Особенности и сущность процесса бесцентрового шлифования. схема бесцентрового круглого наружного шлифования

Виды бесцентрового шлифования

Различают две основных методики — с продольной и с поперечной подачей. Ниже мы кратко рассмотрим обе методики.

Бесцентровая обработка с продольной подачей

Эта технология обработки подходит для деталей с постоянным диаметром по всей поверхности (трубы, заготовки для болтов, однородные стержни и так далее). Во время работы станка деталь помимо стабилизирующего вращения может перемещаться в продольном направлении, что помогает мастеру лучше контролировать шлифовку. Вращающиеся цилиндры располагаются не параллельно друг другу, а под небольшим углом.

Поэтому при вращении абразивных кругов деталь может осуществлять продольное продвижение материала, а чем больше будет угол наклона, тем выше будет скорость движения (оператор может менять угол наклона вручную). Выбирать угол наклона нужно в зависимости от нескольких параметров — общая длина детали, ее диаметр, качество обработки и так далее. Рекомендательные нормативы:

Небольшие заготовки средней толщины — от 1 до 2,5 градусов.
Длинные детали средней и большой толщины — от 1,5 до 3,5 градусов.
Очень маленькие заготовки любого диаметра — от 3 до 4,5 градусов.

Обратите внимание, что эти нормативы относятся только к черновой шлифовке — при обработке начисто угол наклона необходимо снизить на 20-30%, чтобы получить гладкую однородную поверхность. Продольное шлифование следует проводить в несколько заходов

Во время черновых заходов с поверхности снимается порядка 0,1-0,2 миллиметров металла, а при чистовой обработке — 0,02-0,05 миллиметров (при соблюдении нормативов, указанных выше).

Шлифование с поперечной подачей (врезное)

Данная технология используется для обработки деталей, у которых на поверхности имеются различные выступающие части, выемки или борозды (объекты сложной формы, зубчатые вещи, изделия фасонной композиции и так далее), которые нужно сохранить. Подача изделия на шлифовальный вал осуществляется ведущим элементом перпендикулярно оси вращения — это позволяет обтачивать изделие не целиком, а отдельными его частями. Общая инструкция по применению бесцентрового шлифовального станка с применением врезной технологии выглядит так:

До запуска устройства ведущий вал отводят от шлифовального, а потом на поддерживающую конструкцию помещается деталь, подлежащая обработке.
Чтобы заготовка не перемещалась в продольном направлении, ее прижимают к поддерживающей конструкции с помощью специального упора. Сам упор одновременно выполняет функцию выталкивающего устройства.
К поверхности подводят направляющий вал, работающий на небольшой скорости, который передает вращение детали. После этого заготовка с помощью направляющего вала подносится к шлифовальному кругу.
Во время работы у оператора есть возможность контролировать глубину обработки с помощью направляющего круга.

При необходимости абразивный круг можно немного поворачивать, чтобы ось вращения располагалась не строго перпендикулярно, а под небольшим углом. Такая процедура может понадобиться в случае, когда нужно крепко прижать заготовку к упору.

Обзор моделей

Есть ряд хороших моделей.

3М182

Аппарат рассчитан на круглошлифовальную обработку металла. Особенность этого станка — применение горизонтального шпинделя. Конструкторы заявляют, что их разработка пригодна для поверхностей:

ступенчатых;
гладких;
конусообразных;
фасонных на телах вращения сечением от 0,08 до 2,5 см.

Ее наибольшее значение — 170 мм. Проведение предварительной термообработки несущественно. Возможно работать не только с металлом, но и:

с пластмассами;
стеклом;
текстолитом.

Особенности работы:

некруглости не более 1 мкм;
образуемая шероховатость поверхности на уровне V10;
обеспечение первого и второго разрядов по точности;
наличие автоматического цикла врезной шлифовки;
возможность обработки со сквозной подачей и продвижным методом.

3М184

Его параметры:

внешний диаметр круга от 40 до 50 см;
до 1370 витков за минуту;
отверстие под круг 30,5 см;
диаметр наконечника шпинделя 8 см;
максимальное передвижение бабки на доминирующем круге 30 см;
масса 6850 кг.

