KATEDRA TECHNIK WYTWARZANIA
I AUTOMATYZACJI
INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH
Przedmiot :
OBRÓBKA SKRAWANIEM I NARZĘDZIA
Nr ćwiczenia : 7
Temat:
Szlifowanie cz. II.
Kierunek: Mechanika i Budowa Maszyn
1. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest zapoznanie studenta z kinematycznymi odmianami szlifowania (szlifowania
powierzchni cylindrycznych zewnętrznych i wewnętrznych oraz szlifowania powierzchni płaskich),
parametrami technologicznymi szlifowania oraz budową i zasadą działania szlifierek jak również
oprzyrządowania.
2. Wyposażenie stanowiska
- Szlifierka kłowa do wałków
- Szlifierka do otworów
- Szlifierka do płaszczyzn
- Ściernice
- Instrukcja do ćwiczenia
3. Przebieg ćwiczenia
- Zapoznanie się z budową szlifierki kłowej do wałków,
- Zapoznanie się z budową szlifierki do otworów,
- Zapoznanie się z budową szlifierki do płaszczyzn,
- Przeprowadzenie szlifowania wałków,
- Przeprowadzenie szlifowania powierzchni płaskich,
- Przeprowadzenie szlifowania otworów.
Literatura:
- Poradnik inżyniera „Obróbka skrawaniem tom I” WNT Warszawa 1991 r.
- Dul – Korzyńska B. „ Obróbka skrawaniem i narzędzia” OWPR Rzeszów
- Cichosz P. „Techniki wytwarzania obróbka ubytkowa” OWPW Wrocław 2002 r.
Opracował:
Uwagi: Załącznikiem jest instrukcja szczegółowa
1. Wprowadzenie.
Szlifowanie zalicza się do procesów obróbki ostrzem o nieokreślonej geometrii.
Szlifowanie można sklasyfikować w zależności do kształtu powierzchni obrabianych,
sposobu zamocowania przedmiotu, rodzaju posuwu, oraz położenia czynnej powierzchni
ściernicy. Najogólniej szlifowanie można podzielić na:
szlifowanie powierzchni obrotowych (wałków i otworów)
szlifowanie płaszczyzn,
szlifowanie obwiedniowe,
szlifowanie kształtowe: gwintów, uzębień,
szlifowanie powierzchni złożonych.
2. Parametry technologiczne.
W szlifowaniu ruch główny to ruch obrotowy ściernicy. Prędkość obrotową ściernicy n
s
wyraża się liczbą jej obrotów w jednostce czasu. Prędkość obwodowa ściernicy v
c
jest to
prędkość styczna punktu leżącego na największym obwodzie ściernicy i wyraża się
zależnością:
W zależności od odmiany kinematycznej ruch posuwowy wykonuje przedmiot lub
ściernica, albo przedmiot i ściernica równocześnie. Prędkość obwodowa przedmiotu v
w
jest to prędkość styczna mierzona w punkcie styku ściernicy z przedmiotem obrabianym i
wynosi:
Posuw osiowy stołu f
a
jest to przemieszczenie stołu w stosunku do podstawy obrabiarki w
kierunku równoległym do osi ściernicy, natomiast prędkość tego ruchu określa zależność:
Prędkość posuwu osiowego stołu v
fa
w szlifowaniu walcowym wyraża się w mm/s lub
mm/min. W szlifowaniu płaskim, gdy ruch ten może być nieciągły, jego prędkość wyraża
się w mm/skok lub w mm/2xskok.
Posuw promieniowy stołu f
r
jest to przemieszczenie stołu w kierunku prostopadłym do
osi ściernicy. Prędkość promieniowego ruchu posuwowego stołu v
fr
wyraża się w mm/s
lub mm/min i wynosi:
Posuw styczny stołu f
t
jest to przemieszczenie stołu w kierunku równoległym do wektora
prędkości obwodowej ściernicy i mierzy się go w mm/obr lub
m/obr (przy szlifowaniu
walcowym) lub w mm/s (przy szlifowaniu płaszczyzn).
