10.6. Бесцентровые круглошлифовлльные станки

Использование при обработке в качестве базовой шлифуемой поверхности позволяет резко увеличить жесткость системы инстру­мент-деталь и повысить производительность и точность обработки. Для ряда деталей это единственный способ обеспечения требуемой точности.

Бесцентровое шлифование используется как черновой способ обработки валов и прут­ков, так и в качестве отделочной операции для прецизионных деталей из различных материа­лов с точностями менее 1 мкм в диапазоне диаметров 0,5 - 320 мм и более и длиной до нескольких метров.

Схемы бесцентрового шлифования при­ведены в табл. 10.4.

При всех методах бесцентрового шлифо­вания для обеспечения точности и необходи­мых условий резания требуется подналадка на размер и правка кругов с компенсацией их измененных размеров. Обычно ведущий круг изнашивается незначительно, и его правка и компенсация размера осуществляются в нала­дочном режиме.

Подналадка на размер обрабатываемой заготовки осуществляется либо на основании проводимых измерений, либо через опреде­ленное время обработки, либо после шлифо­вания, установленного опытным путем числа деталей. Правка шлифовального круга и ком­пенсация его размера осуществляются анало­гичным образом.

Для обеспечения нормального процесса обработки и получения высокой точности при бесцентровом шлифовании большое значение имеет установка заготовки относительно линии центров. При обработке заготовок средних и малых размеров ось заготовки располагают выше линии центров (рис. 10.18, я), под наклоном (рис. 10.18, б) или ниже линии центров шлифовальных кругов (рис. 10.18, в).

Рис.10.18. Схемы установки заготовки при круглом бесцентровом шлифовании:

а - ось детали выше линии центров шлифовального и ведущего кругов на высоту h; 6 - линия центров наклонена под углом а; в - ось детали ниже линии центров

Наиболее распространенные компоновки круглошлифовальных станков с характеристи­кой их достоинств и недостатков приведены в табл. 10.5. Чаще всего станки изготовляют в компоновках / и 4. Станки компоновок / и 2 имеют подвижную шлифовальную бабку.

Полуавтомат по компоновке 1 выполня­ют с двумя подвижными бабками. Шлифо­вальная бабка перемещается по накладным направляющим качения станины для настрой­ки на требуемое межцентровое расстояние (МЦР) и радиального врезания. Электродвига­тель главного движения_> установлен на фунда­менте рядом со станиной и связан поли клино­вой передачей со шпинделем шлифовального круга. Электродвигатель должен располагаться так, чтобы при перемещении шлифовальной бабки изменение МЦР шкивов ременной пе­редачи было минимальным. В некоторых мо­делях главные электродвигатели, имеющие высокий уровень балансирования, устанавли­вают непосредственно на шлифовальных бабках.

Шлифовальные шпиндели, как правило, устанавливают на гидродинамических ради­альных подшипниках. Осевая опора - подпру­жиненный подпятник трения. В ряде станков опоры шлифовального шпинделя - прецизи­онные подшипники качения, на высокоточных станках - гидростатические подшипники.

В бесцентровых станках круги высотой до 320 мм обычно устанавливаются консольно, более высокие - портально.

Портальные шпиндели связываются с приводом вращения посредством муфты. Пор­тальное крепление кругов обеспечивает высо­кую жесткость, но затрудняет их замену. Шпиндели шлифовальных кругов имеют воз­можность выставки в осевом направлении и оснащения механизмами осевой осцилляции.

Табл.10.4. Схемы бесцентрового шлифования

Эскиз	Характеристика шлифования	Особенности процесса шлифования
	Заготовка 2 размещается ме­жду шлифовальным кругом 1 и ведущим кругом 3, опира­ясь на поддерживающий нож 4	Круги вращаются в одном направлении vKp1 > vKp3. Заготовка вращается со ско­ростью ведущего круга vkp3. Скорость резания vpe3 = = vKp1- vKp3. 1)
	Заготовка 2 типа колец бази­руется на роликах / и 4	Вращение заготовки осуще­ствляется за счет прижима роликов к ведущему кругу 3 2)
	Одновременная обработка двух заготовок типа клапана двигателей, симметрично установленных относительно кругов	Заготовка прижимается к ведущему колесу 3 роликами 1 и 2 3)
	Обработка больших заготовок типа оси шасси самолетов при неподвижной установке заготовки	Шлифовальные круги вместе с ножами вращаются вокруг оси заготовки 4)
	Обработка внутренних по­верхностей заготовки с уста­новкой ее между поддержи­вающими роликами 1 и при­жимными - 2	Ось прижимного ролика 2 устанавливается под углом 0,5° к оси вращения заготов­ки для обеспечения ее при­жима к торцу осевого упора. Шлифовальному кругу 3 сообщается возвратно- поступательное перемещение вдоль своей оси 5)

,

Портальные шпиндели связываются с приводом вращения посредством муфты. Пор­тальное крепление кругов обеспечивает высо­кую жесткость, но затрудняет их замену. Шпиндели шлифовальных кругов имеют воз­можность выставки в осевом направлении и оснащения механизмами осевой осцилляции.

На левом торце шлифовального круга крепится устройство его балансировки. Высо­кие шлифовальные круги должны быть осна­щены динамическими балансировочными уст­ройствами моментного типа.

На шлифовальных бабках размещают устройства правки круга алмазным каранда­шом, гребенкой или роликом. Поперечное перемещение алмаза осуществляется по на­правляющим качения от храпового механизма или шагового электродвигателя через винт- гайку качения.

Шпиндель ведущего круга устанавливают на подшипниках качения. На высокоточных станках применяют гидростатические опоры. Привод от электродвигателя на шпиндель осуществляется через червячную пару. Так как ведущий круг может работать как в тормоз­ном, так и в генераторном режимах, зазоры в приводе должны бьпъ минимальными. Для обеспечения высокой точности обработки вращение ведущего круга должно быть равно­мерным.

Ведущая бабка имеет поворотную часть для наклона ведущего круга на угол подачи.

На многих станках механизмы правки ведущего круга размещаются на самой веду­щей бабке. Однако из-за влияния диаметра обрабатываемой заготовки на требуемый для обеспечения точности продольный профиль механизм правки устанавливают на поворот­ной части с возможностью разворота на угол в плоскости, параллельной оси ведущего круга.

Для обработки конических поверхностей и корректировки конусности деталей ведущая бабка вместе с суппортом может поворачивать­ся на станине вокруг вертикального шипа.

Ведущая бабка может перемещаться при на­ладке относительно суппорта. На высокоточ­ных станках применяют гидростатические на­правляющие и винтовые пары перемещения стола.

Силы резания при бесцентровом шлифо­вании не превышают: радиальные 3-4 кН, окружные 1 - 1,5 кН . Точность обработки во многом зависит от наладки станка (высоты расположения детали относительно центров, настройки узла правки ведущего круга, часто­ты вращения правки ведущего круга и т.д.), а также динамических характеристик станка. Существуют программы их расчета на ЭВМ с прогнозированием получаемой точности.