Меню Рубрики

Установка заготовки на круглошлифовальном станке

5.3. Установка и крепление заготовок на шлифовальном станке

При круглом наружном шлифовании заготовок используют несколько способов установки и крепления: в центрах, на оправках, в патронах различных конструкций и в специальных приспособлениях.

Установка заготовок в центрах

Установка заготовки 2 в центрах показана на рис. 5.1. Задний центр 3 и передний 6 невращающиеся. Ось шлифовального круга I при обработке цилиндрической поверхности заготовки параллельна оси центров станка. Центр 6 установлен в шпинделе 5 передней бабки станка.

Рис. 5.1. Установка заготовки в неподвижных центрах круглошлифовального станка

Вращение от электродвигателя через шкив 7 клиноременной передачи передается заготовке 2 с помощью поводкового диска 4Ь пальца 8 и хомутика 9. Заготовки имеют на торцах специальные центровые отверстия, форма которых показана на рис. 5.2. Конические поверхности этих отверстий при установке з;и отовки совпадают с коническими поверхностями центров передней и идней бабок станка. Угол при вершине конуса центрового отверс i ия обычно равен 60° (рис. 5.2, а) и должен совпадать с углами центров станка, чтобы обеспечить плотное прилегание этих поверхностей друг к другу. Иногда центровые отверстия имеют кроме основного и предохранительный конус с углом 120° (рис. 5.2, б), что позволяет предохранить основную посадочную коническую поверхность центрового отверстия от повреждений случайными забоинами на торцовой поверхности детали.

Рис 5.2. Центровые отверстия: а — без предохранительною конуса, 6 — с предохранительным конусом, в — с предохранительной вы точкой, г — с криволинейной образующей, д — со сферической поверхносило центра

При повышенных требованиях к точности обработки вместо конической фаски применяют цилиндрическую предохранительную выточку (рис. 5.2, в), которая надежно предохраняет коническую посадочную поверхность отверстия от возможных забоин на торце заготовки вследствие случайных ударов.

Применяя центровые отверстия с прямолинейной образующей несущей поверхности, трудно обеспечить точное сопряжение конусов центрового отверстия заготовки с центрами станка, что ведет к снижению точности обработки. Поэтому в некоторых случаях применяют центровые отверстия с выпуклой дугообразной образующей несущего конуса (рис. 5.2, г). Преимущества центровых отверстий такой формы или сферических (рис. 5.2, д) в их нечувствительности к угловым погрешностям, лучшее удержание смазки, снижение погрешностей установки и повышение точности обработки. Заготовки, имеющие отверстия или выточки на торце диаметром бблее 15 мм, обрабатывают в грибковых («тупых») центрах.

Если заготовка перед шлифованием подвергается термической обработке, то центровые отверстия перед установкой заготовки на станок должны очищаться от окалины, загрязнений путем шлифования или притирки. Для уменьшения трения между заготовкой и центрами станка необходимо вводить в центровые отверстия густую смазку или пользоваться центрами со специальными смазочными канавками. Если эффективность консистентной или жидкой смазки оказывается недостаточной, то следует применять специальные смазки для тяжелых условий работы. Можно также использовать белила, разведенные в индустриальном масле, или смесь, состоящую из 5% графита, 5% серы, 25% мела (тщательно размельченных и просеянных) и 65% солидола. Для повышения износостойкости центров их рабочие поверхности выполняют из твердого сплава или эти поверхности покрывают антифрикционными материалами.

Размеры центра задней бабки выбираются таким образом, чтобы он не препятствовал свободному выходу круга из контакта с заготовкой в момент реверсирования продольного перемещения стола: длина выступающей части центра из пиноли должна быть на 10—12 мм больше высоты шлифовального круга. Если диаметр центра окажется больше диаметра шлифуемой заготовки, то следует использовать срезанный центр, у которого боковая часть тела центра предварительно сошлифована в форме лыски. Для обеспечения более высокой точности обработки центры круглошлифовальных станков делают неподвижными. Однако тяжелые детали и детали с отверстиями, имеющие узкие центровочные фаски, приходится обрабатывать на вращающихся центрах.

