Автор работы: Пользователь скрыл имя, 10 Декабря 2015 в 19:12, реферат
В зависимости от целевого назначения станка для обработки тех или иных деталей или их поверхностей, выполнения соответствующих технологических операций и режущего инструмента, станки разделяют на следующие основные группы – токарные, сверлильные и расточные, фрезерные и шлифовальные. Условная классификация станков по технологическому признаку приведена в табл. 1.
В последние годы получили распространение станки, на которых выполняются различные операции в результате автоматической смены режущих инструментов.
Шлифование сопровождается выделением теплоты в зоне резания. Возникающие в этой зоне значительные кратковременные перегревы часто приводят к появлению прижогов. На шлифуемой поверхности высокая температура сохраняется в течение долей секунды. Температура на поверхности быстро сравнивается со средней температурой массы металла заготовки вследствие его высокой теплопроводности. Из-за быстрого неравномерного нагрева и охлаждения в металле заготовки происходят структурные изменения, часто приводящие к поверхностным трещинам. Часть стружки при шлифовании отлетает от заготовки, а часть располагается в порах круга и вымывается СОЖ, небольшая часть мелкой стружки сгорает.
Для осуществления шлифования необходимо, чтобы заготовка и шлифовальный круг имели определенные относительные движения, без которых резание невозможно. При шлифовании главным движением резания является вращение инструмента (рис.3), а движения подачи (они могут быть различными) сообщаются заготовке или инструменту. Различают шлифование периферией круга и торцом круга; в первом случае режущей частью является наружная поверхность круга, образующая которой параллельна оси его вращения, а во втором случае торец круга.
В зависимости от расположения и формы обрабатываемой поверхности заготовки 2 шлифование подразделяют на: наружное (рис.3,а,б,в), когда обрабатывается наружная поверхность заготовки; внутреннее (рис.3,г), когда обрабатывается внутренняя поверхность; плоское (рис.3,д,е), когда обрабатывается плоская поверхность; профильное, когда обрабатывается поверхность, образующая которой представляет собой кривую или ломаную линию
Рис.15. Схемы основных видов шлифования
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. Плоское шлифование осуществляют периферией (рис. 15, д) и торцом (рис. 15,е) круга.
Скорость резания при шлифовании превосходит скорость резания при лезвийной обработке и составляет 25—35 м/с (обычное шлифование), 35—60 м/с (скоростное шлифование) и свыше 60 м/с (высокоскоростное шлифование). При шлифовании скорость резания значительно превосходит скорость подачи.
Шлифование, предназначенное для удаления с заготовок дефектного слоя, называют обдирочным. Шлифование одной или нескольких поверхностей одной или нескольких заготовок одновременно несколькими кругами называют многокруговым.
Абразивную обработку, при которой инструмент и заготовка совершают вращательное, возвратно-поступательное или другое сложное движение со скоростями одного и того же порядка, называют доводкой. Основными видами доводки являются притирка, хонингование, суперфиниширование.
Абразивную обработку, служащую только для уменьшения шероховатости обрабатываемой поверхности, называют полированием. Шлифование рабочей части лезвийного режущего инструмента называют затачиванием.
Абразивные материалы делятся на естественные (алмаз, кварц, корунд, наждак, кремень, гранит) и искусственные (нормальный электрокорунд, хромистый электрокорунд, титанистый электрокорунд, монокорунд; карбиды кремния, бора; синтетические алмазы и др.). Основными свойствами абразивных материалов являются твердость, режущая способность, прочность и износостойкость.
Алмаз естественный (А) — разновидность углерода. Его характеризуют наивысшая по сравнению с другими абразивными материалами твердость и хрупкость. Алмазы, непригодные в ювелирном деле, называют техническими и используют для шлифования.
