, где H — высота шлифовального круга) и определяют рекомендуемую подачу на глубину шлифования (0,015 мм/ход стола). Если поперечная подача осуществляется на двойной ход стола, то табличное значение удваивают.

Выбранные значения параметров режима шлифования следует уточнить с паспортными или фактическими значениями в зависимости от частоты вращения соответствующих шпинделей.

Скорость круга v_к рассчитывают по формуле

где D_к — диаметр круга, мм; n_к — частота вращения шлифовального шпинделя, об/мин.

Расчетную частоту вращения заготовки n_з.р определяют по формуле

где v_з.р выбранная скорость заготовки, м/мин.

Уточнив это значение с возможностями станка, определяют фактическую скорость заготовки

где п_з — принятая частота вращения заготовки по паспорту станка, об/ мин.

Для разобранного примера имеем следующие паспортные данные: диаметр шлифовального круга в диапазоне 450-600 мм (фактический 550 мм), частота вращения заготовки в диапазоне 63-400 об/мин, регулирование бесступенчатое, частота вращения шпинделя шлифовальной бабки 1272 об/мин.

Подставляя в формулу фактические параметры режима резания, получим:

Продольная подача (при высоте круга H = 65 мм) на один оборот детали

S_о = 0,63 Н = 0,63 • 65 = 41 мм/об. детали

Скорость продольной подачи сгола

S_прод = S_оn_з = 41 • 85 =3500 мм/мин = 3,5 м/мин.

Поперечная подача на глубину шлифования l = 0,015 мм/ход.

Интенсивность съема металла при шлифовании

Q_м = lS_оv_з = 0,015 • 41 • 21400 = 13 200 мм³/мин.

Приведенная линейная интенсивность съема металла, отнесенная к 1 мм высоты круга:

Приведенная к единице длины высоты круга мощность шлифования N_уд = 0,12 кВт/мм. Общая эффективная мощность шлифования N_эф = N_удH = 0,12 • 65 = 7,8 кВт.

При выборе режимов шлифования для конкретных условий обработки приходится учитывать много факторов. Основными являются требования, предъявляемые к точности шлифования, шероховатости обработанной поверхности, конструктивные особенности детали, механические свойства материала, тип производства. По табл. 5.4 можно ориентировочно выбрать режимы шлифования.

5.4. Режимы шлифования при круглом
наружном шлифовании в центрах