ШЛИФОВАНИЕ АЛМАЗНЫМИ КРУГАМИ

В связи с внедрением инструмента, армированного твердым сплавом, а также монолитного твердосплавного инструмента в последнее время широко применяется шлифование алмазными кругами, тем более, что шлифование твердосплавного инстру­мента карборундовыми кругами очень часто сопровождается по­явлением шлифовочных трещин.

Устранение шлифовочных трещин при обработке твердо­сплавного инструмента достигается постоянным поддержани­ем высоких режущих свойств карборундового круга путем выбо­ра соответствующей зернистости, твердости и режима шлифова­ния, обеспечивающих непрерывное самозатачивание круга.

Так, при шлифовании изделий, армированных твердым сплавом Т15К6, используют круг КЗ — зернистости 25 (по ГОСТ) и твердости СМі—Мз, скорость вращения круга 10—12 м/сек.

Такие условия работы вызывают большой расход абразивно­го инструмента, а также дополнительную затрату времени на до­полнительные замеры и установку детали на станок.

Алмазные круги изнашиваются в сотни раз меньше, чем кар­борундовые. Так, при шлифовании кругами из карбида кремния па съем 1 г твердого сплава расходуется от 3 до 18 г абразивно­го материала, а при шлифчвании алмазным кругом — соответст­венно всего 5 мг алмазного порошка.

Из этого видно, что работоспособность алмазного круга в 600—3000 раз выше. Твердые сплавы шлифуют алмазными кру­гами на органической связке при окружной скорости 20—30 м/сек и поперечной подаче 0,005—0,015 мм на двойной ход. Увели­чение поперечной подачи ведет к резкому повышению износа круга. Продольная подача рекомендуется в пределах 0,1— 2 м/мин.

§ 72. ПРИСПОСОБЛЕНИЯ

Приспособления для шлифонания в цент* р а х. Установка деталей в центрах применяется при наружном круглом шлифовании. Детали имеют центровые отверстия на торцах для установки их в центрах.

Центра изготовляются цельными (рис. 98, а) или с твердо­сплавным наконечником (рис. 98,6). При шлифовании деталей диаметром 3—4 мм применяют обратные центра (рис. 99). В этом случае концы шлифуемых деталей выполняются в виде конусов с углом при вершине 60°.

Для свободного выхода шлифовального круга с детали, диа­метр которой меньше диаметра центра, одна сторона центра, обращенная к кругу, срезается.

При шлифовании в центрах центр передней бабки не вра­щается и шлифуемая деталь получает вращение от повод­ковой планшайбы через хомутик, закрепляемый на конце де­тали.

Наиболее часто применяемый вид хомутика показан на рис. 100. Недостаток таких хомутиков состоит в том, что при не­высокой твердости шлифуемой детали зажимный винт оставля­ет на ней вмятину. Универсальный хомутик (рис. 101) не имеет такого недостатка.

При шлифовании хвостовиков шестерен, обрабатываемых крупными партиями, применяют специальное поводковое при­способление (рис. 102). Корпус / этого приспособления болтом 4 крепится к планшайбе передней бабки, а поводок 3 с помощью гайки 2 устанавливается так, что при закреплении шлифуемой шестерни в центрах попадает во впадину между зубьями и при вращении планшайбы увлекает за собой шестерню. Применение таких поводковых приспособлений сокращает вспомогательное время, так как исключает установку и снятие хомутика с каж­дой детали.

Детали с точным отверстием и небольшой высоты шлифуют на длинных центровых оправках с небольшой конусностью (рис. 103,а). Диаметр оправки с заходного конца на 0,01 мм меньше номинального диаметра отверстия шлифуемой детали, диаметр другого конца оправки превышает диаметр отверстия детали на 0,015 мм. Конусность оправки должна быть не больше 0,015 мм на 100 мм длины. Разжимные оправки (рис. 103, 6) ис­пользуют для шлифования деталей с более широким допуском по внутреннему диаметру.

Шлифуемая деталь устанавливается на разжимной втулке 2, имеющей 3—6 осевых разрезов с каждого торца. При заверты­вании гайки 3 внутренняя конусная поверхность втулки переме­щается по наружному конусу оправки 1, вследствие чего проис­ходит зажим обрабатываемой детали.

а)

б)

а—обычный срезанный, б—с твердосплав-
ным наконечником

Люнеты. При шлифовании наблюдается прогиб удлинен­ных деталей под действием сил Ру и Рг. Для устранения проги­ба деталей применяют специальные приспособления, называе­мые люнетами (рис. 104).

