Учебники по популярным профессиям
на asv0825.ru

>>> Перейти на мобильный размер сайта >>>

Учебное пособие

Шлифовальные работы

       

5.4. Конструктивные особенности и кинематика круглошифовальных станков

Для удовлетворения требований различных отраслей машиностроения станкостроительная промышленность в СССР выпускает круглошлифовальные станки повышенной, высокой и особо высокой точности (классов П, В и А). Для станков соответствующих классов точности регламентированы допуски на геометрическую точность шлифуемых образцов и шероховатость их поверхностей. В настоящее время выпускают станки, обеспечивающие круглость 0,3 мкм на образце диаметром 100 мм (станок мод. 3H163C). Обеспечение жестких допусков на геометрическую точность шлифуемых поверхностей, на размер (2—5 мкм), а также шероховатость (Rа = 0,04 мкм) требует решения комплекса проблем, важнейшими из которых являются: обеспечение постоянства положения оси вращения изделия и шлифовального круга, плавности малых перемещений, уменьшение относительных колебаний изделия и шлифовального круга, обеспечение автоматического управления режимами шлифования.

Постоянство положения оси вращения заготовки обеспечивают повышением точности формы, центров, круглость которых должна быть не более 1—2 мкм. Длительному сохранению круглости центров способствует применение центров с твердыми вставками. Круглость центровых гнезд на шлифуемой заготовке не должна превышать допуск на круглость шлифуемой поверхности более чем в 5—8 раз.

На станках с вращающимся шпинделем в передней бабке в качестве опор шпинделя применяют гидростатические подшипники, позволяющие снижать влияние отклонения от круглости подшипниковых шеек шпинделя на круглость шлифуемой поверхности и длительное время сохранять требуемую точность вращения.

Для обеспечения параллельности оси вращения изделия ходу стола применяют следующие конструктивные решения:

  • повышают плавность поворота верхнего стола применением воздушной или гидравлической разгрузки, что позволяет снизить погрешность установки оси вращения заготовки параллельно продольному ходу стола;
  • применяют измерительные устройства для контроля параллельности оси вращения детали продольному ходу стола; при этом погрешность можно быстро определить по прилагаемой к станку номограмме;
  • пиноль задней бабки монтируют с предварительным натягом, используя шариковые и роликовые направляющие;
  • применяют измерительно-управляющие устройства, которые в двух поперечных сечениях шлифуемой поверхности следят за измерением диаметра и при разности размеров в этих сечениях выдают команды на исполнительные механизмы, обеспечивающие автоматическую коррекцию оси вращения заготовки;
  • выносят источники теплоты за пределы базовых узлов станка (гидростанции, установки СОЖ, установки смазки), вводят устройства для автоматического снижения температуры нагрева масла, СОЖ и ее стабилизации и др.;
  • повышают суммарную статическую жесткость станков; постоянство положения оси вращения шлифовального круга обеспечивают применением гидродинамических многоклиновых гидро- и пневмостатических подшипников;
  • повышают точность изготовления подшипниковых шеек шпинделя, круглость которых в зависимости от класса точности станка не превышает 0,3—1 мкм.

На прецизионных станках необходимо обеспечить стабильное получение периодических подач в пределах 0,2—1 мкм/ход (зависит от класса точности станка), врезных —в пределах 10—20 мкм/мин, точность установки шлифовальной бабки в заданное положение в пределах 0,5—1 мкм.

Стабильность указанных величин достигается применением на шлифовальной бабке роликовых направляющих качения, в том числе с предварительным натягом, винтовой пары качения в последнем звене кинематической цепи подач, что исключает неблагоприятное влияние трения скольжения. На прецизионных круглошлифовальных станках некоторых моделей поступательное перемещение шлифовальной бабки заменяют качательным (для уменьшения влияния трения скольжения и использования корпуса шлифовальной бабки в качестве двуплечего рычага). Но такое решение пригодно при съеме очень малых припусков, и станки с таким механизмом имеют узкоцелевое назначение. В качестве привода механизма поперечных подач на современных прецизионных круглошлифовальных станках применяют шаговый электродвигатель, ротор которого дискретно поворачивается на малые углы (1,5°) с регулируемой в большом диапазоне частотой вращения, что позволяет получать малые величины периодических и врезных подач, а кинематическая цепь становится короткой и жесткой.

