Технологическое оборудование машиностроительных производств (Схиртладзе, 2002)

14С

Рис. 163. Гидравлическая схема станка ЗЕ711В

ЛИТЫ Z= 18 и Z= 19 обкатываются вокруг неподвижного центрального колеса Z= 19 и через другое центральное колесо Z= 20 вращение передается на реечное колесо Z= 18 и рейку.

Вертикальная подача шлифовальной головки осуществляется в момент реверса стола или крестового суппорта от шагового электро­ двигателя МЗ. При включенной муфте М2 вправо вращение передается ходовому винту XII через колеса Z= 34/100/100, карданный вал X, включенную электромагнитную муфту Мз, червячную пару Z= 1/30. Ручную (грубую, тонкую) вертикальную подачу выполняют аналогично поперечной ручной подаче посредством маховичка 6 по лимбу 5.

Быстрые установочные перемещения шлифовальной головки про­ исходят при отключенной муфте Л/з от асинхронного электродвигателя

Л/4. Гидропривод станка (рис. 163) осуществляет продольное переме­ щение стола, а также режим и фиксацию гидрогайки поперечного перемещения крестового суппорта.

Продольное перемещение стола производится от сдвоенного лопа­ стного насоса /. Пуск двигателя стола выполняется краном 7 (7), установленным в положении Б. В положении А дросселирующего

260

гидроусилителя 22 масло от насоса 1 (малой подачи) поступает по цепи 1-59-58-7/-73-22-64 под торец дросселирующего гидрораспределителя Я а слив из-под другого его торца происходит по цепи 65-22, и гидрораспределитель занимает положение Б. При этом масло подается в правую полость гидроцилиндра 26от насоса большой подачи по цепи 1-51-28-49-3-52-11-53 и стол перемещается влево, одновременно про­ исходит дополнительное питание линии нагнетания большего от мень­ шего по цепи 58-7/1/-72-4-52-24/2/-52, что обеспечивает устойчивые малЕые скорости стола. Из левой полости гидроцилиндра масло слива­ ется по цепи 54-11-55-9-56-8-62-18. Насос большой производительно­ сти создает давление управления. Это давление поддерживается постоянным за счет слива избытка масла через напорный золотник 6 и магистраль 62.

Стол движется влево до тех пор, пока кулачок реверса не установит кран реверса 27 в положение Б. При этом масло по цепи 58-27-51 поступает под лицевой торец распределителя 12 и он занимает правое положение, соединяя магистрали 53 и 63. Распределитель 77 займет положение Б позже, так как давление под его торец поступает после реверса распределителя 72. Поэтому в этот момент в цепи 52-11-59- 12-62 будет создаваться давление, которое поднимает клапан 5 и произойдет разгрузка насоса 7. Когда распределитель 77 займет поло­ жение Бу клапан 5 опустится и масло поступит в левую полость гидроцилиндра 25, и стол перемещается вправо. Регулирование плав­ ности реверса стола осуществляют дроссели на линии управления распределителя 77.

Распределитель 72 соединяет магистрали 54 и 63. Давление в магистрали 54соответствует наладке дросселя вскорости перемещения стола. Это давление определяет величину подъема клапана 5 и, следо­ вательно, величину давления в магистрали 52. Поэтому любому изме­ нению давления на сливе из гидроцилиндра стола соответствует изменение давления в напорной магистрали. После окончания цикла обработки электромагнит ЭМ1 отключается и распределитель 22 зани­ мает положение Б. Масло по цепи 1-59-58-7/1/-72-22 поступает в магистраль 65 и распределитель 27 займет положение Б, а распредели­ тель 9 — положение В. Тогда после переключения крана реверса 27 в положение А распределитель перемещается влево, а распределитель 77 в положение Б, и масло по цепи 1-59-2-58-7/1/-72-4-52-24/2/-52-22-54 продолжает поступать в левую полость гидроцилиндра 26, а слив осуществляется по цепи 53-11-55-9-69-24/1/-1-69-21-75. Стол движется с малой скоростью вправо до жесткого упора, а затем происходит торможение стола.

