1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z materiałami i narzędziami do obróbki ściernej oraz z podstawowymi zależnościami kinematycznymi i technologicznymi procesu szlifowania.

1. Wstęp teoretyczny

Szlifowanie - jest to obróbka wykończeniowa powierzchni za pomocą narzędzi ściernych, w wyniku której uzyskujemy duże dokładności wymiarowe i kształtowe oraz małą chropowatość. Szlifowanie możemy wykonywać na otworach, wałkach i płaszczyznach. Maszyny do tego typu obróbki nazywane są szlifierkami a narzędzia skrawające to ściernice. Materiałem z którego wykonane są ściernice najczęściej jest korund, diament, węglik krzemu lub węglik boru

Szlifowanie możemy podzielić ze względu na:

1. Kształt powierzchni obrabianej

   • obrotowe-zewnętrzne lub wewnętrzne powierzchnie walcowe, stożkowe i obrotowych krzywoliniowych

   • nieobrotowe-powierzchnie płaskie lub krzywoliniowe

2. Mocowanie przedmiotu w obrabiarce

   • kłowe

   • bezkłowe

3. Położenie ściernicy względem przedmiotu

   • obwodowe-oś ściernicy jest równoległa do osi powierzchni obrotowej lub obrabianej powierzchni płaskiej

   • czołowe-oś ściernicy jest prostopadła lub wichrowata do osi powierzchni obrabianej lub do powierzchni płaskiej

Technologiczne parametry skrawania podczas szlifowania:

• prędkość obrotowa ściernicy ,

• prędkość obwodowa ściernicy ,

• prędkość obrotowa przedmiotu obrabianego ,

• prędkość obwodowa przedmiotu obrabianego ,

• posuw osiowy stołu ,

• prędkość posuwu osiowego stołu ,

• styk ściernicy wgłębny .

3. Przebieg ćwiczenia:

a) badanie budowy ściernicy:

- badanie na dźwięk- odgłos głuchy- ściernica z ceramicznym spoiwem bądź też pęknięta, odgłos metaliczny- narzędzie dobre,

- pomiar ściernicy pod względem przepuszczania powietrza- pozwala określić zwartość struktury,

- przeprowadzenie obciągania ściernicy- w celu likwidacji bicia narzędzia oraz przywrócenia właściwej chropowatości ściernicy zamazanej; przeprowadzony przy użyciu obciągacza diamentowego:

- pomiar twardości metodą Brinella- kulisty wgłębnik wciskany w ściernicę poprzez metalową folię zabezpieczającą przed pęknięciem ściernicy,

Ściernica zamazana: Ściernica obciągnięta:

b) oznaczenie ściernicy wg PN:

300x40x127 99A – 46 – J – 7 – V

300 – średnica zewnętrzna w mm

40 – szerokość ściernicy w mm

127 – średnica otworu w mm

99A – materiał ściernicy

46 – wielkość ziarna

J – określenie twardości (miękka)

7 – struktura średnia

V – spoiwo ceramiczne

c) przeprowadzenie szlifowania wałka:

• o wymiarach:

• ściernicą:

- omówienie budowy szlifierki do wałków:

- ruch główny- obrotowy ściernicy (ok. 35m/s),

- wałek wykonuje ruch posuwisto zwrotny i obrotowy,

- posuw wgłębny- zmiana dosuwu wrzeciennika,

- zastosowanie pinoli- możliwość szlifowania otworów wewnętrznych.

- charakterystyczne cechy obrabiarki:

- wykończenie elementów, minimalne drgania (napęd z silnika na wrzeciono przy pomocy paska klinowego),

- posuw wrzeciona hydrauliczny, bezstopniowy.

- zamontowanie wałka w kłach obrabiarki,

- wykonanie szlifowania.

Schemat kinematyczny szlifowania wałka:

d) przeprowadzenie szlifowania powierzchni:

• o wymiarach:

• ściernicą:

- omówienie budowy i zasady działania szlifierki do powierzchni,

- ruch główny- obrotowy ściernicy,

- przedmiot umieszczony na stole elektromagnetycznym lub w imadle narzędziowym,

- posuw poprzeczny- opuszczany wrzeciennik ze ściernicą.

Schemat kinematyczny szlifowania płaszczyzny obwodem ściernicy:

- wykonanie szlifowania:

wyważanie statyczne ściernicy metodą talerzykową:

Wyważenie statyczne polega więc na takim rozmieszczeniu masy koła, aby jego środek ciężkości znajdował się na osi obrotu. Wtedy koło po zatrzymaniu obrotu w każdym dowolnym punkcie pozostanie nieruchome

Wnioski:

Przeprowadzenie powyższego ćwiczenia pozwoliło poznać proces szlifowania, jego kinematykę, budowę obrabiarek, ściernic oraz kilku narzędzi pozwalających utrzymać zadane parametry obrabianych powierzchni.

Ocena wizualna i akustyczna na wstępie pozwala nam stwierdzić czy dana ściernica nie wykazuje żadnych niepokojących objawów. Twardość ściernicy ma kluczowy wpływ na jakość powierzchni po obróbce. Przede wszystkim musi ona być dobrana pod względem materiału jaki chcemy obrabiać. Tutaj należy się kierować zasadami:

- twardy materiał- miękka ściernica,

- miękki materiał- twarda ściernica.

Wyjątek stanowi miedź, która będąc materiałem miękkim musi być obrabiana również miękką ściernicą.

Reguły te ściśle są związane z ilością ciepła jakie wydziela się w procesie szlifowania, gdyż, jak wiadomo, głównym źródłem ciepła są odkształcenia plastyczne i sprężyste w powierzchni materiału. Dlatego też parametry skrawania, takie jak chłodzenie, twardość ściernicy, muszą być pod ścisłą kontrolą. Zastosowanie ściernicy o złej twardości prowadzi w konsekwencji do tego, iż zużyte ziarna zamiast być wyrywane z jej powierzchni powodują zabijanie porów i zwiększanie ilości wydzielanego ciepła, co w konsekwencji może skutkować przypaleniem powierzchni obrabianej i zniszczeniem elementu.

W przypadku szlifowania płaszczyzn decydujący wpływ na wartość chropowatości po obróbce ma głębokość skrawania. Mała głębokość skrawania daje bardzo gładka powierzchnię, natomiast im większa jest wartość a tym gorsze wartości chropowatości.