Шлифование, доводочные и заточные станки
Абразивная обработка отличается многообразием способов ее реализации и охватывает диапазон скоростей резания от 0,1 до 100 м/с и выше. С развитием глубинного шлифования возрос диапазон снимаемых припусков (0,01 —10 мм), что позволило эффективно использовать абразивную обработку вместо лезвийной, а также на чистовых операциях.
Станки шлифовальной группы по классификации ЭНИМС охватывают станки, работающие абразивными инструментами (шлифовальными кругами, сегментами, брусками, шкуркой, порошками и пастами). В зависимости от формы обрабатываемой поверхности и] вида шлифования станки общего назначения, работающие шлифовальным кругом, подразделяют на круглошлифовальные, внутри-шлифовальные, плоскошлифовальные и бесцентрошлифовальные.
Главным движением в этих станках является вращение шлифовального круга, определяющее скорость резания у, м/с. Движение подачи определяется способом шлифования и формой шлифуемой поверхности. При круглом шлифовании наружных поверхностей деталь получает вращение со скоростью круговой подачи ид, возвратно-поступательное движение с продольной подачей s, а шлифовальный круг — периодическую поперечную подачу sn(рис. 183, а). ' Глубинное круглое шлифование осуществляют при установке круга на глубину припуска tс односторонней продольной подачей s; поперечная подача отсутствует (рис. 183, б). Врезное шлифование осу-■ществляют по всей ступени детали с непрерывной поперечной подачей круга (рис. 183, в). Аналогично наружному шлифованию осуществляют движения в станках внутреннего шлифования: продольного (рис. 183, г) и врезного (рис. 183, д).
При плоском шлифовании деталь получает возвратно-поступательное движение подачи s, шлифовальный круг — периодическое поперечное движение подачи s,, и после съема припуска по длине детали периодическое вертикальное перемещение sBна глубину tприпуска (рис. 183, е). Плоскошлифовальные станки с круглым столом имеют круговую подачу sKдетали и периодическую вертикальную подачу sEкруга. На специальных торцошлифовальных станках применяют глубинный метод шлифования. Торцовые круги устанавливают с двух сторон детали на глубину припуска, а детали-кольца получают непрерывное движение подачи sпо направляющим линейкам (рис. 183, и). По мере увеличения размера по ширине детали круги правят и периодически сближают в направлении sy. Отделочные виды абразивной обработки характеризуются соизмеримостью скоростей вращательного и поступательного движений инструмента и детали.
и) к)
Рис. 183. Наружное круглое (а), шаговое (б), врезное (е), внутреннее напроход (г), Врезное (д) и плоское шлифование периферией (ё), торцом круга (ж), суперфиниш (з), торцовое шлифование (и), хонингование (к)
При суперфинише абразивные бруски имеют возвратно-поступательное движение со скоростью vs, а деталь — вращение со скоростью уд (рис. 183, з). Бруски поджимают к детали с постоянной силой. Соизмеримость скоростей обеспечивает перекрестную сетку траекторий абразивных зерен. Аналогичные движения vs, «д получают бруски при хонинговании отверстий в неподвижных деталях (рис. 183, к). Съем припуска осуществляется за счет принудительного раздвижения брусков в радиальном направлении sp.
ДОВОДОЧНЫЕ СТАНКИ
Шероховатость поверхности существенно влияет на важнейшие эксплуатационные свойства деталей — износостойкость, усталостную прочность, сопротивление коррозии, потери на трение. Поэтому для обработки поверхностей с целью получения Ra=ч = 0,16-4-0,32 мкм применяют доводочные процессы; хонингование, суперфиниширование, притирку и полирование.
Хонингование представляет собой обработку поверхностей абразивными брусками, закрепленными на внешней или внутренней поверхности хонинговальной головки, которая получает непрерывное вращение в одном направлении и возвратно-поступательное движение вдоль оси. Радиальная подача осуществляется периодическим расжатием брусков хона при обработке внутренних поверхностей и сжатием — для наружных (см. рис. 183, к). Хонингованием обрабатывают цилиндрические поверхности (цилиндры ДВС) как гладкие, так и пересеченные шпоночными и шлицевыми канавками, а также некоторые виды конических, плоских и фасонных поверхностей. При работе бруски хона направляются предварительно обработанной поверхностью, поэтому точность хонингования мало зависит от точности станка, так как хон с помощью универсальных шарниров имеет возможность самоустановки.
