Politechnika Świętokrzyska w Kielcach	Laboratorium z obróbki ubytkowej
Temat ćwiczenia: Technologia prac szlifierskich.
Imię i nazwisko:	Grupa:

1. Charakterystyka procesu szlifowania
   

Szlifowanie jest to obróbka wykończeniowa powierzchni za pomocą narzędzi ściernych, w wyniku której uzyskuje się duże dokładności wymiarowe i kształtowe oraz małą chropowatość. Szlifowanie można 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.

Przy szlifowaniu ruch roboczy obrotowy wykonuje zawsze ściernica, ruch posuwowy, prostoliniowy lub obrotowy, wykonuje przedmiot obrabiany lub ściernica (niekiedy ruch ten złożony jest z ruchu ściernicy i przedmiotu).

Szlifowanie stosuje się do obróbki stalowych przedmiotów hartowanych (np. narzędzi skrawających), do zdzierania niewielkiej ilości materiału z przedmiotów walcowanych, kutych lub odlewanych oraz do obróbki wykańczającej przedmiotów metalowych (gładzenie, dogładzanie i docieranie).

Szlifowanie można 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

Właściwości szlifowania:

- Zmniejszenie chropowatości powierzchni
- Narzędzie skrawające (w postaci tarczy szlifierskiej) wykonuje szybki ruch obrotowy.
- Podczas szlifowania siły skrawające są bardzo małe, zależne od wielu czynników określających warunki skrawania (od rodzaju ściernicy, jej wielkości, ziarnistości i twardości)

- duża bliżej nieokreślona liczba ostrzy biorących udział w skrawaniu,

- bliżej nieokreślona geometria poszczególnych ostrzy ściernicy

- małe głębokości skrawania, które podczas szlifowania wykonywanego jako obróbka wykańczająca są rzędu kilku tysięcznych i kilku setnych części milimetra,

- bardzo krótkie chwile styku pojedynczych ostrzy z materiałem obrabianym

- wysokich temperatur chwilowych (do 1200°C nawet, podczas szlifowania z użyciem chłodziwa).

- duża dokładność obróbki, rzędu tysięcznych części milimetra,

- duża gładkość powierzchni obrobionej

-możliwość obrabiania przedmiotów wykonanych z materiałów o bardzo dużej twardości.

2. Budowa szlifierek.

Rys.1. Budowa szlifierki kłowej do otworów: 1-stół, 2-wrzeciennik przedmiotowy,

3-wrzeciennik narzędziowy, 4-ciernica, 5- przyrząd, 6-dzwignia włączająca ruch stołu,

7-dzwignia regulacji prędkości posuwu, 8-dzwignia zmiany kierunku przesuwu stołu,

9-przedów do cieczy, 10-11-dzwigie do regulacji przesuwu poprzecznego.

3.Rodzaje szlifierek.

Szlifierki można podzielić na:

a) szlifierki ogólnego przeznaczenia, stosowane do wykonywania różnorodnych prac,

b) szlifierki do wałków (kłowe, bezkłowe),

c) szlifierki do otworów (zwykłe, obiegowe),

d) szlifierki do płaszczyzn (obwodowe, czołowe, karuzelowe),

e) szlifierki specjalizowane, przeznaczone do wykonywania ściśle określonych prac,

f) szlifierki specjalne (branżowe), przeznaczone do wykonywania ściśle określonych prac,

g) szlifierki ostrzałki, przeznaczone do ostrzenia noży, wierteł, narzędzi wieloostrzowych,

4. Parametry.

a) prędkość skrawania Vc (prędkość obwodowa ściernicy Vs) - jest zależna od doboru ściernicy i jej dopuszczalnej prędkości obwodowej; w szlifowaniu konwencjonalnym dopuszczalne są prędkości obwodowe ściernic wynoszą, od 30 do 35 m/s

b) Prędkość obwodowa przedmiotu Vw - jest obliczana na bazie normatywów określających stosunek q=Vs/Vw; Jest ona znacznie mniejsza od prędkości obwodowej ściernicy i w przybliżeniu odpowiada jej prędkości, tylko w m/min; zwiększenie jej prędkości powoduje zwiększenie chropowatości ściernicy

c) dosuw ściernicy - dla obróbki wykańczającej wynosi 2-3 µm; ma on wpływ na liczbę przejść ściernicy, a tym samym na czas procesu szlifowania 

d) prędkość posuwu vr- przy szlifowaniu z posuwem wzdłużnym wielkość posuwu przyjmuje się jako 1/2 - 1/3 szerokości ściernicy [mm/obr]; zwiększenie posuwu powoduje pogorszenie chropowatości powierzchni

e) liczba przejść wyiskrzających - stosowanie odpowiedniej liczby przejść bez dosuwu ściernicy powoduje znaczną poprawę chropowatości powierzchni.

   Stabilizacja chropowatości następuje po kilku - kilkunastu przejściach wyiskrzających

5. Rodzaje tarcz szlifierskich.

Tarcze do kamienia, metalu i stali nierdzewnej

• Tarcze płaskie z obniżonym środkiem do szlifowania zgrubnego stali, stali nierdzewnej i kamienia

• Tarcze płaskie z obniżonym środkiem do cięcia stali, stali nierdzewnej i kamienie

• Tarcze płaskie, zbrojone do cięcia stali, stali nierdzewnej i kamienia.

