книги из ГПНТБ / Бесцентровые круглошлифовальные станки

для труб н прутков (диаметр обработки 0,8—150 мм, длина до 6 м), ВШ-481 для поршневых пальцев, ВШ-416М для гильз,

1.3. П Р И Н Ц И П И А Л Ь Н Ы Е ОСОБЕННОСТИ БЕСЦЕНТРОВОГО ШЛИФОВАНИЯ И КОМПОНОВОК БЕСЦЕНТРОВЫХ КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ

Бесцентровое наружное шлифование заключается в том, что деталь в процессе обработки не закрепляется в центрах, в пат­ ронах или же каким-либо другим способом, а базируется по об­ рабатываемой поверхности [13, 22, 29].

На рис. 1 показана схема наружного бесцентрового шлифова­ ния. Деталь 1 расположена между двумя кругами 2 и 3 и опи­ рается на поддерживающий нож 4. Вращение кругов и детали происходит так, как показано стрелками на схеме. Если бы ско­ рости обоих кругов были равны, то деталь перекатывалась бы, как в обычных фрикционных механизмах, при этом резание от­ сутствовало бы. Для осуществления резания необходимо, чтобы круги вращались с разной скоростью. Круг 2, называемый ве­ дущим, вращается с меньшей скоростью, соответствующей ско­ рости детали. Ведущий круг может быть как абразивным на

вулканитовой связке, так и металлическим. Скорость вращения круга обычно равна 25—45 м/мин. Круг .3 называется шлифо­ вальным (или рабочим). Он вращается при обычном шлифова­ нии со скоростью 35—50 м/с. Сила трения между шлифовальным кру­ гом и деталью меньше, чем между деталью, ножом и ведущим кругом, поэтому деталь будет вращаться со скоростью вращения ведущего кру­ га, а абразивные зерна шлифоваль­ ного круга будут совершать резание со скоростью, равной разности меж­ ду скоростью вращения шлифоваль­

ного круга Кир и детали VR.

шлифование, шлифование до упора. Все три метода показаны на рис. 2.

Бесцентровое шлифование методом продольной подачи (на проход) осуществляется следующим образом. Круги 1 и 2 с опре­ деленным профилем все время находятся на одинаковом рас­ стоянии друг от друга. Проходя между ними, по ножу, деталь 3 сошлифовывается на величину, равную припуску на диаметр (рис.2,а). Поперечная подача каждого из кругов осуществляет­ ся только для компенсации его износа. Продольная подача snpoA детали 3 (рис. 3) осуществляется за счет поворота ведущего кру-

П

Рис. 2. .Методы бесцентрового шлифования

га 2[ на определенный угол а*. Скорость продольной подачи определяется величиной этого утла и скоростью вращения веду­ щего круга VB. Из рис. 3 видно, что скорость вращения детали

При шлифовании методом поперечной подачи (врезанием) (рис. 2, б) деталь опирается на нож и вращается ведущим кру­ гом. Для осуществления съема металла ведущий круг подается в поперечном направлении (sn on) на величину припуска 2t. После окончания шлифования ведущий круг отводится и происходит смена детали. Применяют станки, у которых ведущий круг не­ подвижен, а подача по аналогичному циклу осуществляется шли­ фовальным кругом. Для фиксации в осевом направлении деталь прижимается торцом к упору. Прижим создается поворотом ве­ дущего круга в вертикальной плоскости на небольшой угол а=0°30'.

Бесцентровое шлифование до упора занимает промежуточ­ ное положение между сквозным и врезным шлифованием, т. е.

* Есть модели станков, у которых подача деталей осуществляется за счет наклона суппорта ножа.

деталь в первый момент шлифуется как при сквозном шлифова­ нии (рис. 2, в), а при встрече ее торца с упором 4 ведущий круг отходит назад (по стрелке К) и деталь освобождается.

При бесцентровом шлифовании обрабатываемая поверхность является одновременно и базирующей. На центровых стайках деталь вращается в центрах, остающихся в течение всего цикла

свое положение по отношению к шлифующему кругу. Поэтому на форму и размеры детали оказывает большое влияние поло­ жение детали в рабочей зоне станка.

ношению к ведущему кругу, вращения детали при шлифовании необходимо, чтобы момент вращения на ведущем круге преодо­ левал торможение детали. Это достигается в том случае, если деталь расположена на ноже возможно ближе к шлифовальному кругу, так как при этом уменьшается плечо сил резания относи­ тельно точки опоры и, следовательно, моменты сил тормо­ жения.

Наружное бесцентровое шлифование проводят на различных универсальных и специальных станках, отличающихся в основ­ ном: расположением линии центров (линией центров называет­ ся условная прямая, соединяющая центры ведущего и шлифо­ вального кругов); типом узлов, осуществляющихрабочие и вспо­ могательные перемещения.

