АБРАЗИВНО-АЛМАЗНАЯ ОБРАБОТКА

ЛЕНТОЧНОЕ ПОЛИРОВАНИЕ И ШЛИФОВАНИЕ

В последние годы в машиностроении все более широко при­меняют ленточное шлифование и полирование для обработки сложных криволинейных поверхностей деталей, имеющих глубо­кие отверстия малых диаметров (например, труб диаметром от 15 мм и больше и длины до 15 м), деталей, имеющих поверхности больших размеров, и др.

Ленточное шлифование используют также вместо фрезерования, строгания и других операций обработки металлов, а также для обработки деталей из дерева, пластмасс и других материалов. Небольшие давления и силы, возникающие при этом виде шлифо­вания, позволяют с успехом применять его для обработки весьма хрупких материалов.

Ленточное шлифование весьма эффективно. Так, при использо­вании ленточного шлифования на операциях, заменяющих пло­ское шлифование, производительность выросла в 20 раз, а удель­ный объем — в 4—5 раз. Ленточное полирование в 4—5 раз де­шевле, чем полирование войлочными или матерчатыми кругами; при этом условия труда рабочих значительно улучшаются — повышается степень механизации и резко снижается запыленность воздуха. Такие высокие показатели в значительной степени объясняются особенностями абразивного инструмента, применяе­мого при ленточном шлифовании, и возможностью работать с большими скоростями, чем кругами (до 100 м/сек и больше).

Ленточное шлифование особенно выгодно применять при массовом и крупносерийном производстве, однако и при шлифова­нии единичных деталей оно находит применение. Так, для вос­становления валков бумагоделательных машин практикуют спо­соб последовательного ленточного шлифования лентами зер­нистостью № 40—4.

При ленточном шлифовании натянутая между двумя шкивами бесконечная шлифовальная лента движется с большой скоростью, а обрабатываемая деталь в зависимости от вида шлифования полу­чает те или другие движения подачи. В месте контакта с деталью лента поддерживается специальной опорой в виде ролика, плиты, копира и т. п., от конструкции и степени эластичности которых 254

зависит площадь контакта и в значительной степени производи­тельность и шероховатость обрабатываемой поверхности. Схема ленточного шлифования показана на рис. 72, а типы контактных (опорных) роликов — на рис. 73.

Существуют конструкции станков, в которых шлифовальная лента соприкасается с деталью на свободной ветви. В этом случае получается большой контакт между лентой и деталью из-за большего угла обхвата.

В настоя цее время выпускаются ленточ- но-шлифовалвные станки для заточки инст­румента, наружного круглого центрового и бесцентрового шлифования и полирования, плоского шлифования, а также специальные станки для отделки деталей различной кон­фигурации, например для шлифования лопа­ток турбинных и реактивных двигателей, для полирования шеек коленчатых валов и ку­лачковых валиков, для полирования беговых дорожек колец подшипников и т. п. с мощ­ностью привода от 0,5 до 200 кет и выше.

Удельная мощность обычных ленточно-шли­фовальных станков на 1 см ширины ленты равна 0,5—3 кет. Гамма ленточношлифовальных станков большой мощности выпущена в последнее время для шлифования труб диаметром от 100 до 450 мм и длиной до 30,5 м. Для работы на ленточно-шлифовальных стан­ках не требуется высокой квалификации рабочих. Коэффициент

Рис. 73. Контактные ролики:

а — зубчатые (трапециевидные) резиновые для ручного шлифования: б — гладкие рези-
новые для обработки плоскостей н гладкие стальные для чистовой обработки стальных
деталей; в — сборные из ткани (диагонали) для чистовой обработки; г — профильные
стальные для фасонного шлифования

использования этих станков по основному времени достигает 0,85. Станки снабжены устройствами для подачи охлаждающей жид­кости. Натяжение ленты для устранения ее сбега обычно регули­руется при помощи натяжных роликов. Сбег ленты в последних конструкциях устраняется поворотом ведущего ролика. Лен­точно-шлифовальные станки конвейерного типа исключают не­обходимость в дорогих зажимных устройствах.

Ряд ленточно-шлифовальных станков имеет автоматические загрузочные устройства с регулируемой скоростью; устройства

для регулирования натяжения ленты и степени ее прижима к шлифуемой детали; две и более шлифовальных головок с лен­тами разной зернистости (у станков для шлифования труб); автоматические микрометрические устройства, ограничивающие величину подачи на врезание, для обеспечения постоянства ве­личины снимаемого припуска и т. п.

