Формовое шлифование: как это работает, допуски, правка круга и выбор станка

Стандартный цилиндрический шлифовальный станок с ЧПУ был предложен для шлицевого вала, и первая партия имела приемлемую округлость, но боковая поверхность зуба не прошла проверку. Ни со станиной станка, ни с осями подачи все было в порядке. Проблема заключалась в том, как шлифовальный круг соприкасался с заготовкой. Формовое шлифование означает доведение круга до формы, необходимой детали, и позволяет этому кругу напрямую резать профиль. Всякий раз, когда геометрия детали должна быть получена из контура круга, а не из интерполяции оси, вы имеете дело с фасонным шлифованием, и вместе с этим меняется способ определения станка.

Что на самом деле означает формовочное шлифование в цехе

Обычная круглошлифовальная машина рассматривает круг как простой цилиндр и формирует форму детали на основе вращения заготовки, перемещения стола и подачи шлифовальной головки. Формовое шлифование меняет эту логику. Кругу придается контур, который дополняет создаваемую деталь, будь то шлицевая канавка, форма резьбы, радиус или профиль кулачка, а затем он подается прямо в работу. Если колесо достаточно широкое, то один осевой шаг на одну ширину колеса воспроизводит весь профиль детали.

Из этого следуют два практических следствия. Во-первых, время цикла становится гораздо менее чувствительным к сложности профиля, поскольку форма создается за одно взаимодействие, а не аппроксимируется несколькими осями, движущимися последовательно. Во-вторых, точность профиля становится зеркалом точности правки круга. Если правящий валик изнашивается на 0,005 мм, заготовка точно воспроизведет эти 0,005 мм, независимо от того, насколько хороша остальная часть станка. Врезное шлифование , при котором круг подается перпендикулярно заготовке, а не движется вдоль нее, является наиболее естественным методом подачи для этих профилей, поскольку ширина круга уже согласована с элементом.

Компромисс между формовым и интерполированным шлифованием

При интерполированном шлифовании используется простой цилиндрический круг, иногда только с одноточечным контактом, и он перемещается по запрограммированной траектории для создания контура. Он гибкий: измените программу, и вы получите новую форму, без необходимости заказывать рулон для натирания. Для плавных дуг и нечастых переключений это обычно более дешевый путь.

Баланс склоняется в сторону шлифовки формы, когда деталь узкая, глубокая и повторяется по объему. Проработайте эти пункты по порядку:

1. Размер партии. Если один и тот же профиль повторяется тысячи раз, стоимость перевязочного валка быстро окупается. При заказе пятидесяти штук этого нет.
2. Ширина и глубина профиля. Узкие пазы, малые радиусы и форма зубьев способствуют формованному колесу. Широкие, пологие кривые редко оправдывают их.
3. Возможность одевания. Если сам рулон трудно изготовить с требуемой точностью, более безопасным вариантом является интерполяция.
4. Частота смены. Для цехов с большим ассортиментом и небольшими объемами обычно лучше использовать интерполяцию в сочетании с правкой на станках с ЧПУ.

Круглошлифовальный станок с ЧПУ серии MK/MAK Наш высокоточный круглошлифовальный станок с ЧПУ разработан для производственных условий, требующих предельной точности размеров и безупречной обработки поверхности. ... Посмотреть продукт →

Что на самом деле определяет точность и качество шлифования формы

Правка колес – основа всего процесса

Существует два основных способа переодевания. Сформированный алмазный валок вдавливает фиксированный контур в круг, или алмазный инструмент, установленный на ЧПУ, перемещает профиль по точкам, в то время как поворотная ось индексирует колесо. Правка валков осуществляется быстро и с высокой повторяемостью от одного цикла правки к другому, что подходит для массового производства. Одноточечная правка с ЧПУ является более гибкой и может следовать программам произвольного профиля, но цикл медленнее и сильно зависит от точности позиционирования поворотных осей.

Какой бы маршрут ни был выбран, интервал перевязки должен устанавливаться по количеству штук, а не по графику смен. Остекление и матирование быстро меняют профиль, и эффект проявляется сначала в самой узкой и глубокой части формы.

Подача СОЖ и удаление стружки

Контактная дуга при фасонном шлифовании намного шире, чем при простом круглом шлифовании, и большая часть выделяемого тепла находится внутри этого узкого шва. СОЖ с трудом достигает зоны резания, поскольку форма создает ограниченный зазор между кругом и заготовкой, особенно при большей глубине резания. На самом деле эту проблему решают форсунки высокого давления, направленные непосредственно в контактную дугу, с достаточным потоком и чистой фильтрацией. Недостаточное охлаждение приводит к подгоранию, закалке поверхности и смещению формы, и эти дефекты труднее всего обнаружить в дальнейшем.

