Области применения шлифовальной шкурки и изделий из нее

Ленточное шлифование широко применяется в автомобиле-, авиаи судостроении, в металлургической, энергетической, подшипниковой, деревообрабатывающей промышленности и других отраслях на всех стадиях технологического процесса изготовления деталей: для обработки круглых наружных и внутренних поверхностей плоских и сложных (в том числе и криволинейных) поверхностей заготовок — крупногабаритных отливок, поковок, листов, полос, длинномерных труб различного диаметра, кулачковых и коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания, турбинных лопаток, деталей фасонного профиля из титановых и жаропрочных сплавов, дорожек колец шарикои роликоподшипников, судовых гребных винтов диаметром до 6 м, предметов культурно-бытового и хозяйственного назначения (ложек, вилок) и т. д. [442−450].

Преимущества ленточного шлифования — постоянство скорости резания, гибкость и упругость бесконечной ленты, возможность обработки большой поверхности заготовки. Кроме того, в зависимости от технологических параметров бесконечная лента может работать в различных режимах: в режиме жестко закрепленного инструмента и в режиме исключительной податливости и самоориентации, что позволяет полнее использовать режущие свойства абразивных зерен. Большая площадь контакта бесконечной ленты с заготовкой, большое число активно работающих зерен и в два-три раза меньший коэффициент трения связки в шкурке по металлу по сравнению, например, с керамической связкой в круге снижают силы резания и теплонапряженность процесса и обеспечивают достаточно высокую производительность труда. Оборудование для работы лентами отличается простотой кинематики и конструкций, легко агрегатируется и автоматизируется.

Ленты не требуют правки и балансировки, легко и быстро заменяются в случае износа, безопасны при эксплуатации.

Водостойкая шлифовальная шкурка (на сарже утяжеленной) из нормального электрокорунда зернистостей 25, 16, 12 и 8 применяется на шлифовально-полировальных агрегатах при чистовой обработке холоднокатаных термообработанных листов из сталей марок 12Х18Н10Т и ЭИ878 при скорости продольной подачи 6 м/мин, натяжении ленты 0,245−0,343 МПа; в качества СОЖ применяется технологическое масло [451].

При шлифовании рулонной стали марок 29НК и 08Х15Н5Д2Т со скоростью 8—14 м/с неводостойкой шлифовальной шкуркой из нормального электрокорунда зернистостью 25, 16, 12, 10 и 8 достигается шероховатость поверхности R_ay равная 0,32 мкм.

При чистовой обработке листов из горячекатаной термообработанной стали марки 12Х18Н10Т на станке фирмы Skoda (Чехия), станках с жестким столом и тянущими роликами фирмы Hell-Acme (США) применяется неводостойкая шлифовальная шкурка из нормального электрокорунда зернистостью 32 (режимы шлифования представлены в табл. 8.37), при этом по стойкости и наработке шкурка находится на уровне лучших зарубежных образцов, шероховатость обработанной поверхности R_a составляет 0,34—0,2 мкм.

На предприятиях авиационной промышленности на операциях ленточного шлифования профиля пера лопаток турбин из жаропрочных сплавов применяется неводостойкая шлифовальная шкурка из нормального электрокорунда зернистостями 32 и 50, а при шлифовании профиля пера лопатки из титанового сплава — водостойкая шлифовальная шкурка из карбида кремния черного зернистостью 40 [452].

В электронной промышленности на операции чистовой обработки экранов кинескопов цветного изображения применяется неводостойкая шлифовальная шкурка из черного карбида кремния зернистостью М28, режущая способность которой составляет 8,0 г/мин.

Таблица 8. 3 7.

Режимы ленточного шлифования листового проката.

На предприятиях деревообрабатывающей промышленности при обработке древесно-стружечных плит и других крупногабаритных деталей из дерева применяются широкие ленты на комбинированной основе из черного карбида кремния зернистостями 40, 25 и 16 по ТУ 2−036−853−80.

На рис. 8.31 приведены принципиальные схемы основных применяемых видов ленточного шлифования. Во всех случаях обработка производится движущейся с постоянной скоростью бесконечной лентой, натянутой на вращающиеся.

Рис. 8.31. Основные принципиальные схемы ленточного шлифования ролики и шкивы, которая прижимается к обрабатываемой поверхности контактными элементами в виде профильной плиты, ролика, диска или копира (рис. 8.32).

Выбор характеристик шлифовальной шкурки для лент и бесконечных лент определяется обрабатываемым материалом, видом обработки и техническими требованиями к заготовке.

Вид применяемой операции шлифования (черновая, чистовая или полировальная) определяет выбор зернистости шлифматериала. Для черновых операций рекомендуются в зависимости от обрабатываемого материала зернистости 125−25, для чистовых— 25−6, для полировальных— 6-М 14. Ленты и бесконечные ленты с зернистостью шлифматериала 50—25 могут обеспечить шероховатость поверхности Я₀ до 0,63 мкм, зернистостью 16—5 — до 0,16 мкм, зернистостью 4—40 — до 0,08 мкм.