Конструкция плавающей хонинговальной головки для обработки отверстий 0 30—80 мм приведена на рис. 192, а. Корпус 4 головки имеет равномерно расположенные по окружности продольные пазы, в которых размещаются колодки 6 о закрепленными на них абразивными (алмазными) брусками 7. В центральном отверстии корпуса расположен разжимной конус 8, взаимодействующий с опорными поверхностями колодок. Корпус соединен шарнирно gполым шпинделем / с шаровым наконечником в нижней части. Внутри шпинделя установлен толкатель 2, взаимодействующий через шарнирный стержень 3 о конусом. Осевым нажатием стержня от гидросистемы осуществляется осевое перемещение разжимного конуса и равномерная радиальная подача колодок gбрусками. Отвод в верхнее положение разжимного конуса и передаточных звеньев осуществляется под действием пружины. При подъеме разжимного конуса алмазные бруски утапливаются кольцевыми пружинами 5. Хонингованием достигается Ra= 0,16-4-0,04 мкм и отклонение от цилиндричности 3—5 мкм. Хонинговальные станки бывают вертикальными, горизонтальными и наклонными, одношпиндельными и многошпиндельными, универсальными и специальными.
Станки для суперфиниширования применяют для получения Raне более 0,04 мкм. По своему характеру этот процесс близок к хонингованию с малыми припусками, но отличается от него большим числом движений инструмента (мелкозернистых брусков или кругов) и детали, более низкими скоростями резания при меньшем давлении брусков на обрабатываемую поверхность. Припуск 0,002— 0,02 мм. Заготовка должна иметь высоту неровностей не более 2,5 мкм. Суперфинишированием доводят наружные и внутренние цилиндрические, конические, плоские и фасонные поверхности. Малую шероховатость при обработке цилиндрических и конических поверхностей можно получить суперфинишированием деталей специальными головками, которые монтируются на токарные или карусельные станки (рис. 192, б). Основным апементомсуперфинишной головки является шток 2 с закрепленной на нем инструментальной державкой 1. Сила прижима брусков на державке создается за счет сжатия пружины 3 при подводе державки к обрабатываемой поверхности и фиксируется на шкале 7 по указателю 6. Этот механизм работает в корпусе 4, который по направляющим 5 совершает колебательные движения.
Притиркой называют доводку рабочих поверхностей деталей, выполняемую с помощью специальных абразивных паст и порошков, смешанных со смазкой и нанесенных на поверхность детали или инструмента — притира, выполняемого из чугуна. При притирке детали и инструменту сообщают несколько движений, чтобы траектории абразивных зерен не повторялись на обрабатываемой поверхности. В притирочных (доводочных) станках применяют планетарный привод (рис. 192, в). В зацеплении с центральным зубчатым колесом / и наружным венцом 4 находятся кассеты 2 с деталями 3. При вращении колес / и 4 с частотами n1и n4кассеты обкатываются в направлении vи вращаются вокруг своих осей с частотой n2. При этом
детали описывают сложные траектории 5 по поверхности притира, что обеспечивает высокую точность поверхности. Съем металла 0,003—0,03 мм. Притирающие вещества: абразивные порошки, алмазная пыль, карбид бора, карбид кремния, пасты из окиси хрома, окиси алюминия и др. Они растворяются в смазочных и связывающих веществах — бензине, керосине, минеральных и органических маслах.
Рис. 192. Хонинговальная головка (о), приспособление для суперфиниширования(б) и планетарный привод кассет (в) вертикально-доводочного станка
ЗАТОЧНЫЕ СТАНКИ
В зависимости от характера выполняемых операций заточные станки делят на простые, универсальные, специальные, а по виду обработки — на станки для абразивно!"! заточки и доводки и безабразивной (анодно-механической, электроискровой и др.). Универсальные заточные станки применяют для заточки и доводки резцов, сверл, зенкеров, разверток, метчиков, фрез, долбяков, червячных фрез и выполняют наружное и внутреннее шлифование.
Универсальный заточный станок ЗВ642 является наиболее распространенным в инструментальном мелкосерийном и серийном производстве для заточки и доводки инструментов абразивным, алмазным или эльборовым кругами (рис. 200). На станине / с привернутыми поперечными направляющими установлены салазки 2, на продольных направляющих которых расположен стол 8. Станина выполнена коробчатой формы, внутри которой расположены привод главного движения, электрошкаф, бак системы охлаждения и вертикальная колонна 6, на которой установлена шлифовальная головка 5 с круговым движением вокруг вертикальной оси.
Рис. 200. Заточной станок 3В642