Наиболее универсальным приспособлением для закрепления стальных деталей при профильном шлифовании являются магнитные плиты. Магнитные плиты устанавливают непосредственно на стол плоскошлпфовалыюго станка и закрепляют болтами или прихватами. Деталь на магнитной плите плотно прижимается своей базовой поверхностью, а остальные поверхности доступны для шлифования.
В промышленности применяются два типа магнитных плит: электромагнитные плиты и плиты с постоянными магнитами. Электромагнитные плиты могут быть разных конструкций. У плиты, показанной на рис. 25, полюса магнитов выходят на торец. Это позволяет расширить диапазон закрепляемых на ней деталей и обрабатывать узкие детали, имеющие выступ на базовой поверхности.
Электромагнитная плита состоит из корпуса 4, сердечника 5, обмотки 3, верхней (латунной или бронзовой) плиты 1 и пластин 8 н 9, изготовленных из магнитного железа Армко. Пластины проходят через пазы и отверстия в плите 1, примыкают к сердечнику 5 и образуют полюсные наконечники. Электрический ток, проходя через витки обмотки, создает в ней магнитно-силовой поток, который прерывается перемычками, находящимися в верхней плите 1 между полюсными наконечниками 8 и 9. Если положить на плиту стальную деталь, то магнитно-силовой поток замыкается и деталь притягивается к поверхности плиты.
На магнитных плитах можно закреплять одновременно несколько одинаковых деталей. Сила притяжения к магнитной плите зависит от ферромагнитных свойств материала, из которого изготовлена деталь и от плотности прилегания базовой поверхности к плите. При тщательно подготовленной базовой поверхности детали, изготовленной из углеродистых конструкционных или инструментальных сталей, сила притяжения к электромагнитной плите составляет примерно 10—12 кгс/см’-. Воздушная прослойка, даже в десятые доли миллиметра, резко снижает силу притяжения. Некоторые стали (например, 2X13, 4X13, 9X18, 1Х18Н9Т) слабо 34
притягиваются магнитами. Крупные детали удерживаются магнитом прочнее, чем мелкие. Большое влияние на силу притяжения детали к магнитной плите оказывает количество полюсных наконечников, перекрываемых базовой плоскостью.
Чтобы деталь удерживалась магнитом, она должна перекрывать изолирующие прокладки между выходами полюсов и накоротко замкнуть оба полюса, пропуская через себя магнитно-силовой поток. Бели деталь лежит только на одном полюсном нако-
|
Л—А Рис. 25. Электромагнитная плита к плоскошлифовальному станку |
нечнике, то она оказывается в нейтральной зоне. Магнитно-силовой поток через нее не проходит и не притягивает к плите. Если у плиты выходы полюсов близко расположены друг к другу, то магнитно-силовой поток замыкается, не проникая в деталь на достаточно большую глубину, и притягивает ее слабее.
Для закрепления как крупных, так и мелких деталей в серийном производстве применяются два вида магнитных плит — один для крупных деталей с большими расстояниями между выходами полюсов на поверхность плиты, а другой — для мелких деталей с близко расположенными выходами полюсов. При серийной обработке деталей применение охлаждающих жидкостей является одним из условий производительной работы. В то же время их применение усложняет эксплуатацию магнитных плит, так как
попадание на обмотку магнитов жидкости может вызвать замыкание и выход из строя магнитной плиты. Для создания водонепроницаемости промежутки между плитой, перемычками и выходами полюсных наконечников чаще всего заполняют оловом и запаивают. Токопроводящий шнур /2 защищают резиновой трубкой, покрытой гибкой металлической оплеткой. На конце шнура устанавливают штепсельную вилку 7 с водонепроницаемым контактом. Шнур в плиту проходит через специальный ввод 10, находящийся на корпусе плиты. В месте контакта шкура и ввода установлено кольцевое резиновое уплотнение 11, которое зажимается гайкой 6. Для удобства и точности установки деталей и приспособлений к плите прикреплены упорные планки 2 и 13.
