Бесконтактное и цилиндрическое шлифование: ключевые отличия объяснены

Если перила на клапанном распределителе не идеально круглые и зеркально-гладкие, клапан не будет работать как ожидается. То же относится к шейкам коленчатых и распределительных валов, тяговым стержням, роторам турбонаддува и множеству других высокоточных механически обработанных деталей. Цилиндричность, концентричность и чистота поверхности жизненно важны для плавной и надежной работы, и именно это дают бесконтактное (centerless) и цилиндрическое шлифование.

Эти два процесса механической обработки оба производят точные цилиндрические формы, но различаются в нескольких аспектах. У каждого свои сильные стороны и ограничения, и важно понимать их при проектировании продукта и поиске услуг точной обработки. Вот объяснение.

Бесконтактное и между центрами

Фундаментальное различие между этими двумя способами шлифования цилиндрических форм — то, как заготовка удерживается. В цилиндрическом шлифовании она удерживается на своей оси вращения, «между центрами», в то время как в бесконтактном шлифовании она поддерживается вдоль своей осевой длины.

Центры — точно заточенные конусы, вписывающиеся в зеркальные впадины, просверленные в каждом конце заготовки. Деталь загружают в станок, зажимая заготовку между парой противоположных центров.

Как подразумевает фраза, бесконтактное шлифование не использует центры. Вместо этого заготовка удерживается на длинном тонком упоре регулирующим колесом, которое давит её против шлифовального круга. Так при бесконтактном шлифовании заготовка позиционируется по внешнему диаметру, в то время как шлифование между центрами держит её на центральной линии.

Обратите внимание, что цилиндрическое шлифование не обязано держать заготовку между центрами. Оно может использовать зажимные лапки или коллеты вместо этого.

Вращение заготовки

В бесконтактном шлифовании шлифовальный круг вращает заготовку, а регулирующее колесо контролирует скорость вращения. Это обеспечивает дифференциальное движение, необходимое для удаления материала.

В цилиндрическом шлифовании заготовка вращается в противоположном направлении к кругу. Это достигается приводом вращения заготовки от зажима, который обычно держит один из центров. Чтобы заставить заготовку вращаться, на неё насадят приводной «дог» (dog), который толкается штифтом на зажиме по кругу.

Типы цилиндрического шлифования

Если заготовка длиннее ширины шлифовального круга, круг продвигается вдоль её длины, пока оба вращаются. Если заготовка короче, шлифовальный круг должен только двигаться вперед в так называемом «плунж-шлифовании» (plunge grinding). Если круг, используемый в плунж-шлифовании, профилирован, эта форма передается на заготовку.

Цилиндрическая шлифовальная машина может быть оснащена дополнительной осью для шлифования внутренних диаметров. Заготовка зажимается в зажим с открытым концом, выставленным к малому шлифовальному кругу. Этот круг вводится в заготовку для шлифования внутренней поверхности.

Крип-фид шлифование (creep-feed grinding) — специализированная форма плунж-шлифования. Оно способно на высокие скорости удаления металла, но требует специализированного ЧПУ шлифовального оборудования.

Варианты бесконтактного шлифования

Бесконтактные шлифовальные станки часто настраивают на сквозное шлифование (through-feed grinding). Это где небольшой угол на регулирующем колесе толкает заготовку вдоль упора и мимо шлифовального круга. В этом расположении станок может постоянно снабжаться материалом.

Бесконтактная шлифовальная машина может также работать как плунж-шлифовальный станок. Как с плунж-шлифованием на цилиндрическом шлифователе, шлифовальному кругу дают требуемый профиль и заготовку вводят в контакт с ним для создания формы.

Сравнение и противопоставление методов точного цилиндрического шлифования

Оба процесса способны производить очень гладкие поверхности. Главные отличия — точность и пропускная способность.

Бесконтактное шлифование способно на высокую пропускную способность. Однако станки требуют времени для наладки. В противовес, переналадка или наладка на ЧПУ цилиндрическом шлифователе может быть выполнена за несколько минут. Недостаток в том, что загрузка и разгрузка детали медленнее, чем у бесконтактного шлифователя в режиме сквозного шлифования.

По этим причинам бесконтактное предпочтительно для крупносерийной обработки, при условии, что оно может держать нужную геометрическую точность. В общем, цилиндрическое шлифование более точно и достигает превосходной округлости. Разница мала — вопрос десятых долей тысячной доли дюйма — но часто стоит оплатить дополнительные затраты, когда функция зависит от точности.

Технологии точной механической обработки в Impro

Impro выполняет и бесконтактное, и цилиндрическое точную обработку на современных ЧПУ шлифовальных станках. Крупнейшие детали, которые можно бесконтактно зашлифовать — 2 дюйма (50 мм) диаметром, в то время как наши цилиндрические шлифователи справляются с деталями до 14 дюймов (355 мм) диаметром. Свяжитесь с нами для обсуждения ваших потребностей в точной обработке.