ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ZA POMOC
ŚCIERNICY
ZA POMOC
ŚCIERNICY
8. MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI
SZLIFOWANIEM ZA POMOC
ŚCIERNICY
8.1. CHARAKTERYSTYKA SZLIFOWANIA ZA POMOC
ŚCIERNICY
Szlifowanie - polega na mikroskrawaniu materiału obrabianego przez ziarna
ścierne związane spoiwem. Narzędziem jest ściernica, która wykonuje ruch główny 
obrotowy, a ruch posuwowy wykonuje przedmiot lub narzędzie.
Celem szlifowania jest poprawa dokładności wymiarów i chropowatości
powierzchni przedmiotu, po obróbce poprzedzającej (np. po toczeniu, frezowaniu).
Po szlifowaniu zgrubnym osiąga się klasę dokładności IT8 10 oraz chropowatość,
wyrażoną parametrem Ra, w granicach 2,5 1,25 źm. Po szlifowaniu wykańczającym,
uzyskuje się klasę dokładności IT5 7 i chropowatość Ra 0,32 0,16 źm. Szlifowanie
jest najbardziej rozpowszechnioną metodą obróbki ściernej.
8.2. RODZAJE I ODMIANY SZLIFOWANIA
Istnieje kilka podstawowych odmian kinematyki szlifowania. Można je
sklasyfikować w zależności od kształtu powierzchni obrabianych, ich usytuowania,
sposobu zamocowania przedmiotu, rodzaju posuwu, a także miejsca czynnej części
ściernicy. Na rys.8.1 przedstawiono klasyfikację podstawowych odmian szlifowania
powierzchni za pomocą ściernicy.
8.2.1. Szlifowanie powierzchni obrotowych
Szlifowanie powierzchni obrotowych dzieli się na szlifowanie kłowe, podczas
którego przedmioty obrabiane ustalane są w kłach lub w uchwycie szczękowym i kle
oraz szlifowanie bezkłowe, w którym przedmiot obrabiany nie jest ustalany ani
w kłach, ani w uchwycie, lecz opiera się lub przesuwa po powierzchni podtrzymki
listew i tarczy prowadzącej.
69
ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ZA POMOC
ŚCIERNICY
ZA POMOC
ŚCIERNICY
Szlifowanie zewnętrzne wałków może odbywać się z posuwem wzdłużnym
(rys.8.2a) i posuwem poprzecznym (wgłębnym)  rys.8.2b.
SZLIFOWANIE
OBROTOWE NIEOBROTOWE
Zewnętrzne Wewnętrzne Płaskie Kształtowe
Kłowe Bezkłowe Obwodowe Czołowe
Z posuwem Z posuwem
wzdłużnym poprzecznym
Nieprze-
Przelotowe
lotowe
Rys.8.1. Klasyfikacja odmian i metod szlifowania za pomocą ściernicy
W obu odmianach szlifowania kłowego wałków ruch główny  roboczy 
wykonuje ściernica 1, a ruch posuwowy obrotowy przedmiot obrabiany 2.
Szlifowanie wewnętrzne (otworów) przedstawiono na rys.8.3.
W przypadku szlifowania z posuwem wzdłużnym ściernica 1 wykonuje ruch
główny obrotowy, a przedmiot obrabiany 2 ruch posuwowy obrotowy. Równocześnie
ściernica lub przedmiot obrabiany wykonuje ruch wzdłużny w kierunku osiowym
szlifowanego otworu. Ten sposób najczęściej stosuje się do obróbki przedmiotów
symetrycznych osiowo, np. tulei lub pierścieni. Szlifowanie obiegowe natomiast
stosowane jest do obróbki przedmiotów niesymetrycznych lub dużych. W tym
sposobie szlifowania wszystkie ruchy wykonuje ściernica 1, oprócz ruchu głównego
obrotowego  również ruch obiegowy, ruch wzdłużny oraz dosuw. Przedmiot 2 jest
nieruchomy.
Szlifowanie bezkłowe dzieli się na szlifowanie bezkłowe wałków z posuwem
wzdłużnym i z posuwem poprzecznym oraz na szlifowanie bezkłowe otworów.
Zasadę bezkłowego szlifowania wałków z posuwem wzdłużnym pokazuje rys.8.4.