При остановке стола краном 7/7/ масло сливается в бак по цепи 1-51-28-49-3-52-9-62-25-57. При положении Л гидрораспределителей 9 и 77 полости гидроцилиндра 26 и магистраль 62 соединены по цепи 53-11-52-9-/55-62/-11-54. Распределитель 72 объединяет магистрали 54

261

и 53. В результате этого перепад давления на клапане 23 действует на клапан 5 и поднимает последний: масло от насоса 1 большой произ­ водительности дополнительно сливается через клапан 5. Устройство 29 служит для выпуска воздуха из гидроцилиндра 26. При соединении к гидросистеме теплообменников 31 слив масла осуществляется по цепи 62-31/1/-57-14.

Разжим и фиксация гидрогайки винта поперечного перемещения.

Устранение зазора гидрогайки 25 осуществляется при установке крана 7/2/ в положение А. В этом случае давление масла распространяется по цепи 58-20-70-7/2/ и контролируется манометром 19. Фиксация суппорта выполняется подводом масла по цепи 58-7/2/-71 при поло­ жении Б крана 7/2/.

Блокировка. С рукояткой крана 7/2/ связан конечный вьпслючатель блокировки поперечной подачи. Когда кран находится в положении «фиксация», включение электродвигателя поперечной подачи невоз­ можно. С рукояткой крана 7/1/ связан конечный выключатель блоки­ ровки ручного перемещения стола. При перемещении стола посредством гидравлической системы масло по магистрали 72 посту­ пает под торец плунжера механизма ручного перемещения 32. Послед­ ний выводит из зацепления реечное колесо и рейку стола. При включении гидравлической системы магистраль 72 соединяется со сливом и реечное колесо входит в зацепление с рейкой под действием пружины.

Кругошлифовальные станки. Эти станки служат ддя наружного шлифования цилиндрических, конических и торцевых поверхностей. Станки подразделяют на простые и универсальные. Первые позволяют обрабатывать конические поверхности с малой конусностью (до 6), а вторые — с большой конусностью, за счет возможности одновремен­ ного поворота передней и шлифовальной бабок. Станки работают по полуавтоматическому или автоматическому циклу и характеризуются наибольшим диаметром обрабатываемой заготовки и ее длиной.

Круглошлифовальный станок ЗМ151. Станок — полуавтомат пред­ назначен для наружного шлифования гладких и прерывистых цилин­ дрических и пологих конических поверхностей методами продольного и врезного шлифования. Станок оснащен приборами активного кон­ троля размеров заготовки в процессе шлифования. Класс точности станка П.

Техническая характеристика станка. Наибольшие размеры обраба­ тываемой заготовки: диаметр 200 мм, длина 700 мм, частота вращения круга 1590 мин'\ скорость перемещения стола 0,05—5 м/мин (регули­ руется бесступенчато), пределы частот вращения заготовки 50— 500 мин"^ (регулируется бесступенчато), пределы периодических подач шлифовальной бабки 0,001—0,05 мм/дв. ход, подача врезания 0,01— 3 мм/мин, габаритные размеры станка 4635 х 2450 х 2170 мм.

На базе станка ЗМ151 выпущен станок ЗМ151Ф2 с ЧПУ. Станки

262

имеют аналогичную компоновку и конструкцию узлов: передней и задней бабки (без устройства вывода конусности), шлифовальной бабки (кроме устройства осевой подачи шпинделя), устройства пере­ мещения стола, правки шлифовального круга. Отличается по конст­ рукции механизм поперечных передач.