Элекромагнитные плиты питаются постоянным током напряжением преимущественно 220 и 127 В. Электрический ток от сети попадает через селеновые или ртутные выпрямители переменного тока, которые являются принадлежностью станка. На катушки электромагнита ток подается через переключатель. Закрепленные на электромагнитной плите крупные детали после выключения электрического тока не всегда удается легко снять. Остаточный магнетизм продолжает прочно удерживать детали на плите. Освобождение детали достигается быстрой переменой полюсов магнита и изменением направления потока магнитно-силовых линий, которое производится поворотом рукоятки переключателя. Для окончательной ликвидации остаточного магнетизма в детали ее размагничивают. Для этого ее вводят в магнитное поле электромагнита, питаемого переменным током. Преимуществом плит с постоянным магнитом является независимость от источника электрического тока, что в значительной мере упрощает уход за ними и расширяет технологические возможности их применения. Магнитная плита с постоянным магнитом (рис. 26) состоит из корпуса 1, к которому плотно прикрепляется нижняя плита 10 и верхняя плита 11. В верхнюю плиту вставлены пластины 8 из железа Армко, изолированные от нее кольцевым слоем 4 магнитно-непроницаемого материала. Внутри корпуса расположен подвижный магнитный блок, состоящий из набранных в определенной последовательности постоянных магнитов 5, пластин из железа Армко и диамагнитных прокладок 7, скрепленных двумя латунными или бронзовыми шпильками 14.
При перемещении рукоятки 15 вниз магнитный блок через зубчатый сектор 12 и рейку 13 перемещается вправо. При этом пластины 6 блока совпадают с пластинами 8 верхней плиты. Магнитно-силовой поток, выходящий из магнитов 5, проходит через верхнюю плиту 11 и установленную на ней деталь, пластины 8 и 6, замыкается через нижнюю плиту 10 и притягивает обрабатываемую деталь к верхней плите. При повороте рукоятки 15 вверх магнитный блок перемещается влево до упора 3, магнитный поток замыкается через пластины 8 и 6, минуя обрабатываемую 36
деталь, которая легко снимается с плиты. Для ориентации устанавливаемых приспособлений и деталей плита оснащена боковой упорной планкой 9 и передней планкой 2.
Постоянные магниты, применяемые для магнитных плит, изготовляют из сплава железа, меди, кобальта, алюминия и
ваются в магнитном поле. Магнитные плиты с постоянными магнитами изготовляют небольших размеров (оптимальный! размер 600×200 мм). Применение плит больших размеров усложняется тем, что при перемещении большого магнитного блока необходимы значительные физические усилия.
При отсутствии магнитных плит с большим количеством близко расположенных полюсов малогабаритные детали можно шлифовать на вспомогательных устройствах к магнитной плите. Эти устройства (рис. 27) состоят из пластины немагнитного материала и ряда пластин из железа Армко. Когда устройство устанавливают
на магнитную плиту, магнитно-силовые линии переходят из поперечно расположенных редких полюсных выходов в узкие продольные пластины с короткими межполюсными расстояниями. Устройство оснащают передвижными упорными планками, препятствующими смещению деталей в процессе шлифования. Устройства такой конструкции дают возможность шлифовать детали размером до 10 мм. Для удержания деталей на магнитных устройст-
□
вах необходимо следить за тем, чтобы при накладывании его на магнитную плиту железные полоски, выходящие на нижнюю поверхность, легли на плоскости магнитных полюсов, разместившись между изоляционными прокладками, окружающими вывод.
Для закрепления деталей, имеющих форму, которая мешает прочно закрепить их на магнитной плитефприменяются магнитные блоки (рис. 28, 29). Блоки состоят из чередующихся железных 2, 4 и латунных 3 полос, скрепленных латунными стержнями 1. На блоках выполняются пазы, соответствующие форме детали. При включении плиты магнитно-силовой поток проходит сквозь блок и, замыкаясь через деталь, закрепляет ее.
Для обработки деталей под разными углами применяют поворотные синусные магнитные плиты. Конструктивно синусные магнитные плиты представляют собой сочетание обычной магнитной плиты с синусным поворотным столом. В зависимости от назначения синусные плиты могут быть одноповоротными и двухповоротными на торец и на боковую сторону.