Корпус 2 люнета устанавливают на столе станка и закрепля­ют винтом /. Горизонтальный упор 6 люнета расположен на

а)

Рис. 103. Оправки: я—коническая, б—разжимная

ползуне 7, который регулируется при поджиме детали винтом 8. Нижний упор 5 закреплен на качающемся рычаге 4. При вра­щении винта 9 рычаг 4 поворачивается на оси 3 и подводит ниж­ний упор 5 к поверхности детали.

В процессе шлифования, по мере уменьшения диаметра об­рабатываемой детали, необходимо периодически приближать упоры до касания с шлифуемой поверхностью. В зависимости от отношения длины шлифуемой детали к ее диаметру применя­ют один, два или более люнетов.

Патро ны. При шлифовании единичных деталей часто при­меняют четырехкулачковые патроны с независимым перемеще­нием кулачков (рис. 105). Каждый кулачок 1 этого патрона пе­редвигается своим червячком 2. Такие патроны используют для

наружного или внутреннего шлифования деталей с неконцент­ричными базовыми поверхностями.

Шлифуемую деталь устанавливают в патроне по индикатору.

Самоцентрирующий трехкулачковый патрон применяют для зажима деталей, у которых шлифуемая наружная или внутрен­няя поверхность концентрична базовой поверхности. При шли­фовании деталей в самоцентрирующем патроне возможно несов­падение осей шлифуемой и базовой поверхностей в пределах 0,05—0,25 мм.

Рис. 106. Трехкулачковый самоцентри-
рующий патрон

Устройство трехкулачкового самоцентрирующего патрона показано на рис. 106. Нижняя поверхность диска 1 представля­ет собой коническое зубчатое колесо, сцепленное с тремя кони­ческими шестернями 2, установленными через 120° в корпусе 3 патрона.

При вращении любой из этих шестерен начинает вращаться диск 1. На верхнем торце диска нарезана спираль, которая соединена с зубьями, имеющимися на нижней поверхности зажимных кулачков 4. При повороте диска / происходит од­новременное перемещение всех трех кулачков к центру или от центра патрона в зависимости от направления вращения диска 1.

Большое количество деталей с более жесткими допусками на размер базового диаметра обрабатываются в трехкулачковых пневматических патронах. На штоке 2 патрона, соединенном пра­вым концом с поршнем (рис. 107) пневматического цилиндра, закреплена головка 1, в которой имеются три точно обработан­ных паза 3. Ось каждого паза направлена под углом 15° к оси
патрона. В эти пазы входят выступы зажимных кулачков 4. При движении штока вправо его головка увлекает кулачки и, сдвигая их к центру, зажимает обрабатываемую деталь.

Для освобождения детали достаточно переключить направ­ление движения поршня пневматического цилиндра, в резуль­тате чего шток сдвигается влево и кулачки разводятся.

Пневматические патроны точнее самоцентрирующих, они об­легчают труд рабочего, уменьшают время, затрачиваемое на за­жим и разжим детали.

Рис. 107. Трехкулачковый пневматический патрон

Кулачковые патроны непригодны для зажима тонкостенных деталей. В таких случаях применяют мембранные патроны (рис. 108), которые обеспечивают точное базирование по диамет­ру и торцу.

К торцу упругой мембраны а (рис. 108, а) прилагается сила Я, под действием которой торец мембраны деформируется, и выступы (кулачки) б, связанные с торцом мембраны, расхо­дятся. В результате расстояние Б между кулачками увеличится на некоторую величину в. Если теперь вставить между кулачка­ми деталь, имеющую наружный диаметр D = £ + e, и прекратить действие усилия Р на торец мембраны, то деталь окажется за­жатой силами, вызванными деформацией мембраны.

Корпус 2 патрона для зажима по наружной поверхности (рис. 108,6) вставляется своим конусным хвостовиком в шпин­дель бабки и закрепляется навертываемой на конец хвостовика гильзой с резьбой. Через отверстие в хвостовике и гильзе про­ходит шток 1, левый конец которого соединен с поршнем пневматического или гидравлического цилиндра.

При пуске сжатого воздуха или масла в цилиндр головка штока упирается в торец мембраны и разводит зажимные ку­

лачки 3, число которых равно 10—20. В этом положении шлифу­ют рабочие поверхности зажимных кулачков до размера, пре­вышающего размер шлифуемой детали на 0,03—0,05 мм. Одно­временно шлифуют три упорных штифта 4, по которым бази­руются детали по торцу; после этого патрон готов к работе.