Принцип работы доводочных станков. К доводочным станкам от­ носятся хонинговальные, притирочные и станки для суперфиниширо­ вания. Эти станки служат для исправления отютонений обрабаты­ ваемых поверхностей от правильной геометрической формы и обеспе­ чения их высокого качества поверхностей (Ra = 0,16 — 0,32 мкм).

Хонинговальные станки используют для обработки внутренних и реже наружных поверхностей. Выпускают вертикальные, горизонталь­ ные и наклонные станки, одношпиндельные и многошпиндельные, универсальные и специальные.

Хонинговальная головка (рис. 164, а) получает одновременно вра­ щательное и возвратно-поступательное движение. В корпусе Оголовки установлена оправка с абразивными брусками 7 тонкой зернистости. Бруски могут перемещаться в радиальном направлении от корпусов 2, которые раздвигают бруски в конце каждого двойного хода пружиной 5. Головка соединена со шпинделем станка посредством шарнира 6. В корпусе головки имеется шарнир 4, Шарниры 4 и 6 обеспечивают самоустановку головки в обрабатываемом отверстии. Привод шпинде­ ля аналогичен приводу шпинделя вертикально-сверлильного станка. Возвратно-поступательное перемещение хода обеспечивается гидроси­ стемой. Хонингованием достигается Ra = 0,16—0 мкм, точность обра­ ботки — 6 квалитет включительно.

Притирочные станки. Выпускают универсального и специального назначения. Станки служат для обработки различных наружных и внутренних поверхностей мелкозернистым абразивом, который сме­ шан со смазочным и связующим материалом (бензин, керосин, масла) и нанесен на поверхность инструмента-притира или заготовки. При­ тиры изготавливают из чугуна, бронзы, стали и других материалов. Заготовки (рис. 164, б) вкладывают в окна сепаратора 2, форма которого определяется формой заготовки. Сепаратор устанавливают с эксцент­ риситетом «е» между притиром 7 и диском 3, которые вращаются вокруг осей Oi и 02 в противоположные направления с различными скоро­ стями. Сепаратор (ось 0Z) получает горизонтальное возвратно-посту­ пательное движение от отдельного привода. В результате возникает сложное относительное движение заготовок и притира, которые обес­ печивают высокое качество поверхности (до Ra = 0,32 кмк) и точность обработки до 6-го квалитета. Съем металла 0,003—0,03 мкм.

В притирочных (доводочных) станках применяют планетарный привод (рис. 164, в). В закреплении с центральным зубчатым колесом / и наружным венцом 4 находятся кассеты 2 с заготовками 3. При

263

е)

^0^^:^^

Рис. 164. Хонинговальная головка (д), схема притирки (б), планетарный привод кас­ сет для притирки (в), схема суперфиниширования наружных (г), внутренних (д) по­ верхностей, приспособление для суперфиниширования (е)

вращении колес с частотами rii и «4 кассеты обкатываются в направ­ лении Уи вращаются вокруг своих осей с частотой л^. Заготовки при этом описывают сложные траектории 5 по поверхности притира, что обеспечивает высокую точность обработки.

Станки для суперфиниширования предназначены для обработки до Ra = 0,l мкм наружных (рис. 164, г), внутренних поверхностей вращения и плоских поверхностей (рис. 164, д). Припуск на обработку почти не оставляют. В качестве инструмента применяют мелкозерни­ стые бруски, которые прижимаются к обрабатываемой поверхности пружинами или гидравлически. Суперфинишная головка (рис. 164, е) состоит из штока 2, на котором закреплена инструментальная державка 7. Сила прижима брусков на державке создается за счет сжатия пружины 3 при подводе державки к обрабатываемой поверхности и фиксируется на шкале 7 по указателю 6. Этот механизм работает в корпусе 4, который по направляющим 5 совершает колебательное движение за счет осциллирования.

