Jak pokazano na rysunku 1. Zwykle u?ycie materia?ów ?ciernych do obróbki nazywa si? szlifierk?. Powszechnie stosowane narz?dzia szlifierskie to skonsolidowane narz?dzia szlifierskie (takie jak tarcza szlifierska, kamień olejowy itp.) oraz narz?dzia szlifierskie powlekane (takie jak ta?ma ?cierna, p?ótno ?cierne itp.). W zale?no?ci od ró?nych celów przetwarzania, szlifierki mo?na podzieli? na szlifierk? cylindryczn?, szlifierk? wewn?trzn? i szlifierk? powierzchniow?.

Rysunek 1 Szlifowanie

Charakterystyczne elementy ?ciernicy

?ciernica jest porowat? bry?? wykonan? przez prasowanie i spiekanie okre?lonej proporcji ziarnistych materia?ów ?ciernych i spoiw o wysokiej twardo?ci. To, czy wybór ?ciernicy i ?ciernicy jest rozs?dny, czy nie, jest bardzo wa?ne. To, czy ?ciernica mo?e osi?gn?? wysok? jako?? obróbki i produktywno??, jest g?ównym czynnikiem wp?ywaj?cym na jej wydajno??. Zale?y to od takich czynników jak ?cierniwo, wielko?? cz?stek, spoiwo, twardo??, struktura, kszta?t i wielko?? ?ciernicy. S? to tak zwane charakterystyczne elementy ?ciernic. Jak pokazano na rysunku 2.

Rysunek 2 ?ciernica

Proces ci?cia cz?stek ?ciernych

Istot? procesu szlifowania (jak pokazano na rys. 3) jest kompleksowy proces ci?cia, drapania i polerowania ciernego, dzi?ki któremu mo?na uzyska? mniejsz? chropowato?? powierzchni. Ci?cie jest g?ówn? rol? w szlifowaniu zgrubnym, podczas gdy ci?cie i polerowanie cierne wspó?istniej? w szlifowaniu dok?adnym.

(1) Ziarna ?cierne o wi?kszej wysoko?ci wyst?pu i ostrzejszej kraw?dzi na powierzchni ?ciernicy wcinaj? si? g??biej w obrabiany przedmiot i wytwarzaj? wióry, które pe?ni? rol? tn?c? (rys. a).

(2) Ma?e i t?pe cz?stki ?cierne mog? przedstawia? tylko drobne rowki na powierzchni przedmiotu obrabianego, a materia? przedmiotu obrabianego jest popychany w obie strony w celu podniesienia. W tej chwili nie ma oczywistego generowania wiórów, a jedynie efekt zarysowania (rys. b).

(3) Porównuj?c wkl?s?e i pasywowane cz?stki ?cierne, nie s? one ani ci?te, ani rze?bione, a jedynie mog? przeskakiwa? nad powierzchni? przedmiotu obrabianego i pe?ni? rol? polerowania ciernego (rys. c).

Rysunek 3 Proces mielenia cz?stek ?ciernych

Charakterystyka technologii szlifowania

Wysoka dok?adno?? i niska chropowato?? powierzchni

Podczas szlifowania na powierzchni ?ciernicy wyst?puje wiele kraw?dzi skrawaj?cych, a promień ?uku kraw?dzi jest niewielki. Ostrzejszy na materia?ach ?ciernych

Kraw?d? tn?ca mo?e ci?? bardzo cienk? warstw? metalu, a grubo?? ci?cia mo?e wynosi? nawet kilka mikronów, co jest jednym z niezb?dnych warunków precyzyjnej obróbki.

Szlifierka stosowana w szlifowaniu charakteryzuje si? wi?ksz? dok?adno?ci?, lepsz? sztywno?ci? i stabilno?ci? ni? zwyk?a obrabiarka skrawaj?ca oraz posiada mechanizm mikroposuwu, który mo?e wykonywa? mikro-ci?cie, zapewniaj?c tym samym realizacj? precyzyjnej obróbki.

