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

ции при термообработке, а также погрешностей, возникших при вы­ полнении предыдущих операций.

Количество чистовых проходов зависит от требований к шеро­ ховатости и точности изделия. При повышенных требованиях к ше­ роховатости поверхности необходимы дополнительные проходы без подачи на глубину.

Качество шлифования в большой степени зависит от точности шлифовального станка. Поэтому отклонения точности шлифоваль­ ного станка за пределы норм не допускаются. Точность шлифоваль­ ных станков, используемых для выполнения чистовых операций, должна быть указана в эксплуатационном паспорте станка и гаран­ тирована службой главного механика. В отдельных случаях, если это диктуется производственными соображениями, заводу-изготови- телю заказывают шлифовальный станок повышенной точности или же заводская служба главного механика производит модернизацию станка с целью повышения его точности.

§ 11. ПРИПУСКИ НА ПЛОСКОЕ ШЛИФОВАНИЕ

Припуском при плоском шлифовании называют слой металла, снимаемый с заготовки для получения готовой детали. Различают общие и межоперационные припуски. Общим припуском называют сумму операционных припусков. Общий припуск определяется раз­ ностью размеров заготовки и готовой детали. Межоперационным припуском называют слой металла, снимаемый при каждой опера­ ции.

Величина припуска значительно влияет на производительность и себестоимость процесса обработки. Чем больше припуск, тем больше трудоемкость механической обработки, выше расход элек­ троэнергии и режущего инструмента, больше расход металла и т. д. Припуски для шлифования снижают путем повышения точности из­ готовления заготовки или выполнения предварительных механиче­ ских операций, однако небольшие припуски требуют более тщатель­ ной установки деталей на станках и в приспособлениях.

При установлении припусков на обработку необходимо иметь в виду, что номинальная величина припуска может колебаться в пределах величины операционного допуска. На рис. 129 представ­ лена схема операционных припусков и допусков на обработку плоскости.

Величина припуска зависит от формы и размеров детали, точ­ ности заготовки, поступающей на шлифование, требований к точно­ сти деталей и к шероховатости поверхности, от величины дефектно­ го поверхностного слоя. Припуски для обработки выбирают по дан­ ным технических справочников или заводских нормалей.

Примерные величины припусков при плоском шлифовании при­ ведены в табл. 10.

При определении припусков на плоское шлифование необходи­ мо учитывать погрешности геометрической формы заготовок, а так­ же величину обезуглероженного поверхностного слоя, который при шлифовании может иметь прижоги.

204

Рис. 129. Схема расположения операционных припусков и до­ пусков

П р и м е ч а н и я . 1. Припуски даны на обработку одной стороны. 2. При од­ новременной обработке нескольких деталей длину и ширину считать вместе с про­ межутками между деталями.

205

§ 12. ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ ПРИ ПЛОСКОМ ШЛИФОВАНИИ

ПЕРИФЕРИЕЙ И ТОРЦЕМ КРУГА

В процессе шлифования, как и при всяком другом виде механи­ ческой обработки, возникают четыре основных вида погрешностей: размеров, формы, расположения одних поверхностей детали по от­ ношению к другим и шероховатости поверхности.

При плоском шлифовании под точностью обработки понимается степень приближения действительных размеров, формы и располо­ жения обработанных поверхностей к их значениям, заданным по чертежу детали или технологическому эскизу. Особое значение при плоском шлифовании имеет обеспечение плоскостности поверхнос­ тей.

В технологии машиностроения различают экономическую и до­ стижимую точность обработки. Экономическая точность обработки характеризуется средними отклонениями размеров обрабатываемой детали от заданных размеров в пределах допуска, когда обработка выполняется на исправных металлорежущих станках, при правиль­ но назначенных припусках и режимах резания, соответствии ква­ лификации рабочего, сложности работы. Достижимая точность обеспечивается за счет очень высокой квалификации рабочего и ра­ боты на станке при заниженных подачах. Работать следует на ре­ жимах экономической точности.

Для обеспечения требуемой точности обработки необходимо уменьшать влияние причин, вызывающих погрешности обработки.

На точность обработки влияет ряд причин, доля погрешности которых по отношению к допуску на измеряемую величину состав­ ляет, по данным ЭНИМСа:

Для обеспечения точности заданных размеров можно произво­ дить шлифование тремя способами:

1.Пробными проходами.

2.Автоматически при работе до упора.

