книги из ГПНТБ / Маталин, А. А. Новые направления развития технологии чистовой обработки

вают и производят измерение детали с помощью мини­ метра, оптиметра или иных точных измерительных средств, имеющихся непосредственно на рабочем месте шлифовщика. Если размер детали оказывается слишком большим, то ее вновь устанавливают на станок без попе­ речных перемещений шлифовальной бабки, а следова­ тельно, при сохранении упругих натяжений в системе станок — деталь — инструмент, которые были до снятия детали со станка для промеров. После этого дается до­ полнительное число ходов выхаживания, требуемое для достижения нужного размера детали. Это число опреде­ ляется шлифовщиком в зависимости от величины умень­ шения диаметра данной детали при каждом ходе выха­ живания, имеющей определенное значение для каждого станка.

Неоднократные остановки станка и промеры обраба­ тываемой детали требуют значительной затраты вспомо­ гательного времени, заметно снижающей производитель­ ность обработки. Эти затраты резко снижаются при автоматизации измерений размеров шлифуемой детали. В этом случае размер детали непрерывно измеряется в процессе шлифования (без остановки станка) пневмати­ ческим или контактным измерительным устройством. Результат замера показывается «зайчиком» на экране со шкалой и отмеченными границами поля допуска. При таком устройстве шлифовщик не должен проводить пе­ риодические измерения и отсчитывать число ходов вы­ хаживания круга. Наблюдая за перемещением свето­ вого «зайчика» по шкале экрана, рабочий прекращает выхаживание в момент, когда «зайчик» вступает в пре­ делы поля допуска размера, показанного на шкале экрана.

Подобные устройства успешно применяются в цеховых условиях работы некоторых предприятий, что способству­ ет значительному повышению производительности опе­ рации.

20

Метод шлифования повышенной точности применяется при наружном круглом шлифовании валов с точностью в два-три раза превышающей точность 1-го класса (шли­ фование валов диаметром 110 мм с допуском 0,005 мм), для пришлифовывания валов к отверстиям до получения зазора в соединении порядка 0,001—0,002 мм и для шли­ фования отверстий с точностью 1-го класса и выше.

Точное шлифование осуществляется на обычных шли­ фовальных станках, удовлетворяющих следующим тре­ бованиям:

а) все вращающиеся части станка должны быть тща­ тельно отбалансированы (валы приводного механизма, шпиндель шлифовальной бабки и шлифовальные круги); б) передняя и задняя бабки должны находиться

строго на одной оси; в) ремни должны быть тонкими и эластичными и сши­

ты в стык (лучше всего использовать бесконечные ремни); г) скалка задней бабки должна быть припасована к

корпусу задней бабки без зазора; д) овальность шеек шпинделя шлифовальной и пат­

ронной бабок должна быть не более 0,001 мм; допуск на прямолинейность движения, продольного стола на длине 200 мм должен быть равен 0,002 мм.

При указанных условиях работы данный метод обес­ печивает точность геометрической формы деталей в попе­ речном сечении в пределах 0,001 мм, в осевом сечении— в пределах 0,002 мм и получение размеров с точностью до 0,002 мм при достижении шероховатости поверхности обработанных деталей до 10-го класса.

Для обеспечения в цилиндрических соединениях за­ зоров величиной 0,001—0,002 мм (что соответствует до­ пускам в пять-шесть раз более жестким, чем допуски 1-го класса) сначала производится шлифование втулок по допускам 1-го класса, а затем по этим втулкам осу­ ществляется точное шлифование валиков. Трудоемкость этой операции довольно высока, так как она включает

21

в себя большое число точных измерений (предваритель­ ные замеры и сортировка втулок внутри допуска 1-го класса, многократные замеры шлифуемых валов при их выхаживании и др.), выверку деталей при установке в приспособлении, необычно частую правку круга и неко­ торые другие дополнительные приемы.

Так же как и шлифование деталей на заданный размер, операция пришлифовывания может осуществля­ ться при непрерывном автоматическом измерении дости­ гаемого зазора в соединении.