Ruch dosuwowy określa głębokość wejścia ściernicy w materiał obrabiany (wgłębianie).
Rozróżnia się dwa podstawowe dosuwy:
a
e
- dosuw ściernicy mierzony w płaszczyźnie podstawowej P
r
, prostopadle do kierunku
podstawowego ruchu posuwowego,
a
p
- dosuw ściernicy mierzony w płaszczyźnie tylnej P
p
w kierunku prostopadłym do
płaszczyzny bocznej P
f
.
Prostopadłe do siebie parametry a
e
i a
p
wyznaczają przekrój poprzeczny warstwy
skrawanej A
w
.
Pozostałe parametry technologiczne i geometryczne szlifowania to:
b
s
[mm]
- szerokość ściernicy
n
w
[obr/min]
- prędkość obrotowa przedmiotu
d
w
[mm]
- średnica przedmiotu
3. Szlifowanie wałków.
Możemy wyróżnić szlifowanie kłowe wzdłużne, gdzie ściernica przesuwa się z
określonym posuwem wzdłuż szlifowanego wałka, bądź szlifowanie poprzeczne
(wgłębne), gdzie ściernica wykonuje posuw promieniowy wgłębny prostopadle do osi
szlifowanego wałka. O obu przypadkach przedmiot obrabiany mocowany jest najczęściej
w kłach. W szlifowaniu porzecznym szerokość ściernicy jest równa bądź większa od
szlifowanej powierzchni. Na rys. 1 przedstawiono szlifowanie powierzchni obrotowych
zewnętrznych z posuwem wzdłużnym, natomiast na rys. 2 pokazano odmiany szlifowania
powierzchni obrotowych zewnętrznych z posuwem poprzecznym.
Rys. 1. Szlifowanie wzdłużne wałków obwodem ściernicy.
Szlifowanie wzdłużne
W szlifowaniu osiowym ruch główny z prędkością obrotową n
s
[obr/min] wykonuje
ściernica o średnicy d
s
[mm]. Ruch posuwowy złożony jest z posuwu obwodowego v
w
oraz posuwu osiowego v
fa
. Gdy ściernica znajduje się poza przedmiotem obrabianym
realizowany jest posuw promieniowy f
r
[mm] zwany dosuwem, który równy jest
założonej głębokości szlifowania a
e
[mm]. Do zdjęcia naddatku w szlifowaniu wałków
zwykle koniecznej jest kilka lub kilkanaście przejść, przy czym przejścia wykończeniowe
realizowane są dla bardzo małych wartości dosuwu a
e
.
Posuw osiowy f
a
= a
p
, jako posuw wzdłuż osi ściernicy na jeden obrót przedmiotu nie
może być większy od szerokości ściernicy b
s
. Zwykle przyjmuje się f
a
= (0,2 - 0,9)b
s
, w
zależności od średnicy przedmiotu d
w
i wymaganej gładkości powierzchni.
Szlifowanie wgłębne
W obróbce tej zarys przedmiotu obrabianego jest odwzorowaniem zarysu czynnej
powierzchni ściernicy. Obróbka realizowana jest przy ciągłym posuwie wgłębnym
promieniowym v
fr
, który wynosi:
obr
mm
n
v
a
f
w
fr
e
r
/
Rys. 2. Szlifowanie wałków: a), b) wgłębne obwodem ściernicy, c) wzdłużne czołem
ściernicy, d) wgłębne czołem ściernicy.
4. Szlifowanie otworów
Możemy wyróżnić dwa rodzaje kinematyczne szlifowania otworów. W pierwszym
przypadku ściernica wykonuje ruch obrotowy z prędkością skrawania v
s
oraz ruch
posuwowy wzdłużny v
fa
i jednocześnie przedmiot obrabiany wykonuje ruch obrotowy z
prędkością v
w
(rys. 3a). W drugim przypadku ściernica wykonuje ruch posuwowy
promieniowy v
fr
a szerokość ściernicy jest większa od głębokości szlifowania a
p
(rys. 3b).