Применяемые в промышленности для ленточного полирования и шлифования бесконечные ленты изготовляют из шлифовальной шкурки на тканевой основе разной степени зернистости от № 125 до М40 из нормального и белого электрокорунда, а также из монокорунда для обработки деталей из стали, бронзы, ковкого чугуна, магния и т. п. и из карбида кремния для отделки деталей из алюминия, серого чугуна, меди, латуни, стекла и т. п. Ленты на фибровой основе используют для больших съемов материала. При обработке мягких материалов, резины и ей подобных реко­мендуются ленты с редкой насыпкой зерна. Ленты из микрошлиф- порошков зернистостью М20—М10 делают из шкурки с нейлоновой или батистовой основой. Ленты, предназначенные для шлифования деталей перед их окрашиванием, применяют зернистостью № Ю—8, а перед гальванопокрытием — зернистостью № 6—М28.

В зависимости от размеров обрабатываемых деталей и кон­струкций станков используют ленты шириной от 10 до 3000 мм и длиной от 500 до 7000 мм и более.

Работоспособность лент зависит от их размеров, способа изго­товления и качества шлифовальной шкурки. Шлифовальная шкурка должна изготовляться на предварительно вытянутой основе, для меньшего удлинения лент при работе должна иметь одинаковую толщину и равномерную насыпку зерна слоем одной толщины по всей поверхности.

Применяемая для изготовления шкурки основа также должна иметь одинаковую толщину, с тем чтобы общая толщина шкурки в любом ее сечении не отличалась более чем на 0,4—0,5 а (где а — размер зерна в поперечнике в мм). Для обеспечения такой равно­мерности необходимо, чтобы наносимый на основу слой клея или лака был также одинаковым по толщине.

Чем крупнее зернистость, тем больше толщина ленты и больше неравномерность ее толщины. Величина допустимых отклонений в толщине лент зернистостью № 50—40 не должна превышать 0,2 мм, для лент зернистостью № 25—12 должна быть не более 0,1—0,15 лш; толщина ленты обычно не превышает 2 мм.

Чем больше толщина ленты в месте склейки по сравнению с толщиной в других ее сечениях, тем быстрее будет происходить ее износ в этом месте. Ленту надо склеивать так, чтобы ее толщина в месте склейки была одинаковой с толщиной в других сечениях. Для лент зернистостью № 125—50 толщина ленты в месте склейки должна быть меньше толщины ленты не менее как на 0,4 мм, для лент зернистостью № 40—20 — не менее 0,25 мм и для лент зер- 256

нистостыо № 16—12 — не менее 0,05 мм. Со склеиваемых концов ленты счищают абразивное зерно и склеивают внахлестку зачи­щенные места основы, а затем рабочую сторону основы покрывают клеем и наносят на него слой мелкого зерна (рис. 74, а). Приме­няют также другой способ: концы ленты вырезают фестонами, очищают от зерна, затем соединяют встык и сверху наклеивают накладку из шкурки с более мелким зерном № 6—5 (рис. 74, б). Для склейки лент применяют клей БФ, казеиновый и др. При изготовлении лент шкурку надо разрезать на полосы тре­буемой ширины, а не разрывать ее во избежание растрепывания краев при работе и снижения ее прочности. Ширина ленты зави­сит от длины, подлежащей шлифованию детали. Большей частью она берется равной длине обрабатываемой части детали, как, например, при шлифова­нии лопаток и цилиндриче­ских деталей. Удлинение лен­ты в процессе шлифования снижает степень натяжения ленты и нарушает прочность сцепления зерен, так как клей

отстает от основы, растрескивается и зерна выпадают даже при небольших силах резания. Для уменьшения вытягивания лент в процессе работы перед склейкой их подвергают предварительной вытяжке.

После склейки ленты нужно хранить в помещениях с влаж­ностью воздуха 35—50% при температуре около 20° С. Вылежи­вание лент в сухом помещении повышает их стойкость на 20%, так как при длительном нахождении их в такой атмосфере процесс полимеризации клея продолжается и сцепление зерен с основой усиливается.

