Станки для абразивной обработки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Станки для абразивной обработки

Характерными признаками станков этой группы является режущий инструмент, в основе которого лежит абразивное или алмазное зерно. К таким инструментам относятся шлифовальные круги, абразивные ленты и абразивные зерна или порошки, связанные консистентной или жидкой средой, центробежными силами и др.

Преимущественно эти станки применяются для окончательной обработки заготовок, на них обеспечивается заданная точность и качество рабочих поверхностей деталей.

Классификация станков для абразивной обработки

К этой группе относятся станки:

1. для круглого наружного шлифования;

2. для круглого внутреннего шлифования ;

3. для плоского шлифования ;

4. для ленточного шлифования;

5. доводочные;

6. заточные.

Станки для наружного круглого шлифования

Станки для наружного круглого шлифования подразделяются на:

* круглошлифовальные,

* бесцентрово-шлифовальные.

Схема работы круглошлифовального станка показана на рис. 1,а.

Шлифовальный круг 1 получает вращательное движение В1 со скоростью резания Vкр Заготовка 5, устанавливается в центрах, получает от поводкового устройства 3 вращательное движение В2, со скоростью Vи Если длина шлифуемой поверхности больше ширины шлифовального круга В, то столу 4, несущему заготовку 5, сообщается движение продольной подачи П3(Sпр). Заданный размер по диаметру заготовки обеспечивается периодической поперечной подачей П4(Sп) осуществляемой после каждого хода стола в направлении П3 При шлифовании коротких заготовок с L<B производится так называемое врезное шлифование, т.е. шлифование с поперечной непрерывной подачей П4(Sи) и без продольного движения. П3(Sпр).

Схема бесцентрового шлифования представлена на рис. 1,б. Заготовка 2 размещается между ведущим 1 и шлифовальным 4 кругами и снизу поддерживается опорным ножом 3, прижимающим ее своим скосом к ведущему кругу, и получает вращательное движение В2 со скоростью Vи от ведущего круга за счет сил трения. Шлифовальный круг 4 вращается со скоростью резания и обеспечивает снятие стружки. Ось ведущего круга может наклоняться на угол за счет чего появляется осевая составляющая силы трения, позволяющая получить продольную подачу Sпр. При наклоне оси на угол 1,5...6° заготовка получает быструю подачу Sпр применяемую при черновом шлифовании. Для чистового шлифования угол наклона устанавливают в пределах 0,5...1,5°. Кроме сквозного продольного бесцентрового шлифования на этих станках возможно врезное шлифование (при = 0) и продольное шлифование до упора?.

Станки для круглого внутреннего шлифования

Станки для круглого внутреннего шлифования подразделяются на:

* внутришлифовальные,

* внутришлифовальные бесцентровые,

* внутришлифовальные планетарные.

На рис. 2,а показана схема работы внутришлифовального станка. Шлифовальный круг 2 вращается (В1) со скоростью Vкр вместе со шлифовальной бабкой 4 совершает возвратно-поступательное движение П3(Sпр). Заготовка 3, устанавливаемая в патроне 1, получает вращательное движение В2(Vи). В результате трех перечисленных движений формируется цилиндрическая поверхность определенной длины, превышающей ширину шлифовального круга. Движение П4(Sи) необходимо для получения отверстий заданного размера. Принцип действия бесцентрового внутришлифовального станка аналогичен принципу работы бесцентрово-шлифовального станка. Отличие состоит лишь в том, что вместо опорного ножа здесь применяются опорные ролики 1 (рис. 2,б), а шлифовальный круг 3 вводится в отверстие обрабатываемой детали 2.

В случае необходимости шлифовать отверстия в громоздких деталях все движения сообщают шлифовальному кругу, например, по схеме, изображенной на рис.2,в. Круг 2 вращается вокруг своей оси в эксцентриковой гильзе 3, а вместе с гильзой 4, соосной с отверстием в заготовке 1, он совершает планетарное движение вокруг оси обрабатываемого изделия. Шлифовальная бабка 6 получает вместе со шпинделем круга возвратно-поступательное движение П3(Sпр). Поперечное перемещение П4(Sи) может быть обеспечено поворотом эксцентриковой гильзы 3 в гильзе 4.

