Шлифование деталей

Шлифование деталей – технологический процесс обработки заготовок, который следует после черновых операций и закалки, путем резания с помощью абразивных инструментов. Обработка осуществляется шлифовальным кругом, который своей зернистой структурой удаляет тонкий слой с поверхности детали. Такой результат обеспечивает высокую точность, гладкость и чистоту покрытия готовых изделий после шлифовки. Технология данной обработки позволяет достичь точности показателя до 1-2 мкм с учетом соблюдения термоконстантных условий в помещении. При общих параметрах – результат может составлять 10 мкм. Предел шероховатости колеблется в диапазоне 1-0,32 мкм.

Особенности процесса шлифования

Шлифование поверхностей деталей в сравнении с другими похожими по технологии операциями имеет следующие особенности, которые обеспечивают преимущество при выборе финишной обработки деталей, в частности:

• высокая скорость в ходе операции;
• сильное нагревание за счет процесса трения (1000˚С);
• деформирование верхнего слоя обрабатываемой заготовки.

Чтобы не произошла сильная деформация поверхности, необходимо при шлифовке использовать смазочно-охлаждающую смесь, задача которой охлаждать обрабатываемые детали. Уникальность шлифовальной операции состоит в том, что ее технология позволяет проводить обработку материала с высокой твердостью (до 70 HRC) с использованием абразивного круга, твердость которого на порядок выше, чем этот показатель у заготовки.

Зачем нужна обработка деталей шлифованием

Специалисты прибегают к обработке деталей шлифованием, если нуждаются в высокоточных показателях прилегания деталей без потери системной точности и жесткости. Используя эту технологическую обработку, они обеспечивают один из видов посадки заготовок: с зазором, с натягом или переходную.

Следует отметить, что явным преимуществом шлифовального процесса считается создание качественного внешнего вида. Как правило, после точения поверхность деталей имеет неровности, царапины, раковины и рытвины, а также выглядит грязной. Произведя шлифовку, заготовка получает исключительно чистую и отполированную поверхность. Деталь приобретает привлекательный вид. Если нужно добиться эффекта полировки, то шлифование в помощь!  

Методы шлифования

Методы шлифования выбираются в зависимости от уровня сложности обрабатываемых поверхностей. К простым – принадлежат внутренние и наружные плоскости цилиндрической формы. К сложным поверхностям стоит относить плоскости с винтовой и эвольвентной формой. На производствах, связанных с машиностроением, часто используют несколько видов шлифовальной обработки, а именно:

• круглая наружная шлифовка;
• круглая внутренняя шлифовка;
• плоское шлифование деталей.

Круглая наружная шлифовка

Операция используется для обработки наружных поверхностей простых и сложных форм путем вращения детали в центрах или патроне. Существует несколько подвидов этой технологии, которые отличаются способом подачи и абразивными режущими инструментами.

Шлифование деталей с продольной подачей

.

Процесс представляет собой комбинацию действий, ход которых происходит за счет вращения шлифовального круга, вращения заготовки вокруг своей оси и повторно-поступательного прямолинейного движения детали/абразива вдоль оси обрабатываемой заготовки. Конец каждого двойного хода сопровождается подачей на глубину шлифовки.

Шлифование врезанием

.

Для применения операции используется абразивный круг, имеющий высоту больше или равную обрабатываемой заготовке. Потребность в подаче на глубину исключается, та как за один ход происходит шлифование.

Бесцентровое шлифование

Операция предусматривает фиксацию детали на опорном стержне между рабочим и подающим абразивом. Обработка осуществляется путем вращения обеих кругов и продольной/круговой подачи заготовки. Подающий инструмент задает ход детали, чтобы она вращалась и производила продольное движение. Известным примером бесцентровой операции является шлифование валов.

Круглая внутренняя обработка шлифованием

Процесс представляет собой обработку внутренних поверхностей конической, цилиндрической или фасонной формы, исходящих от прямой образующей. По принципу работы похож на технологию круглой наружной шлифовки. Имеет также несколько подвидов:

• обработка с продольной подачей;
• бесцентровое шлифование врезанием;
• бесцентровая шлифовка с продольной подачей;
• шлифование врезанием.