Podczas szlifowania pr?dko?? ci?cia jest bardzo wysoka. Gdy cz?stki ?cierne s? wycinane z powierzchni przedmiotu obrabianego z du?? pr?dko?ci? skrawania, istnieje wiele kraw?dzi tn?cych do ci?cia. Ka?da kraw?d? szlifierska tnie tylko bardzo niewielk? ilo?? metalu z przedmiotu obrabianego, a wysoko?? pozosta?ego obszaru jest bardzo ma?a, co sprzyja powstawaniu g?adkiej powierzchni.

Dok?adno?? obróbki to IT7-IT6, a warto?? Ra chropowato?ci powierzchni wynosi 0,2-0,8 M.

Tarcza szlifierska ma efekt samoostrzenia

W procesie szlifowania efektem samoostrzenia ?ciernicy jest kraw?d? tn?ca ogólnych narz?dzi skrawaj?cych, której nie maj? inne narz?dzia skrawaj?ce. W przypadku t?pego uszkodzenia ci?cie nie mo?e by? kontynuowane i nale?y je zmieni? lub ponownie zeszlifowa?. Ze wzgl?du na samoostrzenie ?ciernicy cz?stki ?cierne mog? ci?? cz??ci o ostrzejszej kraw?dzi. W praktycznej produkcji zasada ta jest czasami stosowana do ci?g?ego mielenia w celu poprawy wydajno?ci mielenia.

W procesie szlifowania, pod dzia?aniem du?ej pr?dko?ci, wysokiego ci?nienia i wysokiej temperatury, materia?y ?cierne b?d? si? stopniowo zu?ywa?, staj?c si? okr?g?e i t?pe. Zdolno?? ci?cia okr?g?ych i t?pych materia?ów ?ciernych zmniejszy si?, a si?a dzia?aj?ca na materia? ?cierny b?dzie stale wzrasta?. Gdy si?a ta przekroczy granic? wytrzyma?o?ci ?ciernej, cz?stki ?cierne rozpadn? si? i wytworz? nowe ostre kraw?dzie i naro?niki, aby zast?pi? stare okr?g?e, t?pe cz?stki ?cierne do szlifowania; gdy si?a ta przekroczy si?? wi?zania spoiwa ?ciernego, okr?g?e, t?pe cz?stki ?cierne odpadn? z powierzchni ?ciernicy, ods?aniaj?c ?wie?? ostr? warstw? cz?stek ?ciernych i b?d? kontynuowa? szlifowanie.

Si?a szlifowania wstecznego Fp jest wi?ksza

Rysunek 4 Ca?kowita si?a szlifowania i jej rozk?ad

Jak pokazano na rys. 4, si?a dzia?aj?ca na obrabiany przedmiot przez ?ciernic? podczas szlifowania jest ca?kowit? si?? szlifowania F. F mo?na roz?o?y? na trzy si?y pionowe, a mianowicie si?? szlifowania Fc, si?? wsteczn? Fp i si?? szlifowania posuwu Ff. Podczas szlifowania, z powodu ma?ej ilo?ci posuwu wstecznego, si?a szlifowania Fc jest mniejsza, a si?a szlifowania posuwu Fc jest mniejsza, co jest generalnie nieistotne. Ale si?a tylnego szlifowania Fp jest bardzo du?a.

Dzieje si? tak, poniewa? ?ciernica ma du?? szeroko??, a cz?stki ?cierne s? ci?te pod du?ym ujemnym k?tem natarcia. W procesie skrawania narz?dzi skrawaj?cych si?a skrawania Fc jest generalnie najwi?ksza, podczas gdy si?a tylnego szlifowania Fp jest najwi?ksza przy szlifowaniu, co jest niezwyk?? cech? szlifowania.