Прочность ленты при разрыве определяет допустимое давление детали на нее в процессе работы, а следовательно и производи­тельность шлифования. Ее прочность при разрыве в месте склейки должна быть не меньше, чем прочность шкурки в любом другом месте. Обрывы ленты, как правило, происходят не по месту склейки, а рядом с ним. Прочность шкурки выше, чем прочность ткани, из которой она изготовлена, в 1,5—2 раза. Прочность шкурки увеличивается при аппретировании ткани и покрытии ее слоем клея, что одновременно с повышением прочности вызы­вает увеличение толщины шкурки. Из-за невысокой прочности основы разрыв лент происходит при меньшем удлинении, чем при статическом испытании на разрыв. Это объясняется тем, что прочность ленты уменьшается с увеличением времени ее работы с большим натяжением.

Для повышения стойкости и прочности лент их после вытяги­вания иногда дополнительно проклеивают с двух сторон. Для

проклейки лент, предназначенных для работы всухую, применяют казеиновый клей, а для лент, которые будут работать с охлажде­нием, рабочую сторону ленты проклеивают нитроглифталевым лаком, а нерабочую — клеем БФ. Проклейка лент повышает их прочность на 20—25% и стойкость в 2 раза. Слой клея или лака, наносимый при проклейке, должен быть тонким, так как чем больше эластичность и упругость ленты, тем больше эффектив­ность ее при шлифовании.

Вследствие большой эластичности и ширины ленты контакт между деталью и лентой получается больше, чем при любом дру­гом виде шлифования и полирования. Чем больше кривизна детали, тем меньше должна быть ширина ленты, чтобы была возможность прошлифовать труд­нодоступные места; в частности, отверстия труб шли­фуют лентами шириной 10—30 мм.

При шлифовании деталей с буртиками при одно­временной обработке галтели с основной поверх­ностью края ленты вырезают фестонами (рис. 75), причем ширина ленты должна быть больше ширины контактного ролика, с тем чтобы фестоны сходили с края ролика и при соприкосновении с буртиком детали сгибались и шлифовали галтель. При увели­чении ширины ленты, для сохранения той же интен­сивности съема, надо пропорционально ширине уве­личить давление. Увеличение ширины ленты вызы­вает соответствующий рост производительности и стойкости, поэтому ширина ленты должна быть макси­мально допустимой.

Другой особенностью ленточного шлифования и полирования, вызываемой большой длиной и шириной ленты, является то, что за один ее оборот в работе участвует, как правило, большее число зерен, чем при других видах шлифования. Так, например, при длине ленты 3500 мм шлифование ведется как бы кругом диа­метром 1100 мм', при этом отношение ■ = 2-н 10 раз и более.

Число одновременно режущих зерен, приходящееся на единицу площади ленты, также больше, чем у шлифовальных и полиро­вальных кругов, из-за их расположения в ленте с меньшей разно- высотностью. У лент мягкая основа, позволяющая зернам не­сколько вдавливаться в нее; сама основа при этом сжимается. Из-за большой длины ленты ее холостой ход в несколько раз больше, чем шлифювального круга, что создает лучшие условия рассеяния тепла и ее охлаждения.

При ленточном шлифювании в зоне контакта образуется тем­пература до 400° С, и хотя время контакта ленты с деталью изме­ряется тысячными долями секунды, иногда клей или лак начи­нают гореть и создают условия для ускоренного износа ленты. 258

Уже при нагреве клея до температуры 150° С он начинает рас­плавляться и гореть.

В отличие от шлифовальных кругов абразивные ленты рабо­тают с постоянной скоростью, не зависящей от их износа, но имеют обычно только один слой зерен, что определяет их относительно небольшой срок службы. Для увеличения срока службы пробуют изготовлять ленты, на которых нанесено два-три слоя абразив­ного зерна. Такие ленты имеют значительно больший срок службы, так как прочность крепления второго и третьего слоя зерен больше, чем прочность сцепления первого слоя зерен с тканью. В этих же целях и для повышения прочности удержания зерен на ленте зерно перед насыпкой на основу предварительно нагре­вают.

