Классификация шлифовальных станков

Шлифование представляет собой метод вторичной и финальной обработки изделия, который проводится после первичной обработки на токарных или фрезерных станках.

Процесс шлифования включает удаление мельчайших частиц стружки с заготовки путём трения о абразивный материал. Во время обработки абразивы шлифовального круга вступают в контакт с заготовкой. В результате трения верхний слой абразива изнашивается, и его заменяет новый слой, что продолжается до завершения процесса.

В зависимости от рабочей среды используются различные типы шлифовальных станков. Процесс износа старого слоя и формирования нового слоя абразива называется самозатачиванием шлифовального круга.

Шлифование требует наибольшей удельной энергии резания и характеризуется низкой скоростью удаления материала по сравнению с другими методами обработки. Это объясняется несколькими факторами:

1. Во время шлифования большая часть абразивов находится внутри круга и взаимодействует с ним лишь частично, что приводит к меньшему удалению материала. Это наиболее значимая причина.
2. Отрицательный угол рейки. Абразивные частицы взаимодействуют с заготовкой под отрицательным углом рейки. Такой угол увеличивает прочность и требует больших усилий для резания, что неблагоприятно влияет на износ шлифовального круга.

Типы шлифовальных станков

Обычные шлифовальные станки можно разделить на четыре основные категории:

• Поверхностные шлифовальные станки
• Цилиндрические шлифовальные станки
• Внутришлифовальные станки
• Специальные шлифовальные станки

1. Поверхностно-шлифовальный станок

Он предназначен для обработки преимущественно плоских и горизонтальных поверхностей.

Поверхностно-шлифовальные станки делятся на категории в зависимости от расположения шпинделя и рабочего стола:

1. Рециркуляционный стол с горизонтальным шпинделем.
2. Рециркуляционный стол с вертикальным шпинделем.
3. Поворотный стол с горизонтальным шпинделем.
4. Поворотный стол с вертикальным шпинделем.

2. Цилиндрический шлифовальный станок

Этот станок предназначен исключительно для обработки цилиндрических деталей. Он способен обрабатывать только внешние поверхности цилиндрических объектов, включая любые цилиндрические профили, такие как конические, прямые и ступенчатые.

Станок также классифицируется по типу заготовки и шлифовального круга, и его виды следующие:

1. Бесцентровый плоскошлифовальный станок с цилиндрической поверхностью.
2. Универсальный плоскошлифовальный станок с цилиндрической поверхностью.
3. Плоскошлифовальные станки для круглошлифовальной обработки.

3. Внутришлифовальный станок

Согласно своему назначению, данный станок предназначен для обработки внутренних поверхностей, которые должны быть цилиндрической формы и иметь определённые профили.

Существует три основных типа шлифовальных станков:

1. Внутришлифовальный станок с зажимным патроном.
2. Центральный шлифовальный станок, не предназначенный для внутреннего шлифования.
3. Планетарный внутренний шлифовальный станок.

4. Шлифовальный станок для инструментов и фрез

Эти специализированные шлифовальные станки предназначены для обработки режущих инструментов, используемых в фрезеровании, токарной обработке и сверлении. Процесс шлифования инструмента включает две стадии: изготовление нового инструмента и заточку уже используемого.

Простой одноточечный резец для токарной обработки обычно шлифуется на пьедестальной или ручной шлифовальной машине. В то время как многоточечные режущие инструменты, такие как сверла и развертки, требуют обработки на более сложных шлифовальных станках, таких как фрезерные или универсальные машины.

5. Резьбошлифовальные машины

Это вид специализированного шлифовального оборудования, оснащённый уникальным шлифовальным кругом. Он представляет собой практически идентичный цилиндрическому шлифовальному станку, но отличается наличием высокоточного свинцового винта для точного контроля шага резьбы.

Ползучее шлифование

В этом процессе применяется значительная глубина резания при сравнительно низкой скорости перемещения стола. Основная цель заключается в выполнении всей операции за один проход, что способствует сокращению времени обработки и увеличению производительности.

Глубинное шлифование

Традиционно шлифование связывается с выполнением небольших объемов работ по удалению металла и тонкой чистовой обработкой. Однако данный процесс может также применяться для масштабных операций по удалению металла, подобно измельчению и протяжке.

Разработанное в конце 1950-х годов шлифование позволяет диску достигать глубины резания до 63,5 сантиметра при низкой скорости заготовки.

Этот метод шлифования может быть экономичным для специализированных применений, таких как обработка профилированных пуансонов, спирально-сверленных канавок и различных сложных деталей из суперсплавов.

Диск выравнивается в соответствии с формой детали, и, хотя обычно достаточно одного прохода, для достижения лучшего качества поверхности может потребоваться дополнительный проход.

Абразивная обработка с использованием ленточного транспортерного устройства также включает применение абразивных материалов в виде лент для высокоскоростного удаления материала. Ленточное шлифование стало важным производственным процессом, который в некоторых случаях заменяет традиционные методы шлифования, такие как обработка распределительных валов.

Скорость движения ленты варьируется от 700 до 1830 метров в минуту. Оборудование для работы с абразивными лентами требует надежной поддержки ленты и жесткой конструкции для минимизации вибрации.

Измельчаемость

Шлифовальность, подобно обрабатываемости, определяется тем, насколько легко материал можно удалить с заготовки с помощью шлифовального диска. Основные критерии, оценивающие шлифовальность, включают шлифовку поверхности, потребление энергии и срок службы инструмента. Также важными факторами являются образование стружки и восприимчивость заготовки к повреждениям, так как образование стружки может приводить к "загрузке" диска и его повреждению.

Скорость резания, критически важная для обработки, менее значима при шлифовании, где поддерживается более или менее постоянная скорость. Основное внимание следует уделить характеристикам шлифовального диска.

Тип зерна, его размер, связующий материал, твердость и структура диска оказывают значительное влияние на шлифовальность заготовки. Основными критериями являются срок службы шлифовального диска и скорость шлифования.

Чтобы определить оптимальную шлифовальность, следует начать с выбора подходящего диска, основываясь на рекомендациях производителя и пробных дисках. Отметив изменения в процессе шлифования, можно оценить износ диска, качество обработки поверхности и состояние заготовки.

После выбора подходящего диска можно оценить его срок службы и эффективность.