Wp?ywy: Fp oddzia?uje na kierunek wchodzenia ?ciernicy, ?ciernica z du?? si?? dociska obrabiany przedmiot, przyspiesza pasywacj? ?ciernicy, powoduje odkszta?cenia zginaj?ce wa?ka ?ciernicy i przedmiotu obrabianego, a obrabiany przedmiot ma sk?onno?? do b??dów cylindryczno?ci, co bezpo?rednio wp?ywa na dok?adno?? kszta?tu i jako?? powierzchni przedmiotu obrabianego, jak pokazano na rys. 5.

Rys. 5 Odkszta?cenie przedmiotu obrabianego przed i po szlifowaniu

Rozwi?zanie: Aby wyeliminowa? lub zredukowa? b??d kszta?tu spowodowany przez Fp, stosujemy szlifowanie dok?adne, zwi?kszamy liczb? czasów polerowania lub stosujemy podpor? pomocnicz?.

Wyg?adzanie: Gdy obrabiany przedmiot zostanie zeszlifowany blisko ostatecznego rozmiaru (naddatek wynosi zwykle 0,005-0,01 mm), nie b?dzie ju? szlifowany no?em. Polerowanie mo?e poprawi? dok?adno?? kszta?tu przedmiotu obrabianego i zmniejszy? chropowato?? powierzchni. Jako?? mielenia wzrasta wraz ze wzrostem czasu mielenia.

Wysoka temperatura szlifowania

Szybko?? szlifowania jest wysoka, 1020 razy wy?sza ni? przy ci?ciu ogólnym, i przy ci?ciu pod ujemnym k?tem natarcia. Przy tak du?ej pr?dko?ci skrawania energia zu?ywana na trzech etapach szlifowania, po?lizgu, zarysowania i ci?cia jest niezwykle du?a, a tarcie jest powa?ne. Lokalnie przekszta?cone w ciep?o, w po??czeniu z wi?ksz? ilo?ci? materia?ów ?ciernych, a poniewa? sama ?ciernica jest bardzo s?abo przewodz?ca ciep?o, du?a ilo?? ciep?a szlifowania nie mo?e zosta? roz?o?ona w krótkim czasie, w strefie szlifowania powstaje chwilowo wysoka temperatura, a wi?kszo?? ciep?o szlifowania zostanie przeniesione na cz??ci. Ogólnie 80% ciep?a skrawania jest przenoszone na przedmiot obrabiany (narz?dzie tn?ce ma mniej ni? 20%) i natychmiast gromadzi si? na powierzchni przedmiotu obrabianego, tworz?c du?y gradient temperatury. Temperatura powierzchni przedmiotu obrabianego mo?e si?ga? nawet 1000°C, natomiast warstwa powierzchniowa poni?ej 1mm jest zbli?ona do temperatury pokojowej. Gdy lokalna temperatura jest bardzo wysoka, powierzchnia jest podatna na odkszta?cenia termiczne, a nawet oparzenia. Dlatego nale?y stosowa? du?? ilo?? p?ynu obróbkowego, aby obni?y? temperatur? szlifowania.

Wzmocnienie deformacji powierzchni i powa?ne napr??enia szcz?tkowe

W porównaniu z ci?ciem narz?dzi wzmocnienie odkszta?ceń powierzchniowych i napr??enia szcz?tkowe szlifowania s? znacznie p?ytsze, ale stopień powa?niejszy. Wp?ywa to na technologi? przetwarzania, dok?adno?? i wydajno?? cz??ci.

Rozwi?zanie: terminowe obci?ganie ?ciernicy narz?dziami diamentowymi, nak?adanie wystarczaj?cej ilo?ci p?ynu obróbkowego, zwi?kszanie ilo?ci polerowania.

Zastosowanie szlifowania

1) Szlifowanie cylindryczne:

Ogólnie rzecz bior?c, w zwyk?ej szlifierce cylindrycznej lub uniwersalnej szlifierce cylindrycznej szlifowanie cylindryczne ma metod? pionowego, poziomego, kompleksowego, g??bokiego szlifowania itp.