Установка заготовок на оправках

Если заготовка имеет отверстие, то она может базироваться при обработке на оправке (рис. 5.3). Конструкции оправок разнообразны. По способу крепления оправки подразделяют на центровые (рис. 5.3, а, в, ё) и консольные (рис. 5.3, г, д); по способу установки —на жесткие (рис. 5.3, а, д, е) и разжимные (рис. 5.3, б, в, г).

Рис. 5.3. Оправки; а — жесткая с прессовой посадкой, 6, в — разжимные: 1, 5 — гайки, 2 — цанга, 3 — конус, 4 — заготовка, б — штифт; г — разжимная со скользящей посадкой и закреплением гайкой: 1 — оправка, 2 — шарики, 3 — сепаратор, 4 — втулка, 5 — винт; д, с — жесткие для одной и нескольких заготовок

Заготовки, имеющие точные базовые отверстия с допуском 0,015—0,03 мм и менее, устанавливают на жесткие оправки с небольшой конусностью (0,01—0,015 мм на 100 мм длины) или по прессовой посадке (рис. 5.3, а). При менее точных базовых отверстиях (с допуском более 0,03 мм) применяют разжимные оправки (рис. 5.3, б, в, г). Если заготовка базируется одновременно по торцу и отверстию, то применяют оправки со скользящей посадкой (зазор 0,01—0,02 мм), на которые устанавливают одну (рис. 5,3, д, в) или несколько (рис. 5.3, е) заготовок, закрепляемых гайкой.

При обработке тонкостенных заготовок применение жестких оправок может вызвать искажение формы заготовок, в этих случаях применяют разжимные оправки. У цанговых оправок (рис. 5.3, в) цанга 2 с продольными прорезями, перемещаясь с помощью гайки 5 по конусу 3, упруго разжимается и закрепляет заг отовку 4. Штифт 6 удерживает ее от поворота, а гайка 1 предназначена для снятия заготовки.

Читайте также:  Установка кухонной вытяжки на гипсокартон

На рис. 5.3, г показана консольная шариковая оправка для коротких заготовок. В сепараторе 3 имеется шесть отверстий с шариками 2 диаметром 6—10 мм, находящимися в контакте с конусом корпуса оправки 1. Осевое перемещение сепаратора в оправке производится винтом 5 через скользящую втулку 4, к которой прикреплен сепаратор. При перемещении и раздвижении шариков заготовка центрируется и одновременно поджимается к осевому упору. Для точного центрирования необходимо, чтобы шарики не отличались по диаметру больше, чем на 2 мкм, а установочный и центрирующий конусы были соосны. На шариковых оправках можно зажимать заготовки с разницей в диаметре до 5 мкм.

К разжимных относятся оправки с гидравлическим или гидропластовым зажимом (рис. 5.4). Эти оправки легче приспособить к неточностям формы отверстия, в результате чего точнее центрируется заготовка. На таких оправках зажимают заготовки вследствие деформирования тонкостенного цилиндра, находящегося под равномерным давлением изнутри. Для создания давления используется жидкость или пластмасса. Оправки подразделяются на два типа: А и Б. Тип А для диаметров 20—40 мм, тип Б — свыше 40 мм. На корпус напрессована втулка 2 и центрирующая втулка 4, которая стопорится винтом 6. Пространство между корпусом и втулкой заливается гидропластом 5. Усилие зажима передается плунжером 3 через винт 1.

Рис. 5.4. Оправки с гидропластовым зажимом

В оправках типа А есть отверстие для выхода воздуха, которое перекрывается прокладкой 8 и винтом 7. Точность центрирования заготовки на оправке с гидропластом зависит от точности изготовления корпуса и втулки. Корпус изготовляют из стали 20Х с последующей цементацией и закалкой до твердости HRCэ 35—40. Шероховатость центровых отверстий оправки Ra = 0,16—0,32 мкм. Биение контрольных поясков и посадочного диаметра 2 мкм. Корпус оправки может служить и поводком, который заменяет хомутик.