70
ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ZA POMOC
ŚCIERNICY
ZA POMOC
ŚCIERNICY
a)
b)
Rys.8.2. Szlifowanie kłowe powierzchni
obrotowych zewnętrznych (wałków):
a) z posuwem wzdłużnym, b) z posuwem
poprzecznym,
gdzie: 1-ściernica, 2-przedmiot obrabiany
Rys.8.3. Szlifowanie otworów:
a) z posuwem wzdłużnym,
b) obiegowe (planetarne),
gdzie:
1-ściernica, 2-przedmiot
obrabiany
Szlifowanie bezkłowe otworu (rys.8.5). Ściernica robocza 2 wykonuje ruch
główny obrotowy i ruch posuwowy wzdłużny. Tarcza napędzająca 4 nadaje
przedmiotowi obrabianemu ruch obrotowy. Kierunki obrotów ściernicy i przedmiotu
są przeciwne. Szlifowanie bezkłowe znajduje szerokie zastosowanie w produkcji
wielkoseryjnej i masowej np. w przemyśle łożyskowym, do szlifowania pierścieni
zewnętrznych i wewnętrznych, wałeczków i kulek, a także w przemyśle motory-
zacyjnym, do obróbki sworzni tłokowych, zaworów itp. Podstawową zaletą
71
ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ZA POMOC
ŚCIERNICY
ZA POMOC
ŚCIERNICY
szlifowania bezkłowego jest uzyskanie dużej wydajności, przy zachowaniu dużej
dokładności wymiarowo-kształtowej przedmiotów i małej chropowatości powie-
rzchni.
Rys.8.4. Szlifowanie bezkłowe
wałka z posuwem wzdłużnym,
gdzie:
1-podtrzymka, 2-ściernica robocza,
3-tarcza prowadząca, Ć-kąt
pochylenia ściernicy prowadzącej
do ściernicy roboczej powodujący
przesuw wałka
Rys.8.5. Szlifowanie bezkłowe otworu, gdzie:
1-tarcze prowadzące, 2-ściernica, 3-tuleja obrabiana,
4-tarcza napędzająca
8.2.2. Szlifowanie płaszczyzn
Rozróżnia się szlifowanie płaszczyzn obwodowe: wzdłużne i wgłębne oraz
szlifowanie czołowe: wzdłużne i wgłębne.
Na rys.8.6 pokazano typowe szlifowanie płaszczyzn zarówno obwodem, jak
i powierzchnią czołową ściernicy.
Ściernica wykonuje ruch roboczy. Przedmiot obrabiany, łącznie ze stołem
szlifierki, wykonuje wzdłużny ruch posuwowy oraz posuw poprzeczny po każdym
przejściu stołu. W obu odmianach szlifowania płaszczyzn wymaganą głębokość
nastawia się przez dosuw ściernicy.
W szlifowaniu obwodowym wzdłużnym występuje ruch posuwowy styczny do
powierzchni obrabianej i dosuwy okresowe, gdy szlifowana powierzchnia jest szersza
od szerokości ściernicy. Dosuw okresowy odbywa się w punkcie nawrotowym, kiedy
72
ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ZA POMOC
ŚCIERNICY
ZA POMOC
ŚCIERNICY
ściernica nie styka się z materiałem. Prędkość posuwu vft jest stosunkowo duża
i wynosi 20 30 m/min, a dosuw ap jest mały i waha się w granicach 5 20 źm.
Szlifowanie czołowe płaszczyzn dokonuje się z prostoliniowym albo
obrotowym posuwem stołu (przedmiotu). Duże płaszczyzny można szlifować
ściernicami garnkowymi lub segmentowymi. Przedmioty mogą być zamocowane
na stole wykonującym ruch prostoliniowy lub obrotowy w układzie sztywnym oraz
na przenośnikach wykonujących ruch prostoliniowy lub obrotowy.
a)
b)
Rys.8.6. Szlifowanie płaszczyzn:
a) obwodem ściernicy,
b) powierzchnią czołową ściernicy
8.2.3. Szlifowanie powierzchni kształtowych
Szlifowanie powierzchni kształtowych obejmuje całą grupę przedmiotów, od
prostych do bardzo złożonych kształtów. Ściernice mają kształt profilu roboczego
dostosowany do kształtu przekroju poprzecznego powierzchni szlifowanych. Do
szczególnych przypadków szlifowania kształtowego zaliczyć można szlifowanie: kół
zębatych, gwintów, ślimaków, korpusów itp.
Przykład szlifowania kształtowego pokazano na rys.8.7.
8.3. CHARAKTERYSTYKA ŚCIERNICY
Ściernicą nazywamy bryłę, o ustalonym kształcie i wymiarach, w której ziarna
ścierne są związane w sposób dostatecznie trwały za pomocą spoiwa. Ziarna ścierne
spełniają rolę ostrzy skrawających.
73
ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ZA POMOC
ŚCIERNICY
ZA POMOC
ŚCIERNICY
Rys.8.7. Szlifowanie powierzchni kształtowych:
1  ściernica, 2  przedmiot obrabiany
8.3.1. Ściernice z materiałów ściernych konwencjonalnych
Budowę podstawowego narzędzia ściernego do szlifowania  ściernicy
tarczowej  pokazano na rys.8.8.