Алмаз синтетический (АС) получают из углеродсодержащих веществ (графит и др.) с добавлением металлических катализаторов (хром, никель, железо, кобальт и др.) под действием высокой температуры и давления. Существует пять марок шлифпорошков из синтетических алмазов, которые различаются по механическим свойствам, форме и параметрам шероховатости: АСО — зерна с шероховатой поверхностью и пониженной прочностью и хрупкостью, работают с минимальными потреблением энергии и выделением теплоты, обладают хорошими режущими свойствами; АСР — зерна с меньшей хрупкостью и большей прочностью, хорошо удерживаются в связке; АСВ — зерна, имеющие более гладкую поверхность, меньшую хрупкость и большую твердость; АСК — зерна с меньшей хрупкостью и большей твердостью, чем зерна АСО, АСР, АСВ; АСС — зерна блочной формы, имеют максимальную прочность по сравнению с алмазами других марок и естественными алмазами. Алмазные микропорошки выпускают: с нормальной режущей способностью из естественного алмаза (AM) и из синтетических алмазов (АСМ); с повышенной режущей способностью из природных (АН) и синтетических (АСН) алмазов.
Электрокорунды получают из бокситов и глинозема. Они состоят из окиси алюминия А12О3 и его примеси. Доля А12О3 в нормальном электрокорунде и монокорунде составляет 93-96%. Нормальный электрокорунд 1А имеет разновидности 12А; 13А; 14А; 16А. Белый электрокорунд 2А имеет разновидности 22А, 23А, 24А, 25А. Легированный электрокорунд 3А имеет разновидности: 32А, 33А, 34А, 37А. Монокорунд 4А имеет разновидности 43А, 44А, 45А.
Карбид кремния — химическое соединение кремния и углерода, полученное при температуре 2100—2200°С и содержащее около 97—99 % SiC. Обладают высокими твердостью (тверже его только алмаз, эльбор, карбид бора), режущей способностью и теплостойкостью.
Карбид бора (КБ) — химическое соединение В4С, обладает высокой режущей способностью, износостойкостью и химической стойкостью.
Кубический нитрид бора (КНБ) — сверхтвердый материал (43,6% бора и 56,4% азота). Обладает почти теми же абразивными свойствами, что и алмаз, и превосходит по износостойкости все известные абразивные материалы. КНБ не теряет режущих свойств при t = 1200°С. Абразивный материал из КНБ выпускают в виде шлифпорошков: эльбор (Л); кубонит (КО); микропорошки (КМ).
В целях отвода из зоны резания выделяющейся теплоты, уменьшения трения и удаления абразива и стружки при шлифовании применяют СОЖ — эмульсии и масла. Чем больше площадь соприкосновения шлифовального круга с заготовкой и тверже ее материал, тем больше количество СОЖ необходимо подавать в зону резания. Подачу СОЖ следует осуществлять равномерно по высоте шлифовального круга (5—8 л на каждые 10 мм высоты круга).
Подачу свободнопадающей струей (рис. 16, а) применяют в основном на универсальных круглошлифовальных станках в единичном и мелкосерийном производстве при шлифовании заготовок из материалов, отличающихся хорошей шлифуемостью (например, закаленных углеродистых сталей). СОЖ подается в зону резания через сопло с щелевым или круговым отверстием.
СОЖ, обладающую хорошими смазывающими свойствами, подают в зону резания через поры шлифовального круга (рис. 16, б). СОЖ, подведенная к осевому отверстию круга, под действием центробежных сил протекает через поры круга на его периферию. Подачу производят только при вращающемся круге, после чего через 2—5 мин начинают шлифование (за это время происходит равномерное заполнение круга жидкостью). Подачу СОЖ прекращают за несколько минут до выключения станка. Этот способ неприемлем для кругов на бакелитовой и вулканитовой связке, не имеющих сквозных пор.
Подачу СОЖ струйно-напорным способом осуществляют через одно или несколько сопл (рис. 16, в). СОЖ, подаваемая под давлением на рабочую поверхность круга вне зоны резания, очищает поры и абразивные зерна от стружки и отходов шлифования.
Подача СОЖ контактным способом (рис. 16, г) заключается в том, что одновременно с поливом зоны резания свободно падающей струей на обрабатываемую поверхность наносят (вне зоны резания) тонкий слой активного смазочного материала.