Для передачи крутящего момента от планшайбы станка к оправкам с заготовками применяют различные поводки, хомутики и патроны (рис. 5.5). Применение патронов с самозажимающимися кулачками значительно сокращает время на закрепление заготовок и позволяет использовать их в автоматизированных станках. При закреплении заготовки с оправкой в центрах (рис. 5.5, г, положение II) зажимные кулачки 3 перемещаются в радиальном направлении по прорези и поворачиваются вокруг оси 4, сжимая при этом пружины 5 и 2. Головка 1 патрона также занимает равновесное положение, так как она может перемещаться по торцовой поверхности патрона в пределах зазоров между отверстиями и болтами 7. В свободном состоянии (рис. 5.5, г, положение I) равновесное состояние головки 1 обеспечивается плоскими пружинами 6.

Рис. 5.5. Хомутики, поводки и патроны: а — винтовой хомутик, б — самозажимной хомутик, в — торцовый поводок, г — поводковый патрон с самозажимающими кулачками

Закрепление заготовок в патронах

Если заготовка имеет отверстие, то она кроме оправки может базироваться в патроне.

При установке заготовки в мембранных патронах (рис. 5.6) достигается высокая точность обработки поверхности. Базовую поверхность отверстия заготовки 6 устанавливают на кулачки 5, закрепленные на мембранном диске 4, соединенном с планшайбой 3 на шпинделе 2 шлифовального станка. Мембранный диск может изгибаться под воздействием штока 1, связанного с гидро-или пневмоцилиндром механизма зажима заготовки. При движении штока справа налево прогиб диска приводит к сближению кулачков к центру, что позволяет установить заготовку по отверстию. При возврате штока слева направо в исходное положение кулачки прочно зажимают заготовку по внутренней цилиндрической поверхности.

При шлифовании заготовок, длина которых в 5—10 и более раз превышает диаметр, под действием силы резания возникает прогиб заготовки вследствие недостаточной ее жесткости. При этом снижается точность шлифования, могут возникнуть колебания и вибрации в технологической системе станок — приспособление — инструмент — деталь (СПИД). В таких случаях применяют один и несколько упорных люнетов — дополнительных опор для обрабатываемой заготовки.

В индивидуальном и серийном производствах используют регулируемые люнеты с одной или двумя колодками (рис. 5.7, а) для воспринятая радиальной (горизонтальной) и касательной (вертикальной) составляющих силы резания. В конструкции люнета положение вертикальной колодки 10, закрепленной на упорном рычаге 11, устанавливается регулировочным винтом 1, перемещающимся в корпусе люнета 3. Положение горизонтальной колодки 7, закрепленной на пиноли 6, регулируется винтом 4. По мере шлифования кругом 9 заготовки 8 необходимо регулировать положения колодок, так как диаметр шлифуемой поверхности уменьшается. Окончательное положение колодок зависит от диаметра обработанной детали. При наладке станка колодки устанавливаются по эталонной детали или по калибру с ограничительными кольцами 2 и 5, которые ограничивают осевое перемещение регулировочных винтов 1 и 4. Положения колодок предпочтительнее регулировать винтом 4, так как перемещение заготовки в горизонтальном направлении оказывает наибольшее влияние на точность обработки.

Для снижения времени на регулировку в массовом производстве используют люнеты с силовым замыканием контакта между колодкой и деталью («следящий» люнет) и с самотормозящим устройством (рис. 5.7, б). В конструкции люнета упорная колодка 1 прижимается к заготовке под действием клинового механизма со звеньями 3 и 5. Положение клина 3 регулируется штоком 4 гидроцилиндра и пружиной 2. Шток 4 предназначен для отвода клина 3 в исходное положение (перемещение слева направо). Под действием пружины 2 клин 3 при отведенном штоке стремится переместиться справа налево, перемещая при этом клин 5 и колодку I по направлению к заготовке. По мере шлифования припуска колодка I автоматически поджимается к заготовке, что обеспечивает непрерывность контакта.