1
2
3
Rys.8.8. Budowa ściernicy tarczowej
z konwencjonalnych materiałów ściernych,
gdzie: 1- ziarno, 2  spoiwo, 3  pory
Objętość narzędzia ściernego VNs składa się z objętości ziaren ściernych  Vz,
objętości spoiwa  Vs, i objętości porów  Vp
VNs =� Vz +� Vs +� Vp (8.1)
Polskie Normy (PN-91/M-59101) ujmują kilkadziesiąt różnych rodzajów
i odmian ściernic, kształtów osełek i segmentów ściernych, które mają wiele cech
charakterystycznych takich jak: kształt, wymiary, gatunek i rodzaj ścierniwa,
wielkość ziarna, twardość, strukturę i rodzaj spoiwa. Niektóre z nich zestawiono
w tabeli 8.1.
74
ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ZA POMOC
ŚCIERNICY
ZA POMOC
ŚCIERNICY
Materiał ścierny. Ze względu na rodzaj materiału obrabianego na ściernice
stosujemy następujące materiały ścierne:
a) węglik krzemu SiC:
 zielony 99C  do szlifowania węglików spiekanych, materiałów twardych
i kruchych,
 czarny 98C  do szlifowania żeliwa, brązu, aluminium.
b) elektrokorund Al2O3:
 zwykły  95A  do szlifowania wstępnego, kształtującego,
 półszlachetny  97A  do szlifowania wstępnego, kształtującego i wykańczającego
stali hartowanych oraz materiałów ogniotrwałych,
 szlachetny  99A  do szlifowania stali hartowanych, stopowych oraz do
szlifowania precyzyjnego.
Wielkość ziarna oznacza się numerem charakterystycznym. W przypadku
ściernic wielkość ziarna oznacza się metodą analizy sitowej i numer ten odpowiada
ilości oczek na bieżący cal sita, na którym zatrzymało się ziarno. Wielkości ziarna
stosowane na ściernice zawarte są w granicach od 46 (szlifowanie zgrubne) do 120
(szlifowanie wykańczające).
Przez twardość narzędzia ściernego rozumie się opór, jaki stawia spoiwo przy
wyrywaniu ziaren ściernych z powierzchni narzędzia podczas działania sił
zewnętrznych. Zależy ona od właściwości wytrzymałościowych spoiwa i od grubości
mostków spoiwa pomiędzy ziarnami. A zatem od wielkości ziaren, warunków
wypalania, rodzaju i ilości środków porotwórczych, sposobu zmieszania składników.
Nie należy zatem mylić twardości ściernicy z twardością materiału ściernego.
Twardość narzędzi ściernych bryłowych oznacza się dużymi literami alfabetu
(rys.8.9).
Struktura ściernicy jest określona udziałem procentowym objętości materiału
ściernego w objętości całej masy ściernicy. Określa się cyframi zawartymi w czterech
grupach, co pokazano na rys.8.9.
Spoiwo jest składnikiem narzędzi ściernych. Jego zadaniem jest powiązanie
poszczególnych ziaren ściernych w porowate ciało stałe. Spoiwo musi mieć
następujące właściwości:
 odpowiednią wytrzymałość, stosownie do rodzaju ścierniwa i przeznaczenia
narzędzia,
 odporność na wpływy chemiczne i wilgoć,
 zdolność do tworzenia w narzędziu dużych porów, spełniających rolę rowków
wiórowych i pojemników płynów obróbkowych.
Podstawowym spoiwem stosowanym na ściernice jest spoiwo ceramiczne V.
Spoiwo żywiczne B stosuje się w ściernicach do szlifowania zgrubnego. Daje ono
największą wytrzymałość ściernicy i umożliwia stosowanie dużych prędkości
obwodowych ściernicy. Spoiwo gumowe jest stosowane do ściernic do przecinania,
gdzie stosuje się duże prędkości do 80 m/s i elastyczne narzędzia.
75
ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ZA POMOC
ŚCIERNICY
ZA POMOC
ŚCIERNICY
Tabela 8.1. Przykłady narzędzi ściernych wg PN - 91 / M-59101 zgodnie z ISO  525
Symbol Oznaczenie
Nazwa narzędzia, wymiar
kształtu Kształt i wymiary narzędzia dotych-
i zastosowanie
NR czasowe
Ściernica płaska
1 1-zarys  DxTxH T1
szlifowanie wałków
i płaszczyzn
Ściernica płaska
z jednostronnym wybraniem
5 walcowym T5
5  zarys  DxTxH-P..,F..
szlifowanie obwodowe
Ściernica pierścieniowa
z podcięciem
201
T3
201  D/J..xT/V..-W..-ą
szlifowanie kształtowe wgłębne
Ściernica garnkowa
stożkowa prosta
1101
T10
1101-D/J..xTxH-W.., E..,K..
ostrzenie narzędzi
Ściernica talerzowa
12 12-D/J..xT/U..xH-W..,E..,K..
T12
szlifowanie kół zębatych
Segment
3108 S4-2
3108-BxCxL-R
Osełka
5410-BxCxL
5410 gładzenie i 02
dogładzanie
oscylacyjne
76
ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ZA POMOC
ŚCIERNICY
ZA POMOC
ŚCIERNICY
DOPUSZCZALNA PR
DKOŚĆ ROBOCZA
RODZAJ SPOIWA
V - ceramiczne
Dla ściernic ceramicznych: 20/23/25/28/30/31/
B  żywiczne
33/35/40/43/45/50/60/80 [m/s]
Mg - magnezytowe
Dla ściernic żywicznych: 20/30/33/35/43/48/60/
80/100 [m/s]
D�T�H Dla ściernic magnezytowych: do 20 [m/s]
300�20�76
STRUKTURA
zwarta średnia otwarta wielkoporowa
0 4 7 10
1 99A 60 L 5 V - 35
1 5 9 12
2 6
Gabaryty
3
Symbol kształtu
2
TWARDOŚĆ
Oznaczenie ziarna ściernego
3
FM i WŚ  KORUND
D E F G b. miękkie
PN-72/M-59100
Koło
H I J K miękkie
A  elektrokorund
L M N O średnie
95A
zwykły
P Q R S T twarde
19A  elektrokorund
U V X Y Z b. twarde
mieszany (A+38A)
23A  elektrokorund
NR ZIARNA ŚCIERNEGO
mieszany (A+32A)
grube średnie drobne bardzo drobne
25A  elektrokorund
CrA
chromowy
70
8 30
220
32A  monokorund MA 80
10 36
240
90
38A  elektrokorund 12 46
280
99A
100
14 54
szlachetny 320
120
16 60
400
57A  elektrokorund
97A
150
18
półszlachetny
180
20
ZS  elektrokorund
ZrA
24
cyrkonowy
ZF  elektrokorund
ZrA
cyrkonowy
76A  elektrokorund
spiekany
Rys.8.9. Przykłady oznaczenia ściernicy
37C  węglik krzemu
98C
tarczowej płaskiej z wykazem stosowanych
czarny
wielkości charakterystycznych
39C  węglik krzemu
99C
zielony
77
ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ZA POMOC
ŚCIERNICY
ZA POMOC
ŚCIERNICY
8.3.2. Ściernice z materiałów supertwardych
Do ściernic z materiałów supertwardych zaliczamy ściernice z ziarnem
diamentowym i z regularnego azotku boru (borazonowe, elborowe, kubonitowe).
Ściernice te są już szeroko stosowane w przemyśle do szlifowania powierzchni
zewnętrznych, wewnętrznych, płaskich i bezkłowego oraz do ostrzenia narzędzi.
Ściernice diamentowe są szczególnie przydatne do szlifowania węglików
spiekanych, twardych stali, żeliwa, ceramiki, krzemu, szkła, marmuru, granitu itp.
Ściernice z regularnego azotku boru zaleca się stosować do szlifowania
wysokowęglowych stali konstrukcyjnych i narzędziowych, stali szybkotnących,
nierdzewnych i żaroodpornych, a także trudnoobrabialnych stopów.
8.3.3. Przygotowanie ściernic do szlifowania
Aby w wyniku szlifowania otrzymać żądane efekty technologiczne, bardzo
ważne jest prawidłowe przygotowanie ściernicy do obróbki. Przed zamocowaniem
ściernicy należy skontrolować, czy nie ma ona widocznych pęknięć i uszkodzeń,
a następnie sprawdzić ją  na dz
więk (przez opukanie niemetalowym przedmiotem),
czy nie jest pęknięta.
Ściernice mogą być zamocowywane na wrzecionie w dwojaki sposób:
bezpośrednio, przy użyciu tarcz dociskowych, lub za pomocą opraw.
Do prawidłowego zamocowania powinny być spełnione następujące warunki:
 luz między otworem ściernicy a wrzecionem lub oprawą powinien wynosić
0,1 0,3 mm,
 zastosowanie podkładek w postaci krążków kartonowych lub gumowych
między ściernicą i oprawą w celu rozłożenia docisku na dużą powierzchnię
ściernicy (średnica podkładek równa się 1/3 1/2 średnicy ściernicy).
8.3.3.1. Wyrównoważenie ściernic
Niewyrównoważenie ściernicy powoduje w czasie szlifowania powstawanie
drgań, szybsze zużywanie się łożysk szlifierki i wpływa niekorzystnie na dokładność
wymiarową przedmiotu oraz chropowatość obrobionej powierzchni, a także zwiększa
zużycie diamentu podczas obciągania ściernicy.
