8 принципов бесцентрового шлифования

В мире механической обработки токарные станки, такие как токарные и фрезерные станки, являются яркими звездами. На самом деле они являются механическая обработка для большинства людей. Однако возможность выполнять точное бесцентровое шлифование в дополнение к механической обработке является несомненным преимуществом.

Как работает бесцентровое шлифование?

Бесцентровое шлифование это один из нескольких процессов механической обработки, в которых используется абразивная резка для удаления материала с детали (заготовки). Этот процесс включает в себя опору детали на опорное лезвие заготовки, которое находится между двумя вращающимися цилиндрами:

• Колесо регулировки , который управляет скоростью вращения детали и скоростью подачи (для шлифования с подачей). ) или линейный ход (для шлифования со сквозной подачей )
• Большой абразивный шлифовальный круг

Прелесть бесцентрового шлифования в том, что заготовка удерживается на месте за счет давления вращающихся кругов. Крепление не требуется, поэтому установка проста, а время выполнения работ быстрое. А поскольку заготовка жестко закреплена, во время операции шлифования отсутствует отклонение.

Но, несмотря на эти и другие преимущества, бесцентровое шлифование имеет меньше практиков, чем механообработка. И хотя бесцентровая шлифовальная машина существует уже почти столетие, многие люди сомневаются в основах этого процесса и в том, как он работает.

Что еще полезно знать об этом несколько загадочном процессе? Давайте рассмотрим 8 основных принципов бесцентрового шлифования. — то, что полезно (и, надеемся, интересно) знать об этом зрелом и все же несколько незнакомом процессе.

1. Бесцентровое шлифование начинается там, где заканчивается обработка.

Недостатком бесцентрового шлифования, в отличие от механической обработки, является то, что вы не можете иметь столько осей, работающих с заготовками. Однако есть много деталей, для которых бесцентровый процесс устраняет ограничения механической обработки с точки зрения размеров, материалов и обработки поверхности.

Вот почему мы любим говорить, что там, где заканчивается обработка, начинается процесс бесцентрового шлифования. Например, если у вас есть некруглая деталь от токарного станка, а диаметр детали слишком мал или ее центр невозможно установить, вы можете добиться круглости с помощью методов бесцентрового шлифования. .

Кроме того, во время бесцентрового процесса отсутствует осевая нагрузка на заготовки. Это означает, что его можно использовать для шлифовки длинных кусков хрупких материалов и деталей, которые в противном случае могли бы деформироваться.

2. Процесс бесцентрового шлифования обманчиво прост, но точен.

Поскольку они во многом обязаны своей функциональностью некоторым основным принципам физики, бесцентровые шлифовальные машины не имеют большого количества движущихся частей. Это делает бесцентровое шлифование относительно простым процессом, который идеально подходит для чистовой обработки внешнего диаметра небольших цилиндрических металлических деталей, требующих жестких допусков. .

Бесцентровое шлифование является практически непрерывным, поскольку по сравнению с межцентровым шлифованием время нагружения невелико. Таким образом, большие длины можно шлифовать непрерывно. Даже большое количество мелких деталей можно автоматически измельчать с помощью различных приспособлений для подачи.

Кроме того, бесцентровые шлифовальные станки могут стабильно работать на высоких скоростях. Это делает процесс отличным выбором для крупномасштабных приложений в аэрокосмической, автомобильной, военной, медицинской и других отраслях промышленности.

3. Методы шлифования различаются способом подачи деталей через станок.

Основное различие между двумя наиболее часто используемыми методами бесцентрового шлифования заключается в способе подачи заготовок через станок. .

Проходное шлифование обычно используется для деталей с постоянной округлостью по всей длине детали. В этом методе заготовка перемещается по опорному лезвию между двумя колесами.

Благодаря небольшому углу, приложенному к регулировочному кругу относительно шлифовального круга, метод сквозной подачи в основном «выжимает» заготовку через шлифовальный круг и выходит с другой стороны.

Шлифовка на входе — также называется врезным шлифованием — применяется для шлифования цилиндрических деталей с насечками или сложной формы, например, валов шестерен. Здесь лезвие упора заготовки должно быть приспособлено для соответствия форме детали, а шлифовальные и регулирующие круги должны быть отшлифованы, чтобы соответствовать желаемому вырезу профиля детали.

При методе подачи регулирующий круг вращает деталь с одной скоростью, толкая ее к шлифовальному кругу, который вращается с большей скоростью. Чем больше разница в скоростях, тем выше скорость удаления.

4. Выбор шлифовального круга имеет решающее значение.

Еще одним ключевым фактором бесцентрового шлифования является выбор шлифовального круга. Он должен подходить как для металла, из которого изготовлены детали, так и для требуемой обработки поверхности.

Помимо того, что доступны различные диаметры и ширины/толщины, бесцентровые шлифовальные круги бывают разных типов и размеров зерна, часто с использованием суперабразивных материалов, таких как поликристаллический алмаз и кубический нитрид бора.

Суперабразивные материалы и материалы из карбида кремния являются преимуществом при бесцентровом шлифовании чрезвычайно твердых металлов по нескольким причинам:

• Колеса долговечны и дольше сохраняют остроту.
• Они обладают высокой теплопроводностью, сохраняя свою форму при высоких контактных температурах и высоких скоростях вращения.
• Для цикла перевязки требуется меньше времени.
• Срок службы колеса намного больше, чем у колес, изготовленных из таких материалов, как абразивы на основе оксида алюминия.