Рекомендуемые характеристики шлифовальной шкурки для изготовления лент в зависимости от вида обрабатываемого материала и вида операции представлены в табл. 8.38.

Бобины наиболее широкое применение имеют в машиноавтомобиле-, тракторостроении, подшипниковой и других отраслях для предварительного и окончательного шлифования коренных, шатунных шеек, торцев и радиусов галтелей коленчатых, распределительных валов и других заготовок и применяются в основном при круглом наружном шлифовании.

Шлифовальные диски применяются в судостроении для обработки гребных винтов, в автомобилестроении — для обработки предварительных покрытий (грунтовой, шпатлевок) и подготовки поверхности под окончательные защитно-декоративные покрытия (лаком, краской и др.), а также для обработки заготовок из пластмассы, резины, камня, древесины.

В качестве стационарных установок, на которых применяются диски и бобины, используются самые разнообразные станки, например универсальные, токарные и др. Наиболее распространено использование бобин на автоматических линиях. Для применения шлифовальных дисков используются различные контактные элементы, основными из которых являются планшайбы (стальные, алюминиевые и др.) или наборы дисков различных диаметров из текстолита, резины, технической фибры и других материалов.

Рекомендации по выбору характеристики шлифовальных дисков из шкурки и режимы обработки различных материалов представлены в табл. 8.39.

Рис. 8.32. Контактные ролики:

1— резиновые рифленые; 2— резиновые рифленые косозубые; 3— резиновые рифленые прямозубые; 4— профильные металлические; 5— сборные; 6— гладкие металлические; 7— гладкие резиновые Таблица 8. 3 8.

Рекомендации по выбору характеристик тканевой шкурки в виде лент и бобин и режимов обработки различных материалов.

Таблица 8. 3 9.

'екомендации по выбору характеристики шлифовальных дисков из шкурки и режимов обработки различных материалов.

Лепестковые круги наиболее широкое применение получили в автомобилестроении на отделочных операциях взамен суперфиниширования, шлифования и полирования войлочными кругами, ручного шлифования и шлифования шкуркой; в инструментальной отрасли для обработки заготовок перед омеднением, хромированием; в металлургической отрасли для обработки листового металла; в электротехнической отрасли для зачистки контактов и мест спайки; в шинной, резиновой, обувной отраслях при производстве резиновых изделий для зачистки и рыхления мест склейки и других заготовок; в деревообрабатывающей и других отраслях |453, 4541.

Шлифование и полирование лепестковыми кругами применяются на зачистных операциях для подготовки под металлопокрытие бамперов, колпаков, ободков фар и других деталей автомобилей, на отдельных операциях полирования коренных, шатунных шеек коленчатых валов, поверхностей шаровых пальцев, цапф, фланцев, осей, отверстий, колец и шестерен, лент и полос и других заготовок, к шероховатости которых предъявляются высокие требования.

Шлифование лепестковыми кругами отличается от шлифования обычными кругами условиями работы зерен. Упругое взаимодействие зерен с обрабатываемым материалом позволяет амортизировать удар зерен об обрабатываемую поверхность, существенно повышая стойкость инструмента; уменьшить напряженность теплового потока, вплоть до полного устранения прижогов; ликвидировать макрорастрсскивание поверхностного слоя хрупких материалов; устранить разновысотность режущих профилей и засаливание рабочей поверхности инструмента.

В процессе работы абразивные зерна лепесткового круга вводятся в работу в результате изгиба лепестков. Площадь рабочей поверхности лепестков зависит от их количества в круге и конструктивных параметров круга. В начале процесса обработки происходит приработка круга. Лепестки под действием сил резания создают уплотняющий поясок, который начинает интенсивно резать металл и изнашиваться. После приработки уплотнение круга стабилизируется и процесс обработки происходит при нормальном износе круга.

В процессе шлифования лепестковыми кругами происходит их самопрофилирование и сохранение принятого профиля обработанной поверхности в течение всего периода работы. И главное, шлифование данным инструментом позволяет достичь малой шероховатости обработанной поверхности при пониженной интенсивности съема, сопоставимой с интенсивностью съема при обработке обычным кругом. Перечисленные факторы и обусловливают основное назначение лепестковых кругов — отделочные операции при шлифовании и полировании.

Применяемые технологические схемы обработки лепестковыми кругами подобны основным принципиальным схемам шлифования обычными абразивными кругами. Кинематическая зависимость движений лепесткового круга и обрабатываемой заготовки при шлифовании на стационарных установках такая же, как и при круглом наружном и внутреннем, бесцентровом и плоском шлифовании периферией и торцем шлифовального круга.

Лепестковые круги могут быть использованы на всех видах шлифовальных станков, в автомобилестроении лепестковые круги работают на автоматических линиях многопозиционных агрегатов.