Ściernice wyrównoważa się zazwyczaj statycznie. Ściernice o dużej szerokości
wyrównoważa się również dynamicznie.
Wyrównoważenie statyczne jest stanem równowagi ściernicy, w którym jej
środek ciężkości leży na osi obrotu. Niewyrównoważenie statyczne oznacza, że środek
masy ściernicy jest przesunięty o odległość e, zwaną mimośrodowością środka masy.
Do wyrównoważenia statycznego stosowane są: wyważarki, przyrządy pryzmowe
i krążkowe oraz wagi (rys.8.10).
78
ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ZA POMOC
ŚCIERNICY
ZA POMOC
ŚCIERNICY
Rys.8.10. Przyrząd do statycznego wyważania ściernic: 1 ściernica, 2-oprawa,
3 kamienie do wyrównoważania, zaciskane na rowku oprawy, 4 trzpień do wyrównoważania,
5-korpus przyrządu, 6-prowadnice walcowe, 7-śruby do poziomowania, 8-poziomice, 9 zderzaki
8.3.3.2. Obciąganie ściernic
Ważnym zabiegiem po zamocowaniu ściernicy jest nadanie jej żądanego
kształtu poprzez obciąganie i ostrzenie.
Obciąganie ściernic (rys.8.11) ma na celu wytworzenie lub przywrócenie
odpowiedniego profilu czynnej powierzchni ściernicy.
Ostrzenie ściernicy ma na celu przywracanie zdolności skrawnych czynnej
powierzchni ściernicy przez wytworzenie nowych ostrzy na ziarnach ściernych
wskutek wykruszania lub rozłupywania stępionych ziaren i cząstek spoiwa oraz
usuwanie zalepień. Proces ten dotyczy mikrogeometrii ściernicy, a więc jej topografii.
Profilowanie czynnej powierzchni ściernicy dotyczy jej makrogeometrii
i wiąże się z geometrycznym kształtem odwzorowywanym na przedmiocie
szlifowanym (ściernice do szlifowania gwintów, kół zębatych lub innych powierzchni
kształtowych).
Do obciągania ściernic konwencjonalnych stosuje się obecnie narzędzia
diamentowe, rzadziej obciągacze bezdiamentowe. Obciągacze diamentowe dzieli się
według cech konstrukcyjnych na: jedno- i wieloziarniste, płytkowe wieloziarniste,
krążkowe i rolkowe.
Obciąganie ściernic supertwardych (diamentowych i z regularnego azotku boru)
nastręcza wiele trudności z powodu dużej twardości ścierniwa. Istnieje zasada, że
ściernic diamentowych nie obciąga się obciągaczami diamentowymi, ponieważ
diament obciągacza nie skrawa diamentu w ściernicy. Stosowane są więc do tego celu
obciągacze bezdiamentowe np. płyty i rolki stalowe ze stali niskowęglowej, ściernice
z SiC i Al2O3. Obciągacze diamentowe są natomiast używane do ściernic
z regularnego azotku boru. Podczas obciągania konieczne jest obfite chłodzenie, aby
nie dopuścić do przegrzania obciągacza i ściernicy.
79
ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ZA POMOC
ŚCIERNICY
ZA POMOC
ŚCIERNICY
Rys.8.11. Ustawianie diamentu
podczas obciągania ściernicy
8.4. ZUŻYCIE I TRWAA
OŚĆ ŚCIERNICY
Samoostrzenie ściernicy zachowuje jej zdolności skrawne i polega na:
 odłamywaniu wierzchołków ziaren pod wpływem obciążeń dynamicznych,
 zużyciu ziaren wskutek ich kruszenia się i łupania pod wpływem wzrastających
sił skrawania,
 wyrywaniu stępionych ziaren ze spoiwa pod wpływem sił skrawania
i odkrywaniu w ten sposób nowych, ostrych ziaren.
Ściernica pracująca w warunkach samoostrzenia ma dużą zdolność skrawną.
Siły i temperatura szlifowania są wówczas mniejsze i nie występują przypalenia
powierzchni. Samoostrzenie jest zjawiskiem korzystnym w szlifowaniu zgrubnym
i wysokowydajnym. Nie jest ono pożądane podczas szlifowania kształtowego,
ze względu na szybką utratę kształtu geometrycznego powierzchni roboczej ściernicy.
Trwałość ściernicy Tc jest to okres jej użytkowania między dwoma kolejnymi
obciąganiami, w którym zachowuje ona zdolność skrawną oraz prawidłowy kształt
geometryczny. Gdy ściernica pracuje w warunkach tępienia się (bez samoostrzenia),
to okres trwałości wyznaczają technologiczne i fizyczne kryteria zużycia, takie jak
np.: wzrost chropowatości obrobionej powierzchni, zwiększenie się odchyłek
wymiarów i kształtu przedmiotu, wzrost sił i mocy skrawania oraz amplitudy drgań,
wzrost temperatury szlifowania, występowanie przypaleń itp.