Подача СОЖ гидроаэродинамическим способом (рис. 16, д) заключается в использовании воздушных потоков, создаваемых кругом, для повышения скорости движения потоков жидкости относительно рабочей поверхности круга и шлифуемой поверхности. Этот способ особенно эффективен при скоростном и обдирочном шлифовании.
Шлифование в среде СОЖ (рис. 16, е) применяют в основном при ленточном и плоском шлифовании.
Рис. 16. Схемы подачи СОЖ при шлифовании:
1 — шлифовальный круг, 2 — кожух, 3 — заготовка, 4 — сопло, 5 — держатель, пористый элемент, 7 — насадка, 8—резервуар
ПЛОСКОШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
Плоскошлифовальные станки предназначены для чистовой обработки плоскостей на деталях различных размеров. Главное движение в этих станках – движение вращения шлифовального круга. В зависимости от формы стола, на котором закрепляют заготовку, различают продольную и круговую подачи ее. Когда ширина обрабатываемой плоскости больше ширины круга, заготовке или кругу сообщается поперечная подача. Кроме того, шлифовальному кругу или заготовке сообщается периодическое перемещение на глубину, направленное перпендикулярно обрабатываемой поверхности. Шлифование производят периферией или торцом шлифовального круга. Есть станки, в которых шлифование осуществляется одновременно торцами двух противоположно установленных кругов.
Плоскошлифовальные станки с круглым столом также имеют горизонтальное вертикальное расположение шпинделя
К круглошлифовальным станкам относятся: круглошлифовальные центровые станки, бесцентрово-шлифовальные станки, внутришлифовальные станки, профилешлифовальные станки. На станках этой группы можно выполнять: шлифование круглых и конических наружных поверхностей, круглых внутренних поверхностей, шлифование профильных поверхностей. Выбор способа шлифование определяется типом производства, конструкцией детали, величиной припуска и требованиями к точности и качеству обработки.
На рис.18 показаны основные узлы круглошлифовального станка. Шлифовальный круг устанавливают и закрепляют на шпинделе шлифовальной бабки 3, которая может перемещаться относительно станины 6 в продольном или поперечном направлении с помощью стола 5 или суппорта. Заготовку 2 закрепляют в центрах 10 шпиндельной бабки 8 и задней бабки 4. Круг и заготовка 2 приводятся в движения приводами (электрическими или гидравлическим), управляемыми оператором посредством панели 7
Рис.18. Основные узлы круглошлифовального станка
По интенсивности съема припуска все операции круглого наружного шлифования подразделяются обдирочное, предварительное и тонкое шлифование.
Обдирочное шлифование применяют для удаления с заготовок дефектного слоя (толщиной не более 1 мм на диаметр) после литья, ковки, штамповки, прокатки. Скорость круга vк=35 – 60 м/с и более, точность обработки 8 – 9 квалитет, шероховатость обработанной поверхности Rа=2,5 – 5 мкм.
Предварительное шлифование выполняют после токарной обработки, но перед термической обработкой заготовок. Скорость круга vк=40 – 60 м/с и более, точность обработки 6 – 9 квалитет, шероховатость обработанной поверхности Rа=1,2 – 2,5 мкм.
Окончательное шлифование производят после термической обработки заготовки. Скорость круга vк=35 – 40 м/с и более, точность обработки 5 – 6 квалитет, шероховатость обработанной поверхности Rа=0,2 – 1,2 мкм.
Тонкое шлифование (припуск 0,05 – 0,1 мм на диаметр) предназначено для обеспечения малой шероховатости поверхности Rа=0,025 – 0,1 мкм.
Круглошлифовальные центровые станки применяют для обработки наружных поверхностей деталей типа тел вращения с прямолинейными образующими, цилиндрические и конические поверхности. В качестве технологических баз используют центровые отверстия или наружные цилиндрические поверхности. В зависимости от направления поступательного движения подачи различают следующие способы шлифования: