Оборудование и приспособления. Шлифование производят на круглошлифовальных станках, причем обрабатываемая деталь может быть установлена в центрах, цанге, патроне или в специальном приспособлении.

Круглошлифовальный станок (рис.59) имеет следующие узлы и детали: станина 1, которая служит основанием для всех узлов станка; рабочий стол 6, который перемещается по станине, обеспечивая продольную подачу заготовки; передняя бабка 2, которая расположена на столе станка и предназначена для установки детали и передачи ей вращения; задняя бабка 5, служащая для поддержания правого конца заготовки при шлифовании в центрах; шлифовальная бабка 4; несущая на шпинделе шлифовальный круг 6, получающий вращение от электродвигателя; панель управления 7, где собраны механизмы управления станком.

Рис. Круглошлифовальный станок

Круглошлифовальные станки разделяются на универсальные, неуниверсальные, врезные и специальные. Универсальные станки отличаются от неуниверсальных тем, что они имеют поворотные бабки детали или круга, позволяющие вести обработку конических поверхностей с большим углом конусности. Некоторые модели станков имеют дополнительные бабки для шлифования отверстий.

На неуниверсальных станках (рис.62,в) можно шлифовать цилиндрические поверхности и пологие конуса с углом наклона образующей к оси не больше 7° путем поворота стола.

У врезных станков отсутствует продольная подача стола, а шлифование ведется только с поперечной подачей.

Круглое шлифование цилиндрических поверхностей может быть выполнено по одной из четырёх схем (рис.60). Рассмотренные ниже способы шлифования обеспечивают высокую точность до шестого квалитета и шероховатость поверхности 0,63 – 0,04 мкм. Различают предварительное, чистовое и тонкое шлифование.

Продольное шлифование показано на рис.60,а. Это наиболее распространенный и удобный способ шлифования заготовок значительной длины. В зависимости от конструкции станка обрабатываемая деталь 4 или круг 3 получает поступательно - возвратное движение - продольную подачу S_пp вдоль своей оси, при этом после каждого продольного хода осуществляется поперечная подача шлифовального круга S_t. При предварительном шлифовании S_пp составляет 0,5-0,8 высоты круга Н на один оборот детали, при окончательном - 0,2-0,5 высоты круга. Глубина резания t = 0,005-0,02 мм на каждый проход. Скорость вращения круга = 30-40 м/с, а скорость вращения детали =15-60 м/мин.рис см Гоца стр 345

Рис.60 Схемы наружного круглого шлифования с продольной (а) и поперечной (б) подачей 1-патрон, 2- хомутик, 3- шлифовальный круг, 4- заготовка, 5-центр

Для получения требуемой формы и качества поверхности осуществляют "выхаживание" - шлифование с дополнительными проходами без поперечной подачи до прекращения появления искр. Образование искр при выхаживании объясняется снятием упругих деформаций в системе СПИД.

.

Врезное шлифование (с поперечной подачей круга) (рис.60,г) осуществляется широким кругом сразу по всей длине обрабатываемой поверхности. Работа производится только с поперечной подачей, которая непрерывно или периодически (на один оборот детали) осуществляется шлифовальным кругом автоматически или вручную и составляет 0,02-0,010 мм/об детали. Скорости вращения круга и заготовки такие же как и при продольном шлифовании.

Врезное шлифование широко используется в крупносерийном и массовом производстве при обработке уступов, буртов и шеек на жестких деталях небольшой длины. Может осуществляться одновременное шлифование нескольких поверхностей одним широким специально заправленным кругом Во многих случаях необходимо обеспечить на деталях правильное взаимное расположение цилиндрических и плоских (торцовых) поверхностей. Для этого шлифовальный круг заправляют так, как показано на рис.60,е, и поворачивают на определенный угол. Шлифуют коническими участками круга. Цилиндрическую поверхность обрабатывают по схеме, аналогичной схеме, показанной на рис. 60,а с периодической подачей S_t на глубину резания. Обработка торцовой поверхности детали заканчивается чаще всего вручную при плавном подводе заготовки к кругу

Глубинное шлифование (рис.60,б) осуществляется при обработке относительно коротких участков на жестких деталях. При глубинном шлифовании весь или почти весь припуск снимают за один проход с малой продольной подачей (S_пp=2~10 мм/об детали) и глубиной резания 0,1 – 0,4 мм. По окончании прохода круг возвращается в исходное положение. Заправку круга производят на конус длиной 8-12 мм или ступенчатую

.