Большое влияние на производительность и шероховатость шлифования оказывают конструкция и материал контактных роли­ков. Контактные ролики делают из алюминия или стали и с эла­стичным ободом из войлока, ткани, кожи, текстолита, резины или целиком из этих материалов, в зависимости от условий и требова­ний шлифования. Рекомендуемый диаметр ролика 150—400 мм, так чтобы угол обхвата ленты был 110—120°; толщина обода де­лается от 3 до 20 мм, а ширина — в зависимости от ширины ленты. Чем больше диаметр ролика, тем больше угол схода ленты и лучше удаление с ленты стружки и пыли. Для обеспечения нор­мального резания контактные ролики так же, как и направляю­щие ролики, должны быть хорошо центрированы и сбаланси­рованы и иметь такую поверхность и форму, которые бы препят­ствовали сбеганию ленты. Упругость работы ленты в значительной мере зависит от упругих свойств материала и конструкции кон­тактного ролика. Чем выше упругость материала контактного ролика, тем меньше износ и тем выше стойкость лент.

Контактные ролики с ободом из ткани применяют при шлифо­вании деталей, имеющих малые припуски, а с резиновым ободом — для снятия больших припусков. При применении резиновых кон­тактных роликов площадь контакта между деталью и лентой вследствие эластичности ролика несколько больше. Поэтому при резиновых роликах удельное давление на зерно получается меньше, а стойкость ленты больше, чем при применении стальных роликов. При бесцентровом шлифовании деталей из хрупких мате­риалов как контактный, так и ведущий круг делают резиновыми. Такие же резиновые ролики применяют при повышенных требова­ниях к шероховатости. Чем тверже резина контактного ролика, тем больше получаемая при шлифовании шероховатость и выше производительность. Так, при шлифовании труб из стали средний съем металла при ролике с твердостью резины по Шору 50—65 составлял 90 г/мин за 45 мин, а при твердости резины по Шору 20—30 съем с 90 г/мин в начале шлифования на восьмой минуте уменьшился до 18 г!мин.

При чистовых и профильных операциях шлифования для обли­цовки роликов применяют мягкую резину твердостью по Шору 65—90. Чем тверже ролик и меньше его диаметр, тем больше съем металла. Для уменьшения проскальзывания поверхность ролика делают рифленой. При применении рифленых роликов износ и засаливаемость ленты уменьшаются из-за разного контакта между лентой и выступами и впадинами, образуемыми рифлением ролика; при этом режущая способность улучшается, проскальзывание уменьшается и срок службы ленты несколько увеличивается, особенно при работе с охлаждением. С увеличением угла наклона рифления шероховатость шлифуемой поверхности увеличивается; для обдирочного и предварительного шлифования угол наклона рифления должен быть 45°, а для окончательного шлифования — 20—30°; можно применять также гладкие и более мягкие ролики.

Так как проскальзывание вызывает повышенный износ и сни­жает прочность ленты из-за большего изнашивания основы, а также увеличивает растрепывание краев ленты, особенно при большом ее натяжении, рифленые контактные ролики применяют весьма часто, несмотря на то, что шероховатость поверхности шлифуемых деталей при этом несколько увеличивается. Кроме обрезиненных контактных роликов, при шлифовании криволи­нейных поверхностей применяют кожаные, а также пневматиче­ские ролики. Жесткость пневматических роликов регулируют давлением воздуха.

При внутреннем шлифовании коротких отверстий прижим ленты к шлифуемой поверхности осуществляется при помощи вво­димых в отверстие детали оправок, несущих прижимные кольца. Для шлифования и полирования плоских поверхностей вместо роликов применяют стальные плиты или плиты, облицованные резиной. Вследствие поджима ленты плитой достигается та или другая интенсивность обработки. При поджиме плитой обеспечи­вается плоскостность 25 мк и точнее. Чем выше требуемая точность шлифования, тем чаще применяют стальные ролики. С увеличе­нием диаметра контактного ролика так же, как с увеличением скорости ленты, удельное давление и шероховатость поверхности уменьшаются.

При ленточном шлифовании применяют также попеременную работу разными роликами, а именно: гладкие ролики применяют при новой незатупившейся ленте, рифленые используют после затупления ленты. Натяжные ролики служат для регулирования натяжения ленты, так как при слабом натяжении она легко схо­дит со шкивов, а при сильном натяжении теряет эластичные свой­ства. Степень натяжения ленты не влияет на производительность и шероховатость при шлифовании с охлаждением и использова­нием гладких контактных роликов, а при использовании рифле­ных роликов влияет. При сухом шлифовании с увеличением натя­жения ленты шероховатость поверхности увеличивается.

