Общие сведения
Шлифованием называют вид абразивной обработки заготовок, при котором удаление припуска осуществляют путем микро царапания и микро истирания обрабатываемой поверхности множеством абразивных зерен инструмента. Шлифование чаще всего используют на заключительном этапе технологического процесса, при чистовой обработке, но можно успешно применять этот метод обработки и для снятия больших припусков. Шлифованием можно получить точность размеров по 5–7 квалитету и шероховатость обработанной поверхности с параметром Rа не менее 0,1 мкм.
Назначение и компоновка станка
Для осуществления шлифования применяют шлифовальные и заточные станки. В данной работе изучается устройство плоскошлифовального станка 3Г71 (рис. 1.46), предназначенного для шлифования на заготовках плоскостей, прямолинейных открытых пазов и уступов.
Основными частями станка являются станина 1 с вертикальной стойкой 9, поперечный стол (крестовый суппорт) 2, стол 3 и шлифовальная головка 7, несущая шпиндель со шлифовальным кругом 6. Станок оснащен насосной станцией 12 для подачи в зону обработки и очистки смазочно-охлаждающей жидкости.
Главным движением резания Dг на станке является вращение шпинделя. Движения продольной, поперечной и вертикальной подач осуществляют соответственно продольный стол 3 (DSпр), поперечный стол 2 (DSпоп), шлифовальная головка 7 (DSверт).
Вращение шпинделя производится от электродвигателя, вал которого напрямую соединен со шпинделем станка и вращается с постоянной частотой (n = 2740 об/мин). Поэтому скорость главного движения резания при использовании шлифовального круга определенного наружного диаметра является также постоянной.
Движения подач на станке можно выполнять вручную маховиками Р1, P2 и P3 или автоматически с помощью гидравлического привода (гидропривода).
Рис. 1.46. Плоскошлифовальный станок модели 3Г71М
Гидропривод обеспечивает бесступенчатое изменение скоростей: возвратно-поступательного движения продольной подачи стола (Sпр = 5–20 м/мин); прерывисто-поступательного движения поперечной подачи стола (Sпоп = 0,3–4,2 мм/ход продольного стола); прерывистого поступательного движения вертикальной подачи шлифовальной головки (Sверт = 0,005–0,05 мм/ход). Направление перемещения продольного стола 3 изменяется автоматически от передвижных упоров 4 и 10, расстояние между которыми определяет длину хода стола.
Шлифовальная головка 7 снабжена приводом быстрого перемещения по вертикальным направляющим стойки 9. Это движение является вспомогательным и обеспечивается электродвигателем 8. Управление механизмами и системами станка осуществляют с помощью кнопок и рукояток, расположенных на пульте управления 11, крестовом суппорте 2 и шлифовальной головке 7. Заготовки устанавливают и закрепляют на магнитной плите 5 или с помощью других приспособлений, размещаемых на столе станка вместо магнитной плиты.
Устройство гидропривода станка
Гидравлический привод станка состоит из насоса, панели с управляющей, регулирующей и предохранительной гидроаппаратурой, бака с рабочей жидкостью (минеральным маслом), фильтров рабочей жидкости, гидродвигателя и маслопроводов.
Устройство, основы и особенности работы гидропривода плоскошлифовального станка рассмотрим на примере создания возвратно-поступательного движения подачи продольного стола. Схема этой части гидропривода представлена на рис. 1.47.
Рис. 1.47. Фрагмент схемы гидропривода плоскошлифовального станка
При включении электродвигателя М насос Н подает масло из бака через фильтр грубой очистки Ф1, трубопровод 1, регулятор давления РД и фильтр тонкой очистки Ф2 в гидросистему. Регулятор давления РД поддерживает в гидросистеме заданное давление. При его повышении плунжер регулятора перемещается вверх и часть масла через трубопровод 2 уходит на слив. При падении давления в системе плунжер регулятора РД перемещается вниз, закрывая проход масла из трубопровода 1 в трубопровод 3. Поступление масла в гидросистему прекращается. Рабочие органы станка, осуществлявшие движения подач, останавливаются.