ЗЕ184

Его рабочий диаметр — 8 см. Есть модификации, рассчитанные на более высокую и даже прецизионную точность. А также в линейке присутствуют версии с программируемыми контроллерами. Наименьшее сечение обрабатываемых заготовок — 4 мм, наибольшее (в отдельных вариациях) – до 125 мм.

ЗА184

Характеристики станка:

работает с деталями длиной до 16,5 и диаметром до 8 см;
имеет массу 5670 кг;
обладает точностью категории В;
развивает усилие 13 кВт.

Особенности технологии

Сцепление детали с поверхностью ведущего абразивного круга обеспечивается за счет его вращения, а чем выше скорость вращения, тем надежнее и стабильнее будет сцепление. У работающего станка существует одна характерная особенность — чем ниже будет скорость осевого вращения у направляющего элемента, тем лучше будет работать срезающий абразивный круг (то есть сила срезания обратно пропорциональна скорости вращения направляющего элемента). Поэтому в большинстве случаев на направляющий круг наносится вулканизация или какое-либо другое резиновое покрытие, чтобы дополнительно увеличить силу сцепления детали.

Бесцентровая шлифовка широко используется на крупных современных предприятиях, где производство и обработка деталей осуществляется крупными партиями. Эта методика используется в основном только для обработки наружных поверхностей, хотя при необходимости ее можно адаптировать для обточки некоторых сквозных и внутренних отверстий. Бесцентровое шлифование наружных поверхностей обладает массой преимуществ:

Методика значительно сокращает время на обработку одной детали. Это позволяет ускорить производство, сэкономить на расходах электроэнергии.
Комбинация предыдущих факторов в конечном счете приводит к снижению расходов на производство, что благоприятно сказывается на конкурентоспособности продукции компании на рынке.
Технология простая, мастер освоит технологию практически с первого подхода к станку.
Вращение направляющего элемента надежно стабилизирует обрабатываемую деталь, поэтому шлифование получается очень качественным и точным.
Станки не требуют специального ухода и настройки; резиновое покрытие на направляющем элементе держится достаточно большое время, а при необходимости его можно быстро заменить.

Основные виды шлифования металлических поверхностей

Для процесса шлифовки применяются самые разнообразные технологии, и в этой статье мы рассмотрим наиболее распространенные из них. Поговорим:

о круглом шлифовании металла;
об изменении шероховатости внутренних поверхностей;
о зубошлифовании;
о сути бесцентровой технологии;
о шлифовании плоских поверхностей.

Также технологии классифицируют в зависимости от типа материала, который используется при шлифовании металлической поверхности. На сегодняшний день процесс значительно упростился за счет применения специальных станков, к примеру, с ЧПУ. Их использование значительно снижает трудовые затраты и максимально повышает качество конечного продукта.

Круглое наружное шлифование.

Для использования данной технологии необходимо наличие специального оборудования. Выделяют следующие особенности этого вида шлифовки:

Обработка детали производится вращающимся на большой скорости абразивным кругом.
Для максимального повышения эффективности процесса шлифования одновременно с кругом вращается в обратном направлении сама заготовка.
Чтобы изменить глубину врезания инструмента и обеспечить возможность обработки детали по всей длине, подача может осуществляться как продольная, так и поперечная.

В связи с тем, что на момент вращения обрабатывается вся поверхность металлической заготовки, что обеспечивает необходимую равномерность, этот метод нередко применяется для обработки деталей цилиндрической формы.

Внутреннее шлифование.

Если необходимо обработать цилиндрическую заготовку изнутри, то применяется именно эта технология. От предыдущего метода она отличается тем, что абразивный круг шлифует деталь с внутренней стороны цилиндра.

Особенностями этой технологии является:

получение инструментом и заготовкой поперечной и продольной подачи;
то, что в основном вращается абразивный круг.

Для максимальной эффективности обработки в зону шлифования подается охлаждающая жидкость.

Зубошлифование.

Этот метод используется для шлифования зубчатых колес, которые являются составными частями самых разных механизмов. В связи со сложной формой обрабатываемой поверхности в этом случае необходимо специальное шлифовальное оборудование.

При использовании данного способа шлифования:

обрабатывается профиль зубчатого венца;
круг меняют под размер эвольвенты зуба;
необходимы специальные станки.