Metoda szlifowania wzd?u?nego

G?ówny ruch: szybki obrót ?ciernicy

Posuw obwodowy: ruch obrotowy przedmiotu obrabianego;

Posuw wzd?u?ny: ruch posuwisto-zwrotny obrabianego przedmiotu i sto?u szlifierki;

Ruch posuwowy poziomy: okresowy posuw poprzeczny ?ciernicy.

Charakterystyka: Ma?a ilo?? szlifowania, ma?a si?a szlifowania, mniej wytwarzanego ciep?a, lepsze warunki rozpraszania ciep?a. Dobra dok?adno?? obróbki i jako?? powierzchni. Ma du?? zdolno?? adaptacji i nisk? wydajno??.

Zastosowanie: Produkcja jednocz??ciowa w ma?ych seriach, szlifowanie dok?adne, zw?aszcza szlifowanie smuk?ych wa?ków. Jest najcz??ciej u?ywany w praktyce.

Metoda szlifowania poprzecznego

Ruch tn?cy: Obrabiany przedmiot nie porusza si? wzd?u?nie, a ?ciernica przesuwa si? w sposób ci?g?y i poziomy z ma?? pr?dko?ci?.

Charakterystyka: Wysoka wydajno??. Powierzchnia styku przedmiotu i ?ciernicy jest du?a, si?a szlifowania jest wi?ksza, ciep?a jest wi?ksza, temperatura szlifowania jest wy?sza, przedmiot obrabiany jest podatny na odkszta?cenia i oparzenia.

Zastosowanie: Produkcja seryjna i masowa, w szczególno?ci powierzchnia formuj?ca detalu. Przedmiot obrabiany o mniejszej powierzchni i lepszej sztywno?ci. Szlifowanie wa?u.

Kompleksowa metoda szlifowania

Najpierw powierzchnia obrabianego przedmiotu jest zgrubnie szlifowana metod? szlifowania krzy?owego. Pomi?dzy dwiema s?siednimi sekcjami jest zak?adka 5-10 mm, pozostawiaj?c margines 0,0l-0,03 mm na obrabianym przedmiocie. Nast?pnie obrabiany przedmiot jest dok?adnie szlifowany metod? szlifowania wzd?u?nego.

Syntetyzuje si? zalety szlifowania krzy?owego i wzd?u?nego.

G??bokie szlifowanie

Podczas szlifowania wszystkie naddatki s? usuwane za jednym poci?gni?ciem przy mniejszym posuwie wzd?u?nym i wi?kszym posuwie wstecznym (zwykle oko?o 0,3 mm).

Przednia powierzchnia sto?ka jest zgrubnie oszlifowana, a cz??? cylindryczna dok?adnie oszlifowana i polerowana.

Zastosowanie: W produkcji masowej obrabiany jest przedmiot o wi?kszej sztywno?ci, a oba końce obrabianej powierzchni s? daleko od siebie, co pozwala na wcinanie i wycinanie ?ciernicy.

2) Szlifowanie zewn?trznego okr?gu na bezk?owej szlifierce cylindrycznej

Rysunek 7 Bezk?owe szlifowanie cylindryczne

Podczas szlifowania przedmiot obrabiany jest umieszczany mi?dzy dwiema ?ciernicami, podpartymi wspornikiem pod spodem, bez górnego podparcia. Mniejsza wykonana jest ze spoiwa gumowego, a ziarna ?cierne s? grubsze. Nazywa si? to ko?em prowadz?cym. Drugi s?u?y do szlifowania przedmiotu, który nazywamy ?ciernic?. O? tarczy prowadz?cej pochyla si? o jeden k?t w stosunku do osi ?ciernicy, obraca si? ze znacznie mniejsz? pr?dko?ci? ni? ?ciernica i nap?dza obrabiany przedmiot w ruch obrotowy poprzez si?? tarcia. Z jednej strony obrabiany przedmiot obraca si?, aby wykona? posuw ko?owy, z drugiej strony wykonuje osiowy ruch posuwowy, jak pokazano na rys. 7.