Шлифование и полирование без помощи контактных роликов и плит чаще всего применяют при обработке глубоких отверстий диаметром 15 мм и длиной до 15 м. При этом виде шлифования лента прижимается к обрабатываемой поверхности только силой своего натяжения одной или двумя рабочими сторонами, в резуль­тате чего производительность по сравнению с контактным шлифо­ванием снижается. При шлифовании свободной лентой часто при­меняют способ, при котором рабочая лента находится между двумя роликами на несущей резиновой или многослойной тканевой ленте, что уменьшает влияние вытягивания лент и повышает производи­тельность.

По мере затупления и забивания лент снятой стружкой их очи­щают во время движения при помощи проволочных цилиндри­ческих щеток. Своевременная очистка лент увеличивает срок их службы и стойкость на 50%. Рекомендации по ленточному шлифо­ванию со стальным обрезиненным контактным роликом даны в табл. 39.

Таблица 39

При чистовом шлифовании применяют гладкие ролики и ленты преимущественно мелкой зернистости. При черновом шлифова­нии скорость ленты на 20-—30% меньше, чем при чистовом шлифо­вании. При шлифовании сталей и цветных металлов применяют более высокие скорости, чем при шлифовании вязких металлов, пластмасс и стекла; при шлифовании и полировании легких

металлов применяют более высокие скорости резания (до 45— 50 м/сек); при предварительном шлифовании цветных металлов рекомендуют встречное направление движения ленты к детали. С увеличением скорости ленты, осевой подачи, глубины шлифова­ния и величины давления съем металла увеличивается, но одно­временно возрастает износ и затупление зерен, что и ограничи­вает увеличение этих параметров режима.

Затупление зерен возрастает с увеличением времени работы ленты при неизменных параметрах режима шлифования. Вслед­ствие этого съем металла по мере увеличения времени шлифования уменьшается, что является недостатком этого способа шлифова­ния. Для сохранения съема более постоянным по мере затупления зерен следует изменять режим и очищать ленту.

С увеличением поперечной и продольной подач удельная и минутная производительность растут, но стойкость лент при этом уменьшается, так как износ ленты увеличивается пропорцио­нально возрастанию удельных дашіений. При увеличении мощ­ности на шлифование съем металла увеличивается. Так, при шли­фовании незакаленной стали 45 с охлаждением индустриальным маслом с добавкой 3% олеиновой кислоты лентой Э16 съем ме­талла по мере повышения N₃₍p непрерывно увеличивался и с 12 г/мин при Ы_эф = 0,25 кет повысился до 44 г/мин при = = 2 кет.

При шлифовании этой же стали с тем же охлаждением лентой ЭБ40 при Ы_эф = 2 кет были получены следующие данные: съем составил 100 г за первые 2 мин, 400 г за 12 мин от начала работы, 760 г за 24 мин, 1100 г за 36 мин и 1260 г за 42 мин, т. е. съем в минуту упал с 50 до 30 г/мин, или на 40%. Подобное положение наблюдается при обработке всех материалов. Рекомендуемая удельная мощность на 1 см ширины ленты 0,6—0,9 кет и при тяжелых условиях обработки до 2 кет.

Чем больше твердость шлифуемого материала, тем ниже про­изводительность. Так, при шлифовании закаленной стали 45 съем металла в 2 раза ниже, чем при шлифовании этой стали в незака­ленном состоянии. При шлифовании жаропрочных сплавов произ­водительность и стойкость лент в 10 раз ниже, чем углеродистых сталей. Детали твердостью HRC 55 и больше обрабатывать мето­дом ленточного шлифования экономически нецелесообразно.

При назначении режимов шлифования следует учитывать, что увеличение скорости ленты свыше 35 м/сек, повышая производи­тельность и класс чистоты шлифуемой поверхности, усиливает износ краев ленты. Когда удлинение краев ленты сопровождается выпучиванием середины ленты, необходимо уменьшить ее ско­рость.

