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

В большинстве случаев используются шлифовальные аппараты и станки центровой обработки. Где шлифовка выполняется с помощью вращающегося на большой скорости абразивного цилиндра. Однако помимо этого существуют станки, у которых отсутствует единая ось вращения, а обработка материала осуществляется с помощью нескольких вращающихся цилиндров. Но что вообще такое бесцентровое шлифование? Как правильно работать с таким обрабатывающим станком?

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.

Во время обработки ось вращения детали по факту находится выше обоих абразивных кругов, поэтому данную технологию называют бесцентровой.

Общее понятие о шлифовании

• В примитивных случаях применяют твёрдый зернистый песок или более твёрдый наждак, насыпают его на твёрдую поверхность и трут об неё обрабатываемый предмет. Угловатые зерна, катаясь между обеими поверхностями, производят большое число ударов, от которых разрушаются понемногу выдающиеся места этих поверхностей, и округляются и распадаются на части сами шлифующие зерна. Если же одна из поверхностей мягкая, зерна в неё вдавливаются, остаются неподвижными, и производят на второй поверхности ряд параллельных царапин; в первом случае получается матовая поверхность, покрытая равномерными ямками, а во втором — так называемый «штрих», сообщающий поверхности блеск, переходящий в полировку, когда штрих так мелок, что становится незаметным для глаза. Так, при шлифовке двух медных пластинок одной об другую с наждаком, обе получаются матовыми, а тот же наждак, будучи наклеен на поверхность бумаги, сообщит при трении об латунную поверхность блеск.

• Хрупкое, твёрдое стекло стирается больше мягкой и упругой металлической пластинки, а порошок алмаза может стирать поверхность самого алмаза и куски кварца можно обрабатывать на точиле из песчаника. Ямки, производимые зёрнами наждака, тем мельче, чем мельче сами эти зерна; поэтому шлифованием можно получать наиболее точно обработанные поверхности, как это делают при шлифовании оптических стекол.

Это интересно: Обработка отверстий: виды операций и используемый инструмент

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.

Станок круглошлифовальный бесцентровый 3М182

Москва, Машиностроение. Энциклопедия 2002. Под редакцией К.В. Фролова

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:

1. До запуска устройства ведущий вал отводят от шлифовального, а потом на поддерживающую конструкцию помещается деталь, подлежащая обработке.
2. Чтобы заготовка не перемещалась в продольном направлении, ее прижимают к поддерживающей конструкции с помощью специального упора. Сам упор одновременно выполняет функцию выталкивающего устройства.
3. К поверхности подводят направляющий вал, работающий на небольшой скорости, который передает вращение детали. После этого заготовка с помощью направляющего вала подносится к шлифовальному кругу.
4. 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.

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.

Бесцентровое шлифование внутренних поверхностей

При необходимости технологию бесцентровой шлифовки можно адаптировать и для обработки крупных концентрических отверстий в заготовках. Для проведения таких работ мастеру дополнительно понадобится установить три ролика, которые будут направлять и прижимать заготовки с отверстиями к станку. Во время работы шлифовальный круг вводится непосредственно внутрь обрабатываемого отверстия.

При проведении работ нужно помнить о некоторых важных правилах и ограничениях:

• Ролики на станке должны быть установлены очень точно, поскольку даже в случае небольшого отклонения шлифовальный круг либо не сможет прижаться к детали, либо врежется в нее слишком глубоко.
• Шлифуемая поверхность должна быть исключительно цилиндрической симметричной формы, другие конфигурации и формы исключены.
• Торцевая часть детали должна располагаться строго перпендикулярно ее оси — в противном случае возможно повреждение и деформация заготовки. Торец изделия, упирающийся в поверхность опорной втулки, должен быть строго перпендикулярен его оси.

Как видите, ограничения является достаточно серьезными, а устранить или минимизировать их влияние практически невозможно. Поэтому технология бесцентрового шлифования редко используется для работы с внутренними поверхностями (хотя в крупносерийном поточном производстве ее применение может быть целесообразно).

Предлагаем следующие виды шлифовки металла:

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

Оставьте заявку по форме или свяжитесь с нами по телефону и e-mail

8 Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

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

Шлифовка металлических поверхностей

Существует просто огромное количество различных операций по обработке металла, все они характеризуются применением определенного оборудования и оснастки. Распространенной финишной обработкой можно назвать процесс шлифования. Оно предусматривает снятие небольшого поверхностного слоя, за счет чего достигается определенная шероховатость и более точные размеры. Рассмотрим особенности данного процесса подробнее.

Шлифование металла

Обработку металла и различных сплавов при применении абразивного материала принято называть шлифованием.

Подобная технология позволяет изменить шероховатость и другие параметры наружной или внутренней цилиндрической, а также плоской поверхности.

Шлифование металла может проводится при использовании различного специального оборудования. Рассматривая особенности подобной механической обработки нужно уделить внимание следующим моментам:

• Процесс шлифования – финишный этап обработки, который проводится для получения определенной шероховатости.
• Подобная технология не применяется для изменения размеров в большом диапазоне.
• Довести поверхность до требуемой шероховатости можно при использовании современного оборудования можно после термообработки металла.

При проведении рассматриваемой операции учитывается довольно большое количество особенностей:

• Скорость круга – параметр, который зависит от наружного диаметра абразива и возможностей станка.
• Скорость перемещения детали.
• Глубина резания.
• Возможность поперечной подачи.

Стоит отметить, что сегодня подобную технологию постепенно вытесняет чистовое точение металла на высоких скоростях и минимальной подаче.

Основные виды шлифовки

Шлифовка деталей может проходить при применении самых различных технологий. Наибольшее распространение получили следующие:

• Круглое шлифование металла.
• Изменение шероховатости внутренних поверхностей.
• Зубошлифование.
• Бесцентровая технология.
• Шлифование плоских поверхностей.

Кроме этого, классификация может проводится по типу применяемого материала при обработке. Для автоматизации процесса и снижения трудовых затрат используются специализированные станки. Встречаются модели и со встроенным блоком ЧПУ, который автоматизирует процесс и обеспечивает высокое качество получаемой поверхности.