.

Высокопроизводительное шлифование

В связи с непрерывным ростом требований к точности и качеству деталей и машин и металлообработке все большее, место занимают различные методы шлифования. Происходит постоянное совершенствование станков в направлении повышения:

  • а) увеличения скорости резания и подачи, мощности главного привода, количества подаваемой смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), совершенствования способов подачи и очистки СОЖ; повышения степени автоматизации станков, в том числе увеличения выпуска полуавтоматов и автоматов, создания станков с адаптивными системами и с программным управлением;
  • б) точности, жесткости и виброустойчивости станков с целью обеспечения высокой точности обработки при повышенных режимах.

Ведутся большие работы и по совершенствованию абразивного инструмента. Создаются новые конструкции кругов, новые абразивные материалы. Повышается геометрическая точность кругов и их однородность. Все это улучшает качество абразивного инструмента, увеличивает его режущую способность и прочность, создает возможности расширения области применения абразивной обработки, увеличения окружной скорости шлифовального круга, повышения производительности и точности абразивной обработки. В настоящее время созданы станки и абразивные инструменты для чернового и чистового шлифования со скоростью круга Vкр = 60-80 м/с, для обдирочного шлифования с Vкр = 80 м/с и для образивной резки с Vкр =100 м/с. По данным зарубежной литературы, до 2000 г. предполагается довести скорость шлифовального круга до 300 м/с, при этом около 25% операций, выполняемых в настоящее время лезвийным инструментом, будут переведены на абразивную обработку. Для этого предполагается провести работы по повышению прочности шлифовальных кругов в несколько раз, созданию качественно новых абразивных материалов, в том числе сверхтвердых с определенной геометрической формой зерен, достижению постоянных свойств во всем теле круга. Предполагается также разработать новые научные методы, которые позволят определять скорость съема припуска, коэффициент шлифования, точность обработки и шероховатость поверхности для любого сочетания станок –шлифовальный круг – обрабатываемые материал.

С созданием новых конструкций станков для абразивной обработки, новых абразивных материалов и инструментов, новых СОЖ и способов их подвода появляются условия для широкого внедрения в промышленность различных видов высокопроизводительного шлифования – скоростного, силового, глубинного. Новые высокопроизводительные процессы шлифования более чем в 2 раза повышают производительность труда, не снижая точности качества обрабатываемой поверхности. Отечественной станкоинструментальной промышленностью созданы свыше 20 моделей станков для скоростного и силового шлифования и шлифовальные круги, работающие при скорости 50-60 м/с и выше. Необходимо быстрейшее внедрение в машиностроение высокопроизводительных процессов шлифования, в первую очередь в массовом и крупносерийном производстве.

 Для реализации высокопроизводительного шлифования используются твердые шлифовальные круги, с пористой структурой и абразивными зернами из композитов на основе кубического нитрида бора. Процесс идет на очень высоких скоростях резания, но с относительно малыми подачами (примерно 10 м/мин). Наиболее целесообразно этот метод использовать для обработки заготовок из твердых сплавов, быстрорежущих и закаленных сталей.

Реализация технологии требует очень высокой мощности двигателя главного привода, т.к. силы резания могут достигать 1000 Н и более, что затрудняет доступ СОЖ в зону резания и требует особых мер обеспечения техники безопасности. Очевидно, что способ не обеспечивает высокой точности обработки и не может использоваться в качестве чистовых операций. Однако, эта технология чрезвычайно выгодна в качестве предварительной обработки в тех случаях, когда необходим быстрый съем больших припусков с заготовок высокой твердости. Это дает возможность производить термообработку до, а не после обработки резанием, что позволяет исключить влияние температурных деформаций заготовок. Чаще всего эта технология используется для предварительной обработки фрез, сверл, разверток и других сложнопрофильных изделий из заготовок простой формы.