книги из ГПНТБ / Терган, В. С. Плоское шлифование учеб. пособие

ществляется ременной передачей от шпинделя малой шлифовальной бабки.

Жесткая массивная конструкция станка обеспечивает надеж­ ность его в эксплуатации и высокий класс шероховатости и точность обработанной поверхности. Надежная защита направляющих стола от пыли и абразивного порошка, а также их смазка под давлением уменьшают износ направляющих.

Управление электродвигателями осуществляется с главного и двух вспомогательных пультов, расположенных на траверсе.

§ 2. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПЛОСКОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ. ПРОФИЛЕШЛИФОВАЛЬНЫЙ СТАНОК

Выбор станка определяется формой и размерами обрабатывае­ мых деталей, требованиями к точности и шероховатости обработан­ ной поверхности. Для шлифования длинных деталей целесообразно применять станок с прямолинейным движением стола, а для дета­ лей кольцевой формы— станок с круглым столом. Такой станок

При шлифовании торцем круга образуется большая дуга кон­ такта и снимается значительная стружка, поэтому такой способ шлифования очень производителен. Однако при работе торцем кру­ га из-за большого нагрева и деформаций возможны прижоги и тре­ щины на поверхности обрабатываемой детали; кроме того, этот спо­ соб не обеспечивает высокой точности. Станки, работающие торцем круга, рекомендуется применять для обдирочного и чернового шли­ фования.

Чистовое шлифование плоских и фасонных поверхностей про­ изводится периферией круга.

Станки с прямоугольным столом, шлифующие периферией кру­

стоек, и т. п.), закрепляя их на станке при помощи всевозможных прокладок и упорных планок, производя шлифование с возможно меньшими усилиями, чтобы не опрокинуть или не сдвинуть обраба­ тываемую деталь;

деталей с буртиками, пазами, канавками, где шлифование тор­ цем затруднено или невозможно;

направляющих станин, салазок и т. п.

Станки для обработки периферией круга с вращающимся сто­ лом применяют для шлифования деталей, имеющих форму тел вра­ щения (колец, втулок, дисков, эксцентриков и т. п.), у которых об­ рабатываются торцы, а также при шлифовании небольших деталей прямолинейного профиля (плиток, планок и др.).

ПО

Рис. 78. Оптический профилешлифовальный станок 395М

Для профильного шлифования могут быть применены как плос­ кошлифовальные, так и специальные станки, имеющие экран, на ко­ торый в увеличенном виде, например в масштабе 50:1, проецирует­ ся обрабатываемое изделие и круг. На рис. 78 показан оптический профилешлифовальный станок 395М. На станке можно шлифовать сложные фасонные поверхности шаблонов, пуансонов, разъемных матриц, а также фасонные резцы, где поверхности могут быть час­ тями дуг, окружностей, прямых и т. п. Станок снабжен специаль­ ным оптическим устройством, которое проецирует на экран режу­ щую кромку шлифовального круга и изделие. На экране помещена прозрачная калька. На ней тушью в масштабе 50: 1 выполнен кон­ тур изделия, который должен получиться после шлифования. Каль­ ку помещают между экранными стеклами проектора.

Шлифовщик в процессе работы перемещает шлифовальный круг так, чтобы на экране контур шлифуемого изделия точно сов­ пал с контуром кальки-шаблона. Для этого на станке имеются ос­ ветители 5 и 17, расположенные над плоскостью детали под углом один к другому, осветитель 15, расположенный под плоскостью де­ тали.

На станине 22 смонтирован проектор 24 с экраном 9, подъем­ ный механизм 14 с закрепленным на нем координатным столом 13, предназначенным для установки шлифуемой детали. Подъемный механизм служит для перемещения шлифуемой детали вверх или вниз, чтобы профиль детали был отчетливо виден, т. е. попал в фо­ кус оптической системы.

На станине закреплены салазки 23, на которых установлена шлифовальная головка 3. Шлифовальный шпиндель с кругом 16 получает вращение от электродвигателя, закрепленного на задней стенке корпуса головки 3. Шлифовальный шпиндель закреплен на салазках, которые имеют прямолинейное возвратно-поступательное перемещение вдоль направляющих корпуса 4. Возвратно-поступа­ тельное движение осуществляется кулисным механизмом, имеющим

111

привод от двигателя бабки через ременную передачу. Ход салазок может изменяться от 0 до 50 мм. Поэтому наибольшая высота де­ тали, которую можно шлифовать на оптикошлифовальном стан­ ке,— 50 мм. Салазки можно устанавливать под углами к горизон­ тальной и вертикальной плоскостям, по соответствующим угловым шкалам, чтобы молено было шлифовать поверхности под заданны­ ми углами (например, для получения заданного заднего угла у рез­

ца).

