Учебники по популярным профессиям
на asv0825.ru

Граверное дело
Учебник

       

9. Алмазообрабатывающие приспособления

Изготовление резцов. Алмаз обрабатывают на чугунных дисках и дисках из агата и сапфира, установленных на специальных станках повышенной точности, высокочастотные вибрации и дисбаланс шпиндельного узла которых доведены до минимума.

Чугун — сплав железа с углеродом (более 2%, обычно 3—4,5%), некоторым количеством марганца (до 1,5%), кремния (до 4,5%), серы (не более 0,08%), фосфора (до 1,8%), а иногда и других элементов. Углерод в чугуне может находиться в связанном состоянии в виде карбида железа Fe2C (белый чугун) либо в свободном состоянии в виде графита (серый чугун). В целях повышения качества чугуна применяют модифицирование путем добавки некоторого количества модификаторов (например, магния) и легирование различными элементами (никелем, хромом и др.).

Агат — минерал, характеризующийся многократным переслаиванием тонких (до 10 мкм) различно окрашенных слоев.

Сапфир — прозрачный, бесцветный или васильково-синий минерал, разновидность корунда. Корунд — минерал, применяемый как абразив или технический камень.

Станки просты по конструкции. Наиболее ответственной частью станков является шпиндельный узел, ось вращения которого может располагаться горизонтально или вертикально. Шпиндельный узел состоит из шпинделя с закрепленной на нем планшайбой и шпиндельных опор. В существующих станках центр тяжести планшайбы находится в стороне от подшипников, а следовательно, малейшее его несовпадение с осью вращения вызывает появление центробежных сил, создающих деформацию шпинделя, что приводит к появлению вибраций. Кроме того, вибрацию вызывает приводной ремень, передающий вращение от электродвигателя к шпиндельному узлу. Шпиндель — вращающийся вал станка.

Шпиндельные узлы станков для заточки резцов

Рис. 17. Шпиндельные узлы станков для заточки резцов с механическим (а) и с электромеханическим (б) приводами

Конструкции шпиндельных узлов станков для огранки алмазов приведены на рис. 17. Центр тяжести планшайбы в узле максимально приближен к основному подшипнику, который выполнен в виде сферической опоры с регулируемым подпятником (положение шпинделя — вертикальное). Чугунная планшайба 6 запрессована на шпиндель 1. В верхней частя шпинделя (рис. 17, а) при помощи кольцевой гайки 5 укреплена стальная сферическая опора 23, в центральной части которой имеется точечный капроновый подпятник, опирающийся на рубиновый упор 2.

Подпятник запрессован в винт 4, вращая который можно перемещать его, регулируя зазор в сферической опоре. Правильное положение подпятника фиксируется при помощи контргайки 3. Планшайба со шпинделем своей сферической опорой насажена на сферическую поверхность подпятника неподвижной стойки 24. Стойка соединена при помощи винтов 10 с основанием 16, которое крепится к плите 8 стайка через промежуточное кольцо 17 винтами 7 и 9. Таким образом, планшайба имеет основную опору, вынесенную на конец консольно закрепленного стержня в месте расположения ее центра тяжести.

Опора выполнена в виде сферического подшипника с регулируемым зазором между трущимися поверхностями и воспринимает как осевую, так и радиальную нагрузку. Для сохранения горизонтального положения планшайбы при ее вращении шпиндель опирается нижней внутренней цилиндрической поверхностью на три капроновые опоры 22, расположенные через 120° но окружности. Эти опоры удерживаются пружинами 19 н регулируются при помощи конической поверхности трубки 13, которая перемещается вдоль своей оси по резьбе при вращении ее рукояткой 14, укрепленной стопором 12. Отрегулированное положение трубки фиксируется при помощи контргайки 11.

Смазка подшипников узла производится следующим образом. Через гибкий шланг, надетый на штуцер трубки 13, масло под давлением поступает на сферический подшипник и затем, проходя через зазор между шпинделем и стойкой 24, на цилиндрические опоры. Отработанное масло попадает в полость основания 16, откуда сливается через штуцер 15. Полость закрыта крышкой 20 с прокладкой 21, которая закреплена винтами 18. Вращение шпинделя осуществляется или при помощи ремня 25 от электродвигателя, или специальным бесконтактным электродвигателем, ротор которого насажен на шпиндель (рис. 17, б).

