Работа шлифовального станка осуществляется методом воздействия абразивного материала на обрабатываемую деталь. На станках производят обдирку отливок, отрезку кусков металла, шлифовку поверхностей сложной формы.

Процесс шлифовки заключается в перемещении детали относительно вращающегося шлифовального круга. Деталь двигается как по прямолинейной, так и по дуговой траектории.

Инструмент для шлифовки состоит из частиц абразивного материала, соединенных вяжущим веществом. Выпускается в форме кругов, головок, гибких лент. Разнообразие выпускаемых абразивных инструментов регламентируется государственными стандартами.

Промышленностью выпускается обыкновенный абразивный инструмент и суперабразивы, изготовленные из сверхтвердых материалов, таких как алмаз, эльбор.

Абразивный инструмент различается геометрической формой, размерами, максимальной рабочей скоростью. Качество обработки определяется маркой абразива, размером частиц (зернистостью), видом вяжущего вещества.

Высокоскоростное шлифование

Повышение производительности абразивной обработки зависит от скорости вращения шлифовального инструмента (круга).

Высокоскоростным шлифованием является обработка материала при вращении круга на скорости свыше 60 м/с.

Способы высокоскоростного шлифования:

• Обработка деталей быстровращающимся шлифовальным кругом. Все остальные параметры (скорость вращения детали, поперечная подача рабочего инструмента, продольная подача изделия) остаются постоянными. При этом способе обеспечивается низкая шероховатость, шлифовальный круг обладает повышенной стойкостью. Меньшие силы воздействия на рабочий инструмент снижают количество его правок, износ происходит медленнее.
• Работа происходит при вращении круга на высоких оборотах. На круглошлифовальных станках производится одновременное увеличение скорости вращения изделия. На плоскошлифовальных станках повышают скорость перемещения рабочего стола. Поперечные подачи постоянны. Повышение производительности обеспечивается снижением времени обработки пропорционально увеличенным скоростям обработки. Качество обработки такое же, как и в первом случае.
• Высокие обороты вращения абразивного инструмента сочетаются с одновременным ускорением детали. На плоскошлифовальных станках повышают скорость подачи стола, поперечные подачи абразивного круга. Указанные действия в значительной мере повышают производительность обработки, но ухудшается шероховатость, круг становится менее устойчивым к нагрузкам.

Последний способ применяется при обработке деталей с низкими требованиями к качеству поверхности. Используется для обдирки с большими припусками. Для чистовых операций, для деталей с минимально заданными отклонениями применяется шлифование согласно первым двум методам.

Наибольшее распространение высокоскоростное шлифование получило в крупносерийном производстве при наружной и внутренней обработке деталей. При этом используются специально созданные станки с повышенными требованиями к жесткости конструкции, на которых устанавливаются шлифовальные круги с увеличенной прочностью на разрыв.

Высокая производительность обработки является результатом воздействия на деталь большего числа абразивных частиц в единицу времени.

Глубинное шлифование

Глубинное шлифование — это процесс обработки деталей с увеличенным слоем снимаемого металла за один проход при низкой скорости продольной подачи.

Для конструкционных сталей снимается до 10 мм, для быстрорежущих — до 5 мм за проход. Такое шлифование характеризуется значительно большим количеством абразивных зерен, участвующих в резании металла, при этом механическая нагрузка на одну частицу уменьшается.

Глубинное шлифование с продольной подачей характеризуется единовременным снятием всего припуска. Правка шлифовального круга осуществляется ступенькой.

При врезном глубинном шлифовании осуществляется вращение детали. Шлифовальный круг за один оборот снимает весь припуск. Детали с разноуровневыми поверхностями обрабатываются несколькими кругами одновременно.

Способ шлифования выбирается исходя из конструктивных особенностей деталей, величины припуска, качества обработки поверхностей.

Использование глубинного шлифования обусловлено следующими факторами:

• Использованием промышленностью особо прочных литейных сплавов на основе никеля, которые не поддаются обработке резцовым инструментом.
• Сложностью поверхностей деталей, требующих высокоточного изготовления с повышенными требованиями к поверхностному слою.
• Наличием в поверхностном слое остаточных напряжений, повышающих прочность и долговечность изделий.
• Обработка шлифованием заметно снижает трудозатраты на изготовление продукции.

Преимуществом глубинного шлифования является сочетание в одном технологическом процессе и получения детали сложного профиля, и придания ее поверхностному слою высококачественных параметров. Примером деталей, изготовленных таким способом, может служить жаропрочная лопатка турбин.

Для осуществления метода глубинного шлифования используется профилешлифовальное оборудование с числовым программным управлением. Так как процесс обработки сопровождается высоким нагревом, в станках применяется система охлаждения с принудительной подачей жидкости.

Осуществление высокоскоростной и глубинной шлифовки металла требует особого подхода к выбору рабочего инструмента. Характеристики шлифовального круга должны соответствовать свойствам конкретного обрабатываемого материала, требованиям к показателям качества поверхности, величинам припусков и другим параметрам.