Бесцентрово-шлифовальные станки

В крупносерийном и массовом производстве целесообразно применять круглое бесцентровое шлифование. Такое шлифование по сравнению с обработкой в центрах и патронах имеет ряд преимуществ: снижение вспомогательного времени, связанного с установкой, выверкой и снятием детали; уменьшение припуска на шлифование в связи с тем, что базирование детали происходит по обрабатываемой поверхности и погрешности геометрической формы распределяются симметрично по диаметру. При бесцентровом шлифования можно применять повышенные режимы резания, так как деталь не прогибается под действием сил резания. Возможно бесцентровое круглое шлифование (рис. 3.34) с продольной подачей и с подачей врезания.

Шлифование с продольной подачей применяют при обработке гладких цилиндрических деталей или цилиндрических участков наибольшего диаметра. Ведущий круг устанавливают под углом α = 1,5 – 6⁰ при черновом и под углом α =0,5 – 1,5⁰ при чистовом шлифовании. При этом скорость круговой подачи

Продольная подача

Для обеспечения цилинд-

Рис.3.34.Схема бесцентрового шлифования ричности ось шлифуемой детали 3 должна быть выше оси центров ведущего и шлифовального кругов примерно на 0.15 – 0,25 диаметра заготовки. А для обеспечения линейного контакта кругов со шлифуемой поверхностью ведущему кругу придают форму однополостного гиперболоида.

При шлифовании скорость резания составляет обычно 35 – 50 м/сек и является суммой скоростей v₁ и v₂.

Шлифование с подачей врезания применяют для обработки коротких, ступенчатых или фасонных заготовок. При этом принимают угол α = 0 (иногда α ≤ 1 для прижима заготовки к ножу). Поэтому заготовка только вращается, а ведущий или шлифующий круг получает поперечную подачу в направлении, перпендикулярном оси обрабатываемой заготовки. При шлифовании цилиндрических поверхностей ведущий круг имеет цилиндрическую форму. А при шлифовании конических или фасонных поверхностей обоим кругам придают соответствующую форму рабочей поверхности.

 

Рис. 3.35. Бесцентрово-шлифовальный станок

 

На рис. 3.35 приведена типовая компоновка бесцентрово-шлифовального станка. На станине 1 слева установлена бабка 2, несущая шпиндель шлифовального круга 3, а справа – плита 4. В продольных направляющих плиты смонтирована бабка 5 с поворотной головкой 6 и ведущим кругом 7, который можно поворачивать вокруг горизонтальной оси на требуемый угол по шкале 8. На плите 4 закреплена также направляющая 9, являющаяся опорой для шлифуемой детали 10. Установка бабки ведущего круга на размер шлифуемой поверхности, а также компенсация износа шлифовального круга производятся перемещением плиты 4 по направляющим станины посредством маховика 11. Для периодической правки кругов предназначены специальные устройства 12 и 13.

Бесцентрово-шлифовальный станок модели 3М182. Предназначен для шлифования гладких, ступенчатых и разнообразных фасонных поверхностей типа тел вращения.

Техническая характеристика. Диаметр шлифуемых деталей – 0,8 – 25 мм; максимальная длина при продольном шлифовании - 170 мм, при врезном шлифовании – 95 мм. Размеры шлифовального круга - мм, ведущего круга . Круговая частота вращения ведущего круга – 17 – 150 мин^-1.

Кинематическая структура станка (рис. 3.36) состоит из двух частных структур, соответствующих рассмотренным схемам продольного и врезного шлифования, объединенных общим корпусом.

Кинематическая структура продольного шлифования включает формообразующие группы скорости резания (вращения шлифовального круга) Ф_v(В₁), круговой Ф_s1(В₂) и продольной Ф_s2(П₃) подач.

Рис. 3.36. Кинематическая схема бесцентрово-шлифовального станка модели 3М182

 

Группа скорости резания Ф_v(В₁). Ее внутренняя связь:

подшипниковые опоры бабки → шпиндель шлифовального круга IV (В₁).

Внешняя связь:

М₁ → 188/140 → шпиндель шлифовального круга IV (В₁).

Шпиндель шлифовального круга установлен на гидродинамических подшипниках скольжения с тремя самоустанавливающимися вкладышами. Смазка подшипников осуществляется от отдельной насосной установки.

При постоянной круговой частоте вращения шпинделя шлифовального круга

параметр скорость (резания) зависит только от диаметра шлифовального круга и, в меньшей степени, от диаметра шлифуемой поверхности.