В этом случае измерение диаметра втулки, к которой производится пришлифовывание вала, осуществляют с помощью одной измерительной головки специального измерительного устройства, которая вводится во втулку. Другая измерительная головка подводится к шлифуемо­ му валу и осуществляет непрерывное измерение его диа­ метра. Показания обеих измерительных головок посту­ пают в общее измерительное устройство, на шкале экрана которого световой «зайчик» показывает величину зазора

всоединении шлифуемого вала с заданной втулкой.

Сприменением автоматических измерительных устройств для непрерывного измерения диаметров шли­ фуемых деталей, и особенно для измерения достигаемых зазоров значительно повышается производительность опе­ рации шлифования повышенной точности и пришлифовы­ вания. Однако метод шлифования повышенной точности не всегда следует связывать с созданием подобных устройств. В тех случаях, когда автоматизация измере­ ний по тем или иным причинам оказывается трудно до­ стижимой, метод шлифования повышенной точности ока­ зывается прогрессивным и экономически целесообразным даже при многократных остановках станка и замерах деталей на оптиметрах и миниметрах. В этом случае

шлифование на станке оказывается значительно произ­ водительнее и дешевле ручной полумеханической довод­ ки, широко применяемой в настоящее время. Именно

22

таким способом осуществляется пришлифовывание стальных закаленных подвижных пальцев колебательной системы оптиметров к отверстию направляющих втулок. При этом обеспечивается точность геометрической формы сопряженных поверхностей 0 8 X 20 мм в пределах 0,002 мм, зазор в соединении 0,001—0,002 мм, шерохова­ тость отверстия втулки V9 и поверхности пальца V II.

Аналогичные результаты по точности деталей дости­ гаются этим методом и при обработке других точных деталей оптико-механических приборов.

Шлифование кругом с графитовым наполнителем

К числу способов шлифования высокоточных деталей по высоким классам чистоты, основанным на исполь­ зовании принципа выхаживания, принадлежит и процесс шлифования кругом с графитовым наполнителем.

Этот процесс производится на обычных круглошли­ фовальных станках. При обработке сырых и закаленных стальных деталей заготовки предварительно шлифуют нормальными кругами на керамической связке до шеро­ ховатости 7—8-го классов с припуском на окончательное шлифование 0,04—0,08 мм на диаметр.

Окончательное шлифование производится специаль­ ным кругом с бакелитовой связкой (пульвербакелит и ба­ келитовый лак) и графитовым наполнителем. Для повышения эластичности в состав связки такого круга, кроме бакелитового лака, вводится еще и турбинное масло. В качестве абразива в графитовых кругах исполь­ зуется естественный корунд Семиз-Бугу зернистостью 28/20. Твердость кругов обычно соответствует М3 и СМ3.

Минимальная шероховатость поверхности после шли­ фования кругом с графитовым наполнителем обуслов­ ливается не только мелкой зернистостью круга, но и смазывающим действием графита. Исследованиями, про­

23

веденными во ВНИИАШ, установлено, что графит зна­ чительно влияет на шероховатость поверхности. Так, при увеличении содержания графита от 20 до 80 частей на каждые 100 весовых частей абразивного зерна шерохо­ ватость поверхности закаленной стали при неизменном режиме шлифования изменяется с И до 12-го класса.

Правка круга обычно производится алмазом или ал­ мазным карандашом без охлаждения при продольной подаче 150—450 мм/мин (в зависимости от требуемого класса чистоты обрабатываемой детали), в некоторых случаях — с последующей дополнительной приработкой заправленного круга на вспомогательном валике (за че­ тыре-пять проходов).

Процесс шлифования круга с графитовым наполни­ телем обычно * осуществляется в следующем порядке:

1) при первом двойном ходе стола перед каждым его ходом (два раза) дается поперечная подача круга на глубину 0,035—0,10 мм. При созданном таким образом большом давлении упругодеформированного круга дается

пуска и устраняются погрешности геометрической формы (овальность, конусность);

2)после указанного предварительного шлифования давление круга на деталь снимается путем его отвода;

3)круг вновь подается на деталь с поперечной пода­ чей на глубину 0,025—0,05 мм (один раз), затем снова производится выхаживание при этой же или пониженной

* Конкретные значения поперечных подач для создания давле­ ния круга, приведенные в тексте, относятся к частному случаю шлифо­ вания стальных валов 0 50—100 мм на станках 3151П кругом ПП600Х50Х305 ГЕ28/20БСМ2. При шлифовании деталей в условиях другой жесткости системы СПИД эти значения могут несколько изме­ няться, однако общий порядок шлифования сохраняется.