Круг для обработки заданного контура перемещается по верх­ ним и нижним салазкам суппорта шлифовальной головки с помо­ щью редуктора 21 от ручного или автоматического включения. Верхние и нижние салазки имеют отдельные редукторы.

При помощи редуктора и электродвигателя постоянного тока на станке получают два варианта скоростей автоматического и два ручного перемещения салазок шлифовальной головки.

Маховик 18 служит для ручного перемещения верхних салазок, а маховик 1 — для нижних салазок. За один оборот маховика са­ лазки перемещаются на 0,02 мм. Так как допуски на профильные поверхности чаще всего находятся в пределах 0,01—0,03 мм, то пе­ ремещение салазок должно быть меньшим, чем 0 ,0 2 мм. Для этого имеется специальный механизм на станке. При помощи винта 10 и маховиков 20 и 2 можно изменять скорости движения салазок от наибольших до наименьших.

Автоматическое управление верхними салазками осуществляет­ ся рукояткой 7, а нижними — рукояткой 11.

Для изменения направления движения верхних салазок шли­ фовальной головки служит переключатель 6, нижних салазок — пе­ реключатель — 12.

Пуск и останов шлифовального шпинделя осуществляются кноп­ ками 8, а пуск и выключение генератора — кнопками 10.

Координатный стол позволяет перемещать деталь в поперечном и продольном направлениях с точностью 0 ,0 1 мм.

§ 3. ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ И МЕХАНИЗМЫ ПЛОСКОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ

Рассмотрим основные узлы и механизмы станка, их устрой­ ство, назначение, правила ухода и эксплуатации.

С т а н и н а служит для установки большинства деталей и уз­ лов станка и обеспечивает их правильное взаимное расположение при всех перемещениях и режимах обработки.

Станину отливают из серого чугуна. Она должна обладать боль­ шой жесткостью, а направляющие ее — твердостью и износостой­ костью.

На рис. 79 показана станина плоскошлифовального станка ЗВ756 прямоугольной формы с плоской 16 и призматической 4 на­ правляющими, по которым перемещается каретка. При помощи ка­ ретки стол станка движется вдоль станины и устанавливается в ра­ бочее положение под шлифовальную бабку и в положение загруз­

112

ки. На каретке закреплен козырек 9, предназначенный для защи­ ты направляющих. Смазка направляющих производится под давле­ нием от маслораспределительной сети.

Станина имеет наклонное дно 13 для стока охлаждающей жид­ кости в углубление, откуда через трубу 2 она поступает в магнит­ ный сепаратор для очистки от металлических частиц.

Станина снабжена внутренними продольными и поперечными ребрами жесткости 15. На специальных приливах-платиках 1 дна крепится гидроцилиндр перемещения каретки 3.

В правой нише станины помещается электродвигатель 14, кото­ рый через клиноременную передачу и редуктор привода 12 передает вращение валу редуктора каретки 11, а затем магнитному столу. Доступ к электродвигателю и клиноременной передаче осуществ­ ляется через дверцу 5 и крышку 18 на передней стенке станины. Справа на станину устанавливается проставка 8 под колонку 7.

Внижнюю нишу проставки заходит козырек, защищающий на­ правляющие станины. На передней стенке проставки смонтирован пульт управления 6, а в боковой нише помещена клеммная короб­ ка, доступ к которой осуществляется через дверцы 10.

Влевой части станины находятся такелажные окна, а в пра­ вой— два крюка 17 для транспортирования станины и собранного станка.

Направляющие шлифовальных станков должны отвечать сле­ дующим требованиям:

быть достаточно жесткими, чтобы обеспечить прямолинейность перемещения движущихся частей станка, точность малых пере­ мещений и равномерность перемещений при малых скоростях;

быть длительное время износоустойчивыми; не нагреваться при работе.