Особенностью бесцентрового шлифования является базирование детали по обрабатываемой поверхности. Причем шлифуемая деталь является исполнительным звеном группы круговой подачи Ф_s1(В₂) и группы продольной подачи Ф_s2(П₃). Формообразующие движения В₂ и П₃, воспроизводимые данными группами, осуществляются одновременно (параллельно), а настраиваемый параметр «скорость» обоих движений зависит от одних и тех же характеристик: диаметра ведущего круга и угла его установки относительно оси детали.Приведенное обстоятельство является основанием формального объединения рассматриваемых групп в одну. Условно объединенную группу можно представить в виде Ф_s(В₂)U(П₃), где символ U обозначает объединение групп (исполнительных движений).

Внутренняя связь объединенной группы Ф_s(В₂)U(П₃) имеет вид

рабочие поверхности ведущего и шлифовального кругов →;

→ шлифуемая деталь (В₂ U П₃).

Внешняя связь:

М2 (регулируемый, постоянного тока) → 1/24 → шпиндель ведущего круга → ведущий круг → шлифуемая деталь (В₂ U П₃).

Группа настраивается: на скорость (круговую и продольную подачи) – изменением круговой частоты электродвигателя и изменением угла установки ведущего круга; на исходное положение и путь – по упорам.

Подшипники шпинделя ведущего круга – гидродинамические и смазываются маслом большей вязкости, что обеспечивает большую жесткость шпиндельного узла.

При настройке группы винт VIII заворачивается до отказа, в результате чего шток жестко прижимается к упору.

Кинематическая структура шлифования с врезной подачей включает группу скорости резания (вращения шлифовального круга) Ф_v(В₁), группу круговой подачи (вращения делали) Ф_s1(В₂) и группу врезания Вр_s(П₄).

Группы скорости резания Ф_v(В₁) и круговой подачи Ф_s1(В₂) рассмотрены при обсуждении частной кинематической структуры станка при продольном шлифовании. Группа круговой подачи Ф_s1(В₂) отличается от одноименной группы рассмотренной частной структуры установкой оси ведущего круга параллельно оси шлифовального круга. При этом группа Ф_s1(В₂) настраивается только на один параметр – скорость (круговую подачу) - изменением круговой частоты электродвигателя М2.

Группа врезания Вр_s(П₄). Внутренняя связь:

направляющие качения станины → шлифовальная бабка (П₄).

Внешняя связь:

Ц1 → клин 3 → ТВ (винт VII подачи врезания) → шлифовальная бабка (П₄).

Группа настраивается: на скорость – углом клина и скоростью его перемещения; на исходное положение и путь – винтом VIII по лимбу (упору).

В данной группе предусмотрен также ускоренный подвод шлифовальной бабки с помощью цилиндра Ц2. Конструктивно шток этого цилиндра является продолжением винта VII подачи врезания. В нем выполнен паз, через который проходит клин 3, закрепленный на штоке цилиндра Ц1. Клин 3 со скоростью, заданной регулируемым дросселем гидросистемы, подводит шток – винт подачи на упор 4. Движение врезания прекращается и происходит выхаживание на упоре 4. Время выхаживания задается посредством реле времени системы управления. По сигналу реле цилиндры Ц1 и Ц2 отводятся в исходное положение, и нажатием винта 2 на конечный выключатель КВ дается команда на выталкивание детали.

В группе врезания предусмотрены также две дополнительные внешние связи: одна - для ручной толчковой (прерывистой) подачи врезания, а другая – для быстрого перемещения шлифовальной бабки. Первая связь имеет вид

Рычаг 5 → собачка храпового механизма → храповое колесо 80 → 1/50 →;

→ ТВ (гайка – винт VII) → шлифовальная бабка (П₄).

Вторая связь:

М4 → 33/60 → 1/50 → ТВ (гайка – винт VII) → шлифовальная бабка (П₄).

Структура станка включает также две одинаковые вспомогательные группы Вс(П₅), предназначенные для правки шлифовального и ведущего кругов. Внутренняя связь групп:

продольные направляющие качения каретки → суппорт (П₅).

Внешняя связь:

М3 (регулируемый, постоянного тока) → 28/102 → 35/95→;

→ ТВ XII → суппорт (П₅).

Группы настраиваются: на скорость и направление – изменением круговой частоты и реверсированием электродвигателя; на путь и исходное положение – упорами системы управления. Муфты М₁ и М2 – предохранительные. Предусмотрена также ручная периодическая подача врезания – рукояткой винта XIII.