Рис. 28. Призматический блок с углом Рис. 29. Магнитные блоки к плоско — 120° шлифовальным станкам для шлифо
вания клиньев под углами 15 и 20°
Электромагнитная синусная плита для шлифования главным образом деталей, у которых поверхности, образующие угол, расположены по наиболее длинной стороне (рис. 30), состоит из корпуса 3, с которым собрана винтами 5 верхняя плита 4. К корпусу 3 прикреплены два угольника 7, выполненные из немагнитного материала, к которым винтами 9 крепятся ролики 2 н 8, имеющие диаметр 20 ^ 0,002 мм. Расстояние между осями роликов равно 200 мм и выполнено с отклонением от номинального размера в пределах ±0,005 мм, что соответствует возможной погрешности угла в пределах 10". Ролик 2 установлен в опоры 1, закрепленные на основании 10. С другого конца на основании закреплена закаленная и доведенная пластина 11, на которую при необходимости поворота плиты на угол а устанавливается
лок концевых мер, равный размеру М. Размер М определяет величину поворота плиты и определяется по формуле: М — — sina200. После установки блока концевых мер на пластину 11 поворотная часть плиты опускается до упора ролика 8 в блок, после чего она закрепляется гайкой шарнирного устройства 12. Шлифуемая деталь при закреплении на магнитной плите прижимается к боковой планке 6, опорная поверхность которой перпендикулярна оси ролика 2.
Двухповоротная синусная плита (рис. 31) состоит из нижней плиты 1, с которой посредством оси 9 соединена поворотная плита 2. На расстоянии А ± 0,01 мм от оси 9 к поворотной плите прикреп
лен вал 8. Под этот вал подставляют блок концевых мер при установке поворотной плиты на требуемый угол. Перпендикулярно оси 9 расположены ось 3 и на расстоянии В 0,01 мм от нее вал 6, связанные с магнитной плитой 4. Под вал 6 устанавливают блок концевых мер при необходимости поворота магнитной плиты на нужный угол. Размер блока концевых мер Mlt устанавливаемого под вал 8 при повороте плиты вокруг оси 9 на угол а, и размер блока М2, устанавливаемого под вал 6 при повороте плиты вокруг оси 4 на угол р, определяют по формулам: ,Мг = = A sin а; М2 = В sin р. К двум торцовым поверхностям магнитной плиты прикреплены установочные планки 5 и 7.
Часто внедрение профильного шлифования затрудняется из-за отсутствия синусных поворотных плит. Как выход из положения можно рекомендовать синусную подставку, на которую закрепляют обычную магнитную плиту. Подставка проста по конструкции и ее можно изготовить в любом инструментальном цехе или в механической мастерской. Синусная подставка (рис. 32) устроена следующим образом. На нижней плите 4 винтами 7 и штифтами 8 закреплены две стойки 6, через которые проходят оси 9. На осях поворачивается верхняя плита 1. К плите 1 прикреплен винтами 3 вал 2, ось которого расположена на расстоянии 100 0,01 мм
от оси 9. К. верхней плите прикреплена планка 5, по которой
устанавливают магнитную плиту, закрепляемую на верхней плите болтами 11 и гайками 10. Для поворота на угол а блок концевых мер размером 100 sin а устанавливают под вал 2 после чего закрепляют винты.
Для шлифования взаимно перпендикулярных плоскостей на плоскошлифовальных станках, а также для закрепления деталей на суппорте оптико-шлифовального или на столике копировального станка, может быть использовано приспособление с постоянным магнитом (рис. 33). Приспособление состоит из корпуса 1,
к которому прикреплена неподвижная плита 6 со вставленными в нее пластинами 5 из железа Армко. Пластины изолированы от плиты кольцевой прослойкой магнитонепроницаемого металла. Внутри корпуса расположен подвижный постоянный магнит 4, алюминиевые вставки 2 и промежуточные стальные пластины 3. При повороте рукоятки 7 влево полюсы магнита 4 размещаются под пластинами 5. Установленная на плите деталь замыкает магнитный поток и притягивается к плите. При повороте рукоятки вправо магнит перемещается, магнитный поток замыкается плитой 6 и деталь освобождается.
