Распределение припуска: трехэтапное шлифование
В большинстве случаев припуск, оставленный на заточные операции, удаляют в три этапа: черновой, чистовой и окончательный проход. Такой подход обеспечивает баланс между производительностью и качеством поверхности.
Распределение общего припуска t при трехэтапном шлифовании производится следующим образом:
- при черновом шлифовании удаляют (0,5...0,6)t – основная масса материала;
- при чистовом – (0,3...0,35)t – формирование точных размеров;
- при окончательном – (0,05...0,15)t – достижение требуемой шероховатости.
Общий припуск, удаляемый в результате заточных операций, должен учитывать точность затачиваемой поверхности, полученную в результате предшествующей операции, а также толщину дефектного слоя, который должен быть удален в процессе заточки. Логично, не правда ли?
Расчет скорости заточки: формула и ограничения
В операциях абразивной обработки вращение шлифовального круга является главным движением, которое будет определять скорость шлифования V. Все прочие относительные движения при заточке будут вспомогательными движениями подачи и обозначаются следующим образом:
- Sпр – продольная подача (м/мин);
- Sкр – круговая подача (м/мин);
- St – подача в направлении съема припуска (мм/дв.ход).
Частота вращения шлифовального круга ограничивается его прочностью и техническими параметрами станка. Наиболее широко используемая скорость заточки 10...35 м/с.
В первом приближении скорость заточки V определяется следующим образом:
- по паспортным данным станка устанавливается частота вращения шлифовального круга n и максимальный диаметр шлифовального круга (диаметр неизношенного круга);
- рассчитывается скорость резания V по формуле: V = π·D·n/1000;
- расчетная скорость заточки V проверяется на соответствие ограничениям, приведенным в таблицах;
- если расчетная скорость по величине не соответствует рекомендуемым пределам, принимается решение об использовании другой частоты вращения шпинделя станка или используется шлифовальный круг другого диаметра.
Заточка быстрорежущей стали: оптимальные режимы
Быстрорежущие стали требуют особого подхода к выбору режимов заточки. Неправильно выбранные параметры могут привести к перегреву режущей кромки и потере твердости.
| Вид операции | V, м/с | Sпр, м/мин | St, мм/дв.ход |
|---|---|---|---|
| Заточка резцов абразивными кругами: – черновая – чистовая |
20...25 20...25 |
3...5 1...3 |
0,05...0,1 0,02...0,04 |
| Заточка многолезвийного инструмента абразивными кругами | 20...25 | 2...3 | 0,03...0,05 |
| Заточка винтовых передних поверхностей абразивными кругами | 20...25 | 2...3 | 0,02...0,04 |
| Заточка многолезвийного инструмента кругами из кубического нитрида бора | 20...30 | 1...2 | 0,01...0,02 |
Обратите внимание: использование кругов из кубического нитрида бора позволяет повысить скорость заточки до 30 м/с при одновременном снижении подач. Это обеспечивает лучшее качество поверхности.
Шлифование стружечных канавок: повышение производительности
Вышлифовка стружечных канавок – одна из наиболее трудоемких операций при изготовлении режущего инструмента. Правильный выбор абразивного материала здесь критически важен.
| Вид шлифования | V, м/с | Sпр, м/мин |
|---|---|---|
| Вышлифовка стружечных канавок на быстрорежущем инструменте кругами: – из электрокорунда – из кубического нитрида бора |
50 35 |
0,5...1,5 0,3 |
| Вышлифовка стружечных канавок на твердосплавном инструменте алмазными кругами | 22...25 | 0,05...0,2 |
Интересный факт: электрокорундовые круги позволяют работать на скорости до 50 м/с, что существенно выше, чем для других абразивов. Но за это приходится платить снижением стойкости круга.
Обработка твердосплавного инструмента: карбид кремния
Твердые сплавы – материал особый. Их обработка требует применения специальных абразивов. Зеленый карбид кремния показал себя наилучшим образом для этих целей.
| Вид операции | Марка сплава | V, м/с | Sкр, м/мин | Sпр, м/мин | St, мм/дв.ход |
|---|---|---|---|---|---|
| Круглое наружное шлифование рабочей части | Т30К4 | 12 | 25 | 3...5 | 0,02 |
| Круглое наружное шлифование рабочей части | Т15К6 Т14К8 |
15 | 25 | 3...5 | 0,03 |
| ВК6; ВК8; Т5К10 | 20 | 0,05 | |||
| Заточка резцов и открытых задних поверхностей многолезвийных инструментов | Т30К4 | 8...10 | – | 4...6 | 0,03...0,05 |
| Заточка резцов и открытых задних поверхностей | ВК3М Т15К6 Т14К8 |
10...12 | – | 4...6 | 0,05...0,08 |
| ВК6; ВК8; Т5К10 | 15...18 | – | 4...6 | 0,08...0,10 | |
| Т30К4 | 10...12 | – | 3...5 | 0,02 | |
| Заточка передних поверхностей многолезвийных инструментов | ВК3М Т15К6 |
12...15 | – | 3...5 | 0,03 |
| Т14К8 | 15...18 | – | 3...5 | 0,05 | |
| ВК6; ВК8; Т5К10 | 18 | – | 3...5 | 0,05 |
Заметили закономерность? Чем выше содержание кобальта в твердом сплаве (марки ВК), тем выше допустимая скорость шлифования. Это связано с пластичностью материала.