При суперфинишировании инструмент и заготовка получают сле­ дующие движения (рис. 164, д): 7 — круговое вращение инструмента, 2 — возвратно-поступательное перемещение инструмента, 3 — колеба­ тельное движение инструмента, 4 — вращение инструмента, 5 — коле­ бательное движение заготовки. Получаемое сложное относительное движение обеспечивает высокое качество обрабатываемой поверхно­ сти.

Вертикально-доводочный двухдисковый станок ЗБ814 (рис. 165) предназначен для обработки заготовок из стали, чугуна, бронзы, керамики, пластмасс. Доводку осуществляют с эксцентриковым или с планетарным приводом сепаратора.

Техническая характеристика станка. Диаметр притира 450 мм, наибольшие размеры заготовок: круглых 115 мм; квадратных 80 мм; цилиндрических 50 мм; частота вращения: сепаратора 9, 19, 17, 28, 37, 54 мин'\ нижнего притира 41, 5, 81 мин"\ сила прижима верхнего притира 0—1600 Н, шероховатость обработки поверхности Ra = 0,02— —0,08 мкм, масса станка 1100 кг.

Основные механизмы и движения в станке. Базовым элементом станка является жесткая станина 7. На верхней части станка на подшипниках качения смонтирована поворотная консоль 2. В послед­ ней расположены вьщвижная панель 3, предназначенная для установки верхнего доводочного диска 4, и пульт управления.

Кинематика станка. Главное движение — вращение нижнего дово­ дочного диска 4 и движение подачи — вращение или плоскопараллель­ ное движение сепаратора, осуществляется от электродвигателя Мчерез клиноременную передачу, зубчатые колеса Z= 21-31-31 на вал ///или

IV и далее через червячные передачи на центральный вал сепаратора Уи шпиндель У1, на планшайбе которого установлен доводочный диск. В зависимости от положения зубчатого колеса Z= 21 вращение может

265

Рис. 165. Вертикально-доводочный станок ЗБ814

быть передано валу Шили /Кили обоим валам одновременно. Частота вращения нижнего притира л = 1430 х (110/154) х (21/31) х (3/50) = =41,5 мин'^

За счет взаимной перестановки шкивов 0 ПО мм и 0 154 мм обеспечивается частота вращения притира 81 мин'\ Вращение сепара­ тора может бьггь осуществлено одним из трех способов.

Вал ///отключен и вращение сепаратора осуществляется через валы VI и К, зубчатое колесо Z= 39, вокруг которого обкатываются три сателлита Z= 21 с частотой А2= 1430 х (110/54) х (21/31) х [(2/50) х х39(39 + 81) - (39/21)] = 42 мин-^.

266

Вал / F отключен и вращение сепаратору передается через вал / / /

шпинделю К, на котором смонтировано колесо Z=81 внутреннего зацепления. По нему вокруг неподвижного зубчатого колеса Z = 39 обкатываются сателлиты Z = 3 1 . Частота их вращения AI=1430X х(110/54) X (21/31) X (39/(39 + 81)) + (3/59) х (81/(39 + 81)) = 70 мин•^ Плоскопараллельное движение сепаратору передается централь­ ным эксцентриком, который установлен на торце водила планетарного механизма. Эксцентриситет е = 0—20 мм. При доводке верхней и нижней параллельных поверхностей заготовки вращение притира пре­ кращается, а верхний притир стопорится от самопроизвольного вра­

щения.

3.11. ШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ С ЧПУ

Выпускают круглошлифовальные, плоскошлифовальные, внутришлифовальные, бесцентровошлифовальные, контурошлифовальные, заточные станки с ЧПУ. Созданы также многоцелевые шлифовальные станки, обеспечивающие обработку в патроне с одного установа внеш­ них и внутренних поверхностей заготовок типа тел вращения. Такие станки имеют несколько шлифовальных шпинделей и автоматическую смену инструмента либо с целью замены изношенного круга, либо круга соответствующего диаметральному размеру обрабатываемого от­ верстия. Вместимость инструментального магазина 12—18 шт. На основе шлифовальных многоцелевых станков созданы гибкие произ­ водственные модули (ГПМ), обслуживаемые ПР.