ь производственной практике часто встречаются случаи, когда обрабатываемые на плоскошлифовальных станках детали не могут быть закреплены на магнитных плитах. Обычно такие ситуации создаются, когда приходится шлифовать детали из немагнитных материалов или, если детали из-за своей конфигурации или размеров не могут быть закреплены на магнитной плите. В этих случаях используют специальные крепежные и установочные приспособления и устройства. Для закрепления плоских деталей можно пользоваться методами приклеивания или при- моражпвания. Для приклеивания чаще всего применяют воско — канифольную смесь. Эта смесь, содержащая 10% воска и 90?о канифоли, плавится при температуре 60° С. Смесь накладывают на стальную пластину и нагревают до температуры плавления, следя за тем, чтобы она покрыла всю поверхность пластины равномерным слоем. Затем на пластину устанавливают детали. Смесь затвердевает и закрепляет находящиеся на пластине детали. Для снятия деталей пластину вновь нагревают. Для нормальной бесперебойной работы шлифовщика в обороте должно находиться 42
три-четыре стальные пластины, покрытые воско-канифольнон смесью, а на рабочем месте шлифовщика устанавливается электрическая плитка. В связи с тем, что толщина слоя воско-канифольной смеси не поддается точному контролю, метод приклеивания не обеспечивает стабильные размеры при обработке точных деталей. Кроме того, после снятия деталей со стальной пластины, их необходимо тщательно очистить и промыть. Поэтому процесс шлифования деталей с применением приклеивания получается весьма трудоемким. Особенно трудно очищать детали полупроводниковых приборов.
Метод примораживания надежно закрепляет детали и исключает загрязнение клеем. Для примораживания детален при пло-
|
Рис. 34. Устройство для закрепления деталей примораживанием |
ском шлифовании применяется конструкция холодильного устройства, в которой использована техника электронного охлаждения. Устройство (рис. 34) состоит из корпуса 7 размером 220×100 мм, внутри которого выполнены каналы 6. По каналам протекает вода, поглощающая тепло от однокаскадной термоэлектрической батареи, смонтированной в корпусе. Батарея состоит из 28 термоэлементов 3 и образована из двух последовательно соединенных полупроводниковых ветвей. Одна из ветвей обладает электронной (п), а другая дырочной (р) проводимостью. Коллекторы 2 холодных спаев термобатарей с хорошим тепловым контактом сопрягаются со стальной пластиной 1. Эта пластина является рабочей поверхностью холодильника. Основанием холодильника является стальная плита 5, посредством которой устройство крепится на магнитной плите станка. Холодильник закрыт с четырех сторон футляром 4 из органического стекла, что исключает попадание воды внутрь устройства.
Вода и постоянный электрический ток питания напряжением 4 В и силой 60 А подаются в систему теплосъема через два штуцера 8. Соответствующий выпрямитель смонтирован в отдельном блоке питания, который расположен в непосредственной близости от станка. Устройство соединено с блоком двумя гибкими шлангами, имеющими достаточную длину, чтобы не препятствовать движению. Поскольку слой льда под деталью имеет строго определенную толщину, обусловленную капиллярными силами, метод примораживания позволяет шлифовать детали с высокой точностью.
В ряде случаев для закрепления деталей небольших партий применяют лекальные тиски с винтовым зажимом (рис. 35). Эти тиски отличаются от обычных точностью изготовления. Боковые поверхности губок лекальных тисков параллельны друг другу
и перпендикулярны основанию. Зажимные’~плоскости губок должны быть перпендикулярны основанию и боковым ‘ поверхностям. Такое расположение боковых сторон и основания дает возможность обрабатывать плоскости деталей, расположен-
Рис. 36. Синусные тиски
для профильного’ шлифо-
вания:
1 — неподвижная губка;
2 — подвижная губка; 3 —
кулачковая муфта ходового винта; 4 — кулачковая муфта рукоятки; 5 — рукоятка вращения ходового винта; б — упорная гайка; 7 — корпус; 8 — направляющая; 9 — блок концевых мер для установки угла поворота; Ю — доведенная подставка для блока концевых мер; 11 —
основание; 12 — рукоятка
фиксации поворота
ных перпендикулярно друг другу или под некоторым углом без переустановки детали. Перпендикулярные плоскости шлифуют путем поворота тисков и прижима их к направляющим планкам соответствующими упорными поверхностями. Для шлифования плоскостей под углом тиски устанавливают на поворотные синусные плиты. При обработке деталей мелкими сериями применяют поворотные синусные тиски (рис. 36) и трехпознционные поворотные тиски.