Так как в подавляющем большинстве случаев зубцы подвергаются закалке, процесс шлифовки значительно усложняется.

Бесцентровое шлифование.

При таком шлифовании заготовка не закрепляется в центрах. Особенность этой технологии заключается в том, что деталь обрабатывается посредством двух вращающихся шлифовальных кругов, между которыми она и помещается. Для того чтобы заготовка из-за смещения не провалилась или ее не заклинило, в центре находится нож из нержавеющей стали.

Такое оборудование, за счет применения сразу двух абразивных кругов, намного ускоряет процесс шлифовки. В продаже вы найдете огромное количество станков, в основе работы которых лежит принцип бесцентрового шлифования.

Шлифование плоских поверхностей.

Такой обработке чаще всего подвергаются плоские корпусные детали, сделанные из различных металлов. Особенности такой шлифовки:

Деталь кладут на специальный стол, за счет него и обеспечивается надежное магнитное или механическое крепление.
Абразивный круг осуществляет основное вращение, а деталь или инструмент – возвратно-поступательное.

Подобрав круг с подходящим профилем, можно обработать детали наиболее сложных форм. Чтобы избежать перегрева и коробления при шлифовании металлических поверхностей в место контакта заготовки и инструмента следует подавать охлаждающую жидкость.

Шлифовальная головка для токарного станка

ПРОМКАСКАД объявляет о запуске новой серийной продукции – шлифовальная головка для токарного станка. Для обеспечения чистовой обработки деталей изготовленных на токарном станке часто требуются круглошлифовальные станки. Но не все компании могут позволить себе содержать широкий парк металлообрабатывающего оборудования. Поэтому существует большая потребность в специальной оснастке на токарные станки (самый распространенный тип металлообрабатывающего оборудования). Для обеспечения потребности в шлифовальном оборудовании была разработана специальная шлифовальная головка на токарный станок. Она позволяет производить как круглое наружное шлифование так и круглое внутреннее шлифование.

Шлифовальная головка состоит из электродвигателя мощностью от 1.1 кВт, подключаемого в электросеть токарного станка, станины, устанавливаемой на универсальном токарном станке вместо штатного резцедержателя, и скоростного шпинделя. В полной комплектации головка Шлиф-1 имеет два шпинделя: для наружной шлифовки абразивными кругами диаметром 125 мм и для внутренней шлифовки шарошками диаметром от 8 до 40 мм. Внутришлифовальные шарошки наклеиваются на входящую в комплект шпинделя оправку.

Шлифовальная головка Шлиф-1 устанавливается на токарные станки с диаметром шпильки резцедержателя не более 22,5 мм. Поверхность прилегания к основанию 202 мм х 102 мм. Размер максимального внешнего диаметра шлифовки ограничен продольным перемещением суппорта токарного станка. Если отвести суппорт на себя до упора, прибавить к оси шпильки резцедержателя 167,5 мм ( в сторону обрабатываемой детали), то получим место где находится край абразивного круга диаметром 125 мм. Максимальный радиус обрабатываемой детали — это расстояние от этой точки до оси токарного патрона.

Минимальное расстояние от оси резцедержателя, до оси шпинделя шлифовальной бабки составляет 105 мм. Длинна паза 40 мм. Соответственно получаем диапазон поперечной фиксации шлифовального приспособления в 40 мм. Частота вращения шпинделя для наружного шлифования на холостых оборотах при 50Гц — 5000 об/мин, внутришлифовальный шпиндель вращается со скоростью 16 800 об/мин. Конструкция этого приспособления отвечает строгим требованиям машиностроительных норм и эргономики.

К преимуществам головки можно отнести:

Экономия – нет необходимости покупать отдельный шлифовальный станок;
приводные валы на прецизионных подшипниках;
моторная база и шпиндельная втулка регулируются;
частота вращения шпинделя конфигурируется в зависимости от типа задачи;
точность в пределах 0,01 – 0,03 мм;
высокая чистота поверхности;

Особенности технологии

Методика значительно сокращает время на обработку одной детали. Это позволяет ускорить производство, сэкономить на расходах электроэнергии.
Комбинация предыдущих факторов в конечном счете приводит к снижению расходов на производство, что благоприятно сказывается на конкурентоспособности продукции компании на рынке.
Технология простая, мастер освоит технологию практически с первого подхода к станку.
Вращение направляющего элемента надежно стабилизирует обрабатываемую деталь, поэтому шлифование получается очень качественным и точным.
Станки не требуют специального ухода и настройки; резиновое покрытие на направляющем элементе держится достаточно большое время, а при необходимости его можно быстро заменить.