На величину назначаемых режимов и производительность лен­точного шлифования влияет и конструкция шлифуемой детали. Так, при наружном шлифовании труб из нержавеющей стали было 262

установлено, ч1о чем меньше толщина стенки труб, тем меньшё должна быть продольная подача и потребляемая мощность шли­фования во избежание деформации труб, происходящей при уве­личении подачи. При толщине стенки труб до 0,5 мм потребляе­мую мощность не следует увеличивать больше 1,2 кет. Тонкостен­ные трубы из углеродистой стали шлифуются лучше. Чтобы избе­жать сильного осыпания зерен с новых лент, величину удельного давления следует устанавливать в начале работы в 2—3 раза меньше, а затем по мере увеличения времени работы ленты повы­шать удельное давление, что повысит срок ее службы.

Величина удельного давления зависит от шлифуемого мате­риала. При шлифовании углеродистых и конструкционных ста­лей устанавливают удельное давление до 5—6 кГ/см^г. При шли­фовании титановых сплавов удельное давление рекомендуется применять в пределах 1,5—3 кПсм² и при этом применять гладкие твердые контактные ролики; при дальнейшем увеличении удель­ного давления съем металла увеличивается незначительно, а удли­нение ленты и износ ее сильно возрастают. При шлифовании-цвет­ных металлов и чугуна устанавливают удельное давление до 1—2 кГ!см\ при ударной нагрузке и вибрациях ленты работают с малыми удельными давлениями; при шлифовании всухую уста­навливают давление ленты больше, чем при работе с охлаждением (до 3 кПсм²). Вследствие меньшего тепловыделения шлифование лентами, при одинаковом давлении со шлифованием кругами, происходит с большей интенсивностью.

Предварительное ленточное шлифование осуществляют лен­тами зернистостью № 50—16, а окончательное шлифование — лентами зернистостью № Ю—3. При выборе характеристик ленты необходимо учитывать, что с уменьшением величины зерен произ­водительность лент снижается, а шероховатость уменьшается. Так, при шлифовании незакаленной стали 45 при мощности N_аф — = 2 кет лентой Э16 съем металла составлял 44 г!мин, при шлифо­вании лентами Э6 съем металла составлял 20 г!мин и при лентах Э5 съем снижался до 15 г!мин.

Для шлифования стали, чугуна, бронзы применяют электро- корундовые ленты; для обработки жаропрочных сплавов наилуч­шие результаты дают ленты с зерном из монокорунда; при обра­ботке таких материалов, как латунь, медь, стекло, следует приме­нять ленты с зерном карбида кремния. Положительные резуль­таты при обработке нержавеющих сталей и жаропрочных сплавов получаются при применении лент из монокорунда и прокаленного белого электрокорунда. Так, при наружном шлифовании труб из нержавеющей стали диаметром 60 мм была достигнута стой­кость лент размерами 3700 х 245 мм из белого электрокорунда

• смены, при этом было обработано 1500 м труб. При шлифова­нии со скоростью 28 м/сек жаропрочных сплавов лентами из моно­корунда зернистости № 40 с охлаждением индустриальным маслом достигалась производительность 12—18 г/мин, а при шлифовании лентами из белого электрокорунда той же зернистости достига­лась производительность 8—12 г!мин. Износ ленты и минутная ее производительность в первые минуты шлифования выше, чем в последующие. В дальнейшем износ ленты протекает более равно­мерно до момента, больше допустимого ее затупления, при кото­ром износ и съем металла уменьшаются, а силы резания и темпе­ратура резко возрастают. Когда эти силы превзойдут силы сцеп­ления затупившихся зерен с основой, происходит их вырывание, в результате чего лента сильно изнашивается.

Водостойкие ленты имеют меньшую гибкость, чем ленты, изго­товленные на мездровом клее, вследствие чего достигаемый класс чистоты шлифования ими несколько ниже. Чем выше удельное давление, приходящееся на каждое зерно, и тверже контактный ролик или плита, тем больше износ ленты. Чем выше жаростой­кость стали, тем больше в ней содержится таких легирующих эле­ментов, которые повышают износ ленты и ухудшают обрабаты­ваемость стали. Особенно быстро изнашиваются ленты при обра­ботке жаропрочных сплавов, содержащих окись алюминия. При шлифовании деталей из титанового сплава ВТЗ (содержащего олово) следует применять ленты с зерном зеленого карбида крем­ния.