8.5. DOKA
ADNOŚĆ GEOMETRYCZNA I JAKOŚĆ WARSTWY WIERZCHNIEJ
PO SZLIFOWANIU
Główne przyczyny powstawania odchyłek wymiarowo-kształtowych i wad
powierzchni obrobionej to: odkształcenia sprężyste układu OUPN (obrabiarka-
uchwyt-przedmiot-narzędzie) wywołane siłami skrawania, odkształcenia cieplne
głównych elementów i zespołów szlifierki (wrzeciona, wrzeciennika, łoża, stołu itp.),
80
ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ZA POMOC
ŚCIERNICY
ZA POMOC
ŚCIERNICY
niewłaściwe zamocowanie i wyrównoważenie przedmiotu i ściernicy, zużycie
ściernicy, powodujące zmiany długości styku ściernicy z przedmiotem, drgania.
Wady powierzchni szlifowanych to:
 przypalenia miejscowe powierzchni wskutek nagrzania do zbyt wysokiej
temperatury,
 makro- i mikropęknięcia warstwy wierzchniej wynikłe ze zmian strukturalnych,
 zadrapania wytworzone przez ziarna ścierne znajdujące się w chłodziwie, które
nie zostało dobrze przefiltrowane,
 ślady posuwu wytworzone przez ściernicę o zukosowanej tworzącej, co
powstaje np. wskutek zużycia diamentu obciągającego lub wymiany
obciągacza,
 skośne znaki na powierzchni, powstałe wskutek nieprawidłowego obciągania
ściernicy,
 wybłyszczenia miejscowe (lustrzany połysk) spowodowane stępioną ściernicą,
która chwilowo nie skrawa, ale dociera i ugniata powierzchnię.
8.6. OBRABIARKI
Szlifierki  pod względem kształtu geometrycznego przedmiotu podlegającego
szlifowaniu, można podzielić na następujące główne grupy: do wałków, do otworów,
do płaszczyzn, do krzywek, do gwintów, do kół zębatych (rys. 8.12, 8.13, 8.14 i 8.15).
Rys.8.12. Uniwersalna szlifierka kłowa do wałków
81
ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ZA POMOC
ŚCIERNICY
ZA POMOC
ŚCIERNICY
Rys.8.13. Szlifierka do płaszczyzn
Rys.8.14. Szlifierka uchwytowa do otworów
82
ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ZA POMOC
ŚCIERNICY
ZA POMOC
ŚCIERNICY
Rys.8.15. Szlifierka bezkłowa do wałków
8.7. CZYNNIKI WPA
YWAJ
CE NA PROCES SZLIFOWANIA
Czynniki wpływające na proces szlifowania ogólnie można podzielić na:
związane z narzędziem ściernym i jego przygotowaniem (rodzaj i wielkość ziarna,
twardość, struktura, spoiwo oraz warunki obciągania i stopień wyrównoważenia),
z przedmiotem obrabianym (jego sztywnością i mocowaniem) oraz związane
z obrabiarką (parametry obróbki i płyn obróbkowy). Stosownie do stawianych
wymagań konieczne jest każdorazowe dobranie odpowiednich wartości lub warunków
dotyczących wymienionych czynników.
8.7.1. Ciecze chłodząco-smarujące
Zasadniczymi cechami charakteryzującymi ciecze chłodząco-smarujące są:
 zdolność chłodzenia, czyli przejmowanie i odprowadzanie ciepła ze strefy
skrawania, w celu uniknięcia naprężeń cieplnych w przedmiocie i ściernicy,
 zdolność smarowania i tworzenia filmu smarnego zmniejszającego pracę tarcia
i zużycie,
 zdolność zmywania, czyli usuwanie drobnych wiórów i innych zanieczyszczeń,
 zdolność zabezpieczenia antykorozyjnego.
Chłodziwa olejowe zapewniają uzyskanie małej chropowatości powierzchni
szlifowanej i znacznie zmniejszają zużycie ściernicy. Oleje znajdują zastosowanie
tylko przy szlifowaniu kształtowym, a więc przy obróbce kół zębatych, narzędzi,
83
ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ZA POMOC
ŚCIERNICY
ZA POMOC
ŚCIERNICY
bieżni łożysk tocznych, gwintów itp., czyli wówczas, gdy oprócz małej chropowatości
wymagana jest przede wszystkim bardzo duża dokładność kształtu.
W pozostałych odmianach szlifowania, takich jak szlifowanie powierzchni
walcowych, płaszczyzn i szlifowanie bezkłowe, ze względów ekonomicznych stosuje
się emulsje.