24

до 500—1000 мм!мин продольной подаче в течение 10— 20 мин.

Увеличение скорости вращения обрабатываемого из­ делия при шлифовании кругом с графитовым наполните­ лем способствует снижению шероховатости поверхности. Поэтому обычно стремятся использовать наибольшую скорость вращения изделия, допускаемую кинематикой станков и техникой безопасности работы, с учетом разме­ ров и конфигурации обрабатываемых изделий. Так, в практике работы одного из заводов приняты следующие скорости вращения изделий при скорости вращения гра­ фитового круга 30—32 м/сек:

Шлифование кругом с графитовым наполнителем производится при обильном охлаждении обычной эмуль­ сией. Для предотвращения попадания в зону шлифования металлической стружки и отходов абразива, вызываю­ щего порчу шлифовальной поверхности, необходимо обес­ печить на станке надежную фильтрацию охлаждающей жидкости с помощью специальных отстойников и других устройств.

Наивыгоднейшие режимы круглого шлифования нор­ мализованной стали 45, установленные эксперименталь­ ным путем, с последующим расчетом экономичности обработки [29], приведены в табл. 2. Режимы составлены для заготовок, предварительно шлифованных по 7—8-му классам чистоты с припуском под шлифование графито­ вым кругом 0,04—0,08 мм (диаметр). При этом большая величина припуска принимается для шлифования деталей по высшим классам точности и чистоты. Погрешности геометрической формы заготовок — в пределах 0,02 мм.

25

Стойкость круга зависит от режима шлифования, про­ должительности выхаживания и достигаемой высоты не­ ровностей. При шлифовании валов 0 50X300 мм (рис. 3) из нормализованной стали 45 по режиму, обеспечивающе-

Рис. 2. Изменение шероховатости поверхности Яг и съема металла Q при шлифовании стали кругом с графитовым наполнителем с режимом, обеспечивающим 11-й класс чистоты поверхности

(режим II).

му 10-й класс чистоты поверхности (режим I, табл. 2), при двух двойных ходах выхаживания и достижении при этом высоты неровностей 0,6—0,7 мкм стойкость круга соответствует обработке 14 шт. деталей. При увеличении выхаживания до 8 двойных ходов (2-ой вариант режима I, табл. 2) и снижении высоты неровностей обработанной поверхности до 0,5 мкм стойкость круга возрастает до 30 обработанных деталей. Опыт производственного при­

28

менения шлифования кругом с графитовым наполнителем показывает, что этот способ позволяет устранить оваль­ ность и конусность заготовки в пределах 0,03—0,05 мм.

Рациональные режимы плоского шлифования сталь-

Рис. 3. Изменение шероховатости поверхности валика при шлифовании кругом с графитовым наполнителем с режи­

мом, обеспечивающим получение 10-го класса чистоты:

1 — при двух двойных ходах выхаживания; 2 — при восьми двойных ходах выхаживания.

ных закаленных деталей кругом с графитовым наполни­ телем приведены в табл. 3.

Таблица 3

Режимы плоского шлифования стальных закаленных изделий кругом с графитовым наполнителем ГЕ28/20МЗБ

Правка такого круга при плоском шлифовании долж­ на производиться с помощью специального механизма, обеспечивающего равномерное перемещение алмазного карандаша с требуемой скоростью. Схема такого меха­ низма приведена на рис. 4.

29

Рис. 4. Схема механизма для тонкой правки круга плоско-шлифовального станка:

1 — сменная шестерня; 2 — маховичок поперечной подачи; 3 — передняя крыш ка гндропровода; 4 — винт поперечной подачи; 5 — редуктор; 6 — сменная шестерня; 7 — плита; 8 — угольник.