Значительную экономию времени и снижение трудоемкости обработки дает применение для закрепления деталей быстродействующих и многоместных приспособлений. Точную установку деталей в многоместных приспособлениях получают при использовании гидропласта. Основными элементами приспособлений с гидропластом являются корпус, в котором имеется полость, заполненная гидропластом, и плунжер. В корпусе имеются отверстия, в которые с минимальным зазором подогнаны плунжеры. Зажим деталей обеспечивается равенством сил, действующих на каждый плунжер. Восьмиместное приспособление для шлифования углового паза фиксатора револьверной головки (рис. 37)
состоит из корпуса 7, скрепленного с основанием 4. В корпусе имеется канал 8, заполненный гидропластом. Канал запирается плунжером 2, который перемещается под действием винта /. В корпус 7 вставлены упорные втулки 5 и разрезные втулки 6. С каналом для гидропласта связаны отверстия с плунжерами 3. Обрабатываемые детали вставляют в разрезные втулки 6 до упора во втулку 5 и выравнивают по пазу. Затем винтом 1 передают давление гидропласта на плунжеры 2, которые давят на стенки разрезных втулок 6 и зажимают обрабатываемые детали. При отжиме винта 1 детали освобождаются.
Приспособление для одновременного закрепления четырех деталей показано на рис. 38. В этой конструкции давление на гидропласт передается через пневматический цилиндр 3. Под действием сжатого воздуха поршень в пневмоцилиндре перемещается и сдвигает вперед клинья 4, при этом планки 5 поворачиваются на осях 7 и через гидропласт, находящийся в каналах планок 5, передают равномерно давление на плунжеры 6, прижимающие детали, находящиеся в пазах фиксаторов 1, к неподвижным прихватам 2. С торца детали поджимаются прихватом 8.
В ряде случаев для шлифования деталей из немагнитных материалов крепление их в процессе обработки производится посредством пневматических приспособлений. Одна из конструкций такого приспособления (для шлифования уступов у планки) показана
Рис. 38. Гидропластное приспособле-
ние с пневматическим цилиндром
на рис. 39. Внутри корпуса 1 смонтирован цилиндр 8, образующий с корпусом воздушную камеру, куда через распределительный кран поступает сжатый воздух. Под давлением воздуха в верхней части камеры диафрагма 9 перемещается и через палец 2 передает давление на рычаги 3, которые посредством вилок 4 и роликов 5 сжимают кулачки 6, закрепляя обрабатываемые детали в пазах плиты 7.
Для закрепления деталей непосредственно на столе плоскошлифовального станка применяются прижимы разной конструкции. Универсальный прижим, применяемый для закрепления
деталей среднего размера (рис. 40), устроен следующим образом. В корпусе 1 выполнены две опорные площадки — для прямоугольных деталей площадка А и для круглых — площадка В. Через отверстия в корпусе проходит болт 6, головка которого вводится в Т-образный паз на столе станка. В средней части болта находится гайка 4, которая регулирует натяжение пружины 3, заключенной между торцом гайки и шайбой 2. Эта пружина закрепляет корпус на плоскости стола. Над гайкой 4 установлена пружина 5, которая прижимает планку 7 к шайбе 8. Обрабатываемую деталь устанавливают па опорные площадки корпуса универсальных прижимов. Закрепляют деталь к корпусу прижима планкой 7 и гайкой 9. Второй конец планки получает опору посредством винта 10, который одновременно предохраняет прижимную планку от проворачивания.
Для закрепления крупных деталей рационально использовать гидравлические прихваты (рис.41), которые позволяют при небольших физических усилиях прочно закреплять детали на столе станка. В гидроцилиндре 1 под давлением масла, поступающего
от пневмогидроусилителя через отверстие, перемещается поршень 2. При ходе вверх поршень увлекает за собой тягу 10. При этом цилиндр 1 опирается на подставку 3. Прихват 4, подпираемый головкой тяги 10, действуя как рычаг, имеющий опору на сфери
ческие шайбы 7 и 8, прижимает деталь 9 к столу станка. Положе
ние прижимной планки 4 по высоте регулируется гайкой 6, навернутой на шпильку б. Гидроприхват надежен в работе и прост в эксплуатации. Применение гидроприхватов может сократить вспо-
могательное время на закрепление деталей, так как от одного пнев — могидравлического усилителя, установленного у станка, можно одновременно приводить в действие несколько прихватов. При этом обеспечивается равномерность прижима детали в разных точках.
Крупногабаритные детали закрепляют на столе станка также болтами, проходящими через прижимные скобы. Пример такого закрепления показан на рис. 42.