Рис.1. Схемы работы внутришлифовальных станков

Станки для плоского шлифования

Плоскошлифовальные станки различают :

* с прямоугольным столом, работающие периферией (рис. 3а) или торцом (рис. 3б) шлифовального круга,

* с круглым столом, работающие также периферией (рис.3в) и торцом (рис.3г ) шлифовального круга.

Ленточно-шлифовальные станки

Для шлифования абразивной лентой выпускаются ленточно-шлифовальные станки для обработки круглых, плоских и фасонных поверхностей.

Одна из схем работы ленточно-шлифовального станка для обработки плоских и фасонных поверхностей показана на рис.4. Бесконечная абразивная лента 2 приводится ведущим роликом, вращающимся с заданной скоростью резания Vл Контактный ролик 3 прижимает ленту к обрабатываемой заготовке 5. Натяжение ленты обеспечивается роликом 4 при помощи пружины.

Рис.2. Схемы работы плоскошлифовальных станков

Рис.3. Схема работы ленточно-шлифовальных станков

К подгруппе доводочных станков относятся:

* хонинговальные станки;

* притирочные станки.

* станки для суперфинишной обработки;

Схема работы хонинговального станка показана на рис. 5,а. Со шпинделем станка шарнирно соединяется специальный инструмент - хон, состоящий из корпуса 3, абразивных брусков 4 и устройства для подачи брусков в радиальном направлении П3 размещенного внутри корпуса. Хон получает вращательное движение В1со скоростью резания Vкр порядка 20...70 м/мин, т.е. существенно более низкой, чем при шлифовании, и возвратно-поступательное движение П2продольной подачи Sпр.

На рис.5,б изображена схема работы станка для суперфинишной обработки наружных цилиндрических поверхностей. Обрабатываемая деталь 3 равномерно вращается В1 Инструмент в виде головки, состоящей из корпуса 1 и абразивных брусков, прижимается к заготовке о постоянным усилием Р. Головка совершает медленное возвратно-поступательное движение П2 и быстрое колебательное движение П3. На эти движения могут накладываться дополнительные относительные движения заготовки и головки.

Одна из схем работы притирочных станков представлена на рис. 5в. На основном притирочном диске 4 размещаются обрабатываемые детали в виде роликов 3, помещенных в окна сепаратора 2. Сверху обрабатываемые детали прижимаются с постоянным усилием нажимным диском 1. Основной и нажимный диски получают вращение либо в разные стороны, либо в одном направлении, но с различными скоростями. Сепаратор с роликами при помощи кривошипа 8 получает планетарное движение. Вследствие этого обрабатываемая деталь совершает довольно сложное движение относительно рабочих поверхностей притиров, шаржированных абразивом, и обеспечивается процесс резания.

Рекомендация. Закройте текст, рисунки и вспомните названия всех типов шлифовальных станков. Нарисуйте схемы движения при шлифовании на различных станках.

Рис.4 Схемы работы доводочных станков

Основные технические характеристики.

Основными техническими характеристиками круглошлифовальных станков являются:

* наибольшие размеры устанавливаемых заготовок, Dз(max) и Lз(max);

* наибольший диаметр Dз и длина Lз шлифуемых поверхностей;

* наибольший диаметр шлифовального круга и другие Dкр(max).

В соответствии с ГОСТом 2963-54 выпускаются станки следующих размеров (табл.1).

Таблица 1. Основные технические характеристики круглошлифовальных станков

К основным техническим характеристикам (ГОСТ 9033-59, ГОСТ 873-59, ГОСТ 874-59) плоскошлифовальных станков относятся:

1. для станков с прямоугольным столом;

* наибольшая ширина (В ) и высота (Н) обрабатываемых изделий,

* размеры стола (В1?L1),

* наибольший диаметр шлифовального круга и другие.