Шлифовальные станки с ЧПУ, с точки зрения обработки металла, выполняют те же виды работ, что и шлифовальный станок с ручным управлением. В станках с ЧПУ применяют тот же режущий инструмент, те же скорости резания, СОЖ и т. д. Повышение производительности и расширение технологических возможностей станков с ЧПУ обеспе­ чиваются не за счет процессов, связанных со съемом металла, а лишь за счет управления и сокращения вспомогательного времени обработ­ ки.

Особенностью шL^ифoвaния, затрудняющей программное управле­ ние процессом, является то, что износ шлифовального круга соизмерим по величине с припуском на обработку (в отличие от лезвийного инструмента). Величина износа круга определяется действием различ­ ных факторов и составляет 1/50 от снимаемого припуска. Поэтому шлифовальные станки с ЧПУ оснащены механизмами автоматической компенсации изнашивания круга. Управлением механизмом правки осуществляется устройством ЧПУ. Система ЧПУ должна быть замк­ нутой для компенсации упругих температурных деформаций техноло­ гической системы, ее геометрической неточности. Измерительные системы станков с ЧПУ должны иметь высокую разрешающую спо-

267

1 1| ' М,7^±УП rzr

г)

Рис. 166. Программируемые оси перемещений на шлифовальных станках с ЧПУ:

а — плоскошлифовальном, б-~ круглошлифовальном, в — торцекруглошлифовальном, г — внутришлифовальном

собность, которая обеспечивает малые величины допусков на точность позиционирования. В круглошлифовальных станках приборы обеспе­ чивают непрерывное измерение диаметров в процессе шлифования с относительной погрешностью не более 2x10"^ мм. Контроль продоль­ ных перемещений стола осуществляется с погрешностью не более 0,1 мм для круглошлифовальных и 0,02—0,03 мм для торцекруглошлифовальных станков.

В качестве профаммоносителя чаще всего используется перфолен­ та. Шлифовальные станки обычно оснащают системами ЧПУ типа CNC, которые обеспечивают управление по 3—4 координатам. В станках,работающих несколькими кругами, возможно управление по 5—6 и даже 9 координатам. Взаимосвязь между УЧПУ и оператором шлифовального станка с ЧПУ в большинстве случаев осуществляется в диалоговом режиме посредством дисплея.

Плоскошлифовальне станки с ЧПУ в зависимости от назначения могут иметь одну, две и три профаммируемые оси перемещения: X— продольная подача стола, Z— поперечная подача стола, 7— верти-

268

J^r^U й

- ^ > ' ^ .

Рис. 167. Обработка на плоскошлифовальных станках с ЧПУ: а — в — маятниковое шлифование плоских поверхностей, г — глубинное шлифование плоских поверхно­ стей, д — шлифование при одновременном перемещении по двум осям криволиней­ ной поверхности, е — шлифование криволинейной поверхности при профильной правке круга, ж — профильная правка круга, вьптолняемая по УП, 5 — периодическая правка круга, и — непрерывная правка круга

кальная подача шлифовального круга (рис. 166, а). Дополнительно может осуществлять профаммное управление частотой вращения круга по мере его износа (для поддержания постоянной скорости резания), скоростью подач и другими параметрами. Обработка плоских поверх­ ностей может программироваться в режимах маятникового и глубин­ ного шлифования. При маятниковом шлифовании (рис. 167, а) стол с закрепленной на нем заготовкой совершает возвратно-поступательное перемещение относительно шлифовальной бабки, несущей круг. По­ дача вдоль оси Z(пoпepeчнaя) может осуществляться после одного хода стола — отработки одной строки (рис. 167, б) или одновременно с продольной подачей вдоль оси X (рис. 167, в). В последнем случае обратный ход обычно выполняют без поперечной подачи для улучше-

269