Читайте также:  Установка антивируса для чайников

Сила, возникающая между колодкой и заготовкой, уравновешивает полностью или частично силу резания и зависит от жесткости пружины 2 и угла скоса плоское гей в клиновом механизме. При малом угле конуса (менее 6°) механизм становится самотормозящимся, т. е. движение клина 5 в обратном направлении становится возможным только после отвода клина 3 в исходное положение. Подобные люнеты повышают производительность и точность обработки, сокращают время настройки и регулировки, позволяют шире использовать автоматические станки и устройства.

источник

7.6. Технология обработки заготовок на круглошлифовальных станках

Наружное круглое шлифование заготовок типа тел вращения на центровых станках можно осуществить продольными рабочими ходами, врезанием и комбинированно (рис. 7.14).

Рис. 7.14. Схемы круглого наружного шлифования:
а — шлифование с продольными рабочими ходами; 1 — шлифовальный круг; 2 — шлифуемая заготовка; б — глубинное шлифование; в — врезное шлифование; г — комбинированное шлифование; Sпр — продольная подача; Sп — поперечная подача; t — глубина обработки

При шлифовании с продольными рабочими ходами (рис. 7.14, а) шлифуемая заготовка 2, вращаясь в неподвижных центрах, совершает продольное перемещение вдоль своей оси со скоростью vSпр (мм/мин). В конце двойного или каждого хода шлифовальный круг 1 перемещают в направлении, перпендикулярном оси шлифуемой заготовки 2, на установленную глубину шлифования.

Этот способ целесообразно применять для шлифования заготовок с цилиндрической поверхностью значительной длины. Глубину шлифования рекомендуется выбирать не более 0,05 мм на ход стола. При чистовом шлифовании глубина шлифования еще меньше.

Глубинное шлифование (рис. 7.14, б) как разновидность шлифования с продольной подачей круга применяют при обработке жестких коротких заготовок со снятием припуска до 0,4 мм за один проход. Основную работу резания выполняет коническая часть круга, а его цилиндрическая часть только зачищает обрабатываемую поверхность заготовки.

Глубинное шлифование можно рассматривать как разновидность обдирочного шлифования. Обработку производят с большими глубинами (свыше 5 мм), с малыми скоростями продольных подач (100. 300 мм/мин), в основном за один рабочий ход стола. Под обдирочным шлифованием понимают обработку, предназначенную для удаления с заготовки дефектного слоя материала после литья, ковки, штамповки, прокатки и сварки.

Врезное шлифование (рис. 7.14, в) применяют при обдирочном и чистовом шлифовании цилиндрических заготовок. При чистовом шлифовании в отличие от обдирочного преследуют цель достичь необходимых формы и параметра шероховатости шлифуемой поверхности. Шлифование производят одним широким кругом, высота которого на 1,0. 1,5 мм больше длины шлифуемой поверхности. Заготовка не имеет движения продольной подачи; движение поперечной подачи шлифовального круга на заданную глубину производят непрерывно или периодически. Для получения поверхности с меньшими отклонением формы и шероховатостью шлифовальному кругу сообщают дополнительное осевое колебательное (осциллирующее) перемещение (до 3 мм) влево и вправо.

Этот способ обработки заготовки имеет следующие преимущества по сравнению со способом шлифования с продольными ходами:

  • движение подачи круга производится непрерывно;
  • можно шлифовать фасонные заготовки профилированным шлифовальным кругом;
  • на шпиндель станка можно устанавливать два или три шлифовальных круга и шлифовать одновременно несколько участков заготовки.

Недостатки способа врезания:

  • вследствие высокой производительности выделяется большое количество тепла;
  • круг и заготовка нагреваются сильнее, чем при обычном шлифовании, поэтому шлифование необходимо осуществлять с обильным охлаждением;
  • необходимо часто править круг из-за быстрого искажения его геометрической формы.