Круглость и шероховатость шлифуемых деталей в значительной степени определяются колебаниями шлифовальной бабки относительно оси центров. Причины, вызывающие относительные колебания шлифовальной бабки, указаны выше. В прецизионных круглошлифовальных станках стремятся снизить влияние дисбаланса круга на размах колебаний шлифовальной бабки путем тщательной балансировки круга вне станка с помощью грузиков, а затем после его установки на станок и правки, окончательной балансировки на станке специальными балансировочными механизмами. Для контроля размаха колебаний шлифовальной бабки применяют электронные приборы с ценой деления до 0,1 мкм. Влияние колебаний электродвигателя привода шлифовального круга уменьшают его балансировкой вместе с приводным ремнем, повышением точности подшипников качения ротора электродвигателя и монтажных поверхностей для них.

Автоматическое управление режимами шлифования позволяет обеспечить стабильное качество шлифуемых поверхностей. Как правило, на современных прецизионных круглошлифовальных станках цикл шлифования автоматизирован. Причем в процессе съема припуска на большинстве станков скорость поперечной подачи изменяется несколькими ступенями (обычно не более четырех ступеней). Такая схема цикла не всегда оптимальна для обеспечения высоких производительности и качества шлифования.

На рис. 5.8 показан общий вид универсального круглошлифовального станка ЗУ131, предназначенного для единичного, мелкосерийного и серийного производств. Заготовка может крепиться в неподвижных центрах, в патроне или на планшайбе.

Рис. 5.8. Общий вид универсального круглошлифовального станка мод. ЗУ1Э1: 1 — станина. 2 — электрооборудование, 3 — передняя бабка. 4 — приспособление для внутреннего шлифования, 5 — кожух шлифовального круга, 6 — механизм подач шлифовальной бабки, 7 — шлифовальная бабка, 8 — задняя бабка, 9 — система гидропривода и смазки, 10 — система гидроуправления, 11 — шлифовальный круг, 12 — механизм ручного перемещения стола

Движение исполнительных органов станка осуществляется от ряда электродвигателей с помощью механических и гидравлических устройств. Кинематическая схема станка приведена на рис. 5.9. Вращение шпинделя шлифовального круга осуществляется от электродвигателя 44 мощностью 5,5 кВт с частотой вращения 1450 об/мин через клиноременную передачу 26, 27. Вращение заготовки осуществляется от электродвигателя 41 мощностью 0,75 кВт с частотой 220—2200 об/мин через двухступенчатую клиноременную передачу со шкивами 1 и 2, 5 и 6 на планшайбу. Натяжение в клиноременной передаче регулируется поворотом промежуточного вала в эксцентриковых опорах червячной передачей 3, 4. Заготовка вращается с частотой 40-400 об/мин при бесступенчатом регулировании вращения. Электродвигатель 42 мощностью 1,1 кВт с частотой вращения 2830 об/мин через ременную передачу 7, 8 приводит во вращение шпиндель приспособления для внутреннего шлифования. Электродвигатель 43 мощностью 0,18 кВт приводит в движение механизм быстрого перемещения шлифовальной бабки для подвода ее к заготовке с помощью конической передачи 9, 10, вертикального вала механизма подачи, соединенного с червяком 28, червячного колеса 30 и передачи винт — гайка качения 29. Для отключения электродвигателя шлифовальной бабки в крайних положениях имеются упоры.

Рис. 5.9. Кинематическая схема станка мод. ЗУ131

Для осуществления поперечной подачи шлифовальной бабки вручную или установочных ее перемещений вращают маховичок, поворот которого передается через коническую передачу 12, 11 на вертикальный вал, червячную передачу 28, 30 к узлу винт— гайка качения 29. Тонкая доводочная подача производится при вращении другого маховичка и передаче вращения на вертикальный вал через конические передачи 14, 13 и 12, 11. Настроечные перемещения осуществляются также с помощью зубчатых передач с колесами 15—20. Ручное перемещение стола осуществляют от маховичка с помощью реечной передачи 37, 38 и двухскоростного зубчатого редуктора с колесами 31, 35, 32, 34, 33, 36. Меньшая скорость перемещения стола включается перемещением маховичка на себя. При этом в зацеплении находятся колеса 31, 35. Пиноль 22 задней бабки постоянно поджимается пружиной, натяжение которой регулируется винтом 23. Для зажима пиноли служит рукоятка и винт 21. Отвод пиноли осуществляется от гидропривода через реечную передачу 25, 24. Предусмотрен также ручной отвод пиноли с помощью накидной рукоятки.

