Процесс бесцентрового шлифования прутка: точность, применение и выбор станка

Механический цех получает заказ на 50 000 дюбелей из закаленной стали, каждый с допуском на диаметр ±0,005 мм и чистотой поверхности 0,4 Ra. На обычном круглошлифовальном станке такой объем потребовал бы повторного центрирования и настройки. При бесцентровом шлифовании прутка одни и те же детали непрерывно перемещаются через станок, при этом пруток поддерживается по длине регулирующим колесом и рабочим упором. Это основная причина, по которой бесцентровое шлифование прутка является предпочтительным процессом для крупнообъемных круглых заготовок: при этом удаляется концевое приспособление и центрируется, сокращается время цикла и надежно удерживается жесткий диаметр. В этой статье объясняется процесс, пределы его точности и что следует учитывать при выборе станка для бесцентрового шлифования стержней.

Что такое бесцентровое шлифование прутка?

Бесцентровое шлифование прутка — это прецизионный процесс обработки, при котором материал удаляется с цилиндрической заготовки, не удерживая его в центрах или патроне. Штанга опирается на рабочую опору между двумя колесами. Шлифовальный круг выполняет фактическую резку, а регулирующий круг управляет вращением заготовки и скоростью подачи за счет трения. Поскольку пруток поддерживается по всей длине, этот метод особенно эффективен для круглых стержней, которым требуется постоянный диаметр, прямолинейность и чистота поверхности. Типичные области применения включают стальные дюбели, опорные пальцы, заготовки валов и гидравлические стержни.

Как работает процесс бесцентрового шлифования прутка

Этот процесс имеет три распространенных варианта. В каждом из них используется одинаковая геометрия двух кругов, но они различаются способом подачи прутка в зону шлифования.

Проходное шлифование

Шлифование насквозь является наиболее распространенным методом бесцентрового шлифования прутка. Регулирующий круг наклонен на небольшой угол, обычно от 1 до 5 градусов, поэтому стержень проходит в осевом направлении мимо шлифовального круга за один проход. Это самый быстрый метод для прямых стержней: шлифуется по всей длине без упора. Подходит для длинных стержней, штифтов и заготовок валов, где не требуется сохранять конечные профили.

Концевое шлифование

При торцевом шлифовании пруток подается с одного конца до упора, а шлифовальный круг продолжает вращаться, в то время как регулирующий круг удерживает пруток в зоне шлифования. Этот метод выбирается, когда деталь имеет головку, конус или уступ, препятствующие сквозной подаче.

Поточное шлифование

При подаче шлифования пруток подается радиально в шлифовальный круг. Длина заготовки должна быть короче ширины круга. Он позволяет шлифовать различные диаметры или профили за одно погружение и обычно используется для стержней с заплечиками, фасками и фасонными концами.

Ключевые различия между бесцентровым и обычным цилиндрическим шлифованием

Если ваше производство осуществляется в средних и больших объемах, а заготовка представляет собой простой пруток, бесцентровое шлифование обычно будет более быстрым и стабильным. Традиционное круглое шлифование по-прежнему имеет преимущество при выполнении разовых работ или когда деталь должна располагаться по своим центрам.

Точность и качество поверхности

Высокоточный круглошлифовальный станок с ЧПУ для сложных валов Этот круглошлифовальный станок с ЧПУ обеспечивает субмикронную точность благодаря жесткому литью и передовой технологии шпинделя. Он подходит для единичных деталей или деталей, требующих расположения по центру, обеспечивая точные прямые, конические или многоступенчатые профили. Просмотреть продукт →

Хорошо настроенный станок для бесцентрового шлифования стержней может выдерживать диаметр ±0,005 мм при правильной правке круга, подаче СОЖ и скорости подачи. В производстве реалистичны следующие значения:

• Допуск диаметра: ±0,005 мм.
• Округлость: от 0,002 до 0,005 мм.
• Прямолинейность: 0,005 мм на длине 500 мм или лучше.
• Чистота поверхности: Ra от 0,2 до 0,4 мкм.

На эти результаты влияют несколько факторов. Интервалы правки круга определяют, насколько быстро изнашивается режущая кромка. Поток и давление охлаждающей жидкости контролируют выделение тепла в зоне шлифования. Скорость подачи и скорость круга должны быть сбалансированы, чтобы избежать вибрации. Также важна правильная твердость круга для вашего семейства материалов.

Однако не каждая оправка лучше всего подходит для бесцентрового шлифования. Если заготовка имеет центральные отверстия, которые необходимо сохранить, или диапазон допусков очень мал, а партия небольшая, лучшим выбором может стать высокоточный круглошлифовальный станок с ЧПУ. Более подробно о достижимой точности см. это руководство по точности бесцентрового шлифования .