2. для станков с круглом столом;

* наибольший диаметр стола и наибольшая высота устанавливаемой на столе детали.

Круглошлифовальные станки.

Принцип работы круглошлифовального станка ясен из рис.1а. Для образования шлифуемого цилиндра по окружности необходимы движения В1 и В2 так как образование этой линии осуществляется методом касания.

Образование цилиндра вдоль оси происходит за счет перемещения полученной окружности в направлении П3. Все основные движения кинематически друг с другом не связаны, поэтому обеспечиваются независимыми приводами.

Рекомендация. Вспомните методы образования производящих линий. Нарисуйте схему и расскажите суть образования линии методом касания.

Устройство круглошлифовального станка можно представить из рис. 6.

Станок состоит из следующих основных узлов: станины 2, шлифовальной бабки 4, рабочего стола 1, передней бабки 3 и задней 5.

Станина 2 представляет собой массивную чугунную отливку коробчатой формы, полости которой используются для размещения электрооборудования и гидроаппаратуры, а также в качестве емкости для рабочей жидкости гидропривода. По продольным направляющим перемещается рабочий стол. Поперечные направляющие служат для перемещения шлифовальной бабки в поперечном направлении

Шлифовальная бабка 4 содержит в себе привод главного движения. Она состоят из чугунного литого корпуса 5 (рис.7.) в котором в специальных опорах, чаще гидравлических опорах скольжения 4 монтируется шпиндель шлифовального круга 3, приводимый во вращательное движение от отдельного электродвигателя М через ременную передачу Привод делается либо нерегулируемым, либо регулируется в небольших пределах сменой шкивов d1 и d2

Шлифовальная бабка совершает движение поперечной подачи или установочное перемещение П4 для чего служит механизм поперечной подачи, состоящей из ходового винта с шагом t , приводимого во вращение либо вручную от маховика 7 через передачи либо автоматически от храповика , приводимого в конце каждого хода. Ускоренный подвод и быстрый отвод бабки в крайнее заднее положение осуществляется от гидроцилиндра, закрепленного на корпусе бабки. Поршень 6 связан с ходовым винтом и неподвижен в осевом направлении. Если масло подать в левую полость, то бабка быстро отойдет назад, если в правую - бабка со шлифовальным кругом быстро будет подведена к заготовке

Рабочий стол 1 (рис.6) сообщает заготовке, устанавливаемой в центрах передней и задней бабок, возвратно-поступательное движение П3 называемое продольной подачей Sпр Это движение обеспечивается гидроприводом (рис.8). Со столом 1 через штоки 4 жестко связан поршень 3 силового цилиндра 2, который закреплен неподвижно. Рабочая жидкость гидропривода (машинное масло) подается насосом 8 через предохранительный клапан 7, настроенный на определенное давление, и через дроссель 6, предназначенный для изменения величины сечения трубопровода, а следовательно, и объема подаваемой жидкости, определяющего скорость движения рабочего органа поступает в распределитель 5.

От распределителя отходят два канала к цилиндру и два канала - в бак, на слив. Если распределитель 5 занимает положение, изображенное на рис .8, масло от насоса через дроссель и трубопровод г-д-е попадает в правую полость цилиндра и заставляет поршень 3 вместе со столом 1 перемещается влево. Масло из левой полости цилиндра через канал к-и-з-ж вливается в бак. Если поршень распределителя 5 переместить вправо, трубопровод от насоса а-б-в соединится с каналом з-и-к и масло под давлением будет поступать в левую полость цилиндра, из правой полости масло будет сливаться в бак по каналам в-д-г-л, произойдет реверсирование движения. Станок снабжается рычажной 10 иди другой системой управления распределителем, которая от переставных упоров 9, закрепленных на столе, позволяет управлять ходом стола: реверсировать, изменять длину хода и зону работы.

Передняя бабка 3 (рис .6) предназначается для сообщения заготовке вращательного движения называемого круговой подачей и состоит из корпуса 1 (рис.9), в котором размещаются электродвигатель, вариатор или ступенчато-шкивный привод, вращающаяся планшайба 2 с поводковым пальцем и неподвижная опора 3 переднего центра 4.

