Высокопроизводительное шлифование

Машинное время может быть понижено, а производительность повышена при увеличении параметров n₃, s_д, В и t. Чрезмерное увеличение В приводит к необходимости применять тяжелые и более дорогие шлифовальные круги; увеличение n₃ и t вызывает возрастание глубины резания, приходящейся на одно зерно, а, следовательно, увеличение износа шлифовального круга, снижение его стойкости и ухудшение качества обработанной поверхности: на ухудшение качества обработанной поверхности влияет и увеличение s_д. С увеличением скорости вращения шлифовального круга уменьшается глубина резания, приходящаяся на одно зерно, а, следовательно, уменьшается износ круга, повышается его стойкость и улучшается качество (микрогеометрия) обработанной поверхности. Но увеличение скорости вращения шлифовального круга (скорости резания) на обычной керамической связке сверх 30—35 м/с вызывает разрыв круга вследствие его малой прочности. Необходимо изыскать такую связку, которая обеспечивает повышение скорости вращения круга без опасения его разрыва.

Абразивная промышленность выпускает высокопрочные пористые шлифовальные круги на специальной керамической связке, допускающие скорость вращения круга 50 м/с и более. Разрыв таких кругов происходит при окружных скоростях 87 — 95 м/с. Высокопроизводительные круги широко внедрены в металлообрабатывающую промышленность, и на скоростное шлифование переведены не только отдельные станки, но и целые участки.

Абразивным материалом режущих зерен кругов для скоростного шлифования являются электрокорунд и монокорунд. Круги для скоростного шлифования изготовляют только плоскими прямого профиля. Круги фасонного профиля и с выточками не делают, так как такие выточки на торцовой поверхности круга снижают его прочность.

Увеличение скорости вращения круга до 50 м/с позволило повысить скорость вращения заготовки (до 50 м/мин), а также продольную и поперечную подачи. Элементами режима резания при скоростном шлифовании заготовок типа валиков являются: v_к = 50 м/с; v₃ = 50 м/мин; s_д = 0,25 ÷ 0,33; t = 0,01 ÷ 0,025 мм на один продольный ход. Таким образом, v_к/v₃= 60.

При скоростном шлифовании вследствие уменьшения шероховатости обработанной поверхности весь припуск можно снимать с указанными режимами, не разделяя его на черновое и чистовое шлифование. Значение t = 0,01 ÷ 0,025 мм назначается лишь при черновом шлифовании; при чистовом шлифовании величина поперечной подачи (глубины резания) значительно меньше. При скоростном шлифовании высокое качество обработанной поверхности получается и при t = 0,01 ÷ 0,025 мм на один продольный ход.

Скоростное шлифование повышает производительность в 1,5—2 раза при одновременном снижении расхода шлифовального круга на каждую деталь примерно на 40% и повышении шероховатости обработанной поверхности на один-два класса. Такие преимущества скоростного шлифования открывают для его применения большие перспективы, и на скоростное шлифование переводятся не только круглошлифовальные станки для наружного шлифования, но и станки для внутреннего, плоского, бесцентрового шлифования, зубошлифования и шлицешлифования.

При скоростном шлифовании:

• станок должен быть достаточно мощным и высокоскоростным, обеспечивающим получение высокой скорости вращения круга (50 м/с) и заготовки (50 м/мин);
• станок должен быть достаточно жестким, способным выдерживать увеличенные силы резания (особенно возрастает сила Р_у);
• все детали станка, вращающиеся с большой скоростью, должны быть тщательно уравновешены;
• станок должен обеспечивать возможность работы с увеличенной продольной минутной подачей;
• охлаждающая система станка должна обеспечивать бесперебойный и достаточный подвод смазочно-охлаждающей жидкости к месту резания;
• станок должен быть установлен на жестком фундаменте;
• для уменьшения вспомогательного времени рабочий цикл станка должен быть автоматизирован (ускоренные перемещения — рабочая подача — зачистные проходы— отвод шлифовального круга — остановка шпинделя).

Защитные кожухи при скоростном шлифовании должны быть более прочными (из стали или ковкого чугуна с толщиной стенок в 2 раза больше толщины стенок кожуха, принятых при работе круга с v_к = 35 м/с). Защитный кожух должен быть передвижным, чтобы по мере износа круга зазор между ободом кожуха и периферией круга можно было регулировать; этот зазор должен быть не больше 1—2 мм. Вследствие большой частоты вращения круга происходит сильное разбрызгивание смазочно-охлаждающей жидкости, а потому жидкость следует подводить как можно ближе к зоне резания и ставить соответствующие щитки, защищающие рабочего от разбрызгиваемой жидкости. Правка шлифовальных кругов для скоростного шлифования производится обычными методами. Для уменьшения загрязнения воздуха станок рекомендуется оснастить пылеулавливающими и пылеотсасывающими вентиляционными устройствами.