Практические соображения по производству

Автоматический круглошлифовальный станок с ЧПУ и роботизированной загрузкой Этот автоматический цилиндрический шлифовальный станок, предназначенный для массового производства, оснащен двухканальным управлением для одновременного шлифования и обработки. Это снижает затраты на рабочую силу и легко интегрируется в полностью автоматизированные линии. Просмотреть продукт →

Поведение материала и прутка

Бесцентровое шлифование стержнями подходит для углеродистой стали, легированной стали, нержавеющей стали, латуни, алюминия и многих закаленных марок. Выбор зернистости и твердость круга должны соответствовать материалу заготовки. Нержавеющие стержни требуют частой правки, поскольку они быстро нагружают шлифовальный круг; для мягких алюминиевых стержней требуется колесо открытой конструкции, чтобы избежать засорения. Знание семейства материалов повлияет как на выбор колес, так и на настройки машины.

Охлаждающая жидкость и управление температурным режимом

СОЖ при бесцентровом шлифовании выполняет двойную функцию: отводит тепло и смывает стружку. Если сопло охлаждающей жидкости направлено неправильно или скорость потока слишком мала, локальный перегрев может привести к термическому повреждению. При высоких скоростях подачи через зону шлифования каждая деталь зависит от стабильного, хорошо фильтрованного потока охлаждающей жидкости. Система охлаждающей жидкости с надлежащим контролем температуры помогает поддерживать постоянство диаметра в течение всей смены.

Автоматизация и возможности загрузки

При больших объемах автоматическая подача и разгрузка могут значительно улучшить использование. Устройство подачи прутка подает материал с постоянной скоростью, а съемный механизм удаляет готовые прутки. Это снижает потребность во внимании оператора и помогает поддерживать единообразие времени цикла. Это также предотвращает слишком долгое нахождение разгруженных деталей в зоне горячего шлифования, что может привести к тепловой деформации. Для этих применений станок с возможностью автоматической загрузки можно использовать в паре с бесцентровым шлифовальным станком, или в качестве альтернативной схемы линии можно рассматривать полностью автоматический цилиндрический шлифовальный станок с ЧПУ.

Как правильно выбрать станок для бесцентрового шлифования стержней

Бесцентрово-шлифовальный станок для обработки прутков в больших объемах Этот бесцентровый шлифовальный станок поддерживает непрерывное шлифование насквозь и на подаче без центральных отверстий. Его жесткая конструкция и серворегулируемое колесо обеспечивают стабильную работу при работе с крепежными деталями, штифтами и длинными стержнями в любом масштабе. Просмотреть продукт →

Жесткость станка и качество шпинделя

Конструктивная жесткость бесцентрово-шлифовального станка определяет, насколько хорошо он сопротивляется прогибу под нагрузкой. Высококачественные подшипники и правильно демпфированная станина обеспечивают устойчивость центральной линии колеса. При шлифовании закаленной легированной стали или больших прутков недостаточная жесткость проявляется в виде полос и смещения диаметра. Машину следует оценивать не только по перемещению стола, но и по общей жесткости шпинделя, шлифовальной головки и станины.

Конфигурация шлифовального круга и регулирующего круга

Ширина и диаметр круга определяют максимальную зону шлифования. Если вы обрабатываете прутки длиной, превышающей ту, которую можно пройти за одну операцию, вам следует оценить, может ли станок поддерживать сквозное шлифование с дополнительными рабочими паузами. Привод регулирующего колеса должен обеспечивать точную регулировку скорости, поскольку его скорость напрямую влияет на вращение прутка и осевую подачу.

Система управления и возможности правки

Бесцентрово-шлифовальный станок с ЧПУ может автоматизировать цикл правки, компенсационную подачу и график подачи шлифования. Это большое преимущество, когда вы работаете с одним и тем же размером бара круглосуточно. Функция автоматической правки поддерживает остроту круга через интервалы, соответствующие допуску детали. Автоматическая компенсация гарантирует, что машина корректирует износ колес, поэтому оператору не нужно измерять каждую деталь вручную.

Нестандартные и нестандартные требования

Некоторые работы в баре не подходят для стандартной каталожной машины. Большие диаметры, чрезмерная длина или специальные профили могут потребовать индивидуальный шлифовальный станок . Если стандартный бесцентровый шлифовальный станок не может охватить геометрию заготовки или производственную задачу, следующим практическим шагом будет обсуждение индивидуального решения с производителем оборудования. Шлифовальные станки с центральными отверстиями, станки с широкими кругами и другие нестандартные конструкции могут быть интегрированы в производственную линию, когда этого требует работа.

Заключение

Бесцентровое шлифование прутка — практичное решение для прецизионной обработки больших объемов прутка. Он выдерживает малые диаметры, создает идеальную чистоту поверхности и обеспечивает бесперебойную работу производства. Чтобы получить максимальную отдачу, станок следует выбирать с учетом состава ваших деталей: типа подачи, конфигурации колес, системы управления и того, обеспечивает ли станок достаточную гибкость для будущей работы. Если вам нужно оборудование, работайте с производителем, который может показать вам проверенную бесцентровую шлифовальную машину и готов обеспечить ее надежным сервисом. Эта комбинация дает вам процесс, который вы можете уверенно выполнять, смена за сменой. Известный производитель станков с обширными производственными ресурсами и обширным экспортным опытом может помочь вам адаптировать эти факторы к вашему конкретному применению.