Поворотный корпус передней бабки центрируется на оси основания через сферический подшипник и осуществляется вручную с помощью передачи 40, 39. Положение бабки фиксируется упорами.

Рис. 5.10. Расположение органов управления круглошлифовального станка мод. ЗУ131: 1 — переключатель сети, 2, 5 — рукоятки крана охлаждения, 3 — винт поворота верхнего стола, 4 — рукоятка левого упора реверса стола, 6 — светильник, 7 — рукоятка правого упора реверса стола, 8 — маховик поперечной подачи шлифовальной бабки, 9 — рукоятка настройки лимба подачи, 10 — винт, 11 — рукоятка тонкой поперечной подачи, 12 — фиксатор, 13 — рукоятка зажима пиноли, 14 — вал, 15 — пульт управления, 16 — рукоятка предохранительного упора, 17 — рукоятка регулирования скорости стола при правке круга, 18 — рукоятка подвода и отвода шлифовальной бабки, 19 — рукоятка вида шлифования, 20, 24 — рукоятка регулирования продолжительности задержки стола при реверсе, 21 — педаль, 22 — рукоятка регулирования скорости стола при шлифовании, 23 — рукоятка реверса стола, 25 — кран, 26 — маховик

Расположение органов управления станка мод. ЗУ131 показано на рис. 5.10. а пульт управления этого станка на рис. 5.11. Основными органами включения и выключения электрооборудования являются: переключатель 1 сети (см. рис. 5.10), кнопка «общий стоп» 14 (см. рис. 5.11), кнопки 12 и 13 включения и выключения привода шлифовального круга, кнопка 11 включения гидронасоса, кнопки 9 и 10 установочного перемещения шлифовальной бабки вперед и назад, кнопки 4 и 5 включения и выключения привода заготовки, переключатель 6 пуска вращения заготовки, сигнальная лампа 8 включения сети, сигнальная лампа 7 отсутствия смазки шпинделя шлифовальной бабки, переключатель светильника 6 (см. рис. 5.10). На пульте управления расположены также указатель 1 (см. рис. 5.11) и регулятор 2 частоты вращения заготовки, указатель 3 нагрузки двигателя шлифовального круга.

Рис. 5.11. Пульт управления круглошлифовального станка мод. ЗУ131: 1 — указатель, 2 — регулятор, 3 — указатель нагрузки двигателя шлифовального круга, 4 — кнопка включения привода заготовки, 5 — кнопка выключения привода заготовки, 6 — переключатель пуска вращения заготовки, 7 — сигнальная лампа отсутствия смазки, 8 — сигнальная лампа включения сети, 9, 10 — кнопки установочного перемещения шлифовальной бабки вперед и назад, 11 — кнопка включения гидронасоса, 12, 13 — кнопки включения и выключения привода круга, 14 — кнопка «общий стоп»

Ручные перемещения осуществляются маховиком 26 (см. рис. 5.10) перемещения стола, маховиком 8 поперечной подачи шлифовальной бабки, рукояткой 11 тонкой поперечной подачи. Управление движением исполнительных органов станка осуществляют с помощью пульта управления 15, рукоятки 18 подвода и отвода шлифовальной бабки, пуска стола на рабочую подачу или правку, установочного перемещения стола, рукоятки 19 вида шлифования (наружное или внутреннее), рукоятки 22 регулирования скорости стола при шлифовании, рукоятки 23 реверса стола, рукоятки 17 регулирования скорости стола при правке круга, рукояток 20 и 24 регулирования продолжительности задержки стола при реверсе справа и слева, крана 25 установки величины периодической подачи слева, справа и на каждый ход стола. Отвод пиноли задней бабки осуществляют с помощью педали 21 при гидравлическом приводе или валом 14 при ручном отводе. Зажим пиноли осуществляют рукояткой 13, Для поворота верхнего стола предназначен винт 3.

Лимб подачи шлифовальной бабки настраивают рукояткой 9 и фиксируют винтом 10. Упоры реверса стола слева и справа закрепляют рукоятками 4 и 7, а предохранительный упор — рукояткой 16. Приспособление для внутреннего шлифования закрепляется в отведенном нерабочем положении фиксатором 12. Рукоятки 5 и 2 служат для поворота кранов при наружном и внутреннем охлаждении соответственно.

Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг@Mail.ru