В зависимости от расположения линии центров кругов бес­ центровые круглошлифовальные станки бывают: с горизонталь­ ным расположением линии центров, что наиболее характерно для большинства мелких и средних станков; с наклонным распо­ ложением линии центров, характерным для средних и крупных станков, предназначенных для обработки тяжелых деталей. Обычно угол наклона линии центров к горизонту у этих станков

нием бабок, у которых шлифовальная бабка расположена над ведущим кругом. Преимущество этой конструкции состоит в том, что детали ступенчатой или фасонной формы можно шли­ фовать на проход в поперечном направлении, однако из-за ряда недостатков эта конструкция не получила широкого применения.

Для получения качественных деталей и максимального ис­ пользования ширины шлифовального круга необходимо, чтобы контакт ведущего круга с деталью происходил по всей его вы­ соте. При повороте ведущего круга или наклоне опорного ножа на угол, необходимый для создания продольной подачи детали, ведущий круг цилиндрической формы соприкасается с деталью лишь в одной точке. Положение детали в процессе шлифования при этом неустойчиво: деталь вращается неравномерно, воз­ можны ее повороты в горизонтальной плоскости, резко снижаю­ щие качество шлифования. Для получения правильной формы детали и улучшения процесса шлифования ведущему кругу при­ дают форму гиперболоида. Это обеспечивает контакт детали с ведущим кругом, близкий к линейному. На станках, работающих с наклоном опорного ножа, шлифовальному и ведущему кругам также придают форму гиперболоидов.

Для осуществления продольной подачи при шлифовании фа­ сонных деталей применяют вместо ведущих абразивных кругов стальные барабаны с винтовой дорожкой, поперечный профиль которой соответствует форме шлифуемой детали в осевом сече­ нии. Вращаясь, бара'бан за один оборот продвигает деталь в про­ дольном направлении на расстояние, равное шагу винтовой до­ рожки.

Для поперечной подачи и настройки бесцентровых круглошлнфовальиых станков на заданный размер применяют следую­ щие способы.

1. Перемещение ведущего круга и суппорта с опорным но­ жом относительно неподвижно закрепленной на станине шлифо­ вальной бабки. Перемещение бабки ведущего круга может осу­ ществляться как совместно с салазками, на которых закреплен суппорт опорного ножа, так и относительно салазок. Такая ком­ поновка имеет существенный недостаток: при износе шлифоваль­ ного круга необходимо переналаживать транспортно-загрузоч- ные устройства, закрепленные неподвижно относительно станка.

2. Перемещение суппорта с опорным ножом и шлифоваль­ ного круга по отношению к неподвижно закрепленной на стани­ не бабке ведущего круга. Недостатками конструкции этих стан­ ков являются пониженная жесткость бабки шлифовального кру-

Обе бабки регулируют независимо друг от друга. Подача и ком­ пенсация износа шлифовального круга производятся перемеще­ нием бабки шлифовального круга, бабка ведущего круга по­ дается только при настройке на новый размер обрабатываемой детали и при изшосе круга. Такая компоновка принята для боль­ шинства станков, она позволяет быстрее и более экономично осу­ ществлять автоматизацию процесса обработки, но при этом жесткость бабок шлифовального и ведущего кругов пониженная.

Рис. 4. Схема бесцентрового Рис. 5. Схема бесцентрового шлифования шлифования с двумя веду- с двумя шлифовальными кругами Ш.ИМИ кругами

В последние годы появился ряд принципиально новых схем бесцентрового шлифования и, следовательно, компоновок стан­ ков для их реализации.

На московском заводе автоматических линий «Станколиния» для шлифовальной обработки прутков больших диаметра и дли­ ны (до 20 м) изготовлен станок (рис. 4) с двумя ведущими кру­ гами J и 3, выполненными в виде наборов дисков, и одним шлифовальным 2, расположенным сверху. Опорного ножа в стан­ ке нет. Такая компоновка обеспечивает надежное вращение тя­ желого прутка в процессе шлифования. Осевая подача осу­ ществляется за счет разворота бабки ведущего круга в горизон­ тальной плоскости на определенный угол.

На рис. 5 приведена принципиальная схема станка фирмы Шумаг с двумя шлифовальными кругами 1 и 2, вращающимися навстречу друг другу. Ведущий круг отсутствует, поэтому для привода детали применены две пары подающих роликов, рас­ положенных на входе и выходе из рабочей зоны (на схеме не показаны). Деталь базируется на ноже 3. Этот станок предна­ значен для шлифовальной обработки прутков малого диаметра.