3.Механизированным или автоматизированным методом, при­ меняя контрольно-измерительные устройства.

Пробными проходами можно обеспечить высокую точность, со­

ответственно чувствительности применяемых измерительных уст­ ройств. Измерительный инструмент нужно выбирать так, чтобы це­ на его деления составляла не более 7з допуска на измеряемый раз­ мер. Например, при допуске на размер 0,2 штангенциркуль следует применять с ценой деления 0,05. Недостаток этого метода — боль­

206

шой объем ручных работ, связанных с многократными остановками станка, замерами и включениями станка вновь.

При автоматической подаче бабки с кругом до жесткого упора на точность размера влияет точность станка, приспособления, а так­ же износ круга, тепловые и силовые деформации станка и детали. Поэтому точность обработки можно обеспечить в пределах клас­ сов 3, 2а. Если стойкость круга составляет время меньше, чем вре­ мя, необходимое для шлифования детали, приходится применять специальные устройства для изменения положения упора на вели­ чину, равную изменению размера радиуса круга при его правке. Такие устройства называются подналадчиками. Если устройство производит подналадку станка без участия рабочего, то оно назы­ вается автоподналадчиком (см.гл. 6).

При механизированном методе на станке устанавливается из­ мерительное устройство, контролирующее размер детали в процес­ се шлифования. Рабочий по шкале прибора определяет момент, когда размер детали достигает нужной величины и отключает ста­ нок. При автоматизированном методе на станке устанавливается контрольное устройство (автомат активного контроля), которое вы­ ключает станок в тот момент, когда размер детали достигает задан­ ной величины.

При шлифовании возникает деформация детали и круга. Поэто­ му следует производить в конце обработки несколько ходов стола без подачи на врезание. Этот процесс называют «выхаживанием». Выхаживание производят до тех пор, пока не заканчивается сня­ тие стружки (работа без искры).

Для обеспечения высокой плоскостности и параллельности плос­ костей детали имеет большое значение точность станка, приспособ­ ления, режимы шлифования и разность температур у шлифуемой противоположной плоскости. Так, например, при шлифовании торцем круга станины консольно-фрезерного станка после пяти—семи проходов температура шлифуемой поверхности становится 45—50°С, т. е. на 25—35° больше температуры другой стороны станины. В ре­ зультате температурных деформаций в процессе шлифования обра­ зуется изгиб в сторону обрабатываемой поверхности. После охлаж­ дения обработанная поверхность становится вогнутой.

Для получения высокой плоскостности приходится добиваться таких режимов обработки, при которых разность температуры у по­ верхностей детали будет в небольших пределах. Обработку высоко­ точных деталей производят на станках повышенной точности в спе циальных термоконстантных цехах, где колебание температуры воздуха автоматически выдерживается в пределах ±0,5°.

Плоскошлифовальные станки нормальной точности, работаю­ щие периферией круга, обеспечивают плоскостность в пределах 0,015 мм на 1000 мм длины, станки повышенной точности — в пре­ делах 0,005 мм на 500 мм. Станки нормальной точности, работаю­ щие торцем круга, обеспечивают плоскостность при вращающемся столе 0,02 мм, при прямолинейно движущемся столе — 0,015 мм на

1000 мм длины.

207

В ряде случаев удается получить более высокую точность, на­ пример на станках для двустороннего шлифования, одновременно обрабатывающих две плоскости. При тщательной правке шлифо­ вального круга и припусках, не превышающих 0,03—0,05 мм, дости­ гается плоскостность порядка нескольких микрометров.

Для уменьшения шероховатости следует:

1.Уменьшить вибрации станка за счет качественной баланси­ ровки круга, рациональной эксплуатации станка (правильной ре­ гулировке зазоров в подшипниках шпинделя и др.).

2.Уменьшить все виды подач.

3.Увеличить время выхаживания.

4.Работать с большими скоростями круга.

5.Применять мелкозернистые круги.

6.Применять круги на бакелитовой и вулканитовой связке.

7.Править круг при малых подачах.

8.Править круг алмазными пластинами вместо единичных ал­ мазов, что позволяет не только увеличить производительность прав­ ки, но и обеспечить увеличение класса шероховатости на 2—3 раз­ ряда.

9.Производить тонкую очистку смазочно-охлаждающей жидко­ сти (центрифугой или магнитным и бумажным сепаратором).