Алмазные круги: точная заточка твердых сплавов
Алмазное шлифование – высший пилотаж в обработке твердых сплавов. Дороже, но качество того стоит.
| Вид операции | Марка сплава | V, м/с | Sпр, м/мин | St, мм/дв.ход |
|---|---|---|---|---|
| Заточка резцов и многолезвийных инструментов кругами на металлической связке | Т30К4 | 17...25 | 1...3 | 0,01...0,02 |
| Т15К6 | 17...25 | 1...3 | 0,02...0,03 | |
| ВК6; ВК8 | 17...25 | 1...3 | 0,05...0,07 | |
| Т5К10 | 17...25 | 1...3 | 0,08...0,10 |
Примечание. При заточке твердосплавного инструмента алмазными кругами на бакелитовой связке скорость шлифования может быть повышена на 15...20%, а подача в направлении съема St – уменьшена на 25%. Это важно!
Доводка инструмента: финишная обработка поверхностей
Доводка – это уже не просто заточка, а доведение поверхности до идеала. Здесь работают совсем другими скоростями и подачами.
| Инструмент для доводки | V, м/с | Sпр, Sкр м/мин | St, мм/дв.ход |
|---|---|---|---|
| Чугунный диск с абразивными пастами | 1,5...2,5 | до 0,5 | – |
| Чугунный диск с алмазными пастами | 1,2...2,5 | 1,0...2,0 | – |
| Абразивный круг: – при использовании СОЖ – без СОЖ |
30...35 25...30 |
1,0...1,5 0,5...1,0 |
0,02...0,03 до 0,01 |
| 16...30 | 0,5...1,0 | 0,005...0,015 | |
| Алмазный круг: – обычная доводка – тонкая доводка |
30...35 | 0,5...0,7 | до 0,01 |
| 20...30 | 0,5...1,5 | 0,005...0,02 | |
| Алмазный круг при доводке цилиндрической фаски | 20...30 | 0,5...1,5 | 0,005...0,02 |
| Инструмент для доводки | V, м/с | Sпр, м/мин | St, мм/дв.ход |
|---|---|---|---|
| Доводка плоских фасок абразивным кругом | 23...25 | 1...2 | 0,01...0,02 |
| Доводка цилиндрических ленточек кругом из кубического нитрида бора | 20...25 | 0,5...1,0 | 0,01...0,02 |
Обратите внимание на разницу в скоростях: доводка на чугунном диске идет на скоростях 1,5...2,5 м/с, а абразивным кругом – до 35 м/с. Разница в 15 раз! Но и результаты разные.
Сводная таблица параметров: выбор режимов
Для быстрого выбора оптимальных режимов заточки рекомендуем использовать следующую сводную таблицу:
| Материал инструмента | Абразив | Операция | V, м/с | St, мм/дв.ход |
|---|---|---|---|---|
| Быстрорежущая сталь | Электрокорунд | Черновая заточка | 20...25 | 0,05...0,1 |
| Кубический нитрид бора | Чистовая заточка | 20...30 | 0,01...0,02 | |
| Твердый сплав | Карбид кремния зеленый | Заточка | 8...20 | 0,02...0,1 |
| Алмаз | Точная заточка | 17...25 | 0,01...0,1 | |
| Доводка (любой материал) | Алмазный круг | Обычная доводка | 16...30 | 0,005...0,015 |
| Алмазный круг | Тонкая доводка | 30...35 | до 0,01 |
Выбирая режимы заточки, помните главное: лучше снять меньше за больше проходов, чем перегреть режущую кромку и испортить дорогой инструмент. Это факт.
Практика показывает, что соблюдение рекомендованных параметров увеличивает стойкость заточенного инструмента на 20...30%. А это уже серьезные деньги при серийном производстве.
Даниленко Б.Д.
Кафедра «Инструментальная техника и технологии»
МГТУ им. Н.Э. Баумана
Литература:
- Б.Д. Даниленко, В.С. Булошников. Выбор режимов резания для шлифовальных операций инструментального производства. Учебное пособие. – МЖ Изд. МГТУ им. Баумана. 2005. – 30 с.