Стойкость лент из монокорунда и белого электрокорунда выше, чем из нормального электрокорунда, на 30—50%, особенно если зерно перед его насыпкой на ленту корректировали, прокаливали и повышали в нем содержание основной фракции. Стойкость лент зависит также от силы их натяжения в процессе шлифования и их способности противостоять вытягиванию. При силе натяжения, превосходящей оптимально допустимую, удлинение и износ лент возрастают, а производительность падает. Чем больше нагрузка на ленту, тем больше ее удлинение, но оно всегда меньше удлине­ния ткани. Наименьшее удлинение достигается при применении полудвунитки (артикул 4248). Так, при шлифовании деталей из стали ХН70ВМТЮ удлинение ленты, изготовленной из полудву­нитки, составило 3,2%. Натяжение ленты сверх допустимых вели­чин вызывает ее разрыв, а малое натяжение — проскальзывание ленты, повышенную ее затупляемость и меньшую производи­тельность.

Коэффициенты удлинения клея, лака и аппрета значительно ниже, чем коэффициент удлинения ткани (не превышает 1%), вследствие чего при вытягивании ткани клеевой слой разрывается и снижается прочность сцепления зерна с тканью и особенно между соседними зернами.

Ослабление прочности крепления зерен влечет за собой сни­жение способности их сопротивления силам резания и повышен­ный износ ленты. Поэтому при значительном вытягивании ленты силу натяжения ее следует уменьшить. При шлифовании с масля-

ным охлаждением происходит меньшее удлинение ленты, чем при шлифовании всухую и с водной эмульсией.

Чем шире лента, тем меньше ее удлинение и опасность разрыва. Прочность ленты, пропорциональная ее ширине, снижается по мере ее износа и особенно в местах склейки. Разрыв лент в боль­шинстве случаев является не следствием удлинения, а результа­том недостаточной прочности ткани или большей, чем допустимо, толщины ленты в месте склейки. Большая толщина ленты в месте склейки, особенно при снижении толщины ленты в других местах в результате износа, приводит к трению основы ленты при про­хождении между деталью и контактным роликом и износу ткани. Чем крупнее зернистость ленты, больше ее скорость и глубина шлифования, тем больше износ ткани и опасность разрыва. В этих случаях лента разрывается в месте склейки. С увеличением глу­бины и скорости шлифования удлинение возрастает быстрее, чем при меньших подачах и скоростях.

Силы резания, возникаемые при ленточном шлифовании, как правило, в 2 раза и более меньше, чем при шлифовании кругами. При шлифовании с масляным охлаждением силы Р_у и Р_г, а также износ ленты выше, чем при шлифовании всухую. Чем больше глу­бина шлифования и ширина ленты, тем выше силы Р_у и Р_г. Чем хуже обрабатываемость шлифуемого материала, тем больше силы Ру ^и Pzi так, при шлифовании стали силы Р_у и Р_г больше, чем при шлифовании чугуна. Влияние непрерывности работы ленты на силы Р_у и Р_г, износ ленты и производительность показаны в табл. 40.

Таблица 40

Таким образом, наиболее целесообразным является шлифова­ние по режиму, при котором Р_у — 7 кГ и Р_г = 2 кГ.

Чем больше при ленточном шлифовании отношение PJPy, тем выше режущая способность ленты и ее производительность. По данным К. С. Митревича, для стали марки 45 отношение PJPy = 0,95; для сплава ХН70ВМТЮ отношение PjP_y — 0,3. Хотя эти материалы примерно одинаковы по твердости, они различны по структуре, что и сказывается на их обрабатывае­мости и величине сил резания. Чем тверже контактный ролик и выше режим ленточного шлифования, тем большие силы резания и износ ленты. При стальных контактных роликах силы Р_у и Р_г в 1,5 раза больше, чем при резиновых. Силы резания при примене­нии лент с электростатической насыпкой зерна имеют меньшую величину, чем при лентах с механической насыпкой, что объ­ясняется положением зерен (большей остротой) и в силу этого их меньшим сопротивлением резанию. При равных условиях насыпки зерна силы резания при шлифовании лентами из карбида кремния больше, чем лентами из белого электрокорунда; силы резания почти не изменяются при применении лент разной зернистости в пределах пяти-шести номеров.

Температура в зоне резания и поверхностного слоя зависит главным образом от глубины шлифования и скорости продольной подачи. Чем больше глубина и меньше продольная подача, тем выше температура. При номинальной глубине до 0,03 мм и шли­фовании с охлаждением температура поверхностного слоя обычно не превышает 100—150° С; при шлифовании всухую температура выше, причем с каждым проходом она возрастает. Чем мельче зер­нистость ленты, тем выше температуры при тех же условиях шли­фования.