Tarcze listkowe do szlifowania stali

• Tarcze płaskie listkowe do stali z elektrokorundu 97A.

• Tarcze stożkowe listkowe do stali z elektrokorundu 97A.

Tarcze Listkowe do stali nierdzewnej z nasypem z ziarna cyrkonowego

• Tarcze płaskie listkowe do stali nierdzewnej z nasypem z ziarna cyrkonowego.

• Tarcze stożkowe listkowe do stali nierdzewnej z nasypem z ziarna cyrkonowego.

6. Rodzaje ściernic.

Ściernice wykorzystywane przy użyciu uniwersalnych lub specjalistycznych szlifierek oraz przecinarek stacjonarnych i wahadłowych; ręcznych i automatycznych.

• Ściernice garnkowe

• Ściernice płaskie profilowane do ostrzenia pił 

• Ściernice płaskie z wybraniem

• Ściernice płaskie do szlifowania 

• Ściernice niewzmocnione do przecinania precyzyjnego 

• Ściernice wzmocnione do przecinania szyn 

• Ściernice wzmocnione do przecinania

4. Wyniki pomiarów
   

1. Dla kostki
   
   ap = 0.01mm

Vc = 25 m/min

d = 50 mm

z = 1 płytka

f = 191 mm/min

Powierzchnia szlifowana

h₁ = 48.3 mm

h₂ = 48.3 mm

h₃ = 48.25 mm

Powierzchnia frezowana

h₁ = 52.9 mm

h₂ = 52.9 mm

h₃ = 53.9 mm

Pomiar równoległości:

Powierzchnia szlifowana

1,5 µm

1,0 µm

1,5 µm

Średnia: 1,3 µm

Powierzchnia frezowana

49 µm

48,08 µm

49,1µm

Średnia: 48,69 µm

1. dla wałka

a_p = 0.02mm

V_c = 45 m/min

Powierzchnia szlifowana

d₁ = 28,8 mm

d₂ = 28,7mm

d₃ = 29 mm

d₄ = 28,9mm

d₅ = 28,7mm

Powierzchnia frezowana

d₁ = 28,9 mm

d₂ = 29mm

d₃ = 28,95 mm

d₄ = 29 mm

d₅ = 29 mm

Powierzchnia szlifowana

1µm

1 µm

2 µm

1 µm

2 µm

Powierzchnia toczona

93 µm

92 µm

93 µm

96 µm

94 µm

Średnia: 93,6 µm

Średnia: 1,2 µm

Pomiar chropowatości dla poszczególnych powierzchni

a) Dla kostki

Powierzchnia szlifowana

Pomiar wszerz kostki

(1) R_max [µm]= 8.52
(2) R_max [µm]= 3.06
(3) R_max [µm]=4.39

(1)R_a[µm]= 0.783
(2)R_a[µm]=0,422
(3)R_a[µm]=0,414

(1)R_z[µm]= 5.06
(2)R_z[µm]= 2,41
(3)R_z[µm]= 2,52

Pomiar wzdłuż kostki

(1) R_max [µm]= 10,49
(2) R_max [µm]= 21,31
(3) R_max [µm]=1,99

(1)R_a[µm]= 0,796
(2)R_a[µm]=0,619
(3)R_a[µm]=0,286

(1)R_z[µm]= 4,40
(2)R_z[µm]= 11,28
(3)R_z[µm]= 1,74

Powierzchnia frezowana

Pomiar wszerz kostki

(1) R_max [µm]= 2,3
(2) R_max [µm]= 3,12
(3) R_max [µm]=4,43

(1)R_a[µm]= 1,273
(2)R_a[µm]=0,270
(3)R_a[µm]=0,429

(1)R_z[µm]= 1,62
(2)R_z[µm]= 1,92
(3)R_z[µm]= 2,71

Pomiar wzdłuż kostki

(1) R_max [µm]= 4,87
(2) R_max [µm]= 1,95
(3) R_max [µm]=3,20

(1)R_a[µm]= 0,545
(2)R_a[µm]=0,235
(3)R_a[µm]=0,250

(1)R_z[µm]= 3,42
(2)R_z[µm]= 1,41
(3)R_z[µm]= 2,080

2. Dla wałka

Powierzchnia szlifowana

(1) R_max [µm]= 2,68
(2) R_max [µm]= 3,05
(3) R_max [µm]=1,96

(1)R_a[µm]= 0,265
(2)R_a[µm]=0,358
(3)R_a[µm]=0,207

(1)R_z[µm]= 2,14
(2)R_z[µm]= 2,46
(3)R_z[µm]= 1,83

Powierzchnia toczona

(1) R_max [µm]= 19,94
(2) R_max [µm]= 14,14
(3) R_max [µm]=37,43

(1)R_a[µm]= 2,320
(2)R_a[µm]=2,158
(3)R_a[µm]=2,226

(1)R_z[µm]= 14,17
(2)R_z[µm]= 12,63
(3)R_z[µm]= 17,08

4. Wnioski
   

Proces szlifowania jest wydajnym procesem obróbki wykańczającej dającej dużą gładkość powierzchni.

Z naszych pomiarów wynika że poprzez proces szlifowania uzyskaliśmy mniejszą chropowatość powierzchni wałka niż dla wałka który był toczony.

Kostka zaś wykazała mniejszą chropowatość po obróbce frezowaniem niż po szlifowaniu.