При комбинированном шлифовании (рис. 7.14, г) сочетается шлифование с продольными ходами и врезанием. Этот способ применяют при шлифовании длинных заготовок. Вначале шлифуют один участок вала при движении поперечной подачи круга, затем соседний с ним участок и т.д. Края участков при шлифовании перекрывают друг друга на 5. 10 мм, однако обработанная поверхность получается ступенчатой. Поэтому на каждом участке снимают неполный припуск. Оставшийся слой (0,02. 0,08 мм) снимают двумя-тремя продольными ходами с увеличенной скоростью.

Устройства для установки и закрепления кругов на круглошлифовальных станках аналогичны устройствам, используемым для кругов таких же диаметров на плоскошлифовальных станках (см. подразд. 7.5).

Устройство для установки и закрепления заготовок на круглошлифовальных станках показано на рис. 7.15. Задний центр 3 и передний центр 6 — невращающиеся. Ось шлифовального круга 1 при обработке цилиндрической поверхности заготовки параллельна оси центров станка. Центр 6 установлен в шпинделе 5 передней бабки станка. Вращение от электродвигателя через шкив 7 клиноременной передачи передается заготовке 2 с помощью поводкового диска 4, пальца 8 и хомутика 9. На торцах заготовки выполнены специальные центровые отверстия (рис. 7.16). Конические поверхности этих отверстий при установке заготовки совмещаются с коническими поверхностями центров передней и задней бабок станка.

Рис. 7.15. Установка заготовки в неподвижных центрах круглошлифовального станка:
1 — ось шлифовального круга; 2 — заготовка; 3 — задний центр; 4 — поводковый диск; 5 — шпиндель; 6 — передний центр; 7 — шкив; 8 — палец; 9 — хомутик

В некоторых случаях применяют центровые отверстия с предохранительной выточкой (рис. 7.16, а) или с криволинейной дугообразной образующей несущего конуса (рис. 7.16, б). Преимуществами центровых отверстий такой формы или сферических (рис. 7.16, в) являются их нечувствительность к угловым погрешностям, лучшее удержание смазки, снижение погрешностей установки и повышение точности обработки. Заготовки, имеющие отверстия или выточки на торце диаметром более 15 мм, обрабатывают в грибковых («тупых») центрах.

Читайте также:  Установка подушек безопасности шевроле авео

Рис. 7.16. Центровые отверстия:
а — с предохранительной выточкой; б — с криволинейной образующей; в — со сферической поверхностью центра

Если заготовку перед шлифованием подвергают термической обработке, то центровые отверстия перед установкой заготовки на станок необходимо очистить от окалины и загрязнений путем шлифования или притирки.

Если заготовка имеет отверстие, то она может базироваться при обработке на оправке (рис. 7.17). По способу крепления оправки подразделяют на центровые (рис. 7.17, а, в и е) и консольные (рис. 7.17, г и д); по способу установки — на жесткие (рис. 7.17, а, д и е) и разжимные (рис. 7.17, б, в и г).

Рис. 7.17. Оправки:
а — жесткая с прессовой посадкой; б и в — разжимные; 1 и 5 — гайки; 2 — цанга; 3 — конус; 4 — заготовка; 6 — штифт; г — разжимная со скользящей посадкой и закреплением гайкой: 1 — оправка; 2 — шарики; 3 — сепаратор; 4 — втулка; 5 — винт; д и е — жесткие для одной и нескольких заготовок

Заготовки, имеющие точные базовые отверстия с допуском 0,015. 0,03 мм и менее, устанавливают на жесткие оправки с небольшой конусностью (0,01. 0,015 мм на 100 мм длины) или по прессовой посадке (рис. 7.17, а). При менее точных базовых отверстиях (с допуском более 0,03 мм) применяют разжимные оправки (рис. 7.17, б, в и г). Если заготовка базируется одновременно по торцу и отверстию, то применяют оправки со скользящей посадкой (зазор 0,01. 0,02 мм), на которые устанавливают одну заготовку (рис. 7.17, д, в) или несколько заготовок (рис. 7.17, е), закрепляемых гайкой.