Руководство по эксплуатации

Заготовка устанавливается перед шлифовкой максимально тщательно. Наладка содержит 2 стадии: одна помогает обрабатывать детали точнее в поперечнике, а другая — продольно. Середина детали ставится над линией центров. Опорный нож для более эффективного шлифования ставят со скосом. Дополнительные рекомендации:

настраивать станок с помощью устройства, ставящегося на опорную плоскость ножевого суппорта;
учитывать при выборе частоты вращения заготовки необходимое качество и безопасность работы;
использовать СОЖ при скорости вращения детали быстрее 50 м за минуту;
учитывать колебания при нарезке.

Бесцентрово-шлифовальные станки.

Бесцентрово-шлифовальные станки работают двумя методами – шлифованием на проход со сквозной подачей, когда обрабатываемая деталь, помимо вращательного движения, имеет и осевое перемещение между кругами и шлифование врезанием с поперечной подачей.

Данные станки применяются в условиях серийного и массового производства для обработки гладких цилиндрических поверхностей с продольной сквозной подачей и для обработки цилиндрических, конических и фасонных поверхностей методом врезания с поперечной подачей , сразу по всей их длине. Характеристики наиболее распространенных бесцентрово-шлифовальные станков даны в таблице 2

На рисунке 7 представлен общий вид бесцентрово-шлифовального станка. Станок состоит из следующих составных частей: станины 1, головки 4, шлифовального круга 5, головки 8, ведущего круга 6,которые и осуществляют основную работу – шлифование детали. Для правки шлифовального круга алмазом имеется приспособление 3, правка ведущего круга производится приспособлением 7. Для перемещения головки 8 ведущего круга 6 имеется штурвал 11.

Таблица 2

Наиболее распространенные типы бесцентрово-шлифовальных станков

Наименование станка	Модель	Главный параметр	Главное движение	Мощность, кВт	Масса, кг
Наибольший диаметр отверстия, мм	Скорость кругов
шлифовального, м/с	ведущего, об/мин
Бесцентрово-шлифовальный универсальный полуавтомат высокой точности	3Д180	6	35	40-500	1,5	1,6
Бесцентрово-шлифовальный универсальный полуавтомат высокой точности	3М180	25	33	7-320	7,3	3,4
Бесцентрово-шлифовальный универсальный полуавтомат высокой точности	3М184	80	35	1-290	5,3	6

Рисунок 5 Схемы обработки на бесцентрово-шлифовальном станке

а – напроход; б,в – врезанием.

Вращение шлифовального круга 5 и ведущего круга 6 производится от электродвигателя 2 через ряд передач. Обрабатываемая деталь свободно помещается на опорном ноже между двумя кругами, вращающимися в одну и туже сторону.

Рисунок 6 Установка детали при бесцентровом шлифовании

Обрабатываемая деталь устанавливается на станке несколько выше оси кругов (рисунок 6). Высота установки детали над линией центров кругов hоказывает влияние на получение правильной цилиндрической формы обрабатываемой детали.

Величина hвыбирается в зависимости от диаметра обрабатываемой детали в пределах от 1 до 12 мм.

При установке детали точно по оси h=0 имеет место отклонение профиля детали от окружности, получается огранка (псевдоокружность), напоминающая в сечении профиль многоугольника.

При установке детали выше оси образуется V-образная опорная рабочая зона, которая обеспечивает большую округлость деталей. Для получения правильной цилиндрической формы обрабатываемой детали немаловажную роль играют и погрешности в настройке станка.

Рисунок 7 Общий вид бесцентровочно-шлифовального станка

Шлифовальный круг обычно имеет одну скорость вращения, а ведущий круг имеет несколько различных чисел оборотов.

