Ленточное шлифование
Ленточным называют шлифование, при котором в качестве инструмента применяется абразивная лента (рис. 3.32). Обработка осуществляется движущейся с большой скоростью лентой 1, покрытой слоем абразива и натянутой между двумя роликами: приводным 2 и натяжным 3. Помимо указанных роликов в схеме ленточного шлифования присутствуют контактные элементы в виде контактного ролика 5 (одного или двух), контактной подкладной опоры 6, плоской или фасонной в соответствии с формой обрабатываемой поверхности детали 4. Основными параметрами, характеризующими ленточное шлифование, являются скорость ленты Vn, скорость перемещения изделия (продольная подача), глубина микрорезания, удельное давление, характеристика абразивного слоя ленты, температура в зоне резания. При повышении скорости, удельного давления ленты и. зернистости абразива съем металла возрастает. В зависимости от характера операции, материала обрабатываемой заготовки перечисленные параметры могут изменяться в следующих пределах: vл = 8-40 м/с; удельное давление от 3-105 до 2-105 Па, зернистость абразива от М40 для тонкой отделки до 20-80 для чистового и чернового шлифования. На производительность ленточного шлифования оказывает также влияние натяжение ленты между роликами и контактными элементами. Оно зависит от прочности основы и сцепления с ней абразивных зерен. Рекомендуется среднее натяжение ленты 5-105 Па. Обработка может производиться как всухую, так и с подачей СОЖ.
В качестве последней применяют масляные эмульсии, сульфофрезол, нитрит натрия, содовый раствор, чистую воду др. Применяют также СОЖ с добавлением поверхностно-активных веществ.
, Важным элементом процесса ленточного шлифования является инструмент — абразивная лента. Ленты выпускаются водо- и маслостойкими на тканевой, кожаной, нейлоновой, бумажной, комбинированной и другой основе. Ленты могут быть цельными (бесшовными) и клееными. Преимущественное распространение получили ленты, изготавливаемые путем последовательного склеивания вырезок из рулона требуемых размеров и характеристики. Для указанных целей разработаны технология, оборудование и оснастка. В зависимости от размеров обрабатываемых заготовок и оборудования ленты изготавливают шириной от 10 до 3000 мм и длиной от 500 до 25000 мм и более.
Абразивные ленты могут быть одно- и многослойными (по количеству слоев абразивных зерен). В качестве связующих веществ, закрепляющих абразив на основе, используется клей, жидкое стекло, синтетические смолы и др.
Толщина абразивного слоя составляет от 0,5-1 мм до 3-8 мм. По мере затупления и засаливания абразивные ленты подвергаются правке и очистке с помощью металлических щеток. Производительность, точность и качество поверхности при ленточном шлифовании зависят от конструкции и материала (упругих свойств) контактных элементов (роликов и опор). Их изготавливают из алюминия, стали, войлока, резины, кожи, ткани, текстолита и других материалов. Контактные элементы могут быть изготовлены также в виде резиновых камер, заполняемых воздухом или жидкостью.
Ленточное шлифование сочетает преимущества круглого, бесцентрового, плоского и фасонного шлифования. Наиболее заметны преимущества ленточного шлифования при обработке изделий сложной формы, больших размеров, из вязких и мягких материалов, вызывающих быстрое засаливание обычных шлифовальных кругов (титан и его сплавы, алюминий, медь и их сплавы и др.). Это предопределило широкое использование метода в авиационной промышленности, а затем он нашел применение в различных отраслях машиностроения. Его чаще применяют для выполнения получистового, чистового и отделочного шлифования при съеме сравнительно небольших припусков. Достигаемая точность деталей простой формы — до 0,01 мм, крупногабаритных сложной формы — до 0,1 мм. Шероховатость поверхности может достигать 2,5-0,04 мкм. Величина снимаемого припуска составляет 0,05-0,8 мм и более. Ленточное шлифование рекомендуется применять и в тех случаях, когда особенно недопустимо образование прижогов. Большая протяженность рабочей поверхности ленты, возможность более длительного прохождения ее вне рабочей зоны, периодическая встряска, хорошая вентилируемость способствуют снижению температуры в зоне обработки и исключению прижогов.
Как уже отмечалось выше, существует несколько разновидностей (различных схем) ленточного шлифования. Шлифование свободной лентой применяют при выполнении зачистных и шлифовально-полировальных работ (зачистка литья, преимущественно цветного), удаление облоя, грата, шлифование и полирование фасонных наружных поверхностей.
Использование плоской опоры обеспечивает производительную обработку плоских поверхностей (см. рис. 3.32, б). Схема, представленная на рисунке 3.33, применяется для обработки внутренних поверхностей деталей типа фильер и т. п. По схеме, показанной на рисунке 3.34, осуществляется обработка внутренней поверхности труб большой длины, например, обработка отверстия переменного сечения лонжерона лопасти вертолета. Ленточное шлифование широко применяется при обработке спинки и корыта лопаток турбин (рис. 3.35), наружных поверхностей большой длины постоянного и переменного сечения.
Ленточное шлифование осуществляется на станках различных конструкций в зависимости от конструктивных особенностей обрабатываемых заготовок. Существуют универсальные и специальные ленточно-шлифовальные станки. Широко также используется модернизация токарных и шлифовальных станков. Отдельную группу составляют ленточно-шлифовальные головки, устанавливаемые на одной из позиций агрегатных станков или на линиях непрерывного шлифования и полирования. Станки для ленточного шлифования обычно значительно дешевле, занимают меньшую площадь, чем круглошлифовальные. Их обслуживание проще, а работа на них безопаснее.
Ленточное шлифование находит применение при различных типах производства: единичном, серийном, массовом. Наибольшее распространение оно получило в условиях серийного производства.
К основным технико-экономическим преимуществам ленточного шлифования следует отнести: широкую универсальность; высокую производительность; высокую стабильность процесса (постоянство скорости шлифования до полного износа ленты); широкий диапазон регулирования основных параметров процесса (скорости давления). Большая площадь контакта ленты с обрабатываемой поверхностью способствует увеличению количества одновременно работающих зерен, уменьшению теплообразования и прижогов обрабатываемой поверхности. Образующаяся при шлифовании лентой теплота рассеивается быстрее, чем при обработке кругами, что, помимо повышения качества, позволяет до
полнительно увеличить режимы и производительность процесса. Ленты, обладая большой эластичностью, могут обрабатывать сложные криволинейные поверхности; при ленточном шлифовании исключается необходимость балансировки, правки инструмента.
Благодаря вышеперечисленным преимуществам, ленточное шлифование в настоящее время является перспективным и высокоэффективным методом промежуточной и окончательной обработки деталей.
