Круглым наружным шлифованием обычно называют процесс шлифования заготовки во время ее вращения в центрах или патроне.
Круглошлифовальные станки разделяются на универсальные и специальные. На этих станках шлифуются цилиндрические, конические, ступенчатые и фасонные поверхности.
Различают два способа обработки заготовок на круглошлифовальных станках: шлифование с продольной подачей и врезное шлифование.
Шлифование с продольной подачей применяется при обработке заготовок, длина которых значительно превосходит ширину шлифовального круга. Одной из разновидностей шлифования с продольной подачей является глубинный способ, при котором шлифование производится с большой подачей на глубину t, малой продольной подачей (Sпрод). Глубина шлифования равна оставленному на обработку припуску, круг подается сразу на эту величину, а заготовка получает очень медленную продольную подачу. При работе этим способом быстро изнашивается передняя кромка круга, так как она подвергается максимальной нагрузке и круг приходится чаще править. Тем не менее при таком способе шлифования достигается значительное уменьшение времени обработки за счет сокращения числа проходов и распределения нагрузки на большее число участвующих в резании абразивных зерен.
Врезное шлифование применяется в тех случаях, когда длина шлифуемой поверхности несколько меньше высоты круга или равна ей . Этот вид шлифования широко применяется при массовом и крупносерийном производстве.
С целью ускорения операций шлифования заготовок, длина которых значительно превышает высоту круга, рациональнее использовать комбинированный способ обработки:
Обработка коренных и шатунных шеек коленчатого вала представляет собой одну из наиболее сложных операций круглого шлифования методом врезания, так как при этом производится комбинированное шлифование: круглое цилиндрической поверхности шейки и профильное — галтели. К шлифовальным кругам для обработки шеек коленчатых валов предъявляют особые требования: с одной стороны, круг должен хорошо выдерживать заправленный радиус закругления (галтель), то есть быть достаточно твердым, а с другой, — не должен допускать прижогов на шейке вала, то есть быть достаточно мягким. При шлифовании шеек коленчатого вала применяются круги из белого и хромотитанистого электрокорунда наружным диаметром 750-1100 мм, высотой 32-130 мм; зернистостью 40, степеней твердости СТ1-СТ3 (для предварительной операции) и зернистостью 25, степеней твердости СМ1-С1 (для окончательной операции).
В настоящее время все большее применение находят специальные полуавтоматические многокруговые станки для одновременного шлифования трех-шести коренных шеек коленчатых валов набором шлифовальных кругов. Несмотря на снижение режущей способности каждого круга более чем в три раза и увеличение машинного времени шлифования одной шейки почти в 2,5 раза, производительность труда увеличивается почти в два раза по сравнению с обработкой на однокруговых станках при повышении геометрической точности расположения шеек относительно центральной оси вала.
Для станков с многокруговой наладкой предъявляются повышенные требования к комплектации набора кругов: круги в комплекте должны быть одинаковыми по режущей способности и стойкости. Балансировка наборов кругов осуществляется вне станков за счет смещения тяжелой части каждого круга на определенный угол (360о/n, где n — число кругов в наладке) относительно друг друга и уравновешивания таким образом всего набора. Неуравновешенность кругов, входящих в комплект, должна соответствовать 1 классу неуравновешенности.
Аналогичные результаты достигаются при совмещенном шлифовании заготовок угловыми кругами, когда обработка ведется периферией и торцом круга. Интенсивность обработки повышается за счет совмещения шлифования по нескольким обрабатываемым поверхностям и исключения потерь вспомогательного времени на перемещение круга с одной обрабатываемой поверхности на другую. Несмотря на интенсификацию обработки, нагрузка на отдельные абразивные зерна не повышается, так как припуск распределяется на их большее число. В то же время разворот круга относительно оси обрабатываемой заготовки в пределах 15-30о, когда перепад скоростей на рабочих поверхностях круга не превышает 5-8 м/с, повышает устойчивость системы «станок-круг-деталь», увеличивает ее жесткость, снижает радиальную составляющую силы резания и износ круга, что в конечном счете способствует повышению качества обработки, стойкостной наработки кругов и их эксплуатационных показателей.
Для круглого наружного шлифования распределительных валов двигателей внутреннего сгорания применяются круги типа ПП наружным диаметром 450-750, высотой 20-40 мм на керамической, бакелитовой или вулканитовой связках. Для обработки заготовок различных диаметров применяется круглое шлифование одновременно несколькими шлифовальными кругами. Для круглого шлифования в центрах применяются преимущественно круги типа ПП наружным диаметром 250-1100, высотой 20-75 мм, для круглого шлифования в центрах с одновременной подрезкой торцовой стороны — круги типа ПВ наружным диаметром 200-600 мм. Для одновременной обработки заготовки по наружному диаметру и бортику применяются шлифовальные круги типа ПВК с конической выточкой, являющиеся разновидностью кругов типа ПВ. Коническая выточка уменьшает нагрев и улучшает условия шлифования торцом круга. Для наружного шлифования заготовок, у которых одновременно с обработкой по диаметру требуется подрезка выступов с двух сторон (например, при обработке щек коленчатого вала), применяются круги типа ПВДК наружным диаметром 750-1000 мм.
Мощным средством увеличения эффективности процесса шлифования является повышение рабочей скорости шлифовального круга до 60 м/с (скоростное шлифование), 80 и даже 100-120 м/с (высокоскоростное шлифование). В настоящее время уровень развития абразивной промышленности позволяет осуществлять в машиностроении процесс шлифования с рабочей скоростью 60-80 м/с; увеличение рабочей скорости круга до 60-80 м/с позволяет повысить его стойкость в 1,5-3 раза, уменьшить величину шероховатости обработанной поверхности, снизить износ круга — в 1,5-2,0 раза за счет уменьшения средней толщины среза и соответствующих ей сил резания. Уменьшение сил резания дает возможность пропорционально повышению рабочей скорости круга увеличить подачи, то есть интенсифицировать съем металла при неизменных параметрах качества обрабатываемых поверхностей. При этом рост режущей способности абразивного инструмента опережает рост его износостойкости, способствует сокращению основного времени шлифования и резкому увеличению коэффициента шлифования. В результате всего этого при высокоскоростном шлифовании наблюдается значительное уменьшение технологической себестоимости шлифования.