Головка ведущего круга допускает поворот на некоторый угол. Величина угла поворота круга устанавливается по шкале 9 (смотри рисунок 7). Рукоятка 10 служит для перемещения ведущего круга при работе методом поперечной подачи. Работа на бесцентрово-шлифовальных станках характеризуется высокой производительностью, которая повышает в несколько раз производительность работы на обычных круглошлифовальных станках.

Уменьшается время на установку, проверку и снятие деталей, отпадает необходимость в зацентровке деталей, что зачастую позволяет уменьшить припуск на шлифование, так как деталь самоцентрируется по обрабатываемой поверхности.

Необходимо указать, что при бесцентровом шлифовании деталей с имеющимся в них отверстием нельзя добиться точной концентричности внутренней и наружной поверхности. В таких случаях обработку отверстий производят после бесцентрового шлифования, используя за базу наружную отшлифованную поверхность.

Кроме того, обработку цилиндрических деталей с продольными пазами и канавками, если они временно не заделаны ложными вкладышами, на бесцентрово-шлифовальных станках осуществить невозможно.

Диаметр деталей, обрабатываемых бесцентровым шлифованием, находится в пределах 1–250 мм. Шлифующие круги применяются формы ПП и диаметром в среднем 400–600 мм.

Высота кругов выбирается от 40 до 200 мм.

Рабочие шлифующие круги применяются на керамической и вулканитовой связках, а ведущие круги – на вулканитовой или бакелитовой связках.

Особенности технологии

Методика значительно сокращает время на обработку одной детали. Это позволяет ускорить производство, сэкономить на расходах электроэнергии.
Комбинация предыдущих факторов в конечном счете приводит к снижению расходов на производство, что благоприятно сказывается на конкурентоспособности продукции компании на рынке.
Технология простая, мастер освоит технологию практически с первого подхода к станку.
Вращение направляющего элемента надежно стабилизирует обрабатываемую деталь, поэтому шлифование получается очень качественным и точным.
Станки не требуют специального ухода и настройки; резиновое покрытие на направляющем элементе держится достаточно большое время, а при необходимости его можно быстро заменить.

Круглошлифовальные станки

Основное предназначение этого типа станков – окончательная обработка металлических изделий различной формы методом продольной и врезной шлифовки. Характерной особенностью круглошлифовальных агрегатов является высокая точность выполняемой работы.

Универсальный круглошлифовальный станок

Устройство такого агрегата любой модели и марки представляет собой основной рабочий стол, расположенный в горизонтальном положении, который служит для фиксации обрабатываемой заготовки в патроне. На вертикальном же расположена шпиндельная бабка, в которую устанавливается абразивный инструмент по металлу. Оператор может обслуживать станок как своими руками, так и с помощью программного управления, в том случае, если агрегат снабжен ЧПУ.

Процесс обработки изделия на круглошлифовальном оборудовании состоит из нескольких этапов:

фиксация изделия в патроне, которую мастер производит своими руками;
настройка требуемого положения шлифовального круга относительно детали в начальный момент;
старт вращательно-поступательного движения изделия относительно горизонтальной оси;
снятие верхнего слоя с изделия с последующим смещением инструмента на глубину обработки по металлу.

На круглошлифовальном агрегате можно выполнять операции как чернового, так и чистового шлифования. Определяющим моментом для этого является скорость вращения инструмента. Кроме того, несложно приобрести и настольный станок такого типа, а для специалиста не составит труда сделать его своими руками.

Типы обрабатываемых поверхностей

винтовые;
плоские (матрицы пресс-форм);
криволинейные;
цилиндрические;
прямые;
конические;
отверстия;

Шероховатость поверхностей после шлифовки

Шлифование относится к категории чистовых, отделочных операций и обеспечивает поверхности высокого качества. Одной из качественных характеристик поверхности является шероховатость. В зависимости от этого параметра шлифовальные операции бывают:

1) Предварительная. Выполняется на необработанной поверхности для снятия наружного дефектного слоя, либо после черновой токарной или фрезерной обработки, но перед термообработкой. Обеспечивает шероховатость в пределах 5 – 7 класса. 2) Чистовая. Операция выполняется после предварительной обработки, шлифовальными кругами с более мелкой зернистостью. Детали шлифуют уже после термообработанными. Получают 7 – 9 класс шероховатости. 3) Тонкая. Применяют для получения поверхности 9 – 10 класса чистоты. Припуск под обработку – минимальный. 4) Отделочная операция. Иначе называется «выхаживание». Это получение высокоточных размеров 11 – 12 класса шероховатости продольной подачей шлифовального круга без припуска на обработку. При этом достигается устранение овальности и биения обрабатываемых поверхностей.