§ 13. БАЗЫ. МЕТОДЫ УСТАНОВКИ ДЕТАЛЕЙ

Различают конструкторские и технологические базы. Конструк­ торские базы—это линии и точки чертежа, от которых конструктор указывает размеры или положение других линий и точек. Конструк­ тор назначает базы так, чтобы легко было измерять поверхности детали при обработке.

Технологические базы — это поверхности детали, имеющие раз­ личное назначение при обработке, измерении и сборке деталей.

Различают технологические установочные, измерительные и сбо­ рочные базы.

Установочные базы — поверхности детали, которыми деталь со­ прикасается с установочными элементами приспособления при об­ работке ее на станке.

Измерительные базы — поверхность детали, от которых произ­ водится измерение других обработанных поверхностей.

Сборочные базы — поверхности детали, которыми деталь сопря­ гается с поверхностями других деталей при сборке.

Установочные базы в значительной мере определяют точность обработки детали, поэтому они должны быть точно обработаны и иметь высокий класс шероховатости поверхности.

Для получения высокой точности при обработке и измерении де­ тали стремятся совмещать конструкторские и технологические ба­ зы. Так, например, у корпусных деталей конструктор задает разме­ ры от плоскости основания — конструкторская база. Обработка та­ кой детали начинается с плоскости основания, чтобы затем осталь­ ные поверхности обрабатывать, устанавливая деталь на плоскость основания, которая будет технологической установочной базой.

208

Установочные базы бывают основными и вспомогательными. Основные базы — это поверхности, служащие сборочными база­

ми и использующиеся для установки детали при обработке. Такой базой является, например, плоскость основания корпусной детали. Кроме основной базы имеются и . опорные. При шлифовании дета­ лей, показанных на рис. 130, а, необходимо обеспечить параллель­

Примером вспомогательных баз служат отверстия, просверлен­ ные и развернутые в плоскости основания, в тело корпусной детали, перпендикулярно плоскости основания. Эти отверстия специально засверливают, чтобы деталь установить на два пальца, входящие в эти отверстия, и на пластины или штыри, соприкасающиеся с пло­ скостью основания. При такой установке детали можно обрабаты­ вать любые плоскости и отверстия, выдерживая определенное по­ ложение этих поверхностей относительно плоскости основания (ос­ новная база) и двух специально выполненных отверстий (вспомога­ тельные базы).

Чтобы любая обрабатываемая деталь из одной партии деталей занимала одинаковое положение относительно приспособления, ре­ жущего и измерительного инструментов в различных операциях об­ работки и контроля следует сохранять одни и те же установочные базы.

Детали, обрабатываемые на станке, устанавливают с выверкой непосредственно на станке, с выверкой по предварительно нанесен­ ным разметочным рискам и в специальном или специализирован­ ном приспособлении.

При малых масштабах производства применение специальных приспособлений невыгодно и обрабатываемые детали устанавли­ вают непосредственно на станках с выверкой. Например, если плос­ кость обрабатывают по разметке, то деталь устанавливают на дом­ кратах (или на регулируемых клиньях), помещенных на столе

станка. В нужное положение деталь устанавливают, приподнимая или опуская ее стороны домкратами. Установочной базой в этом случае являются линии разметки и деталь выверяют при помощи рейсмаса по линии разметки. Такой способ установки детали тре­ бует от рабочего большого опыта и много времени. Наиболее совер­ шенным способом является установка деталей в приспособлении, при котором достигается постоянство положения детали относи­ тельно инструментов, т. е. высокая точность, при малых затратах времени на такую точную установку.

Поэтому в современном производстве используют различные ви­ ды приспособлений.

§ 14. ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ УСТАНОВКИ И ЗАКРЕПЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ПРИ ПЛОСКОМ И ПРОФИЛЬНОМ ШЛИФОВАНИИ

На плоскошлифовальных станках шлифуют плоские и фасонные поверхности, расположенные под разными углами. Для установки и закрепления обрабатываемых деталей в нужном положении стан­ ки оснащают различными приспособлениями.

Приспособлением называют дополнительное устройство к стан­ ку, которое служит для установки и закрепления детали определен­ ным образом по отношению к режущему инструменту. Кроме при­ способлений, для выполнения операции станок должен оснащаться режущим инструментом — шлифовальными кругами, измеритель­ ным инструментом и вспомогательным инструментом.

Вспомогательным инструментом называют дополнительные уст­ ройства к станкам, служащие для установки и закрепления инстру­ ментов. Например, фланцы для крепления круга на станке, устрой­ ство для правки шлифовального круга, различные штативы и под­ ставки для измерительных инструментов и т. п.

