Парубец М.С.

Черниговский государственный технологический университет, Украина

Основные факторы, определяющие точность двустороннего шлифования

В научной литературе достаточно широко рассмотрены факторы, которые определяют точность обработки при абразивном шлифовании. Вместе с тем, недостаточно исследованы процессы двустороннего шлифования, являющегося одним из высокопроизводительных способов финишной обработки.

На двусторонних шлифовальных станках отклонение от параллельности, плоскостности торцов, заданной толщины деталей, волнистость в итоге определяют качество обработки.

Для получения максимальной производительности наряду с допустимой точностью необходимо изучить влияние на нее различных факторов. Рассмотрим основные технологические факторы, влияющие на точность обработки при двустороннем торцевом шлифовании.

Наладка станка. В большинстве публикаций авторы приходят к выводу о том, что точность детали, изготовленной на двусторонних станках, в основном зависит от наладки системы СПИД (станок–приспособление–инструмент–деталь), то есть зависят от первоначальной настройки (разворота) шлифовальных кругов друг относительно друга. Встречающиеся рекомендации по выбору оптимальных настроечных параметров разнообразны и порой противоречивы. Так, ряд исследователей рекомендует параллельную настройку кругов для обеспечения высокой точности шлифования деталей с прямолинейной подачей при малых припусках; другие рекомендуют поворачивать шлифовальные круги друг относительно друга в горизонтальной и вертикальной плоскостях на некоторый угол [1].

Силы резания. Существенную роль в формировании зоны шлифования и образования погрешности обработки играют упругие смещения кругов под влиянием сил резания. При двусторонней обработке нормальная сила Р_у оказывает основное воздействие на точность детали. Кроме изменения положения кругов под воздействием среднего значения силы Р_у, имеют место их периодические смещения относительно среднего положения в виду пульсации силы с частотой входа деталей в зону резания.

В процессе шлифования из-за переменной силы резания круги колеблются относительно некоторого среднего положения, а калибрующая кромка перемещается в направлении, перпендикулярном к обрабатываемой поверхности. Вследствие этого на поверхности деталей отпечатываются следы поперечного движения калибрующей кромки и создается погрешность обработки. Стабилизация параметров наладки возможна за счет уменьшения отжатий в системе СПИД путем повышения жесткости, снижения сил резания на входе и на выходе из зоны резания. Нормальные силы Р_у при шлифовании на проход изменяют положение кругов в двух плоскостях, тем самым влияя на геометрические параметры деталей по неплоскостности и непараллельности [2].

Износ круга. Изменение высоты детали носит циклический характер и определяется размерным износом шлифовальных кругов. Поэтому ряд авторов, исследуя эти вопросы, указывают на необходимость учета износа круга, который практически не влияет на непараллельность и неплоскостность торцов детали. В случае неравномерного износа рекомендуется чаще осуществлять правку шлифовальных кругов и подналадку станка

Припуск и скорость подачи детали. Недостаточно изучены вопросы влияния скорости подачи детали и снимаемого припуска при двустороннем шлифовании. В ряде работ указывается, что увеличение припуска приводит к снижению точности и оказывает большее влияние, чем скорость подачи детали в зону шлифования.

Тепловые деформации. Тепловая деформация является одним из основных факторов, влияющих на погрешность обработки. Первоначально установленное положение кругов друг относительно друга и базовых поверхностей станка изменяется вследствие тепловых деформаций его узлов. Исследования показали, что основное влияние на формирование и режим стабилизации температурного поля станка оказывают время и максимальная температура нагрева СОЖ, подаваемой в зону резания [3].

Проанализировав возможность влияния вышеуказанных факторов на точность двустороннего шлифования, можно сделать следующие выводы:

- точность обработанных деталей при двустороннем шлифовании во многом зависит от взаимного расположения шлифовальных кругов во время обработки;

- взаимное положение шлифовальных кругов обеспечивается их разворотом до начала обработки. При этом учитываются изменения этого положения под действием сил резания, которые возникают в процессе шлифования;

- при обработке деталей для достижения требуемого размера необходимо учитывать размерный износ шлифовальных кругов;

- припуск, скорость подачи необходимо устанавливать с учетом требований к точности деталей при двустороннем шлифовании.

- величина снимаемого припуска зависит от расстояния между кругами, установленными до шлифования и величины отжатия кругов, возникающей под действием сил резания.

Таким образом, для достижения требуемой точности и производительности при двустороннем шлифовании необходима предварительная настройка станка с учетом динамики процесса шлифования, припуска на обработку, способа правки, управляя которыми, можно добиться желаемого результата.

Литература

1. Кальченко В.В. Повышение геометрической точности двустороннего шлифования торцов цилиндрических деталей ориентированным инструментом / В.В. Кальченко // Резание и инструмент в технологических системах – Межд. Научн. – техн. сборник. – Харьков: ХГПУ. − 1997. − Вып. № 51 – С. 116-118.

2. Вайнер Л.Г. Радиальная форма рабочей зоны при двухстороннем шлифовании торцов цилиндрических роликов / Л.Г. Вайнер, С.С. Шахновский // Обработка резанием. Отечественный опыт. Экспресс информация − М.: НИИМаш. − 1984. − №1. − С. 1-5.

3. Шахновский С.С. Баланс тепловых потоков в торцешлифовальном станке / С.С. Шахновский // Станки и инструменты. 1989г. №6 − С. 13-15.