Конструктивная особенность привода изделия большинства станков состоит в тем, что во избежание дополнительной ошибки от неточности подшипников шпинделя передний центр крепится неподвижно (рис. 9).

Задняя бабка 5 (рис.6) имеет те же функции, что и в токарных станках.

Гидрокинематическая схема круглошлифовального станка мод. 3151 представлена на рис.10. Для анализа схемы любого крупношлифовального станка можно рекомендовать следующий порядок:

* анализ источников движения, связей и способа регулирования движений и потребных для образования окружности диаметром

* анализ элементов схемы, обеспечивающих движение необходимого для образования цилиндра вдоль его оси;

* выявление источников и других элементов для поперечного движения позволяющего получить заданный размер по диаметру

Привод главного движения в рассматриваемом станке осуществляется от двигателя М1 через ременную передачу Частота вращения шпинделя не регулируется. Вращение заготовки обеспечивается двигателем М2 через ступенчато шкивный привод и ременные передачи

Возвратно-поступательное движение стола осуществляется поршнем неподвижного силового цилиндра Ц1, связанным штоком о рабочим столом.

От насоса Н масло через дроссель Д1, узел “а”, распределитель Р1 поступает в левую полость цилиндра Ц1. Поршень перемещается вправо. Масло из правой полости цилиндра через распределитель Р1 сливается в бак.

Одновременно масло от насоса Н через дроссель Д1, узел “б”, распределитель Р2, дроссель Д3 попадает в левую полость распределителя Р1, удерживая постоянно его поршень в крайнем правом положении.

При движении стола вправо упор У1 увлекает рычаг Р вправо. Нижний конец рычага перемещает поршень распределителя Р2 влево, при этом масло от насоса Н, через дроссель Д1 и узел “б” попадает к дросселю Д2 и в правую полость распределителя Р1, быстро перемещает его влево, и масло от насоса Н через дроссель Д1, узел “а”, распределитель Р1 будет поступать в правую полость цилиндра Ц1. Поршень изменит направление движения.

Скорость движения стола регулируется изменением проходного сечения в дросселе Д1, вследствие чего изменяется объем рабочей жидкости, подаваемой в цилиндр в единицу времени.

Для перемещения стола вручную открывают кран КР3. В рабочей магистрали давление падает, кран КР2 под действием пружины соединяет левую и правую полости цилиндра Ц1. Поршень цилиндра Ц3 под действием пружины опускается вниз, включая цилиндрическую пару Вращением маховика через передачи и реечную пару стол можно перемещать вручную.

Поперечное движение осуществляется перемещением шлифовальной бабки. Ускоренный подвод ее к заготовке происходит гидравлически. Масло от насоса Н через распределитель Р3 поступает в заднюю (на рис.10 нижнюю) полость цилиндра Ц2. Поршень с корпусом бабки перемещается вперед. Масло из передней полости цилиндра Ц2 сливается в бак. Изменение положения распределителя Р3 меняет направление потоков масла, а бабка будет ускоренно отведена в крайнее заднее положение.

В станке предусмотрено периодическое за каждый двойной ход стола перемещение на величину поперечной подачи Поршень цилиндра Ц4 соединен штоком с собачкой храповика Полости распределителя Р4 соединены с соответствующими полостями цилиндра Ц1. При движении стола вправо рабочее давление сместит распределитель Р4 вправо и поршень цилиндра Ц4 будет смещен влево, храповик повернется на Z зубьев. При движении стола влево распределитель Р4 сместится влево и масло из цилиндра Ц4 сольется в бак, а поршень под действием пружины возвратится в исходное положение.

Вручную поперечную подачу можно осуществить, вращая маховик при этом движение коническими парами будет передаваться на ходовой винт с t = 6 мм.

Шлифовальный инструмент имеет ту особенность, что по сравнению с лезвийным нуждается в более частом восстановлении режущих способностей и формы рабочей поверхности, называемом правкой, поэтому механизмы правки в подавляющем большинства являются неотъемлемой частью станка.

