Шлифование заключается в обработке металлов способом резания. В процессе обработки абразивными материалами (шлифовальными кругами) с детали стачивается специально оставленный припуск металла.

Шлифовальный круг состоит из мелких абразивных частиц высокой твердости, соединенных вяжущим веществом.

Процесс шлифования как один из видов резания металлов имеет особенности:

• высокая скорость обработки;
• снимаемый слой металла имеет сильно измельченную структуру;
• шлифовальному кругу, имеющему абразивные частицы произвольной формы, невозможно придать выгодную для конкретной обработки геометрическую форму;
• обработка металла сопровождается сильным нагреванием (до 1000 °C) обрабатываемой поверхности, что приводит к изменению структуры и физических свойств поверхностного слоя детали. Применение СОЖ приводит к появлению масляного тумана

Методом шлифования получают детали с высокой геометрической точностью и низкой шероховатостью. Шлифовальными кругами возможна обработка как внутренних, так и внешних поверхностей заготовки. Готовые детали имеют простую линейную форму или профильную, с ломанными образующими, поверхность.

Виды шлифования

В промышленности используется несколько видов шлифования металлических изделий:

• Обдирочное шлифование. Применяется для съема больших припусков кругами с крупными абразивными частицами прямого и чашечного профиля.
• Отрезка. Резка металла на части абразивным материалом — самый скоростной метод деления металла.
• Круглое шлифование. Обрабатываемая вращающаяся деталь закреплена в центрах и перемещается относительно рабочего инструмента.
• Бесцентровое шлифование. Обработка ведется двумя кругами, вращающимися с разными скоростями. Рабочий круг имеет скорость до 35 м/с, а ведущий инструмент вращается со скоростью в несколько десятков раз меньшей.
• Внутреннее шлифование. Применяется для обработки отверстий цилиндрической и конической конфигурации. Различные формы детали и конструктивные особенности станка предполагают шлифовку неподвижной или вращающейся детали. Обрабатывающий инструмент вращается вокруг своей оси и вокруг оси детали с круговой подачей.
• Плоское шлифование. Обработка деталей линейных размеров ведется как плоскостью круга, так и его торцом.
• Заточка режущего инструмента. Применяется для доведения режущего инструмента других видов (токарные резцы, сверла, фрезы) до оптимальных параметров.
• Резьбошлифование. Обработка профильной резьбы, проходных метчиков, калибров и роликов. Также используется в шлифовке ходовых винтов металлорежущего оборудования.
• Зубошлифование. Обработка зубчатых колес, шестерен различных видов.
• Шлицешлифование. Шлифовка шлицевых соединений всех профилей для достижения нужного профиля.
• Хонингование. Обработка отверстий до заданной шероховатости.
• Суперфиниширование. Шлифование с минимальным снятием металла. С изделий удаляется огранка и волнистость, упрочняется поверхностный слой с сохранением структуры металла. Выполняется головкой с несколькими абразивными брусками.
• Жидкостное полирование. Выполняется выбросом наполненной абразивом жидкости под большим давлением.
• Ленточная обработка. Шлифование изделий бесконечной абразивной лентой.
• Доводка и притирка. Обработка абразивными пастами с целью достижения особо высокой точности изделий.

Более подробно рассмотрим круглое шлифование.

Круглое шлифование

Круглая обработка разделяется на наружную и внутреннюю шлифовку изделий. При наружном шлифовании заготовка вращается в центрах или зажимается патроном. Возможно шлифование с продольной подачей изделий или врезная обработка.

Круглое наружное шлифование возможно при следующих движениях:

• вращении абразивного круга, являющимся главным движением резания;
• вращении детали вокруг собственной оси (круговая подача детали);
• линейном поступательном перемещении детали или рабочего инструмента вдоль своей оси, называемом продольной подачей;
• поперечном движении шлифовального круга на деталь (или наоборот), называемом подачей на глубину обработки.

Продольная подача сопровождается периодическим поперечным движением рабочего стола.

Врезное шлифование наружных поверхностей осуществляется вращением рабочего инструмента или вращением изделий вокруг собственной оси. Также возможна круговая подача заготовки, совмещаемая с подачей шлифовального инструмента.

Бесцентровый метод шлифования заключается в установке заготовки на опорный нож между рабочим и подающим кругами. При этом возможны все вышеперечисленные движения заготовки и инструмента.

Внутреннее круглое шлифование происходит с помощью продольной подачи инструмента или заготовки. Также имеет место шлифование врезанием. Выполняются все те же движения, что и при наружной обработке с продольной подачей. Для внутреннего круглого точения характерны врезной и бесцентровый способы обработки деталей.

Проход внутренних отверстий требует особого подбора оснастки. Во избежание вибраций, при которых ухудшается качество поверхности и ускоряется износ инструмента, необходим минимальный вылет шлифовального шпинделя.

Чтобы не допустить конусности сквозных отверстий, рабочий инструмент должен выходить с обеих сторон на одинаковую длину. Глухие отверстия обрабатываются при минимальном выдвижении шлифовального инструмента.

Внутреннее шлифование характеризуется сильным нагревом заготовки, требующим принудительного охлаждения.

Применяется круглое внутреннее шлифование при точной обработке отверстий с закаленной поверхностью или в деталях, изготовленных из особо твердых материалов. Также метод используется для прохода выточек, шпоночных и шлицевых пазов.

В заключение нужно сказать, что общим способом повышения качества обработки поверхностей является шлифование на максимальных скоростях вращения.