Вращение планшайбы двигателем, ротор которого сидит непосредственно на шпинделе, имеет то преимущество, что отсутствует радиальная сила от ремня, а шпиндель лучше центрируется относительно оси вращения.

Устройство бесконтактного электрического двигателя весьма простое. На шпиндель насаживается ротор, представляющий собой магнитопровод постоянных магнитов 26 из феррита, которые установлены с помощью стержней, приклеенных на магнитопровод эпоксидным клеем, и образуют полюса. Полюса эти при вращении взаимодействуют своими магнитными полями с плоскими катушками в базовой и коллекторной цепях транзистора. Взаимодействие каждого полюса с базовой катушкой открывает транзистор, и ток, протекающий от источника питания через коллекторную катушку, взаимодействует с магнитным полем ротора, создавая тем самым вращающий момент.

Для создания пары сил коллекторная катушка разделена на две равные части, расположенные диаметрально противоположно и соединенные последовательно. Число полюсов в этом случае может быть различным, но обязательно четным. Катушки укреплены с помощью клея БФ-2 на колодах, вставленных в окна кольцевого основания и удерживаемых винтами. Двигатель работает бесшумно и при изменении напряжения питания плавно изменяет частоту вращения в широком диапазоне.

Алмазное зерно закрепляется в специальной заточной каретке, совершающей относительно планшайбы осциллирующие движения. Процесс заточки алмаза контролируется оператором, который периодически осуществляет подачу затачиваемого алмаза.

При отладке станка одной из наиболее важных задач является задача определения места расположения неуравновешенных масс шпиндельного узла, так как при увеличении частоты вращения шпиндельного узла наличие незначительного дисбаланса во вращающихся деталях вызывает появление весьма заметных центробежных сил, создающих дополнительные нагрузки на механизмы, в первую очередь на его подшипники, что, несомненно, может вызвать вибрацию. Она является причиной повышенных износов, шумной работа станка, и, как следствие, приводит к снижению производительности и к невозможности контроля технологического процесса. Поэтому операция балансировки шпиндельного узла занимает важное место в общем технологическом процессе изготовления деталей и механизмов станка.

После статической балансировки и установки шпинделя в опоры планшайбу шаржируют алмазной пудрой, которая подготовляется по специальной технологии. Для этого на поверхность планшайбы наносят спирт с алмазной пудрой. Затем медленно перемещая шлифовальный чугунный брусок от периферии к центру при вращающемся шпиндельном узле, закрепляют алмазную пудру на поверхности планшайбы. Шаржирование планшайбы является очень ответственной операцией. Перед нанесением порошка планшайбу очищают от пыли и обезжиривают протиранием ректификатным спиртом. Использовать для этой цели гидролизный спирт не рекомендуется, так как протертая поверхность может подвергнуться коррозии. Алмазную пудру наносят «сухим» и «мокрым» методами. Планшайба, подготовленная «сухим» методом, более интенсивно снашивает обрабатываемый алмаз, чем планшайба, подготовленная к работе «мокрым» методом.

От выбора структуры чугуна и размера шаржируемых алмазных зерен зависит работоспособность станка. Существуют противоречивые сведения о влиянии структуры и химического состава чугуна планшайбы на качество обработки алмаза. Результаты экспериментальных исследований показывают, что лучшими свойствами обладают планшайбы из чугуна следующего химического состава: 3,7—3,9% С; 2,2—2,9% S; 0,3—0,6% Мп; 0,07—0,1% S; 0,15—0,2% Fe; 0,05% Ni; 0,13% Cr; 0,45—0,6% Р. Микроструктура чугуна планшайбы состоит из перлита, участков ледебурита и небольшого количества фосфидной эвтектики. Графит — мелкопластинчатый и шаровидный, расположенный кустообразно. Твердость чугуна НВ 220—250.

Сорт масла и разноразмерность зерна, используемого при шаржировании шлифовального диска, играют немаловажную роль. Рекомендуется брать более «клейкое» масло, которое прочно закрепляет алмазную пыль в планшайбе, что увеличивает ее износостойкость.

Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг@Mail.ru