Совокупность приспособления режущего инструмента, измери­ тельного инструмента и вспомогательных инструментов называется технологической осцасткой. По принятой классификации вся осна­ стка нумеруется восьмью цифрами. Приспособления имеют первую цифру нумерации 7, вспомогательный инструмент—-6. Приспособ­ ления— это наиболее трудоемкая и дорогая часть всей технологи­ ческой оснастки. Различают универсальные, специальные и специа­ лизированные приспособления.

У н и в е р с а л ь н ы е п р и с п о с о б л е н и я применяют для обработки различных деталей. В эти приспособления деталь уста­ навливают с обязательной выверкой. Такие приспособления при­ меняют при изготовлении только одной или нескольких деталей, т. е. в единичном и мелкосерийном производствах.

С п е ц и а л ь н ы е п р и с п о с о б л е н и я применяют для об­ работки одного определенного вида и размера деталей. В эти при­ способления деталь устанавливают без выверки. Они очень удобны в работе и быстро зажимают деталь. Специальные приспособления становятся непригодными к работе при изменении размеров или формы детали. Используют их в крупносерийном и массовом про­ изводствах.

2 1 0

ные вкладыши, которые применяют при обработке деталей опреде­ ленных типоразмеров. Таким образом, приспособление специализи­ руют для обработки определенного типоразмера детали. При пере­ ходе к обработке других деталей того же типа заменяют вкладыши и приспособления специализируют для обработки уже этих деталей. УСП собирают из нормализованных частей, и они предназначены для обработки определенной детали. После использования такое приспособление разбирают на части, из которых затем собирают другое приспособление. Специализированные приспособления обла­ дают всеми преимуществами специальных приспособлений и допус­ кают возможность использования их в мелкосерийном и серийном производствах.

К универсальным, универсально-налаживаемым приспособлени­ ям относят машинные тиски, магнитные плиты, поворотные столы, синусные линейки и др.

Приспособления должны обеспечивать требуемую точность об­ работки, производительность, безопасность и удобство в работе.

Для закрепления деталей на плоскошлифовальных станках ча­ ще всего используют электромагнитные и магнитные плиты.

Э л е к т р о м а г н и т н ы е и м а г н и т н ы е п л и т ы обеспе­ чивают:

1)быстрое закрепление и раскрепление детали;

2)прочность закрепления;

3)возможность одновременного закрепления нескольких дета­

лей;

4)возможность закрепления на магнитной плите других приспо­

соблений; 3) хорошее прилегание базовой плоскости детали к столу;

6) возможность использования стационарных плоских и круг­ лых плит, наклоняющихся и поворотных плоских плит, плит-уголь­ ников, которые снабжаются различными магнитными блоками для крепления деталей с выступами и другой сложной формы.

Электромагнитная плита (рис. 131) состоит из стального литого или сварного корпуса 1, сердечников 2, катушек 3 и крышки 4. Б верхней части плиты сделано 96 пазов, расположенных в два ря­ да. С нижней стороны корпуса в эти пазы входят выступы 12 сер­ дечников из малоуглеродистой магнитной стали с зазором 4—5 мм на сторону. На нижнюю часть сердечников надевают катушки из медного эмалированного провода. Питается катушка через вывод­ ную коробку. Оставшееся в корпусе свободное пространство за­ ливается немагнитной массой. Магнитная плита герметизируется для предохранения от попадания на обмотки охлаждающей жид­

кости.

Магнитные плиты закрепляют в Т-образных пазах столов и шли­ фуют для обеспечения параллельности плоскости зеркала плиты на­ правлению поперечной подачи.

А -А

Р и с . 1 3 1 . Э л е к т р о м а г н и т н а я п л и т а

Электромагнитные плиты питаются постоянным током, поэтому станки снабжены специальными агрегатами, вырабатывающими постоянный ток, либо выпрямителями, которые преобразуют пере­ менный ток сети в постоянный.

Чтобы детали не срывались с магнитной плиты в случаях прек­ ращения подачи тока в обмотки, на станках предусмотрена автома­ тическая блокировка. При отключении плиты автоматически вы­

а—■б е с п о р я д о ч н о е ( н е п р а в и л ь н о ) , б — в о д и н р я д м е ж д у у п о р н ы м и п л а н к а м и ( п р а в и л ь н о )

2 1 2