5. Углы влияют на успех бесцентрового шлифования.

Углы, под которыми бесцентровые шлифовальные круги соприкасаются с деталью, имеют решающее значение для достижения надлежащей круглости и допуска.

Как правило, центры регулирующего и шлифовального кругов устанавливаются на станке на одной высоте, а центр заготовки располагается выше. Однако, если заготовка установлена ​​слишком высоко, она может вибрировать. Если заготовка установлена ​​слишком низко, она может быть некруглой.

Цель состоит в том, чтобы деталь (1) находилась в контакте с регулировочным кругом и (2) вращалась с меньшей скоростью, в то время как более быстрый и крупный абразивный шлифовальный круг прикладывает силу, которая создает точную округлость детали. Использование правильных углов круга помогает обеспечить использование всей поверхности шлифовального круга.

Если угол регулировочного колеса слишком острый, это может привести к тому, что заготовка слишком далеко войдет в зону шлифования. Это может привести к неравномерному износу, конусности и сокращению срока службы колеса. Если регулировочный круг расположен слишком близко к параллели с шлифовальным кругом, это может привести к заклиниванию деталей между кругами или, в худшем случае, к столкновению заготовки/шлифовального круга.

Угол наклона опорного лезвия заготовки также имеет решающее значение. Например, при шлифовании суперабразивным кругом шириной 4 дюйма (101,6 мм) остальное лезвие обычно хорошо работает при 30º.

Но при ширине круга 6 дюймов (152,4 мм) или 8 дюймов (203,2 мм) такой же угол может создавать слишком большое давление на шлифовальный круг и вызывать вибрацию. В этом случае изменение угла на 20º или 25º уменьшит давление и устранит вибрацию детали.

6. При бесцентровом шлифовании необходимо сохранять прохладу.

СОЖ используется при бесцентровом шлифовании, чтобы не только охладить шлифовальный круг, но и отвести тепло от зоны, где заготовка соприкасается с шлифовальным кругом.

Бесцентровое шлифование требует использования охлаждающей жидкости под правильным давлением для преодоления воздушного барьера, создаваемого между шлифовальным кругом и заготовкой в ​​процессе шлифования. Это позволяет охлаждающей жидкости течь в пространство между ними.

Этап подачи СОЖ при бесцентровом шлифовании имеет решающее значение для предотвращения возврата тепла к заготовке или шлифовальному кругу. В противном случае могут возникнуть трудности с соблюдением допусков на круглость и прямолинейность, а термическое повреждение может даже привести к вздутию и растрескиванию шлифовального круга.

7. Вы можете научить «старый» процесс новым приемам.

Хотя бесцентровое шлифование существует уже давно, современные станки оснащены новыми функциями, повышающими производительность.

Чтобы повысить эффективность процесса и производительность, программируемые элементы управления ЧПУ еще больше упрощают настройку и замену оборудования от одного задания к другому. Другие новейшие технологии позволяют:

• Создание ранее невозможных форм, размеров и допусков.
• Сократить время настройки
• Ускорьте загрузку и разгрузку, чтобы сократить время цикла.

Например, бесцентровые шлифовальные станки последнего поколения. снимите регулировочное колесо и замените его стационарными проволочными опорами, имеющими вариант режима втулки. Эта опция позволяет выполнять сложные формы и необычные размеры, работая так же, как направляющие втулки на автоматических токарных станках швейцарского типа.

Кроме того, достижения в области программного управления, двигатели с прямым приводом и роботизированная загрузка/разгрузка заготовок позволяют использовать простую концепцию бесцентрового шлифования для изготовления сложных деталей, которые ранее были немыслимы.

8. Опыт является частью набора навыков бесцентрового шлифования.

Бесцентровому процессу обычно не учат. Скорее, это навык, который часто приобретается за годы работы в той части отрасли, которая предоставляет услуги бесцентрового шлифования. клиентам.

Итак, чтобы получить наилучшие результаты, вам нужен партнер, который:

• Считает бесцентровое шлифование достаточно важным, чтобы развивать экспертные знания, несмотря на нишевый спрос.
• Продолжает расти вместе с отраслью, вместо того чтобы полагаться на оригинальные машины, выпущенные несколько десятилетий назад.

Например, с самого начала компания Metal Cutting дополняла наши возможности по резке бесцентровым шлифованием для производства деталей с герметичным соединением стекла и металла. Спустя более 50 лет мы по-прежнему выполняем бесцентровое шлифование практически каждый день и продолжаем идти в ногу с отраслевыми тенденциями и требованиями клиентов, используя оборудование последнего поколения.

Зачем использовать бесцентровое шлифование?

В умелых руках бесцентровое шлифование способно создать «обработанную поверхность», с которой такой процесс, как токарная обработка, просто не может сравниться — как по значению Ra, так и по некоторым металлам, которые практически невозможно обработать режущим инструментом.

Даже там, где возможна токарная обработка, она никогда не обеспечит точного съема материала и конечной чистоты поверхности, которых может достичь шлифовальный круг.

Спустя почти 100 лет после своего появления бесцентровое шлифование все еще не так распространено, как другие методы обработки металлов. Тем не менее, уникальные качества шлифованной (по сравнению с точеной) отделки в сочетании с инновациями и вариациями, доступными при бесцентровом шлифовании, позволяют производить металлические детали, незаменимые для своего применения.

Как выбрать процесс прецизионного шлифования? Узнайте больше здесь.