Бесцентровое наружное шлифование. При бесцентровом шлифовании деталь 6 не закрепляется как на круглошлифовальных станках, а свободно (без закрепления) помещается между двумя шлифовальными кругами (рис.61,а), из которых круг 5 -большего диаметра - является шлифующим, а круг 1 - меньшего диаметра - ведущим кругом, который вращает деталь и сообщает ей продольную подачу. Круги вращаются в одну сторону: окружная скорость ведущего круга = 10-90 м/мин, а рабочего - = 30-45 м/с. Ось ведущего круга наклонена к оси рабочего круга под углом = 1-6°, что и позволяет получить продольную подачу заготовки. Ведущий круг касается шлифуемой детали по всей ширине круга потому, что ему правкой алмазом придают форму однополостного гиперболоида вращения.

Рисунок 12.2. Схемы бесцентрового шлифования:

а, б – с продольной подачей заготовки; в, г – модель гиперболоида и ведущего круга; д – с поперечной подачей круга; 1 – ролики; 2 – рабочий круг; 3 – заготовка; 4 – призма; 5 – ведущий круг; 6 – опорный нож; 7, 8 – диски; КМ – гибкие нити; АВ – линия контакта ведущего круга и заготовки; α – угол наклона оси ведущего круга

Обрабатываемая деталь поддерживается опорой 6 со скосом. Благодаря скосу, направленному в сторону ведущего круга, деталь прижимается к этому кругу. Опора устанавливается так, чтобы центровая ось детали находилась выше линии центров круга.

Чтобы представить эту поверхность, рассмотрим модель, состоящую из двух дисков, между которыми натянуты нити (рис.61,б). Любая нить КМ будет прямой линией, параллельной оси. Повернем диски в направлении стрелок (рис.61,в). Прямая КМ и все остальные нити займут новое положение. Образовавшаяся поверхность будет линейчатой поверхностью, но в диаметральном сечении будет кривая, называемая гиперболой. Такая поверхность называется гиперболоидом вращения. На рис.61 ,г показана часть ведущего круга, имеющего поверхность гиперболоида, контакт которого с заготовкой будет по прямой линии АВ.

Скорость продольной подачи определяется величиной угла между осями кругов и скоростью вращения ведущего круга. Из рис.61,г и д видно, что скорость вращения заготовки , где - окружная скорость вращения ведущего круга; - угол поворота ведущего круга.

Скорость продольной подачи заготовки м/мин.

На бесцентрово-шлифовальных станках можно шлифовать детали, имеющие форму тела вращения с цилиндрическими коническими и фасонными поверхностями.

Бесцентровое шлифование может производиться двумя способами.

Шлифование с продольной подачей на проход применяют для шлифования деталей без буртиков; шлифуемая деталь поступает с одной стороны станка, а выходит- с другой.

Шлифование с поперечной подачей (способом врезания) осуществляется поперечной подачей ведущего круга по направлению к шлифуемому кругу. Перед этим деталь укладывается на опору сверху или сбоку. Обработка до определенного размера осуществляется за счет сближения кругов. По окончанию шлифования, ведущий круг отводится, деталь снимается и закладывается новая.

При этом способе оси ведущего и рабочего кругов параллельны. Подача ведущего круга принимается от 0,003 до 0,01 мм на оборот детали.

Шлифование способом врезания применяется при обработке деталей с буртиками или имеющих форму конуса.

Бесцентровое шлифование в один проход обеспечивает 7-й квалитет точности, при шлифовании в 2-3 прохода - 6-й квалитет точности.