Ciecz chłodząco-smarująca ulega w procesie szlifowania zanieczyszczeniu
metalowymi wiórami, cząstkami ścierniwa i spoiwa, pyłem oraz materiałami
smarnymi. Dlatego podlega ona oczyszczaniu i filtrowaniu.
8.7.2. Czynniki technologiczne związane z narzędziem ściernym
Do związanych ze ściernicą czynników, od których w znaczący sposób zależy
chropowatość obrobionej powierzchni, zaliczyć można wielkość ziarna materiału
ściernego, stan powierzchni roboczej ściernicy oraz warunki jej obciągania. Spośród
tych czynników największy wpływ na chropowatość wywiera wielkość ziarna.
Podczas szlifowania występuje zużycie wierzchołków ziaren ściernych oraz
zalepianie się powierzchni roboczej materiałem obrabianym, co wymaga
przywracania ściernicy pierwotnych właściwości skrawnych przez obciąganie.
Warunki, w jakich wykonuje się obciąganie decydują o jakości powierzchni ściernicy.
W przypadku obciągania pojedynczym ziarnem diamentowym, wierzchołek jego
odwzorowuje swój kształt na powierzchni ściernicy. W zależności od parametrów
obciągania siatka linii odwzorowań decyduje w dużej mierze o geometrii
pojedynczych występów ziaren, ich liczbie, promieniach zaokrąglenia, rozkładzie na
powierzchni ściernicy.
Do czynników mających wpływ na falistość i dokładność wymiarowo-
kształtową przedmiotu obrabianego należy przede wszystkim zaliczyć wymiary,
twardość i wyrównoważenie ściernicy. Stwierdzono, że zastosowanie ściernic o
dużych średnicach poprawia dokładność wymiarowo-kształtową obróbki. Przy
zachowaniu tej samej wydajności, grubość warstwy skrawanej pojedynczym ziarnem
będzie mniejsza, ziarno będzie mniej obciążone, przez co zmaleje zużycie ściernicy, a
praca jej będzie spokojniejsza. Także zwiększenie szerokości ściernicy korzystnie
wpływa na falistość i dokładność wymiarowo-kształtową. Wynika to z występujących
w takim przypadku mniejszych nacisków niż podczas obróbki ściernicą wąską.
Stosowanie ściernic o większych twardościach zwiększa dokładność
wymiarowo-kształtową. Najważniejszym czynnikiem wpływającym na falistość jest
wyrównoważenie ściernicy. Z czynnikiem tym związane są drgania wymuszone,
będące z
ródłem falistości powierzchni.
84
ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ZA POMOC
ŚCIERNICY
ZA POMOC
ŚCIERNICY
8.7.3. Czynniki związane z obrabiarką
Prędkość skrawania ma dużo większy wpływ na chropowatość obrobionej
powierzchni niż na jej falistość i dokładność wymiarowo-kształtową. W przypadku
szlifowania wykańczającego należy stosować duże prędkości, gdyż dzięki temu
zmniejsza się grubość warstwy skrawanej przez pojedyncze ziarna ściernicy, a przez
to maleje chropowatość powierzchni. Stosowanie dużych prędkości to zwiększenie
twardości dynamicznej ściernicy, a tym samym większa powtarzalność wyników.
Podobnie jak prędkość, duży wpływ na chropowatość ma dosuw. Zwiększanie
tego parametru powoduje wzrost grubości materiału zeskrawanego przez pojedyncze
ziarno. W następstwie tego zwiększa się chropowatość powierzchni oraz odkształcenia
sprężyste materiału i obrabiarki, co z kolei niekorzystnie wpływa na falistość
i dokładność wymiarowo-kształtową. Istnieje tu możliwość zmniejszenia
chropowatości przez wykonanie kilku przejść przy dosuwie równym zero (tzw.
wyiskrzanie).
Wraz ze wzrostem posuwu poprzecznego zwiększa się chropowatość
powierzchni, ponieważ zmniejsza się liczba ostrzy biorących udział w skrawaniu
jednostki powierzchni przedmiotu. Również zwiększenie posuwu wzdłużnego
powoduje pogorszenie chropowatości powierzchni. Wynika to przede wszystkim z
tego, że maleje liczba zetknięć ziaren ściernicy z przedmiotem obrabianym. Wobec
tego zmniejsza się możliwość usunięcia nierówności pozostałych po skrawaniu
poprzedzającymi ziarnami.
