книги из ГПНТБ / Индиченко, В. Н. Обработка направляющих станин металлорежущих станков при капитальном ремонте учебное пособие для слушателей заочных курсов повышения квалификации ИТР по ремонту технологического оборудования машиностроительных предприятий

точность технических характеристик, жесткость шпиндельного узла, износостойкость шеек и базирующих поверхностей.

Под точностью технических характеристик понимается ста­ бильность вращения шпинделя шлифовальной головки, отсут­ ствие вибраций и колебаний как в осевом, так и в радиальном направлении, бесшумность и плавность вращения. Указанное влияет главным образом на чистоту и точность обработки. Пре­ имущества шлифовальных головок перед другими механизмами, применяемыми при обработке направляющих станин, заключа­ ются в высокой точности и чистоте обработки, возможности ис­ пользования как на стационарных, так и на переносных приспо­ соблениях, возможности обработки закаленных и незакаленных поверхностей направляющих, относительно редкой смене режу­ щего инструмента (шлифовального круга), возможности ис­ пользованияразличных приводов (электрического, пневмати­ ческого и т. д.).

Шлифовальные головки могут быть поворотными и непо­ воротными. Поворотные головки предпочтительнее, они позволя­ ют шлифовать наклонные поверхности. При использовании непо­ воротной головки необходимый угол профиля обеспечивается соответствующей формой шлифовального круга, которая прида­ ется ему правкой специальным приспособлением. Неповорот­ ные головки обеспечивают большую точность обработки, ч£м поворотные.

Ременный привод шлифовальных головок обеспечивает плав­ ное и равномерное без вибраций и колебаний вращение шпин­ деля, но увеличивает габариты. Применение в качестве силового двигателя в приводе шлифовальной головки электродвигате­ лей постоянного тока позволяет регулировать скорость враще­ ния шпинделя и, следовательно, изменять режим резания. Элек­ тродвигатель может быть установлен непосредственно на оси шпинделя, что делает конструкцию шлифовальной головки ком­ пактной.

Переносные приспособления, применяемые при механи­ ческой обработке изношенных направляющих станин. К пере­ носным приспособлениям относятся различные механизмы, с по­ мощью которых обрабатываются направляющие станин на ме­ сте их установки, без снятия с фундамента. Переносными при­ способлениями можно строгать, фрезеровать, шлифовать и вы­ полнять другие виды механической обработки направляющих при ремонте станин. -Использование переносных приспособлений возможно при наличии базовых поверхностей на станине, при отсутствии же их создают искусственно. Переносные приспособ­ ления устанавливаются и перемещаются.вдоль базовых поверх­ ностей, и режущий инструмент, закрепленный в приспособле­ нии, производит обработку изношенных направляющих. Пере­ носные приспособления выгодно применять при длине направ­ ляющих более 2500 мм, когда демонтаж станины нежелателен

22

или в ремонтно-механическом цехе отсутствуют необходимые станки.

К недостаткам переносных приспособлений относятся невы­ сокая точность обработки, необходимость подготовки базовых поверхностей, потребность высокой квалификации елесарей-ре- монтников.

Рис. 6. Приспособление для шлифования направляющих * станин токарных станков:

1 — вертикальный суппорт; 2 — горизонтальный суп­ порт; 3 — шлифовальная головка; 4 — плита задней бабки

Рассмотрим некоторые конструкции переносных приспособ­ лений, а также переносный станок для шлифования направля­ ющих. '

Приспособление для шлифования направляющих станин то­ карных станков. Приспособление предназначено для шлифова­ ния направляющих токарных станков ,с износом до 0,1 мм без демонтажа станины с фундаментом. Приспособление (рис. 6)

23

монтируется на плите задней бабки станка, базовыми плоско­ стями которой являются малоизнашиваемые плоскости направ­ ляющих задней бабки. Последние при необходимости шабрят.

Шлифовальная головка может устанавливаться под любым углом к горизонтали. Привод шлифовальной головки осущест­ вляется через клиноременную передачу. В процессе шлифова­ ния приспособление перемещается вдоль направляющих с по­

нительная оправка, при этом шлифовальный круг поворачива­

Станок переносный модели 3791. 'Предназначен для шлифо­ вания поверхностей направляющих станин токарно-винторезных станков моделей IA62, 1Д62, 1К62, 1Д63 и др.

Диапазон использования станка может быть расширен из­ готовлением дополнительной базовой направляющей с профи­ лем направляющей станины ремонтируемого станка.

Максимальные размеры обрабатываемой заго­

Приспособление для шлифования направляющих плоскостей станин продольно-строгальных и других станков. Приспособле­ ние устанавливается на станок на место резцовой головки и крепится теми же болтами, что и резцовая головка. Состоит ив шлифовальной головки, редуктора ручной подачи, суппорта и вентиляционной установки для отсоса абразивной пыли (рис. 7).

Приводной электродвигатель 1 и корпус 10 шлифовального' шпинделя 9 закреплены на плите 5 шлифовальной головки. Шпиндель 9 получает вращение через клиноременную передачу 11. Шлифовальный круг крепится в шпинделе 9 на сменной оп­

24

равке, что позволяет устанавливать шлифовальные, круги разно­ го диаметра. На кожухе 6 шлифовального круга .закреплена ка­ мера с отсасывающим патрубком, соединенным гибким шлан­ гом с вентиляционной' установкой для отсоса абразивной пыли. Грубая подача шлифовальной головки к шлифуемой понерхно-

сти осуществляется вертикальным суппортом, а точная — вра­ щением червяка 3 через сектор 2, поворачивающий плиту 5 со шлифовальной головкой. Вертикальная подача выполняется вручную. Для получения, малых подач на конец валика устанав­ ливается червячный редуктор с передаточным отношением 1 :25, • который уменьшает подачу до 0,0004 мм. Применение приспособ-

25'

<

.ления позволяет заменить шабровку направляющих станин Трудоемкость при. применении этого приспособления по сравне­ нию с шабровкой снижена в 3—4 раза.

Kpoitae рассмотренных переносных приспособлений; существу­ ет много других, позволяющих строгать, фрезеровать, прити­ рать, производить различные виды поверхностного упрочнения. Описание и конструкции последних можно найти в соответству­ ющей литературе [6].

Организация работы при использовании переносных при­ способлений. Обработку направляющих станин без демонтажа с помощью переносных приспособлений целесообразно выполнять ■специализированными бригадами. Рабочие такой бригады должны знать устройство приспособлений и их приводов, кон­ струкцию режущих инструментов и обращение с ними. Серьез­ ное внимание должно быть уделено правилам техники безопас­ ности. Приступая к этой работе, прежде всего необходимо пра­ вильно выбрать базы для установки приспособлений, если же таковых не имеется, то следует создать искусственные (допол­ нительные) базы. После установки приспособления следует про­ верить на холостом ходу его работу. Важно также правильно выбрать режим резания и СОЖ, от этого существенно зависит качество обработки направляющих.

КОНТРОЛЬ НАПРАВЛЯЮЩИХ СТАНИН ПРИ РЕМОНТЕ

Контроль станин при подготовке их к ремонту предусматри­ вает проверку величины износа, неплоскостности, непараллельности, прямолинейности и спиральной извернутости направляю­ щих. Допустимые отклонения этих параметров определяются ГОСТами на металлорежущие станки. Результаты этого конт­ роля заносятся в дефектную ведомость и определяют выбор способа обработки станины.

В ходе всего технологического процесса обработки станины осуществляется так называемый технологический контроль. По­ сле окончания ремонта, сборки и установки станка на фунда­ мент производится окончательный контроль.

Прямолинейность и плоскостность направляющих поверх­ ностей можно проверить с помощью поверочной линейки и на­ бора мерных плиток или щупов, точного универсального уровня с ценой деления 0,02 мм на 1 м, контрольной линейки и индика­ тора, струны и микроскопа, микрометрического глубиномера по уровню жидкости, зрительной трубы и коллиматора, автокол­ лиматора и т. д.

Контроль извернутости (спиральной) направляющих пло­ скостей производят обычно точным уровнем с ценой деления 0,02 мм на 1 м, универсальным мостиком или специальными приспособлениями.

■26

Проверку параллельности производят с помощью универсаль­ ного мостика и различных приспособлений.

Измерение параллельности, плоскостности, прямолинейнос­ ти, спиральной извернутости, как указано выше, относится как. к горизонтально расположенным плоскостям направляющих,, так и к плоскостям, находящимся в вертикальной и наклонной плоскостях.

Описание этих методов контроля" и приборов можно найти в- литературе по ремонту металлорежущих станков- [4, 5, 6, 10].

Рассмотрим некоторые контрольно-измерительные средства и способы контроля отремонтированных станин.

Проверка прямолинейности и плоскостности направляющих с помощью линеек типа ШД-1 (ГОСТ 8026—64) производится сле­ дующим образом. На обработанную плоскость направляющих, устанавливаетсялинейка. В место стыка линейки и плоскости подводят щупы, определяя величину зазора между линейкой и плоскостью. Допускаемая величина непрямолинейности и неплоскостности должна соответствовать нормам точности по ГОСТу на соответствующие станки.

Проверку наклонных плоскостей на плоскостность и прямо­ линейность производят угловой линейкой (клиньями) типа

■АТ-1, ГОСТ 8026—64.

мещают относительно проверяемой плоскости. После притирки ■линейку снимают и по количеству и расположению пятен судят о прямолинейности и плоскостности проверяемой поверхнос­ ти. Количество пятен, приходящихся на площадь 25X25 мм, для станков нормальной точности должно быть не менее 10.

Проверку прямолинейности можно также производить с по­ мощью микрометрического уровня типа 1, ГОСТ 11196—65 с ценой деления 0,02—0,05 мм на 1 м длины. Проверку произво­ дят способом'последовательной перестановки уровня вдоль на­ правляющих. По отклонениям в измерениях на отдельных участках направляющих плоскостей можно определить величи­ ну и характер прямолинейности измеряемых плоскостей. Для определения прямолинейности вертикальных плоскостей на­ правляющих используют рамный уровень типа 200—0,02,

ГОСТ 9392—60.

Проверку прямолинейности и параллельности направляю­ щих отремонтированных станин удобно производить с помо­ щью универсальной призмы, ,уровня и индикатора. Универсаль­ ная призма устанавливаётся на проверяемую призму направ­ ляющих. На призме имеется штатив, к которому прикрепляет­ ся индикатор типа ИЧ-3 или ИЧ-5. Мерный гцтифт индикатора упирается в базовую (поверочную) поверхность, относительна которой проверяется параллельность призмы направляющих.

21

Перемещая призму вдоль направляющих, фиксируют показа­ ния индикатора. Разность величин отклонений по индикатору показывает непараллельность измеряемых поверхностей. Та­ ким же образом можно проверить параллельность других по­ верхностей направляющих независимо от их положения (гори­ зонтальные, вертикальные, наклонные). Прямолинейность на­

правляющих проверяется уровнем.

Параллельность на­ клонных поверхностей от­ ремонтированных направ­ ляющих, _ наружных и внутренних типа «ласточ­ кин хвост», рекомендуется проверять универсальным приспособлением типа ПП60. Плавно перемещая приспособление вдоль на­ правляющих, отмечают

показания индикатора.

Рис. 8. Схема проверки направляющих Разность отклонений в из­

спомощью универсального мостика

тер параллельности измеряемых плоскостей. Для комплексной проверки прямолинейности, параллельности и спиральной извернутости направляющих токарных станков общего назначе­

В левой и правой частях плиты имеются пазы, относительно которых перемещаются подвижные опоры 6, фиксируемые сто­ порными гайками. В левой части мостика имеется кронштейн для крепления штатива с индикатором 7.

Для измерения приспособление устанавливают с помощью подвижных опор 6 на направляющие поверхности станка. Для проверки прямолинейности направляющих уровень устанавли­ вают в позиции 2, а для проверки спиральной .извернутости уровень крепится в держателе 3 — позиция 4.

Проверку параллельности направляющих осуществляют ин­ дикатором 7, закрепляемым в кронштейне 1. После установки всех приборов универсальный мостик плавно перемещают вдоль направляющих, отмечая показания приборов. Отклонение за­ фиксированных величин по уровням и индикатору дает пред­ ставление о прямолинейности, спиральной извернутости ■и па­ раллельности поверхности на|правляющих.

Кроме описанных контрольно-измерительных средств и спо­ собов контроля, существуют и другие, описание которых мож-

.но-найти в соответствующей литературе [10].

:28

НОВЫЕ СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ НАПРАВЛЯЮЩИХ СТАНИН

В последнее время для повышения долговечности восста­ навливаемых направляющих все больше применяется чистовая отделка рабочих поверхностей направляющих станин методами пластической деформации: это упрочнение обкаткой, прнкатка, роликами, алмазное выглаживание, накле­ пывание и др. Сущность методов пластиче­ ской деформации заключается в том, что при этом процессе происходит сглаживание вершин микронеровностей поверхностного слоя. Рассмотрим более подробно отдельные, способы обработки ремонтируемых направ­ ляющих пластической деформацией.

^ Упрочнение наклепом. Процесс механиче­ ского наклепывания путем ударов стальны­ ми шариками, свободно сидящими в упрочнителе, разработанный М. И. Кузьминым [73, позволяет наклепывать как внутренние, так и наружные поверхности (рис. 9).

