Станки шлифовальные и доводочные

Назначение, классификация, режимы резания шлифовальных и доводочных станков

Станки шлифовальной группы современных моделей предназначены для изготовления деталей с малыми отклонениями формы, размеров, малым параметром шероховатости поверхности и отличаются высокой производительностью.

Обработку резанием, выполняемую множеством абразивных зерен, называют абразивной.

Шлифованием называют резание металлов абразивными кругами. При шлифовании главным движением резания является вращение инструмента, а движение подачи S (она может быть продольной или врезной) сообщается заготовке или инструменту.

В зависимости от расположения и формы обрабатываемой поверхности заготовки шлифование подразделяют на следующие виды: наружное — обрабатывается наружная поверхность заготовки; внутреннее — обрабатывается внутренняя поверхность заготовки; плоское — обрабатывается плоская поверхность; профильное — обрабатывается поверхность, образующая которой представляет собой кривую или ломаную линию.

Шлифование поверхности вращения называют круглым шлифованием, сферической поверхности — сферошлифованием, боковых поверхностей зубьев зубчатых колес — зубошлифованием, боковых сторон и впадин профиля резьбы — резьбошлифованием, шлицевых поверхностей — шлицешлифованием.

Различают также шлифование в центрах (если заготовку крепят в центрах) и в патроне (если заготовку крепят в патроне). В машиностроении наиболее часто применяют круглое (наружное и внутреннее) и плоское шлифование.

Основные параметры резания при шлифовании: скорость вращательного или поступательного движения заготовки vз, м/мин; глубина шлифования t, мм — слой металла, снимаемый периферией или торцом круга в результате поперечной подачи на каждый ход или двойной ход при круглом или плоском шлифовании и радиальной подачи Sp при врезном шлифовании; продольная подача S — перемещение шлифовального круга в направлении его оси в миллиметрах на один оборот заготовки при круглом шлифовании или в миллиметрах на каждый ход стола при плоском шлифовании периферией круга (табл. 1).

Таблица 1. Параметры резания при различных видах шлифования, заточки и доводки

Для расчета мощности при круглом шлифовании, если значение продольной подачи приведено в м/мин, вычисляют радиальную подачу (мм/об) заготовки по формуле Sр = S d/(1000Vз), где d — диаметр заготовки.

Скорость круга vкр при наружном, внутреннем и плоском шлифовании деталей из конструкционных металлов и инструментальной стали — 30…35 м/с, из твердых сплавов — 20…30 м/с, а при заточке и доводке деталей из инструментальной стали — 15… 32 м/с.

Эффективная мощность, кВт, при шлифовании периферией круга с продольной подачей

при врезном шлифовании периферией круга

при шлифовании торцом круга

где d — диаметр шлифования, мм; b — ширина шлифования, мм, равная длине шлифуемого участка заготовки при круглом врезном шлифовании и поперечному размеру поверхности заготовки при шлифовании торцом круга.

Значения коэффициента CN и показателей степени в формулах приведены в [7].

Общие сведения о станках, работающих по методу тонкого шлифования

Тонкое шлифование характеризуется снятием малых припусков (0,04… 0,08 мм на диаметр), применением чистовых режимов резания и правки круга. Его осуществляют на прецизионных станках высокой и особо высокой точности, обеспечивающих плавность хода пиноли правящего прибора при малых продольных подачах, отсутствие вибрации и упругих отжатий технологической системы.

Процесс тонкого шлифования требует хорошей фильтрации охлаждающей жидкости, чтобы исключить попадания частиц абразива и стружки в зону шлифования. Технологические возможности отделочных процессов зависят от схем резания. Принципиальные отличия схем резания определяются методом подачи режущего инструмента.

Большим спросом на российском рынке металлорежущего оборудования пользуются шлифовальные станки фирмы «Junker», которые монтируют на платформах «Evolition» (рис. 4). Технические характеристики серий этой фирмы приведены в табл. 8.

Станки серии Quickpoint обеспечивают шлифование с высокой скоростью.

Большим преимуществом технологии «Quickpoint» является универсальность и одновременно высокая производительность. В отличие от обычной технологии, в частности при шлифовании твердых сплавов, «Quickpoint» позволяет увеличить производительность на 600 %.