Технология применения дисков и лепестковых кругов предусматривает широкое использование ручных пневмоэлектрических машинок, основные технические характеристики которых для наиболее распространенных моделей приведены в табл. 8.40.

Рекомендации по выбору характеристик лепестковых кругов из тканевой шкурки на синтетической связке и режимов обработки различных материалов представлены в табл. 8.41.

Около 70% фибровых дисков используется при шлифовании металлов и примерно 27% — для обработки неметаллических изделий. Применение фибровых дисков при обработке сталей и сплавов составляет 77%, цветных металлов и сплавов — 23%. Использование фибровых дисков при обработке неметаллов составляет: для пластмасс — 65%; для предварительных технологических покрытий и окончательных защитно-декоративных — 20%; для древесины — до 15%.

Фибровые диски применяются в автомобилестроении для зачистки сварных швов и острых кромок, проемов и поверхностей кузова автомобиля, в судостроении — для обработки гребных винтов, для зачистки крупногабаритных заготовок типа мостовых кранов и других сварных конструкций, для обработки предварительных технологических покрытий (грунтовок, шпатлевок) и подготовки поверхности под окончательные защитно-декоративные покрытия (лаком, краской и др.), для обработки заготовок из пластмассы, резины, древесины.

Все операции, выполняемые с помощью фибровых шлифовальных дисков, можно разделить на два типа: шлифование ручными машинками и шлифование на стационарных станках. Наиболее распространено шлифование фибровыми дисками на ручных машинках, а применение шлифовальных машинок фирмы Bosch (Германия) имеет наибольший удельный вес и составляет 87% от всех применяемых в автомобилестроении ручных шлифовальных машинок.

Наиболее применяемыми контактными элементами при работе на ручных машинках являются планшайбы из различных материалов.

Рабочие скорости фибровых дисков находятся в пределах 23—60 м/с при изменяющемся давлении в пределах 0,04−10^-5—10* 10″⁵ Па в зависимости от обрабатываемого материала. Прижим при шлифовании фибровыми дисками осуществляется вручную и составляет 15+5 Н. СОЖ при шлифовании дисками практически не применяется.

Рекомендации по выбору характеристики фибровых дисков, выпускаемых по ГОСТ 8692–82, и режимов шлифования различных материалов приведены в табл. 8.42.

Перспективные виды шлифовальных шкурок. Авторами |455| опробованы новые виды высокопроизводительной шлифовальной шкурки на тканевой основе с мездровой связкой, отличающиеся высокой режущей способностью, лучшим качеством обработанной поверхности, повышенной прочностью крепления шлифовального материала за счет применения новых тканевых основ из синтетических нитей и пряж, прочность которых в продольном направлении выше (до 1500 Н) по сравнению с серийными хлопчатобумажными тканями по ГОСТ 3357–72, используемыми для производства серийных шлифовальных шкурок (1180 Н).

На заводах совместно с Уральским филиалом ВНИИАШа изготовлены по действующим технологическим процессам производства и испытаны опытные партии шлифшкурок различной зернистости (от М40 до 40) на тканях.

Технические характеристики оборудования, применяемого при работе с дисками и лепестковыми кругами

Таблица 8.4 0.

Рекомендации по выбору характеристик лепестковых кругов из тканевой шкурки на синтетической связке

Таблица 8. 4 I.

и режимов обработки различных материалов

Рекомендации по выбору характеристики фибровых шлифовальных дисков, выпускаемых по ГОСТ 8692–82

Таблица 8.4 2.

и режимов шлифования различных материалов

«ПЭФ-ВИС» (процентное отношение полиэфира к вискозе 67: 33). Как показали результаты испытаний, шлифшкурка на тканях «ПЭФ-ВИС» обладает повышенной режущей способностью, прочностью, меньшей неравномерностью толщины по сравнению с серийной шлифшкуркой по ГОСТ 5009–82. Физико-механические показатели опытных шлифшкурок зернистостями М63 и 40 по сравнению с серийными приведены в табл. 8.43.

Партии шлифшкурок зернистостью 40-М40 на мездровой связке прошли испытания на предприятиях машиностроения, подшипниковой и автомобильной.

Физико-механические показатели опытных шлифшкурок на тканях «ПЭФ-ВИС»

в сравнении с серийными

Таблица 8.4 3.

Таблица 8. 44.

Операции обработки и результаты испытаний шлифшкурки на тканях «ПЭФ-ВИС»

промышленности в виде бобин и бесконечных лент. Операции обработки и результаты испытаний приведены в табл. 8.44.

В результате испытаний установлено, что инструмент, изготовленный из шлифшкурки на тканях «ПЭФ-ВИС», имеет высокий технический ресурс и обеспечивает улучшенные показатели шероховатости обработанной поверхности по сравнению с серийной шлифшкуркой, изготавливаемой по ГОСТ 5009–82.