Мембранные патроны аналогичной конструкции применяют и для зажима деталей изнутри.

Приспособление для наружного профильно­го шлифования. Для шлифования сложных наружных про­фильных поверхностей на круглошлифовальных станках исполь­зуются специальные приспособления. Одно из таких приспособ­лений для шлифования профильных пуансонов, действующее по способу копирования, показано на рис. 109.

На плите 11 приспособления неподвижно закреплен уголь­ник 7, к которому привернут упор 5. Опорная поверхность этого упора концентрична поверхности шлифовального круга. К по­верхности упора пружиной 6 постоянно прижат вращающийся кулачок (копир), который жестко соединен со шпинделем при­способления 4. Шпиндель вращается во втулке 2, жестко соеди­ненной с призмой 3. Благодаря наличию центровой оправки /,

закрепленной на обратной стороне призмы, последняя может ка­чаться в центрах, давая возможность вращающемуся кулачку постоянно сохранять контакт с упором 5.

В головке шпинделя соосно с кулачком закрепляется обраба­тываемая деталь. При сближении шлифовального круга с вра­щающейся деталью последняя перемещается относительно ре­жущей поверхности круга, точно повторяя движение вращающе­гося кулачка относительно упора. Деталь считается прошлифо­ванной, когда измерением будет установлено, что один из раз­меров ее достиг величины, указанной в чертеже, т. е. контроль шлифуемой в этом приспособлении профильной детали, а также

сам процесс шлифования выполняются аналогично контролю и шлифованию цилиндрической детали.

Приспособление проектируется и изготовляется для уста­новки на определенном станке. Расстояние от нижней поверхно­сти плиты 11 до оси шпинделя приспособления должно соответ­ствовать высоте центров станка с точностью ±0,5 мм. Расстоя­ние от нижней поверхности плиты до центра радиуса опорной поверхности упора 5 должно равняться расстоянию от оси шпин­

деля шлифовальной бабки до поверхности стола станка с точ­ностью ±0,05 мм.

Приспособление на станке устанавливают в такой последо­вательности:

1) прямоугольная головка болта 9 вводится в Т-образный паз стола станка;

2) тщательно протирается нижняя поверхность плиты при­способления и поверхность стола;

3) приспособление придвигается до соприкосновения план­ки 10 с боковой поверхностью стола станка, после чего гайка 8 завертывается до отказа.

На специальных профилешлифовальных станках, на которых шлифование производится методом копирования, профиль ку­лачков и его расчет очень сложны.

Объясняется это тем, что упором для вращающегося ку­лачка 1 служит вращающийся ролик 2 (рис. ПО), диаметр ко­торого намного меньше диаметра шлифовального круга. Приме­нение вращающегося упора для кулачка на профилешлифоваль­ных станках, используемых в массовом производстве, диктуется стремлением свести к минимуму износ кулачка и упора.

В рассматриваемом нами приспособлении упор 2 для вра­щающегося кулачка 1 (рис. 111) неподвижен и имеет профиль рабочей части в виде дуги окружности диаметром, несколько превышающим диаметр шлифовального круга. При таком копи­ре построение профиля кулачка упрощается. Все радиусы про­филя 3 обрабатываемой детали определяются по чертежу, после этого увеличивают каждый радиус на одну и ту же величину К (например К=30 мм) и из центров этих радиусов описывают со­ответствующие дуги до их слияния. При этом получается иско­мый профиль.

Выбранное значение величины К следует учитывать при оп­ределении диаметра шлифовального круга. Теоретически диа­метр круга определяется по формуле

D = 2(R-K),

где R — радиус упора.

Практически отклонение диаметра шлифовального круга ог расчетного значения на величину до ±20 мм очень мало отра­жается на точности шлифуемого профиля.

При необходимости поставить шлифовальный круг, намного отличающийся от расчетного, надо заменить упор другим, имею­щим радиус:

/? = — у — + /Н — 20,

где 20 мм — припуск на правку круга в процессе шлифования.

На шлифовальных станках также применяют приспособле­ния, сокращающие вспомогательное время и предназначенные для обработки больших партий (серий) деталей одного типо­размера.