3 Торцевое шлифование – как правильно обработать поверхность

Торцевое шлифование – наиболее эффективный способ привести поверхность заготовки к желаемому результату. Нужно помнить, что при обработке плоскостей торцом абразивного круга зерна будут с разной скоростью взаимодействовать с поверхностью. Самая высокая скорость будет на периферии, самая незначительная – в центре. Производители используют этот фактор, создавая всевозможные тарельчатые и чашечные круги, или изделия с сегментами и лепестками.

Впрочем, размещать круг таким образом, чтобы деталь шлифовалась всей его торцевой поверхностью, нельзя! В этом случае в работу вступают все зерна абразива, увеличивается сила трения и концентрация тепла, материал может получить прижог или даже оплавиться. Высокая температура может испортить хорошую сталь, поскольку перегрев увеличивает внутреннее давление металла и способствует растрескиванию или крошению кромок.

Что такое бесцентровое шлифование

При центральном шлифовании обработка материала осуществляется с помощью металлического цилиндра с абразивом, который вращается на большой скорости вокруг своей оси. Деталь фиксируется с помощью специальных зажимов и подносится к работающему станку. При контакте абразив срезает тонкий слой с поверхности, что и обеспечивает шлифовку. Технология бесцентровой обработки:

Бесцентрово-шлифовальный станок состоит не из одного, а из двух абразивных кругов. Один круг (направляющий) вращается вокруг своей оси достаточно медленно (скорость — около 10-20 метров в минуту), а вот другой круг (обрабатывающий) — очень быстро (порядка 30-40 метров в минуту). При необходимости скорость вращения можно регулировать вручную с помощью специальных ручек и датчиков.
Дополнительно станок оборудован специальной поддерживающей поверхностью под кругами вращения, которая может сдвигаться в одном направлении перпендикулярно плоскости вращения абразивных кругов. Эта поверхность используется для опоры детали при шлифовальных работах.
Для проведения шлифовальных работ инженер помещает деталь на поддерживающую поверхность и подносит к направляющему станку. Дальше происходит следующее: медленный направляющий круг обеспечивает вращение детали, а быстрый обрабатывающий круг — стачивает с поверхности все шероховатости и неровности.

Предлагаем следующие виды шлифовки металла:

Круглое шлифование
Плоское шлифование
Бесцентровое шлифование
Зубошлифование;
Резьбошлифование;
Шлицешлифование.

Круглая шлифовка включает в себя два подвида шлифовки – наружная шлифовка и внутренняя шлифовка.

Наружная круглая шлифовка — это шлифовальные работы по металлу для получения цилиндрической поверхности повышенной точности. Обработка происходит радиальным движением врезания шлифовального круга в обрабатываемую деталь.Максимальные размеры обрабатываемых деталей для наружного круглого шлифования –диаметр до 500 мм, длина до 1800 мм.

Внутренняя круглая шлифовка — это шлифовальные работы по снятию припуска внутри цилиндра, доводка после расточки. Максимальные размеры обрабатываемых деталей для внутреннего круглого шлифования – диаметр до 400 мм, длина до 1200 мм.

Плоская шлифовка В этом случае деталь крепится на магнитную плиту плоскошлифовального станка. Такой вид обработки обеспечивает высокую плоскостность и параллельность поверхностей. Размеры обрабатываемых деталей – до 800*400 мм. Обрабатываемые детали: штампы, кольца, пластины, ножи и др.

Бесцентровая шлифовка Применяется в крупносерийном производстве для обработки внутренних и наружных поверхностей (обоймы подшипников, валы и т.д.). Обработка производится двумя кругами, расположенными напротив друг друга. Деталь базируется на опорном ноже между ними.

Это интересно: Холодная сварка для металла – применяем правильно