Видоизменением этой компоновки является замена одного из шлифовальных кругов на дополнительный опорный нож, что позволяет обрабатывать прутки малых диаметров с повышен­ ной точностью.

Рассмотренные принципиальные схемы бесцентрового шли­ фования, взаимного расположения шлифовального и ведущего

У1

Рис, 6. Схема станков с горизонтальной ли­ нией центров и неподвижной шлифовальной бабкой

кругов, способов обеспечения поперечных перемещений и на­ стройки станков позволили установить основные компоновки станков, применяемые в промышленности. На рис. 6 приведена компоновочная схема станка с неподвижной шлифовальной баб­ кой 1 и подвижными суппортом ножа 5 и бабкой ведущего кру­ га 2; линия центров горизонтальная. На рис. 7 показана ком­ поновочная схема станка с неподвижным ножом 2 и подвижны­ ми бабками шлифовального / и ведущего 3 кругов; линия центров горизонтальная.

На рис. 8 приведена компоновочная схема станка с непо­ движной шлифовальной бабкой 1, подвижными суппортом но­ жа 2 н бабкой ведущего круга 3, линия центров наклонная. На рис. 9 приведена компоновочная схема станков с подвижными бабками шлифовального 1 п ведущего 3 кругов и неподвижным ножом 2. Липня центров наклонная. На рис. 10 показана ком­ поновочная схема станка с неподвижными бабкой ведущего кру­ га 3 и ножом 2 и подвижной бабкой шлифовального круга 1. Линия центров вертикальная. Предусмотрено устройство 4,. предотвращающее выпадение обрабатываемой детали в про­ цессе обработки. На рис. 11 приведена компоновочная схема с двумя ведущими кругами 2 \\ 3 и расположенным над деталью шлифовальным кругом 1. На рис. 12 приведена компоновочная схема: две бабки шлифовальных кругов 1 и 3 подвижны, суп­ порт ножа 2 неподвижен. Вращение и подача детали осуществ­ ляются приводными роликами 4 и 5.

1.4. КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ОСНОВНЫХ УЗЛОВ

Несмотря на многообразие конструктивных решении (4, 13, 19), все бесцентровые круглошлифовальные станки имеют ана­

Рис. 13. Бесцентровый круглошлифовальнын станок

узлы станка. На станине 15, (представляющей собой чугунную отливку коробчатой формы, установлены салазки 5, на которых смонтирован корпус шлифовальной бабки 10. Салазки обеспе­ чивают при наладке станка на размер установочное перемещение бабки шлифовального круга с помощью редуктора 9, по окон-

чанип перемещения их прижимают к направляющим станины эксцентриковыми зажимами. В призматических пазах бабки за­ креплены два валика 5. Подача бабки осуществляется качением относительно валиков от привода /.

Вбабке шлифовального круга установлен прибор для правки

6.В крышке корпуса, расположенного над шлифовальным кру­ гом, смонтировано сопло 4, через которое подается охлаждаю­ щая жидкость в зону обработки. Дополнительное охлаждение может быть смонтировано на суппорте ножа, служащего базой для обрабатываемых детален при шлифовании. Одним из от­ ветственных узлов станка являются шпиндельные узлы 3 шли­

Конструкции механизма подачи. Механизм подачи обеспе­ чивает определенный цикл обработки, принятый на станке. Авто­ матические циклы станков различаются в зависимости от метода обработки.

На станках, работающих на проход, автоматический цикл следующий: подвод шлифовального круга к изделию на форси­ рованной подаче до обеспечения заданного размера обрабаты­ ваемой детали; периодическая подналадка в процессе шлифова­ ния; отвод шлифовального круга для правки и компенсация из­ носа круга после правки.

На станках для предварительной и чистовой обработок, ра­ ботающих методом врезания, автоматический цикл следующий: быстрый подвод шлифовального круга — форсированная пода­ ча— черновая подача—-чистовая подача—быстрый отвод; перио­ дическая подналадка и правка с автоматической компенсацией износа круга.

На доводочных станках, работающих методом врезания, ав­ томатический цикл: быстрый подвод шлифовального круга — форсированная подача — выхаживание; периодическая правка с автоматической компенсацией износа круга.

Подвод шлифовального круга к детали осуществляется пу­ тем перемещения бабки шлифовального крута или бабки веду­ щего круга (при компоновке станка с неподвижной бабкой шли­ фовального круга, например, станок 3180). Бабки перемещают­ ся поступательно по направляющим скольжения (качения) или методом качания (поворота) бабки, позволяющим обеспечивать малые величины (импульсы) подачи круга на изделие — 0,0005— 0,002 мм (конструкции станков завода «Станколиния», новые разработки витебского станкостроительного завода им. Кирова, фирмы Шумаг ФРГ и др.).