Приспособление для шлифования винто­вых деталей с переменным шагом. Дли хо­лодной поперечной прокатки роликов применяют валки с ребор­дой, имеющей боковые винтовые поверхности с переменным ша­гом.

Для шлифования таких валков шлифовщиком Л. Ш. Докто­ром применено приспособление, устанавливаемое на столе резь­бошлифовального станка (рис. 112).

Шлифуемый валок, посаженный на оправку, закрепляется в центре 1 задней бабки и центре 2 приспособления. Вращение шлифуемого валка осуществляется от шпинделя передней баб­ки через поводок 5, зубчатые колеса zt; z2; z3; z4 и поводок 6.

Одновременно через зубчатые колеса zr, z2; Z5; z$ приводит­ся во вращение кулачок 3, спрофилированный так, что в про­цессе вращения шлифуемого валка клин 4 получает точно обу­словленное перемещение по направлению, перпендикулярному оси валка. Это перемещение с передаточным отношением, зави­
сящим от угла клина 4, передается центру 2, который соответст­венно перемещает шлифуемый валок относительно стола станка.

Таким образом, общее перемещение шлифуемого валка отно­сительно шлифовального круга складывается из движения стола

станка, зависящего от шага, на который настроен станок, и от движения валка относительно стола, определяемого профилем кулачка 3.

Использование этого приспособления позволило за короткий

срок обучить начинающих шлифовщиков обраба­тывать сложный инстру­мент.

На рис. 113 показано приспособление для шли­фовки отверстий трех ко­лец шарикоподшипника за один установ. Стакан 1 со шлифуемыми кольцами вставляется в направляю­щее кольцо 2 и прижи­мается к торцу фланца 3 кулачками 4. Во время шлифования рабочий

Рис. 113. Приспособление для шлифова — вставляет три следующих

ния отверстий трех колец за один кольца в запасной ста-

установ кан.

Станок настраивают в зависимости от его конструкции и ха­рактера обрабатываемой детали.

Основные этапы настройки станка при шлифовании в цент­рах, наиболее распространенные при обработке наружных ци­линдрических поверхностей, состоят в следующем:

1. Устанавливают центра. Задний центр должен выступать из пиноли на 1,5Я (Я—ширина круга). При шлифовании де­талей малого диаметра сторона заднего центра, обращенная к кругу, срезается на такую же длину (1,5Я), чтобы круг не за­девал центра.

2. Устанавливают поводковый патрон для вращения детали при шлифовании с неподвижным передним центром.

3. Устанавливают поворотный стол в нулевое положение.

4. Регулируют усилия прижима детали центром задней баб­ки. Чем легче и тоньше шлифуемая деталь, тем меньше должно быть это усилие. Излишнее усилие прижима приводит к быстро­му износу центров, слабый прижим может быть причиной выпа­дания детали из центров.

5. Устанавливают люнеты при шлифовании длинных дета­лей.

6. Регулируют и проверяют охлаждение.

7. Правят круг. Если круг новый, его тщательно баланси­руют.

8. Подбирают и устанавливают согласно технологической карте скорость вращения детали и скорость хода стола.

9. Устанавливают упоры реверсирования хода стола.

10.Закрепляют деталь в центрах. Центровые отверстия (рис. 114) в детали должны быть выполнены точно. Отклонение угла конуса и овальность центрового отверстия не допускаются. Аналогичные требования предъявляются к наружным центрам передней и задней бабок станка.

Хомутики для вращения деталей подбирают по диаметру де­тали. Для шлифования полых деталей используются центровые оправки.

11. Регулируют механизм автоматического выключения по­перечной подачи. Для этого устанавливают деталь и включают станок. Маховичком поперечной подачи сближают круг и деталь до появления искры. В этом положении, не сдвигая маховичка, открепляют его лимб, отсчитывают по лимбу от нуля вправо столько делений, насколько потребуется повернуть маховичок, чтобы с детали был снят весь припуск, и наносят в этом месте лимба риску мелом. Затем устанавливают лимб этой риской про­тив риски, от которой ведется отсчет на корпусе механизма по­перечной подачи, и закрепляют лимб.

Когда весь припуск будет снят и нулевая риска на лимбе приблизится к риске отсчета на корпусе, специальный кулачок, соединенный с лимбом, отключит автоматическую поперечную подачу. После некоторого «выхаживания» круг отводят от де­тали. Сняв первую деталь, проверяют ее годность; после этого можно считать станок налаженным для работы.

Updated: 28.03.2016 — 18:45