Комплексные способы эффективной обработки резанием - Ермаков Ю.М.
ISBN 5-217-03160-3
Скачать (прямая ссылка):
Одним из путей повышения эффективности абразивной обработки является внедрение в производство глубинного шлифования. Припуск при этом снимается за один-два рабочих хода. Обработку проводят с большими глубинами 0,5 ... 15 мм, с малыми («ползучими») скоростями подач 50 ... 500 мм/мин и скоростью резания 3040 м/с (VxZv111 = 10~3... 10"5).
Особенности микрорезания при глубинном шлифовании (ГШ) проявляются прежде всего в толщине среза: при ГШ она в 4-5 раз меньше, чем при маятниковом шлифовании (МШ). Соответственно этому коэффициент абразивного резания при ГШ fA = 0,15 ... 0,25, при МШ fA = 0,3 ... 0,4. Доля сил трения в сумме результирующих сил резания единичным зерном составляет 40 ... 60 %. ГШ обеспечивает рост производительности в 2-3 раза.
Дальнейшее совершенствование глубинного шлифования возможно за счет обработки в комбинации с электрохимическими способами, применения кругов из кубического нитрида бора (КНБ) и оптимальных способов их правки. Непрерывная правка обеспечивает постоянное вскрытие новых абразивных зерен с острой кромкой, что значительно снижает силы резания. Это позволяет в 5 - 15 раз увеличить скорость подачи заготовки по сравнению с традиционным глубинным шлифованием без непрерывной правки и достигнуть режимов обдирочного шлифования.
Обдирочное шлифование (ОШ) находит все более широкое применение в машиностроении. Оно характеризуется большим съемом металла за счет увеличения силы до 10 кН в зоне контакта круга с обрабатываемой поверхностью и повышения окружной скорости от 40 до 60 ... 100 м/с.
СПОСОБЫ НА БАЗЕ МАКРОЛЕЗВИЙНОГО ТОЧЕНИЯ И ШЛИФОВАНИЯ 171
Большинство обдирочно-шлифовальных станков работают с постоянной силой прижима круга к заготовке, мощность привода главного движения достигает 100 ... 250 кВт. Шлифование предназначено для обработки отливок по корке, поковок и проката с наличием окалины, термически обработанных заготовок повышенной твердости. Основными преимуществами являются: повышенная точность и качество поверхности; снижение мощности, необходимой для съема 1000 мм3 металла, до 0,5 ... 0,6 кВт; высокая режущая способность кругов (из электрокорунда твердостью СТ1-СТ2 при обработке стали - до 280 кг/ч и чугуна - до 345 кг/ч). Мощность обдирочного шлифования составляет 0,25 ... 0,75 кВт на 1 мм высоты круга, а радиальная составляющая силы резания - 10 ... 50 H на 1 мм ширины круга. Абразивный инструмент работает в режиме самозатачивания.
В станках для ОШ скорость продольной подачи составляет 300 ... 4200 мм/мин, скорость подачи на врезание - 300 ... 900 мм/мин, глубина шлифования - 3 ... 25 мм. Отношение скоростей \т/\ш = 10~3 ... 104 соответствует диапазону глубинного шлифования. Охлаждение воздушное с отсосом загрязненного воздуха из зоны шлифования в объеме не менее 20 м3/мин.
Фирма «Guhring Automation» (ФРГ) разработала способ HSG (High Speed Grinding) - высокоскоростного глубинного шлифования (ВШГ), который является разновидностью обдирочного скоростного шлифования [15]. Особенностью ВШГ является то, что материал по всей обрабатываемой ширине b снимается за один рабочий ход на всю глубину /инее ползучим, как при глубинном, а с обычным движением подачи, при этом направление движения подачи - прямолинейное (рис. 5.21, а), круговое (рис. 5.21, 6) или винтовое (профильное глубинное шлифование) (рис. 5.21, в) - не имеет значения. Важным является то, что при высоких скоростях резания (60 < vt, < 250 м/с) обеспечивается высокая скорость подачи заготовки 1000 < v.y < 15 000 мм/мин и глубина резания до 30 мм. При таких условиях достигается максимальная производительность - до 2000 г/мин. Отношение скоростей = ws I ve изменяется от 2-Ю"3 до 10~5, что соответствует обычному глубинному шлифованию. Время обработки заготовок способом ВШГ составляет 5 ... 20 % времени на сравнимые операции фрезерования или точения. В общем случае скорость подачи и съем материала в 100 - 500 раз выше, чем при традиционном шлифовании.
Сравнительный анализ способов шлифования по режимам, удельному съему и расходу мощности показывает, что ОШ имеет более высокую производительность, чем ВШГ, при меньших удельных энергозатратах Ауд (табл. 5.2). ВШ в 2 с лишним раза эффективнее ШГ. Вместе с тем
172 РАЗВИТИЕ СПОСОБОВ МАКРОЛЕЗВИЙНОЙ И АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ
Рис. 5.21. Схемы глубинного шлифования (ГШ) с прямолинейным (а), круговым (б) и винтовым (в) движениями подачи; области (г) рационального применения способов абразивной обработки
требования и материальные затраты на реализацию высокоскоростных способов значительно выше, чем при обычном (V111 = 30 м/с) шлифовании. Это затраты на станки, системы охлаждения, конструкции и балансировки кругов, средства защиты. Поэтому и применяются высокоскоростные способы главным образом в массовом и крупносерийном производстве.
В нашей стране разрабатываются комплексные способы шлифования [14]. Кинематической их особенностью являются соизмеримые и встречно-направленные скорости шлифовального круга и заготовки. Это позволяет при обычной для шлифования скорости круга обеспечить высокоскоростное резание и на порядок уменьшить удельные энергозатраты. Характеристика одного из комплексных способов шлифохонингова-ния (ШХ) приведена в табл. 5.2.