Cechy szlifierki cylindrycznej bezk?owej:

Dwa końce przedmiotu obrabianego nie musz? wcze?niej dziurkowa? centralnego otworu, dzi?ki czemu instalacja jest wygodniejsza.

Po wyregulowaniu obrabiarki mo?na j? przetwarza? w sposób ci?g?y, co jest ?atwe do zautomatyzowania i ma wysok? wydajno?? produkcyjn?.

Obrabiany przedmiot jest zaci?ni?ty mi?dzy dwiema ?ciernicami i nie b?dzie wyginany ze wzgl?du na odwrotn? si?? szlifowania, która sprzyja szlifowaniu smuk?ych cz??ci wa?u.

Bezk?owe szlifowanie cylindryczne wymaga, aby zewn?trzna powierzchnia przedmiotu obrabianego by?a ci?g?a na obwodzie. Je?li na cylindrycznej powierzchni znajduje si? d?ugi rowek lub p?aszczyzna, ko?o prowadz?ce nie b?dzie w stanie nap?dza? obrabianego przedmiotu, aby obraca? si? w sposób ci?g?y, wi?c nie mo?na go szlifowa?.

Poniewa? obrabiany przedmiot jest podparty na wsporniku i umieszczony na w?asnej cylindrycznej powierzchni, je?li obrabiany przedmiot z otworami jest szlifowany, nie mo?na zagwarantowa? wspó?osiowo?ci mi?dzy cylindryczn? powierzchni? a otworem.

Regulacja bezk?owej szlifierki cylindrycznej jest skomplikowana.

3) Szlifowanie otworów

Mo?na go przeprowadzi? na szlifierce wewn?trznej lub uniwersalnej szlifierce zewn?trznej. Mo?e przetwarza? cylindryczne otwory, sto?kowe otwory i uformowane powierzchnie wewn?trzne itp. Proces szlifowania:

Podczas szlifowania otworów cylindrycznych wzd?u?nie przedmiot obrabiany jest instalowany na uchwycie i obraca si? w linii prostej posuwisto-zwrotnej wzd?u? osi. Tarcza szlifierska obraca si? z du?? pr?dko?ci? i okresowo przesuwa si? w poziomie.

Je?li otwór sto?kowy jest szlifowany, tylko po?owa k?ta sto?kowego ramy g?owicy szlifierki jest odchylana poziomo.

4) Szlifowanie p?askie

Szlifowanie obwodowe: szlifowanie zewn?trzn? powierzchni? ?ciernicy.

Cechy: Ma?a powierzchnia styku ?ciernicy z przedmiotem obrabianym, dobre odprowadzanie ciep?a, ch?odzenie i usuwanie wiórów oraz wysoka jako?? obróbki.

Zastosowanie: Obróbka detali o wysokich wymaganiach jako?ciowych.

Wyposa?enie: Szlifierka do p?aszczyzn z osi? poziom?.

Szlifowanie końcowe: szlifowanie czo?ow? powierzchni? ?ciernicy.

Charakterystyka: G?owica szlifierska ma krótsz? d?ugo?? wysuwu i lepsz? sztywno??. Dozwolone jest stosowanie wi?kszej dawki rozdrabniania i ma wy?sz? wydajno??. Jednak powierzchnia styku mi?dzy ?ciernic? a przedmiotem obrabianym jest du?a, wytwarzanie ciep?a jest du?e, ch?odzenie jest trudne, a jako?? obróbki niska.

Zastosowanie: Obrabiany przedmiot o niskich wymaganiach jako?ciowych zast?puje si? frezowaniem jako obróbk? wst?pn? przed szlifowaniem.