Для обеспечения указанных требований необходимо, чтобы ко­ эффициент трения при покое и при движении были примерно рав­ ны. Поэтому направляющие обычной формы, по которым скользит стол, изготовляют из специального материала или производят по­ крытие поверхности, чтобы коэффициенты трения были близкими.

Работы последних лет показали, что такие пары составляют ма­ териалы сталь и хром, коэффициент трения покоя которых 0,16, а трения движения — 0,17.

Кроме того, подбирают соответствующую смазку, которая умень­ шает скачкообразность перемещения стола по направляющим.

В некоторых конструкциях применяют вместо направляющих скольжения направляющие качения в виде роликов и шариков.

Износостойкой является конструкция, в которой беговая дорож­ ка для шариков образована двумя проволочками из твердого спла­ ва. Проволочки эти расположены на направляющих стола и на­ правляющих станины.

Вместо Ѵ-образных направляющих (рис. 80, а) иногда приме­ няют плоские или другой формы направляющие (рис. 80, б).

Точное направление движения стола обеспечивается предвари­ тельным натягом за счет того, что расстояние между двумя верти-

кальными плоскостями на салазках меньше, чем размер охваты­ ваемой поверхности стола.

Направляющие качения изготовляют с высокой точностью: пря­ молинейность беговых дорожек 1 мкм, одинаковость размеров ша­ риков или роликов ±1 мкм, шероховатость поверхностей V9—Ѵ10, твердость поверхностей HRC 60—62. Конструкции таких направ­ ляющих для малых станков разработаны и выпущены.

Рис. 80 Направляющие качения:

мых деталей или приспособлений и сообщения обрабатываемым деталям движения подачи.

На рис. 81 показан прямоугольный стол станка 372Б. Рабочая поверхность прямоугольного стола 7 имеет Т-образные пазы для крепления электромагнитной плиты, специальных приспособлений или обрабатываемой детали. Стол перемещается по плоской 2 и Ѵ-образной 9 направляющим станины 1.

На столе установлены чугунные козырьки 5 и 6, между кото­ рыми закреплены передний 4 и задний 8 кожухи из листовой ста­ ли. На передней стенке стола имеется прилив с Т-образным пазом, в котором перемещаются упоры 3 для переключения гидравличе­ ской коробки реверса (перемены направления движения) стола. Упоры размещены так, чтобы перемещение стола соответствовало длине обрабатываемой детали. Для слива охлаждающей эмульсии на столе сделаны углубления -— корыта с отверстиями.

На рис. 82 показан круглый стол станка ЗВ756. Стол 4 установ­ лен на каретке 1, которая перемещает его вместе с закрепленными на нем деталями под шлифовальную бабку или в положение за­ грузки. Каретка перемещается по плоской и Ѵ-образной направ­ ляющим станины. Верхняя часть каретки имеет форму чаши с коль­ цевой направляющей 2, на которой от зубчатого колеса редуктора и зубчатого венца 3, закрепленного на столе, вращается стол. Для большей жесткости в верхней части каретки сделаны ребра. Коль­ цевая направляющая и зубчатое зацепление периодически смазы­ ваются маслом, заливаемым через специально установленную мас-

116

5

Рис. 81. Прямоугольный стол станка 372Б

ленку 8. На плите 7 стола имеются пазы, в которых находятся шесть электромагнитных катушек 6. На верхней крышке стола сделаны пазы, заполненные немагнитными прокладками 5.

Ш л и ф о в а л ь н а я б а б к а представляет собой корпус, в ко­ тором помещены шпиндель шлифовального круга, опоры шпинде­ ля, смазочные устройства и привод шпинделя. Шлифовальная баб­ ка имеет направляющие, по которым она перемещается. Она сооб­ щает абразивному кругу главное движение резания. Абразивный

/

круг вращается с большим числом оборотов (до 3000 оо/мин), чтобы обеспечить скорость резания 35 м/сек и более.

Возникающие при шлифовании усилия резания воспринимают­ ся шлифовальной бабкой, поэтому она должна быть виброустойчи­

вой, прочной и жесткой.

5 6

Рис. 82. Круглый стол станка ЗВ756

Ш п и н д е л ь — важнейшая деталь станка, определяющая в большой степени точность его работы. У шпинделя станка тщатель­ но обработаны рабочие шейки, лежащие непосредственно на опо­ рах. Шпиндель должен быть прочным, жестким, виброустойчивым и износостойким. На консольном конце шпинделя (см. рис. 71, а и в) имеется коническая поверхность со шпонкой для насадки флан­ ца со шлифовальным кругом. Фланец закрепляется на шпинделе гайкой.