Бесцентровое шлифование обладает рядом преимуществ перед круглым шлифованием:

1) более высокая производительность, что является основным преимуществом,

2) можно назначить значительно меньший припуск под шлифование, так как исключаются ошибки, возникающие из-за закрепления деталей,

3) нет необходимости применять люнеты при шлифовании длинных деталей,

4) благодаря простоте управления станком высокая точность обработки достигается при средней квалификации шлифовальщика,

5) станок легко автоматизируется и встраивается в автоматические линии.
К недостаткам бесцентрового шлифования относятся:

1) нельзя достигнуть точной концентричности наружной и внутренней цилиндрических поверхностей,

2) настройка и регулировка бесцентрово-шлифовальннх станков особенно при шлифовании ступенчатых валиков, требует значительной затраты времени, что окупается только при больших партиях деталей.

42. Методы сверления отверстий –оборудование, инструмент.

Точность расположения центров отверстий относительно друг друга или по отношению к поверхностям детали зависит от метода сверления.

Сверление отверстий по разметке. Ось шпинделя с инструментом и центр просверливаемого отверстия совмещают установкой сверла по керновому углублению, нанесенному при разметке.

Точность расстояния между осями отверстий или координирующих размеров при сверлении по раз­метке составляет -(0,2-0,5) мм. В отдельных случаях она может быть повышена до - 0,1 мм.

Сверление на координатных столах. Для увеличения точности обработ­ки отверстий в условиях единичного или мелкосерийного производства вместо сверления по разметке в приборостроении часто применяют коор­динатные столы, позволяющие перемещать по двум осям координат с вы­сокой точностью, осуществлять поворот детали вокруг ее оси, если расстояния между центрами отверстий заданы в полярной систем координат. Точность координирующих размеров до 0,1 мм.

Совместное сверление. В условиях мелкосерийного производства, чтобы устранить несовпадение осей отверстий в сопрягаемых деталях при сбор­ке, применяют совместное сверление по месту. В одной из сопрягаемых деталей сверлят отверстия по разметке, а отверстия в другой детали просверливаются через отверстия в первой.

Сверление в приспособлениях (кондукторах). При сверлении в приспособлениях (Рис.6,б) деталь занимает определенное положение относительно направляющей втулки 1 или 2, через которую проходит ин­струмент. При этом втулка стабилизирует положение сверла относительно детали и предотвращает его увод. Конструкции сверлильных приспо­соблений очень разнообразны и зависят от типа производства и требу­емой точности обработки

а,б –постоянные втулки, в - сменная втулка, г – быстросменная втулка

Используется три вида кондукторных втулок. Постоянные втулки (рис.5 а и б) – запрессовываются в корпус кондуктора Сменные втулки (рис.5 в)– устанавливаютя в корпусе через промежуточную втулку 3 и фиксируются винтом 1. Быстросменные втулки (рис.5 г) –устанавливаются через промежуточную втулку, имеют в головке сквозной паз П, фиксируются от осевого смещения винтом и заменяются при смене инструмента , например при замене сверла на зенкер.

а- схема базировании детали, б- схема кондуктора с постоянной втулкой 1, в- сменная втулка 2

На рис.6 показана упрощенная схема кондуктора, состоящего из П – образного корпуса, базирующих элементов Б и С и кондукторной втулки 1 или 2. Не показано устройство для закрепления детали. При работе по кондуктору обычной точности точность расстояния между осями отверстий диаметром от 3 до 80 мм составляет ±(0,06 - 0,20) мм, а при работе по кондуктору повышенной точности ± (0,04 - 0,10) мм.

Сверление с предварительным кернением. Предварительное накернивание осуществляется специальным штампом. При сверлении по кернам точность межосевого расстояния выше, чем при сверлении по кондукторам, так как к погрешностям изготовления самого кондуктора добавляется погрешность сверления обусловленная наличием зазора между сверлом и отверстием кондукторной втулки.

Замечание о точности сверления. При сверлении выдерживается точность диаметра –зависит от точности инструмента и точность координирующих размеров –зависит от многих факторов, подробно см .глава Обработка связанных поверхностей..

Сверление - один из распространенных способов получения глухих и сквозных цилиндрических отверстий в сплошном материале, при этом отверстия обрабатываются с точностью H12-H13 квалитетов и шероховатостью поверхности Rz20 - Rz80. Точность размеров, координирующих центр отверстия, зависит от метода сверления. ( см. ниже ).