Шлифование является процессом резания при помощи абразивного инструмента — круга, обеспечивающего высокие точность (1—2-й классы) и чистоту обработанной поверхности (7-10-й классы). В ряде случаев шлифование применяют как метод предварительной обработки поверхностей при обдирке литья, поковок, проката, а также при разрезке заготовок из прутка.
Процесс резания при шлифовании с учетом рассмотренных выше общих физических особенностей абразивной обработки можно представить в первом приближении как процесс скоростного резания фрезой, имеющей большое число случайно расположенных как по ширине, так и по высоте зубьев, однако в отличие от фрезы зерна не заполняют всей ширины вращающегося инструмента, поэтому в большинстве случаев последующие зерна не попадают в имеющийся след предыдущих зерен, а снимают сегмент образные стружки. Расположение зерен на различной высоте приводит к их различной загрузке, при этом небольшое число зерен несет основную нагрузку резания. Случайное расположение зерен по ширине и высоте приводит к большим колебаниям формы и размеров образующихся частиц удаляемого материала — от вида стружки, подобной снятой твердосплавным резцом с заметными плоскостями сдвига, до сфероидальных капель металла, расплавившегося вследствие высокой температуры процесса шлифования.
Рассмотрение процесса шлифования как процесса фрезерования допустимо только в первом приближении. При шлифовании имеется большое число специфических кинематических и физических особенностей, например беспорядочное расположение абразивных зерен как по площади рабочей поверхности круга, так и по высоте, резкое колебание рабочих углов резания, влияние температурноскоростного фактора и поверхностно-активных сред. В результате этого вначале абразивное зерно не режет, а скользит с интенсивным трением по поверхности детали, пластически деформируя его и создавая увеличивающуюся радиальную силу. В момент, когда напряжение от совместного действия радиальной и тангенциальной составляющих силы резания превысит предел прочности обрабатываемого материала, начинается отделение стружки.
При шлифовании рабочие зерна абразивного круга срезают стружку с материала не с исходными свойствами, а предварительно упрочненного и нагретого вследствие контакта с предыдущими зернами. Поэтому обрабатываемость материала шлифованием определяется его физико-механическими и химическими свойствами при повышенных температурах. Правильность этого подтверждает микроструктурный анализ; так, после шлифования стали 12ХНЗА на поверхности образца наблюдаются тонкий слой вторичной закалки (белой полосы мартенсита закалки) и слой отпуска (темной полосы мартенсита отпуска), постепенно переходящий в исходную структуру. Изменение микро твердости распространяется па глубину 0,09мм.
Износ абразивных зерен при шлифовании и появление наиболее опасных дефектов этого вида обработки — прижогов — прежде всего, связано с тепловыми явлениями. При шлифовании следует различать три параметра, характеризующих тепловые условия резания: импульсную 0Имп, среднюю контактную 0СКи среднюю» 0Д температуры детали.
Кинематические схемы шлифования различают в зависимости от вида обрабатываемой поверхности (наружная или внутренняя) и ее формы — обработка тел вращения, плоских, резьбовых, зубчатых, шлицевых и сложных поверхностей.
Наиболее распространенными видами шлифования являются: наружное круглое шлифование в центрах с продольной и поперечной подачами, т. е. методом врезания; круглое внутреннее шлифование с вращением заготовки и быстрым вращательным движением круга; плоское шлифование на станках с прямоугольным или круглым столом периферией круга, торцом круга; бесцентровое шлифование круглых наружных и внутренних поверхностей; профильное шлифование (шлифование шлицев, резьб и зубьев колес и сложных поверхностей); шлифование абразивной лентой.
Профильное шлифование производят по трем схемам: движение круга по заданному контуру и возвратно-поступательное движение стола с заготовкой. Методами осуществления этого вида обработки являются шлифование по копиру, оптическое профильное шлифование и обработка по координатам с ручным перемещением детали. Круг имеет в этом случае форму цилиндра, конуса или криволинейной поверхности радиусом R. обработка профильным кругом, контур которого соответствует профилю детали. В этом случае круг постепенно подается к обрабатываемой детали, совершающей вместе со столом станкавозвратно-поступательные движения. Шлифовальные станки, предназначенные для профильного шлифования, имеют встроенные синусные магнитные столы, обеспечивающие точную установку детали под нужным углом.силовое профильное шлифование, при котором, подобно цилиндрическому фрезерованию, весь припуск снимают за один проход при медленном возвратно-поступательном перемещении стола с деталью в продольном направлении. Иногда обработку разделяют на два прохода — черновой и чистовой.