Применяемый при ленточном шлифовании вид охлаждающей жидкости зависит от свойств ленты и вида обрабатываемого ме­талла. При обработке деталей из стали, чугуна, латуни водостой­кими лентами в качестве охлаждающей жидкости обычно приме­няют водную эмульсию. При работе лентами, не обладающими водостойкостью, для охлаждения применяют индустриальное масло с добавкой 0,5—3% олеиновой кислоты, что повышает производительность шлифования на 20—30%.

При шлифовании углеродистых сталей в масло добавляют до 10% лярда; нержавеющие стали шлифуют с охлаждением чистым маслом; при шлифовании сталей всухую часть стружки оплавляется, что говорит о тяжелых условиях резания; при шли­фовании с охлаждением маслом даже труднообрабатываемых жаро­прочных сплавов оплавления стружки не получается; при шлифо­вании алюминия всухую оплавления стружки также почти не наблюдается.

Стойкость лент при масляном охлаждении выше, чем при при­менении водной эмульсии. Недостатком масляного охлаждения являются дымление и чад, образующиеся при повышении темпе­ратуры, особенно при скоростях резания свыше 30 М/сек.

Титановые сплавы шлифовать с масляным охлаждением не сле­дует. Детали из этих сплавов шлифуют при небольших скоростях (10—15 м/сек) с водяным охлаждением.

Масло, применяемое для охлаждения, необходимо пропускать через холодильные установки и устройства вентиляции. Охла­ждение при ленточном шлифовании применяют не только для отвода тепла и удаления стружки, но и для повышения произво­дительности и стойкости ленты. При применении лент для сухого

Шлифования влажность воздуха не должна превышать 60—65%, так как в условиях повышенной влажности эти ленты быстро изнашиваются.

Количество подаваемой охлаждающей жидкости зависит от выполняемой станком работы и его мощности. При обработке ши­роких поверхностей на станках с большой мощностью количество жидкости достигает 150 л/мин. При шлифовании без охлаждения стойкость ленты увеличивается, если через 3—5 мин работы де­лать перерывы для предотвращения перегрева ленты, размягчения клея и выпадения зерен. Водостойкие ленты при шлифовании с эмульсией обеспечивают повышение производительности на 50—60% при одинаковой стойкости.

При шлифовании лентой структурных изменений металла об­рабатываемой детали не происходит. Глубина наклепа не превы­шает 25 мк. Шероховатость ленты в процессе работы непрерывно меняется из-за затупления, обламывания и вырывания зерен, вследствие чего изменяются силы резания и шероховатость шли­фуемой поверхности. С увеличением скорости ленты шерохова­тость поверхности уменьшается. Шероховатость в первую очередь зависит от зернистости абразивного слоя ленты. Так, при шлифо­вании углеродистой стали зернами № 5—4 достигается чистота

• го класса, а при применении паст из мягких материалов —
• го класса. Достигаемая точность при ленточном шлифовании равна 5 мк.

Высокая стоимость ткани, мездрового клея и лака обусловли­вают более высокую стоимость лент и съема единицы объема ме­талла по сравнению с шлифованием кругами. Поэтому применять ленты вместо шлифовальных кругов, особенно при предваритель­ном шлифовании, следует не всегда. Вместе с тем они могут ока­заться экономичными по сравнению с войлочными и текстильными полировальными кругами, особенно в условиях, когда снимается минимальный слой металла, т. е. при чистовых операциях. Поли­рование лентами является более производительным и поэтому в большинстве случаев и более экономичным процессом, чем поли­рование кругами. Ленточное шлифование магнитных сплавов вместо плоского шлифования снижает сколы магнитного сплава и повышает производительность. Для шлифования некоторых труднообрабатываемых сплавов и, в частности, для стали ШХ15, титановых и жаропрочных сплавов применяют алмазные ленты; алмазные порошки наносят на них гальваническим способом. При шлифовании алмазными лентами деталей из этих сплавов до­стигается меньшая шероховатость поверхности, чем при шлифова­нии абразивными лентами. Так, при шлифовании алмазными лен­тами деталей с криволинейными поверхностями из стали ШХ15 достигается чистота 12-13-го класса и в 2 раза повышается произ­водительность.