Как происходит бесцентровое шлифование?

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.

Основные виды бесцентрового шлифования

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.

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.

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.

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).

Заключение

Подведем итоги. Для обработки поверхности твердых металлических деталей и заготовок могут применяться станки, которые работают по принципу бесцентрового шлифования. Они состоят не из одного, а из двух колес вращения.

Одно колесо выполняет фиксацию и стабилизацию заготовки, а второе производит обточку. Во время работы ось вращения деталей не совпадает ни с одной из осей колес шлифования, поэтому эту технологию и называют бесцентровой.

Данная технология в основном используется для внешней обработки деталей. Различают два способа шлифовки — с продольной и поперечной подачей. Первая разновидность используется для деталей фиксированного диаметра без выемок и зазубрин вдоль своей оси. Вторая разновидность технологии используется для обработки выемок и зазубрин на деталях, которые имеют сложную форму.

При необходимости станки бесцентровой шлифовки можно адаптировать и для работы с внутренними поверхностями деталей, однако такой способ имеет множество неустранимых ограничений, поэтому в производстве внутренняя обработка бесцентровым методом используется редко.

Источник: https://martensit.ru/rezka-i-shlifovanie/bescentrovoe-shlifovanie/

Бесцентровое шлифование

Схема работы бесцентрово-шлифовального станка со сквозной подачей.

При бесцентровом шлифовании изделие не закрепляется в центрах, как на круглошлифовальных станках, а помещается без всякого крепления между двумя кругами (фиг. 80), причём один круг А является шлифующим, а второй — В — ведущим или подающим кругом, который вращает изделие, а иногда и сообщает ему продольное перемещение.

На бесцептрово-шлифовальных станках шлифуются изделия с цилиндрическими, коническими и фасонными поверхностями. Бесцентровое шлифование может производиться несколькими способами:

1. сквозное шлифование,
2. шлифование до упора,
3. шлифование способом подрезки.

Сквозное шлифование применяется для втулок, поршней, поршневых пальцев, ходовых винтов и валов. В этом случае шлифуемая деталь поступает с одной стороны станка, а выходит с другой.

Шлифование до упора применяется для деталей, имеющих выступы. Шлифование способом подрезки осуществляется поперечной подачей регулирующего круга и применяется, главным образом, при обработке фасонных деталей.

Для осуществления сквозной подачи ведущий круг устанавливается под углом а = 1°—6°. Чем больше угол а, тем величина подачи больше, и чистота шлифования меньше.

При шлифовании методом поперечной подачи ведущий крут подаётся к шлифующему кругу и устанавливается параллельно последнему. Подачи назначаются от 0,003 до 0,02 мм/об.

Бесцентрово-шлифовальные станки обладают следующими преимуществами перед обыкновенными круглошлифовальными:

1. не требуется центровка изделий, благодаря чему можно уменьшать припуск под шлифование;
2. не требуются люнеты при шлифовании длинных изделий;
3. благодаря простоте работы станка квалификация шлифовщика может быть ниже; 4) станки обладают более высокой производительностью; последнее является основным преимуществом этих станков. Наравне с преимуществами бесцентровое шлифование имеет и недостатки, которые ограничивают его применение.

Отметим наиболее существенные:

1. настройка станка и регулировка требуют больших затрат времени, что окупается только при значительной партии деталей;
2. у полых изделий нельзя достигнуть строгой концентричности наружной цилиндрической поверхности и внутренней;
3. у ступенчатых валиков нельзя шлифовать на бесцентровых станках каждую ступень отдельно, так как не будет достигаться концентричность. Двухступенчатые валики можно шлифовать одновременно, имея для каждого диаметра два крута и строго соблюдая разность диаметров; это окупается только при крупносерийном или массовом производстве.

На бесцентрово-шлифовальных станках при сквозном шлифовании можно достигнуть точности до 0,003—,0,005 мм. Припуски на шлифование даются в зависимости от диаметра и длины изделия, а также в зависимости от того, закалённое или не закалённое изделие, так как деформации при закалке вынуждают оставлять большие припуски, чем для не закалённых изделий (см. табл. 13 и 14). 1

Например, для изделия диаметром 25 мм при длине 75 мм припуск будет от 0,2 до 0,3 мм для сырого изделия и от 0,23 до 0,33 мм для закалённого; при том же диаметре, но при длине 575 мм припуск составит от 0,25 до 0,35 мм для сырого изделия и от 0,35 до 0,45 мм для закалённого. На примере видно влияние длины и термообработки на припуск.

На припуск также влияет чистота и точность предварительной обточки. Угол поворота ведущего круга зависит от диаметра и длины изделия, а также от требуемой чистоты.

Для диаметров до 20 мм угол поворота 4°—6°, а для диаметров от 20 до 50 мм — от 2,5° до 4°, при чистовом шлифовании угол поворота уменьшается на 1°—1,5°; также уменьшается угол поворота ведущего круга при коротких изделиях. Глубина шлифования при черновых проходах 0,05-0,15 лш при отделочных 0,01—0,03 мм’. Минутная подача изделия от 1000 до 4000 мм.

Источник: https://tehnologija-obrabotki-metallov.ru/bescentrovoe-shlifovanie.html