В связи с этим здесь уместно обратить внимание на особенности крепления, балансировки и правки шлифовальных кругов.

На круглошлифовальных станках чаще всего применяют шлифовальные круги, состоящие из абразивного диска (рис.11), устанавливаемого на ступицу фланца 2. Коническим отверстием во фланце 3 круг в сборе устанавливается и закрепляется на шпинделе станка. В кольцевом пазу фланца 3 размещаются 3...5 грузиков 5, предназначенных для балансировки круга.

Абразивный диск в соответствии с технологией его изготовления при сборке не обеспечивает достаточной уравновешенности, поэтому круги в сборе подвергаются балансировке.

Статическая балансировка заключается в том, что круг в сборе закрепляется на цилиндрической оправке (рис. 12), которая своими концами укладывается на балансировочное приспособление 4. Круг перекатывается на ножах приспособления, так что наиболее тяжелая часть диска занимает нижнее положение. Определив положение дисбаланса, сдвигают грузики 2 в противоположную сторону, добиваясь такого состояния, когда круг останавливается на ножах при повороте его на любой угол.

Правка шлифовального круга производится удалением с его рабочей поверхности слоя абразива и связки с целью обновления режущих кромок и восстановления геометрической формы поверхности. 0на может осуществляться алмазом (рис.13а) стальным, твердосплавным (рис. 13б) или алмазным роликом (рис.13в).

На круглошлифовальных станках, кроме гладких цилиндрических поверхностей, можно обрабатывать конические, фасонные и другие поверхности тел вращения. Для шлифования пологих конусов большинство круглошлифовальных станков снабжается поворотным столом (рис.14). Угол не превышает 6°. Для шлифования деталей с большой конусностью в некоторых моделях станков предусматривается поворот передней бабки относительно стола вокруг вертикальной оси на угол 90°, в других - конструкция позволяет поворот шлифовальной бабки на ±45°.

Фасонные поверхности шлифуют профилированным кругом методом врезной подачи. При этом станок оснащается специальным приспособлением для правки фасонной поверхности шлифовального круга (см. например, рис.13).

Обработка ступенчатых валов часто производится врезным шлифованием наборным или широким кругом, закрепленным соответствующим образом (рис.15).

Рекомендация. Нарисуйте схемы шлифования: конической поверхности с конусностью 1:1, цилиндра с L>B и L<B, назовите эти методы шлифования.

На шлифовальных станках обеспечивается обработка по точности:

* по восьмому квалитету при черновом,

* по седьмому - при чистовом,

* по шестому и выше квалитетам - при тонком шлифовании.

Поверхности, обработанные на круглошлифовальных станках имеют шероховатость:

* после чернового шлифования - 4…5 класс,

* после тонкого - 8...11 класс.

ленточный шлифование круглый доводочный

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Нарисовать схемы работы станков для круглого наружного внутреннего, плоского и ленточного шлифования, обозначив движения, и описать характерные особенности.

2. Показать схемы доводочных станков.

3. Составить структурную схему круглошлифовального станка. Объяснить назначение движений.

4. Перечислить основные узлы круглошлифовального станка и объяснить их назначение.

5. Нарисовать принципиальную гидросхему привода продольных подач круглошлифовального станка, рис.8).

6. Показать по гидрокинематической схеме последовательность работы аппаратуры управления при реверсировании движения, рис.10).

7. Показать по гидрокинематической схеме последовательность работы механизма периодических поперечных подач, рис.10).

8. Нарисовать схемы обработки конусов на круглошлифовальном станке.

9. Что значит “произвести балансировку шлифовального круга” и как это сделать?

10. Алмаз тверже абразивного круга, поэтому понятно, что он может срезать слой его материала при правке, а как происходит правка стальными роликами, за счет чего обновляется рабочая поверхность шлифовального круга, ведь ролик имеет более низкую твердость, чем абразив круга?

Размещено на Allbest.ru