Natomiast na rys. 3c przedstawiono szlifowania planetarne otworów, które stosuje wie w
przypadkach, gdy nie można wprawić przedmiotu obrabianego w ruch obrotowy. Wtedy
ściernica wykonuje ruch główny obrotowy – wokół własnej osi oraz ruch obrotowy
posuwowy wzdłuż szlifowanej powierzchni obrotowej otworu.
Rys. 3. Szlifowanie otworów: a) wzdłużne, b) wgłębne, c) planetarne (obiegowe)
5. Szlifowanie płaszczyzn
Ze względu na ustawienie ściernicy względem przedmiotu obrabianego możemy
wyróżnić: szlifowanie płaszczyzn obwodem ściernicy bądź powierzchnią czołową
ściernicy.
Szlifowanie obwodowe stosuje się do obróbki przedmiotów o niewielkiej sztywności, od
których wymaga się dużej dokładności oraz wówczas, gdy wskazane jest, z powodu
stosunkowo małej powierzchni styku ściernicy z materiałem obrabianym, ograniczenie
niekorzystnych wpływów temperatury na wyniki procesu. Ściernica wykonuje ruch
obrotowy z prędkością v
s
natomiast przedmiot zamocowany na stole magnetycznym
wykonuje ruch wzdłużny i poprzeczny w określonym cyklu pracy. Głębokość zbieranej
warstwy skrawanej dokonywana jest ręcznie. Na rys. 5 przedstawiono schemat
szlifowania płaszczyzn powierzchnią obwodową.
Rys. 5. Obwodowe szlifowanie płaszczyzn: a) wzdłużne, b) wgłębne, c) obrotowe.
Do szlifowania powierzchni płaskich, węższych od szerokości ściernicy b
s
są potrzebne
tylko styczne ruchy posuwowe o prędkości v
ft
i ruchy dosuwowe (okresowy posuw
promieniowy o prędkości v
fr
). Jeżeli szlifowane powierzchnie są szersze niż szerokość
ściernicy, to występują dodatkowo ruchy dosuwowe w kierunku równoległym do osi
ściernicy (okresowy posuw osiowy o prędkości v
fa
).
Przy czołowym szlifowaniu płaszczyzn wrzeciono ściernicy jest zazwyczaj ustawione
prostopadle do powierzchni obrabianej (rys. 6). Proces ten jest szczególnie zalecany do
obróbki powierzchni nieciągłych, a więc do obróbki przedmiotów o dużych otworach,
wykrojach i pogłębieniach na powierzchni. Zmiany oporów skrawania występujące
podczas obróbki tego rodzaju powierzchni, niekorzystne zwłaszcza przy znacznej ich
niepłaskości, są mniejsze przy szlifowaniu czołowym niż przy obwodowym. Z kolei
jednak niebezpieczeństwo powstawania przypaleń i pęknięć jest większe niż przy
szlifowaniu obwodowym.
Rys. 6. Czołowe szlifowanie płaszczyzn: a) niesymetryczne, b) symetryczne, c) na stole
obrotowym.
6. Szlifowanie kształtowe
Szlifowanie kształtowe polega na odwzorowaniu kształtu ściernicy na powierzchni
przedmiotu obrabianego. Ściernica wprowadzona jest w ruch obrotowy z prędkością v
s
i
wykonuje ruch poprzeczny w kierunku materiału obrabianego. Na rys. 7 przykłady
szlifowania kształtowego powierzchni walcowych.
Rys. 7. Szlifowanie kształtowe powierzchni obrotowych. 1 – ściernica, 2 – przedmiot
obrabiany.
7. Pytania kontrolne
Wymienić parametry technologiczne szlifowania wzdłużnego wałków.
Wymienić parametry technologiczne szlifowania wgłębnego wałków.
Wymienić parametry technologiczne szlifowania obwodowego płaszczyzn.
Naszkicować schemat szlifowania wzdłużnego wałków.
Naszkicować schemat szlifowania wgłębnego wałków.
Naszkicować schemat szlifowania obwodowego płaszczyzn.