К разжимным относятся также оправки с гидравлическим или гидропластовым зажимом. Эти оправки легче приспособить к неточностям формы отверстия, в результате чего точнее центрируется заготовка. На таких оправках зажимают заготовки, деформируя тонкостенный цилиндр, находящийся под равномерным давлением изнутри. Для создания давления используется жидкость или пластмасса.

Для передачи крутящего момента от планшайбы станка к оправкам с заготовками применяют различные поводки, хомутики и патроны (аналогичные рассмотренным в гл. 4 применительно к токарным станкам).

При шлифовании заготовок, длина которых в 5—10 и более раз превышает диаметр, под действием силы резания возникает прогиб заготовки вследствие недостаточной ее жесткости. При этом снижается точность шлифования, могут возникнуть колебания и вибрации в технологической системе СИД. В таких случаях применяют один и несколько упорных люнетов — дополнительных опор для обрабатываемой заготовки.

В единичном и серийном производствах используют регулируемые люнеты с одной или двумя колодками (рис. 7.18) для восприятия радиальной (горизонтальной) и касательной (вертикальной) составляющих силы резания.

Рис. 7.18. Люнет с двумя колодками:
1 — винт; 2 и 5 — кольца; 3 — корпус люнета; 4 — винт; 6 — пиноль; 7 — колодка; 8 — заготовка; 9 — шлифовальный круг; 10 — вертикальная колодка; 11 — рычаг

В конструкции люнета положение вертикальной колодки 10, закрепленной на упорном рычаге 11, устанавливается регулировочным винтом 1, перемещающимся в корпусе люнета 3. Положение горизонтальной колодки 7, закрепленной на пиноли 6, регулируется винтом 4. По мере шлифования кругом 9 заготовки 8 необходимо регулировать положения колодок, так как диаметр шлифуемой поверхности уменьшается. Окончательное положение колодок зависит от диаметра обработанной детали. При наладке станка колодки устанавливают по эталонной детали или по калибру с кольцами 2 и 5, которые ограничивают осевое перемещение регулировочных винтов 1 и 4. Положения колодок предпочтительнее регулировать винтом 4, так как перемещение заготовки в горизонтальном направлении оказывает наибольшее влияние на точность обработки.

Правка шлифовальных кругов. Устройство для правки круга алмазом устанавливают на задней бабке круглошлифовального станка. Алмазный карандаш в пиноли имеет микрометрическую подачу, которая осуществляется вращением рукоятки вручную. На пиноли может быть также смонтирована оправка для безалмазной правки. Устройство для автоматической правки круга монтируют на корпусе шлифовальной бабки. Правйльное устройство обеспечивает одно- или двухпроходную правку по гладкому или ступенчатому копиру. Правйльное устройство включается по команде от реле счета числа прошлифованных деталей или оператор нажимает для этого кнопку (см. также подразд. 7.3).

Методы и средства измерения при круглом шлифовании. В мелкосерийном производстве широко используют для измерения диаметра шлифуемой поверхности микрометры (см. гл. 4). Жесткие и индикаторные скобы предпочтительны в массовом производстве. Скоба фиксированного типа имеет жесткие или регулируемые на заданный размер измерительные губки. Скоба дает информацию: «проходит» или «не проходит». Индикаторная скоба показывает реальный размер в сравнении с эталоном и позволяет управлять процессом в соответствии со снимаемым припуском.

На автоматизированных круглошлифовальных станках используют автоматические измерительные средства и подналадчики.

Контрольные вопросы

  1. Расскажите о методах шлифования тел вращения.
  2. Назовите устройства для установки и закрепления заготовок на круглошлифовальных станках.
  3. Где на круглошлифовальных станках располагаются ручные и автоматические устройства правки шлифовального круга?
  4. Какие методы и средства измерения используют при круглом шлифовании?

источник

Добавить комментарий