Обработка стружки заслуживает такого же внимания. При формовочном шлифовании образуется более длинная и сплошная стружка, а плохо отфильтрованная подача СОЖ будет возвращать ее обратно в зону шлифования.

Структурная жесткость, термическая стабильность и проверка

Формовое шлифование требует более высокой нормальной силы, чем обычное круглое шлифование, поскольку круг одновременно контактирует по гораздо большей ширине. Станина, шпиндель шлифовальной бабки и задняя бабка должны воспринимать эту нагрузку, не прогибаясь. Станок с превосходной статической геометрией, но недостаточной динамической жесткостью будет производить профиль, изменяющийся по длине детали. Термический дрейф — это вторая половина той же проблемы: шпиндель, который запускается холодным и нагревается во время смены, смещает профиль на микроны в течение дня.

Там, где допуски жесткие, вложение средств стоит замеров в процессе производства. Он обнаруживает изношенный профиль во время производства партии, а не после проверки деталей в автономном режиме.

Высокоточный круглошлифовальный станок с ЧПУ Наш высокоточный круглошлифовальный станок с ЧПУ разработан для промышленных условий, требующих предельной точности размеров, субмикронной повторяемости и ровности. Посмотреть продукт →

Типы деталей, подходящие для шлифования

Лучше всего этот процесс проявляется на деталях с фиксированным поперечным сечением, узкими элементами и необходимостью повторения:

• Шлицевые валы и валы двигателей, на которых канавки нарезаются за одно зацепление, а не фрезеруются зуб за зубом.
• Резьба, ходовые винты и червяки, где форма резьбы обеспечивается заточенным кругом, а не траекторией инструмента.
• Протяжки и длинные режущие инструменты, где прямолинейность и постоянство профиля должны сохраняться по всей длине.
• Кулачки, радиусы и скругления коленчатого вала, контуры, которые простым цилиндрическим шлифованием можно аппроксимировать только с помощью многоосной интерполяции.
• Валки, в том числе требующие выпуклого, вогнутого или CVC-профиля, получаемого методом точечной правки с замкнутым контуром.

Некоторые строители решают эту работу с помощью специальных платформ, таких как высокоточное профильное круглое шлифование с ЧПУ системы, в которых ось правки и разрешение управления задаются с учетом допуска на профиль детали, а не компенсируются постфактум.

Когда деталь требует нескольких шлифованных элементов в одной установке, например, наружного диаметра плюс заплечика или закаленного вала с внешней и внутренней поверхностью, машина, сочетающая операции, обычно превосходит две одноцелевые машины. Меньшее количество настроек означает меньшее количество изменений данных, и одно это улучшает согласованность профиля.

Шлифовальный станок с ЧПУ Комплексно-шлифовальный станок с ЧПУ — это идеальное многозадачное решение, предназначенное для высокоточной обработки сложных заготовок за один установ. Оснащен ч... Посмотреть продукт →

Что проверить перед покупкой формовочного шлифовального станка

Часто можно обнаружить, что заявленные в технических характеристиках возможности фасонного шлифования никогда не реализуются на режущей кромке. Приведенные ниже пункты определяют реальную производительность.

Реальная стоимость, мощность и риск покупки

Деньги, потраченные на измельчение, тратятся на эксплуатацию, а не на приобретение. Три цифры определяют, окупится ли процесс:

• Срок службы правящего валка или алмазного инструмента и время замены.
• Глубина правки за цикл, определяющая, сколько круга расходуется за производственный цикл.
• Отношение времени правки к времени шлифовки, которое определяет, достижим ли указанный цикл.

Наиболее распространенной ошибкой при покупке является покупка машины с идеальной точностью, в то время как комплект охлаждающей жидкости и фильтрация указаны на самом низком приемлемом уровне. Эта машина будет резать правильный профиль во время приемочных испытаний, а затем смещаться, как только начнется производство, и интервалы правки сократятся. Второй риск – недооценка перехода. Если замена правящего валика и повторная настройка параметров занимают полсмены, то цеху, меняющему профили два раза в неделю, будет сложно окупить вложения, какой бы точной ни была машина на бумаге.

Формовое шлифование занимает свое место в определенных условиях: профиль должен быть получен из круга, партия достаточно велика, чтобы амортизировать инструмент, система охлаждения и фильтрации может поддерживать широкую контактную дугу, а процедуры правки и контроля могут идти в ногу с производством. Когда все четыре выполняются, процесс воспроизводит сложные контуры за более короткие циклы, чем может обеспечить многоосная интерполяция. Когда один из них отсутствует, обычный цилиндрический шлифовальный станок с правкой на станке с ЧПУ зачастую является более честной спецификацией, и сказать об этом раньше дешевле, чем обнаружить его в первой производственной партии.