«Quickpoint» — это высокоскоростное круглое шлифование с точечным контактом шлифовального круга и обрабатываемой детали (рис. 5). При этом используются чрезвычайно износостойкие шлифовальные круги толщиной в несколько миллиметров на основе кубического нитрита бора или алмаза.

Таблица 8. Технические характеристики платформ для станков серии Junker, Jumat, Quickpoint, Jucrank, Jucam

Рис. 4. Общий вид платформ для шлифовальных станков фирмы «Junker»

Серия станков Quickpoint, включающая три типа и пять различных комбинаций шлифовальных бабок, предлагает решение практически любых задач круглого шлифования от компактного Quickpoint 1000 для мелких деталей широкого ассортимента до Quickpoint 5000 для серийного производства.

Рис. 5. Возможность комбинирования с технологией «Quickpoint»

Рис. 6. Шлифование различных кулачков распределительных валов на станках серий Jucam

Разработав станки серии Jucam для некруглого шлифования, фирма «Junker» предложила универсальное решение для полной обработки распределительных валов. Гамма типов станков охватывает все формы кулачков (рис. 6):

• цилиндрические; выпуклые/вогнутые;
• с фаской и без фаски;
• с закруглением и без закругления; с касательной плоскостью; полигональные и эллиптические.

В зависимости от способа обработки и требуемой производительности для отдельных платформ типа Jucam разрабатываются и устанавливаются различные варианты шлифовальных бабок.

Черновое и чистовоешлифование в одном закреплении

На станках для некруглого шлифования «Jucam» можно производить обработку кулачков, опорных шеек, торцов, заплечиков опорных подшипников и посадочных мест распределительных валов. Применение шлифовальных кругов на основе кубического нитрита бора позволяет производить как черновую, так и чистовую обработки.

Эти станки, наряду с автомобильной промышленностью, применяют при производстве текстильных машин и насосов, режущего инструмента и сверл для глубокого сверления.

Технические преимущества:

• возможность корректировки формы кулачков через интерфейс; система управления с функцией обучения, включая автоматическую
• компенсацию отклонения формы кулачка и возмущающих действий. Компенсируемые возмущения: температура, механические и динамические влияния, колебания припусков на шлифование, изменение свойств материала и его структуры, абразивные свойства шлифовального круга;
• принцип шлифования кулачков и опорных шеек в одном закреплении теоретически сводит погрешность к нулю;
• врезное и маятниковое шлифование;
• поддержка «гибких» изделий за опорные шейки с помощью самоцентрирующегося трехточечного люнета;
• высокая долговременная точность за счет гидростатических круглых направляющих и гидростатического шпинделя подачи по оси Х (поперечная подача).

Экономические преимущества:

• универсальность применения для разного количества цилиндров за счет перенастройки программы ЧПУ (опция);
• высокая гибкость при шлифовании кулачков и опорных шеек благодаря применению маятникового способа шлифования;
• экономия времени при полной обработке благодаря исключению операции перезакрепления;
• высокая точность за счет «функции обучения»;
• высокий коэффициент использования благодаря применению кубического нитрита бора и масла в качестве охлаждающей жидкости;
• отвечающие всем требованиям приспособления для правки и способ правки;
• высокая точность выдерживания размеров благодаря измерению в процессе обработки;
• высокая точность обработки за счет одного закрепления; постоянное время обработки;
• удобство переналадки;
• обширное предложение по технической поддержке и регулярному сервисному обслуживанию.

Маятниковое шлифование любых коленчатых валов. Разработав шлифовальные станки серии Jucrank, фирма «Junker» предложила универсальное решение задачи полной обработки коленчатых валов. Возможна обработка валов для всех типов двигателей — от однодо двенадцатицилиндровых.

Черновое и чистовое шлифование в одном закреплении. Станки Jucrank для маятникового шлифования могут выполнять почти все задачи при обработке коленчатых валов (рис. 7). За одно закрепление может производиться шлифование коренных подшипников (цилиндрических, выпуклых и вогнутых) и шатунных подшипников (цилиндрических, сферических, выпуклых и вогнутых).

Возможна шлифовка закаленных галтелей. Дополнительно технологически возможна почти любая комбинация с другими способами абразивной обработки. В зависимости от комбинации типов станков можно производить обработку фиксирующих буртиков, фланцев и цапф на других станках фирмы «Junker».