Плоское шлифование деталей

Представляет собой тип обработки, который проводится и периферией абразива, и его торцом. Технология предусматривает следующие действия: движение резания, подача обрабатываемой заготовки, поперечная подача на глубину шлифования и прямолинейный ход детали. Операция происходит за счет плоскошлифовального станка, который оснащен столом, способным осуществлять вращательное и возвратно-поступательное действие. Эта конструктивная особенность позволяет обеспечить подачу детали с прямолинейным и вращательным движением.

Какие инструменты используются при шлифовании деталей

Чтобы произвести шлифование деталей потребуются разные абразивные инструменты, которые отличаются особо высокой степенью твердости и кристаллической пористой структурой. К ним относятся алмазы, наждаки, корунд, гранат, пемза, кварц и др.

Самой важной характеристикой при выборе абразивного материала для шлифовки считается показатель зернистости. Нужно знать, что, чем меньше крупица, тем чище будет обработка. Следующим критерием является твердость. Этот показатель демонстрирует способность зерна сопротивлению внедрения более твердой связки. Твердость колеблется от мягких (ВМ) до неимоверно твердых материалов.

На производствах широко применяются такие абразивные инструменты, как шлифовальные круги, ленты (конической, цилиндрической и фасонной формы), бруски и шкурки. Приспособления закрепляются в шлифовальный станок. По мере износа инструмент поддается правке.

Смазочно-охлаждающие жидкости

Чтобы в процессе резания устранить образовавшуюся теплоту, снизить силу трения и удалить отходы, получившиеся от шлифовки, используют охлаждение разными смазочно-охлаждающими жидкостями (СОЖ). Их применение в технологической операции зависит от состава и свойств СОЖ, из чего делятся на:

• эмульсию;
• масло.

Эмульсия – это жидкость, имеющая в составе микроскопические частицы другой смазочно-охлаждающей смеси. Она изготавливается на основе воды с добавлением небольшого количества присадок, которые обеспечивают смазывающий эффект.

СОЖ смывает образовавшуюся пыль с шлифовального круга и обрабатываемой поверхности, при этом улучшая качество обработки. Охлаждающая жидкость не должна иметь в составе ядовитых примесей, которые способны вызвать раздражения на коже или кожные заболевания у рабочих. Также она не должна содержать вещества, которые могут разъедать металлические заготовки или краску станка. Количество необходимой жидкости зависит от площади поверхности соприкосновений детали и шлифкруга и твердости заготовки. Если эти показатели равняются большому значению, то СОЖ должна подаваться в станок в равной степени.

Охлаждающая жидкость подается на всю высоту абразива. Ее количество зависит от параметров шлифовального круга: на каждые 10мм материала расходуется 5-8л эмульсии.

Использование в производстве СОЖ обеспечивает длительную эксплуатацию абразивных кругов и механизированных шлифовальных машин, снижение шероховатости обрабатываемой поверхности и повышение производительности.    

Техника безопасности при шлифовании деталей

По технике безопасности предусматривается соблюдение следующих условий:

• отсутствие подвесных транспортных устройств над рабочим местом;
• оборудование должно быть в полной исправности и рабочем состоянии;
• шлифовальный станок должен быть установлен на специальном основании или фундаменте;
• между станками должен быть свободный проход;
• должно присутствовать специальное ограждение для всех типов передач – ременных, зубчатых и др.;
• оборудование, образующее пыль, должно стоять в отдельном помещении с вентиляцией;

Обязательными условиями при шлифовании, которые гарантируют безопасность рабочего процесса, является надлежащее хранение и эксплуатация абразивных кругов. Они должны предварительно осматриваться, храниться в специально отведенном месте, проходить испытание на прочность, требовать правильного обращения при установке и фиксации на шлифовальный станок.