О п о р ы — неподвижные части, на которые опираются вращаю­ щиеся цапфы (шейки) валов и осей, называются подшипниками. Подшипники воспринимают усилия, передаваемые валом или осью

118

на опору. В станках устанавливают подшипники скольжения и под­ шипники качения (шариковые и роликовые).

Основные детали подшипников скольжения (рис. 83) — корпус и вкладыши или втулка. Корпус может быть цельным или разъем­

ные и осевые нагрузки.

Подшипники шпинделя должны обеспечивать неизменное поло­ жение шпинделя при вращении. Допускаемое биение шпинделя станка нормальной точности в радиальном и осевом направлениях не должно превышать 0,005—0,01 мм. При больших зазорах воз­ можна вибрация шпинделя, что отразится на качестве обработки поверхности. Вместе с тем при малых зазорах подшипники могут сильно нагреваться, вызывая заклинивание шпинделя. При малых зазорах необходима обильная смазка и охлаждение подшипников.

Рис. 84. Подшипники качения:

а — радиальный шариковый, б — упорный шариковый, в — радиально-упор­ ный с коническими роликами; 1 — внутреннее кольцо, 2 — наружное кольцо, 3 — шарики, 4 — ролики

Зазоры в подшипниках шпинделя должны легко и точно регулиро­ ваться. Подшипники должны быть надежно защищены от попада­ ния абразивной и металлической пыли, грязи, охлаждающей жид­

кости.

Наиболее нагруженной опорой шпинделя является передняя. По­ этому она должна быть особенно тщательно отрегулирована и хо­ рошо смазана. Чем меньше вылет шпинделя, тем меньше нагруже­

на передняя опора.

На большинстве станков устанавливают регулируемые подшип­ ники скольжения, вкладыши которых имеют цилиндрическую внут­ реннюю опорную поверхность и коническую наружную. Зазор ре­ гулируют продольным перемещением вкладыша.

На рис. 85 показана шлифовальная бабка станка 3741, установ­ ленная на подшипниках скольжения с несколькими вкладышами. В станках 3740, 3741, 3772 и других устанавливают подшипники с тремя вкладышами. Такие подшипники обеспечивают хорошее направление оси шпинделя при различных нагрузках и высокую точность обработки.

Вкладыши 11 изготовляют из стали, внутренняя поверхность их покрыта тонким слоем бронзы. Внутренняя поверхность вклады­ ша 10 точно пришабривается по шейке шпинделя 5. Наружная по­ верхность вкладышей тоже цилиндрическая, но она меньше расто­ ченного отверстия стакана 9, что позволяет ему самоустанавливать­ ся в зависимости от величины и формы масляного клина, образую­ щегося между шпинделем и внутренней поверхностью вкладыша.

Вкладыши регулируют винтами 13 и 14, которые стопорятся винтами 15. При правильном регулировании шпиндель должен про­ ворачиваться от руки. Масло подается от насоса 1 и заполняет про­ странство между вкладышами. Чтобы масло не вытекало, к тор­ цам стаканов 9 и 2 и шпинделю плотно прилегают кольца 3 и 12. Осевое смещение шпинделя предотвращают кольца 6 и в, которые зажимают его буртик 7. Шпиндель получает вращение от электро­ двигателя 4.

Подшипники скольжения в шлифовальных бабках заменяют подшипниками качения. Подшипники качения имеют следующие преимущества:

упрощается и ускоряется сборка шпиндельной бабки, так как не требуется пришабривать вкладыши;

уменьшаются габариты бабки, так как подшипники качения имеют меньшую ширину, чем подшипник скольжения;

можно применять консистентную смазку, закладывая ее с помо­ щью простых смазочных устройств;

воспринимают не только радиальные, но и осевые нагрузки без установки специальных упорных подшипников;

повышается срок эксплуатации шпиндельного узла.

Подшипники качения применяют в шлифовальных станках с вер­ тикальным расположением шпинделя. В станках общего типа с го­ ризонтальным расположением шпинделя применяют как подшип­ ники качения, так и скольжения, а также комбинированные опоры.

420