Рис. 7. Примеры маятникового шлифования кулачков 

Экономические преимущества:

• универсальность применения для разного количества цилиндров путем переналадки программы ЧПУ;
• высокая гибкость при обработке коренных и шатунных подшипников за счет применения маятникового способа шлифования;
• экономия времени при полной обработке за счет исключения операции перезакрепления;
• высокая надежность за счет функции обучения;
• высокая производительность благодаря применению кубического нитрита бора и смазки;
• отвечающие всем требованиям приспособления для правки и способ правки;
• высокая точность выдерживания размеров благодаря измерению в процессе обработки;
• высокая точность благодаря однократному закреплению.

Технические преимущества:

• измерение и корректировка некруглости и размера во время обработки; система управления с «функцией обучения», включая автоматическую
• компенсацию некруглости и возмущающих действий; компенсируемые воз
• мущения: температура, механические и динамические влияния, колебания припусков на шлифование, изменения свойств материала и его структуры, абразивные свойства шлифовального круга, степень износа станка;
• принцип шлифования коренных и шатунных подшипников в одном закреплении теоретически сводит погрешности к нулю;
• врезное и маятниковое шлифование;
• поддержка «гибких изделий» за коренной подшипник с помощью трехточечного люнета;
• управляемая ЧПУ система охлаждения всегда направляет охлаждающую жидкость точно в зону шлифования;
• высокая долговременная точность за счет гидростатических круглых направляющих (направляющие оси Х, шпиндель подачи, упорный подшипник).

Немецкая фирма «Joeser» поставляет на российский рынок станки для шлифования, полирования, суперфиниша, зачистки и снятия заусенцев.

Универсальный шлифовально-полировальный станок типа KS100-BA

Возможности:

шлифование на контактном круге; шлифование на свободной ленте; бесцентровое шлифование и полирование;

шлифование внешних и внутренних поверхностей.

Области применения: шлифование и полирование, зачистка, удаление дефектов, снятие заусенца, доводка поверхности под нанесение покрытия.

Технические характеристики

Контактный круг, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250; 75

Приставка ВА с прижимным роликом, мм . . . . . . . . . . . 75

Длина шлифовальной ленты, мм. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3500 или 4000

Ширина шлифовальной ленты, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10…100

Мощность мотора с приводным устройством, кВт . . . . . . . . 3,2/4…1,450/2,900

Скорость подачи, мм/мин. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0…5

Цвет. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . RAL 7032 светло-серый

Дополнительные опции:

• устройство для полировального круга;
• V-образные направляющие на щетках;
• рольган на двух роликах;
• рольган на трех роликах;
• усиленная конструкция с приставкой RPS374 (100 мм).

Рис. 8. Универсальные шлифовально-полировальные станки: 1 — тип KS363 для работы стоя; 2 — для работы сидя; 3 — KS360; 4 — KS350; 5 — KS350c; 6 — KS100

Запатентованная система на трех роликах «Loesr-Drei-RollenSystem» обеспечивает равномерную и оптимальную скорость шлифовальной ленты для контактных кругов любого диаметра. Полирование (доведение до зеркала) при помощи полировальных паст как на фетровых лентах, так и на полировальных кругах.

Оснащая базовую модель станка различными насадками и приспособлениями, можно обработать практически любую поверхность, используя контактные круги диаметром 50…100 мм, контактные ролики или валики диаметром 15…50 мм, шлифовальные ленты шириной 6…100 мм, полировальные круги, зачистные щетки.

Станки используют в режиме сухого шлифования. Использование станков рекомендуется при объемах до 50 тыс. погонной длины в год. При больших объемах производства рекомендуется приобретение станков, типа RPS 374 СОЖ.

Станки типа KS для шлифовки и полировки турбинных лопаток (рис. 8).

Возможности:

• шлифование на контактном круге; шлифование на свободной ленте;
• шлифование внешних и внутренних поверхностей.

Области применения: зачистка, удаление дефектов, снятие заусенцев, шлифование и полирование.

Оснащая базовую модель станка различными насадками и приспособлениями, можно обработать практически любую поверхность, используя контактные круги и ролики диаметром 15…250 мм и соответствующие шлифовальные и полировальные ленты шириной 6…100 мм.

Технические данные и характеристики станка 3б722

Связанные ссылки. Дополнительная информация