8.8. PRZEBIEG ĆWICZENIA
Część praktyczna ćwiczenia obejmuje:
1. przedstawienie programu zajęć laboratoryjnych,
2. omówienie krótkiej charakterystyki głównych metod szlifowania,
3. zaprezentowanie nowości technologicznych dotyczących rozwoju omawianego
tematu  przewiduje się projekcję 15 minutowego filmu o szlifowaniu
narzędziami elastycznymi oraz przedstawienie folderów wybranych firm,
4. omówienie i demonstracja różnych narzędzi bryłowych,
5. omówienie charakterystyki ściernic do szlifowania płaszczyzn,
6. zademonstrowanie i omówienie przyczyn powstawania wad na powierzchniach
szlifowanych,
7. przygotowanie narzędzia do pracy:
 dobór ściernicy,
 wyrównoważenie statyczne,
 obciąganie ściernicy,
8. omówienie budowy szlifierki do płaszczyzn (SPC-20b)  stanowiska badawczego,
85
ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ZA POMOC
ŚCIERNICY
ZA POMOC
ŚCIERNICY
9. przygotowanie obrabiarki do pracy:
 zamocowanie przedmiotu,
 dobór parametrów obróbki,
10. przeprowadzenie eksperymentu według ustalonego planu pomiarowego (tab. 8.2),
określenie zależności chropowatości powierzchni szlifowanej od dosuwu
i prędkości posuwu wzdłużnego (wykres Ra=f(ap) oraz Ra=f(vft)),
11. przeprowadzenie analizy i opracowanie wniosków z otrzymanych wyników,
12. kartkówka.
Tabela 8.2. Czynniki wejściowe dla serii pomiarów opisujących wpływ dosuwu na chropowatość
powierzchni
Narzędzie Próbka Czynniki stałe Czynniki zmienne
Posuw poprzeczny Prędkość posuwu
Dosuw
Ściernica T1A 250�32�51 Materiał
stołu wzdłużnego
99A-80-K-6-V
fr [mm/skok] vft [mm/s] ap [mm]
Stal 45 4 200 0,01;0,02;0,03;0,04
Tabela 8.3. Czynniki wejściowe dla serii pomiarów opisujących wpływ prędkości posuwu wzdłużnego
na chropowatość powierzchni
Narzędzie Próbka Czynniki stałe Czynniki zmienne
Posuw poprzeczny Prędkość posuwu
Dosuw
Ściernica T1A 250�32�51 Materiał
stołu wzdłużnego
99A-80-K-6-V
fr [mm/skok] ap [mm] vft [mm/s]
Stal 45 4 0,03 166;200;233;266
Do prób przewidziano próbki ze stali 45 o kształcie i wymiarach
przedstawionych na rys.8.16. Poszczególne odcinki powierzchni będą szlifowane
w odmiennych warunkach skrawania. Część praktyczna ćwiczenia przeprowadzona
zostanie na szlifierce do płaszczyzn SPC-20b z poziomą osią wrzeciona (rys. 8.18).
Rys.8.16. Kształt i wymiary próbki do badań
86
ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ĆWICZENIE 4: MOŻLIWOŚCI KSZTAA
TOWANIA POWIERZCHNI SZLIFOWANIEM
ZA POMOC
ŚCIERNICY
ZA POMOC
ŚCIERNICY
Rys.8.17. Schemat szlifowania i podstawowe
parametry do części praktycznej ćwiczenia
Rys.8.18. Elementy obsługi szlifierki SPC-20b: 1- ściernica, 2  pokrętło przyrządu do ob.ciągania,
3  dz
wignia przesuwu sań przyrządu do obciągania, 4  kran chłodziwa, 5  koło ręcznego dosuwu
ściernicy, 6  pokrętło blokady koła ręcznego ze skalą, 7  zderzaki do nawrotu stołu, 8  włączniki
i wyłączniki silników pompy, wrzeciennika, włącznik stołu elektromagnetycznego, 9  pokrętła do
nastawiania posuwu wzdłużnego i poprzeczno  skokowego, 10  koło do ręcznego przesuwu sań,
11  koło do ręcznego przesuwu stołu, 12  dz
wignia zmiany kierunku posuwu wzdłużnego, 13  lampa
8.9. LITERATURA UZUPEA
NIAJ
CA
[8.1] BORKOWSKI J.: Zużycie i trwałość ściernic. PWN, Warszawa 1990.
[8.2] KWAPISZ L, RAFAA
OWICZ J.: Szlifierki. Obrabiarki ścierne. WNT, Warszawa 1992.
[8.3] MIRACKI J.: Poradnik szlifierza. WNT, Warszawa 1973.
[8.4] OCZOŚ K., PORZYCKI J.: Szlifowanie. Podstawy i technika. WNT, Warszawa 1986.
[8.5] Praca zbiorowa. Poradnik inżyniera  obróbka skrawaniem t.I. WNT, Warszawa 1991.
[8.6] PSZCZOA
OWSKI W., ROSIENKIEWICZ P.: Obróbka ścierna narzędziami nasypowymi.
WNT, Warszawa 1995.
87