Этот метод основан на использовании цен- . тробежной силы шариков или роликов, раз­ мещенных подвижно в гнездах упрочнителя, вращающегося со скоростью 10—40 м/с, приблизительно равной скорости абразивно­

го круга. После наклепа обработанная поверхность имеет одно­ родную шероховатость, повышается поверхностная твердость и закрываются поры в металле, в результате этого уменьшается

'шаржирование абразивными частицами трущихся поверхностей. Процесс упрочнения зависит от следующих факторов: окружной скорости упрочнителя, диаметра шариков (роликов), числа ша­ риков (роликов), скорости перемещения обрабатываемой детали,

количества проходов, величины натяга h.=±0,1 -г-0,25 мм. Упрочне-. ние чугунных направляющих станков лучше производить двухрядным' шариковым упрочнителем, диаметр которого 200 мм, диаметр шариков 7 мм, масса одного шарика 1,4 г, в каждом ря­ ду упрочнителя по 40 шариков. Режим обработки этим упрочни­ телем должен быть следующим: скорость вращения упрочнителя 30 м/с, скорость перемещения стола 10 м/мин, подача 0,1 мм/дв. ход, число проходов — 1, натяг 0,1—0,25 мм.

Если подготовленная под упрочнение 'поверхность имеет 5— 6-й класс чистоты, то .после наклепывания шариками ее чистота повышается примерно на два класса. В результате наклепыва­ ния микротвердость поверхностей чугунных образцов повыша'ется на 30—40%. Чрм меньше шероховатость обработанной по­ верхности до наклепывания, тем выше твердость поверхностного слоя после наклепывания.

29

Прикатывание. Упрочнение поверхности направляющих ре­ монтируемых станин можно производить прикатыванием за две операции: сначала направляющие поверхности ■прикатываются накатником дЛя уменьшения микроотклонений и волнистости, затем направляющие пластически деформируются роликами [7].

Прокатывание производится на продольно-строгальных сташ ках. В резцедержатель устанавливается державка со стальным роликом диаметром 50—200 мм. Скорость прикатывания 4— 5 м/мин, подача 1,5—2 мм/дв. ход. Твердость обработанной по­ верхности возрастает на 20—30 единиц.

Прикатанная поверхность получается гладкой и полирован­ ной с тонким износостойким слоем, структура которого становит­ ся более плотной и- мелкозернистой. Отделка направляющих чу­ гунных станин прикатыванием имеет следующие преимущества по сравнению с другими видами механической обработки: малая трудоемкость процесса, повышенная износостойкость обработан­ ных поверхностей при их высокой чистоте, увеличивается несу­ щая площадь контактируемых поверхностей. Величина удель­ ного давления при прикатыва-вни составляет 50—250 кгс/см2 иза-

'висит от диаметра ролика, - прочности обрабатываемой поверх­ ности, требований к шероховатости поверхности. В качестве СОЖ при прикатывании рекомендуется применять керосин.

Вибронакатывание. Вибрационное накатывание основано на выдавливании канавок закаленным шаром или алмазом, совер­ шающим осциллирующее движение относительно обрабатывае­ мой поверхности. Такой способ обработки позволяет варьиро­ вать в широких пределах элементами микрорельефа обрабаты­ ваемой поверхности, как изменением радиуса скругления вер­ шин и впадин микронеровноетей, так и углами наклона их обра­ зующих, повышением степени однородности, и величиной высоты микрорельефа. Вибрационное накатывание позволяет использо­ вать несложное оборудование с простым и дешевым технологи­ ческим процессом. В результате вибрационного накатывания зна­ чительно увеличивается опорная поверхность контактирующих поверхностей (до 70%), увеличивается износостойкость и сопро­ тивляемость схватыванию трущихся поверхностей, улучшаются условия смазки за очет увеличения маслоемкости.

Образующаяся на обработанной поверхности замкнутая сис- тема-;' смазочных каналов способствует созданию постоянного масляного слоя, а также удержанию в них абразивных, метал­ лических и других частиц. Вследствие этого снижаются абразив­ ный шзнос, коэффициент трения (на 20%), увеличивается задиростойкость сопрягаемых поверхностей при сухом трении.

После вибронакатки чистота обработанной поверхности по­ вышается на 2—3 класса, твердость вибронакатанных плоскос-

. тей направляющих повышается на 5—6 единиц, структура нака­

танного слоя становится плотной, мелкозернистой, без пустот и трещин.

30