Для обеспечения плавности работы регулятора РД в систему встроен дроссель D1. Дроссель – это устройство с регулируемым поперечным сечением отверстия, позволяющее изменять объем протекающего через это отверстие масла.
При открытом кране Кр1 и закрытом Кр2 масло через трубопровод 3, кран КР1, среднюю расточку «a» золотника реверса 3Р, трубопроводы 4 и 5 попадает в правую полость рабочего гидроцилиндра ГЦ. Поршень гидроцилиндра начинает двигаться влево, сообщая поступательное движение столу станка. Из левой полости масло сливается в бак, проходя при этом через трубопровод 6, расточки «b» и «d» золотника реверса ЗР, трубопровод 7, среднюю полость золотника управления ЗУ, трубопровод 8 и дроссель D2. С помощью дросселя D2 регулируют скорость движения стола, что достигается изменением размера отверстия для прохода жидкости.
Движение стола в левую сторону будет продолжаться до тех пор, пока регулируемый упор У1, закрепленный на столе станка, не набежит на рычаг реверса РР. Поворот рычага через зубчатые колеса z1 и z2 и зубчатую рейку, выполненную как одно целое с плунжером золотника управления ЗУ, вызывает перемещение плунжера в крайнее левое положение. При этом проход для масла между расточками «f» и «k» золотника ЗУ закрывается и открывается проход между проточками «g» и «h».
Масло, поступающее под давлением к золотнику реверса ЗР от насоса Н через трубопроводы 1 и 3, проходит через трубопроводы 9 и 10 и проточку «g» золотника управления ЗУ в открывшуюся проточку «h», трубопровод 11, дроссель D3 и в правую полость «е» золотника реверса ЗР. Плунжер последнего под действием давления масла перемещается в крайнее левое положение. В результате проход для масла, идущего от насоса, из центральной расточки золотника ЗР в расточку «a» будет закрыт, а в расточку «b» – открыт. Кроме того, расточки «a» и «c» соединятся, «b» и «d» разъединятся.
При этом положении плунжера золотника реверса масло из бака будет поступать по магистрали «Ф1 Н 1 РД Ф2 З средняя расточка ЗР расточка «b» трубопровод 6» в левую полость гидроцилиндра ГЦ. Шток гидроцилиндра вместе со столом станка начнет перемещаться вправо. Масло из правой полости гидроцилиндра будет сливаться в бак через трубопроводы 5 и 4, расточки «a» и «c» золотника ЗР, трубопровод 12, центральную расточку ЗУ, трубопровод 8, дроссель D2.
Стол будет двигаться вправо до тех пор, пока закрепленный на нем регулируемый упор У2 не повернет рычаг реверса РР, который через зубчатые колеса z1 и z2 и зубчатую рейку переместит плунжер золотника управления ЗУ в крайнее правое положение. Далее весь цикл, описанный выше, повторится, а стол будет перемещаться влево.
Для продольного перемещения стола вручную маховиком Р2 (рис. 1.46), расположенном на крестовом суппорте, гидросистему отсоединяют от напорного трубопровода перекрытием крана Кр1. Одновременно с этим открывают кран Кр2, и при движении стола масло свободно переливается из одной полости гидроцилиндра в другую через трубопроводы 5 и 6. Поскольку насос Н при закрытом кране Кр1 продолжает работать, в трубопроводе 1 повышается давление. Плунжер регулятора давления РД поднимается вверх, и масло через полость РД и трубопровод 2 сливается в бак.
В гидросистеме станка установлены три предохранительных клапана ПК1, ПК2 и ПК3. При повышении давления выше критического в трубопроводах (соответственно 8, 11 и 13) они пропускают часть масла в бак, обеспечивая стабильные условия работы системы и предотвращение аварии.