Wyposa?enie: Szlifierka do p?aszczyzn z osi? pionow?.

Kierunek rozwoju szlifowania

Szlifowanie o wysokiej precyzji i ma?ej chropowato?ci

Takich jak szlifowanie precyzyjne, szlifowanie ultraprecyzyjne, szlifowanie lustrzane.

Wymagania: Dok?adno?? szlifierki, stabilno?? ruchu, rozs?dne parametry procesu, dok?adne obci?ganie ?ciernicy. Proces szlifowania: Podczas szlifowania mikrokraw?d? cz?stek ?ciernych tnie mikrowióry na powierzchni obrabianego przedmiotu. Jednocze?nie, pod odpowiednim naciskiem szlifowania, za pomoc? pó?-t?pego mikrokraw?dzi uzyskuje si? efekt polerowania ciernego na powierzchni obrabianego przedmiotu, dzi?ki czemu uzyskuje si? wysok? dok?adno?? i ma?? chropowato?? powierzchni.

Szlifowanie z du?? pr?dko?ci?

Pr?dko?? szlifowania VC (> 50m/s). Zwi?ksz szybko?? usuwania metalu i wydajno??, zwi?kszaj?c pr?dko?? obrabianego przedmiotu. Ze wzgl?du na du?? pr?dko?? szlifowania zwi?ksza si? liczba cz?stek ?ciernych przechodz?cych przez stref? szlifowania w jednostce czasu, grubo?? warstwy tn?cej ka?dego ziarna ?ciernego b?dzie cieńsza, obci??enie ci?cia zostanie zmniejszone, a trwa?o?? szlifowania ko?o zostanie znacznie ulepszone.

Poniewa? grubo?? warstwy tn?cej ka?dego ?cierniwa jest niewielka, wysoko?? pozosta?ego obszaru powierzchni przedmiotu obrabianego jest niewielka,

a wysoko?? podnoszenia utworzona przez zarysowanie ?cierne jest równie? niewielka podczas szlifowania z du?? pr?dko?ci?, wi?c chropowato?? powierzchni szlifowania jest niewielka. A si?a powrotna szlifowania z du?? pr?dko?ci? odpowiednio si? zmniejsza, co jest pomocne w zapewnieniu dok?adno?ci obróbki przedmiotu obrabianego (zw?aszcza przedmiotu o s?abej sztywno?ci).

Mocne mielenie

Szlifowanie z du?ym posuwem wstecznym i ma?? pr?dko?ci? posuwu wzd?u?nego, znane równie? jako g??bokie szlifowanie z powolnym ruchem do przodu lub g??bokie szlifowanie. Nadaje si? do obróbki powierzchni i rowków o ró?nych kszta?tach, zw?aszcza do szlifowania materia?ów trudnoobrabialnych (takich jak stopy ?aroodporne). Mo?e szlifowa? wymagane cz??ci bezpo?rednio z pó?fabrykatów odlewniczych i ku?niczych, co znacznie poprawia wydajno??. Zarówno szlifowanie przy du?ych pr?dko?ciach, jak i mocne szlifowanie wymagaj? wy?szych wymagań dla obrabiarek, ?ciernic i metod ch?odzenia.

Szlifowanie ta?my ?ciernej

Sprz?t jest na ogó? stosunkowo prosty. G?ówny ruch to obrót pasa. Obrabiany przedmiot podawany jest za pomoc? przeno?nika ta?mowego. Obrabiany przedmiot przechodzi przez obszar szlifowania nad p?yt? no?n?, to znaczy obróbka jest zakończona.

Szlifowanie ta?m? ?ciern? sta?o si? jednym z kierunków rozwoju szlifowania ze wzgl?du na wysok? wydajno?? produkcji, dobr? jako?? obróbki i ?atwe szlifowanie skomplikowanych powierzchni.