Уменьшение погрешностей установки заготовки

На наружных круглошлифовальных станках в большинстве случаев заготовка устанавливается па неподвижных цент­рах. На рис. 11 приведены формы центровых отверстий по

ГОСТ 14034—74. Точность устячо-вмі лиги говки при обр; и кс зави­сит от точности формы и Нол’!’. . с::: уютных центров станка и несу­щих поверхностей центровых огаерегий заготовки (или оправки). При несовмещении осев конусов и погрешностей их формы неизбежно возникает неполное прилегание несущих поверхностей отверстий заготовки к упорным центрам станка, что вызывает неравномерный их износ и неплавное вращение из-за скачкообраз­ного характера пространственного перемещения заготовки и при­водит к погрешностям формы обрабатываемых поверхностей.

По данным ЭНИИМСа, в зависимости от требуемой точности обработки некруглость центровых отверстий должна находиться в пределах до 4 мкм, а некруглость упорного центра 0,5—1,0 мкм. Шеро­ховатость поверхности центровых отверстий должна быть в пределах Ra = 0,63-f-0,32 мкм, а упорных центров /?„ = 0,32-^0,08. При некруг-

Рис. 11. Формы центровых отверстий: а — с прямолинейной образующей несущего конуса и без предохранительного конуса; б — с предохранительным конусом; в — с предохра­нительной цилиндрической выточкой; г — с выпуклой обра­зующей несущего конуса и без предохранительного конуса

лых центрах или центровых отверстиях заготовки не имеют доста­точной опоры и, смещаясь под действием усилия шлифования, копируют неточность центровых опор.

На точность установки влияет несовпадение углов конусности отверстий и центров, а также их несовмещение и непараллель — ность. Смещение осей вызывает неполное прилегание центровых от­верстий заготовки к центрам станка, что вызывает неравномер­ность износа отверстий. Неполное прилегание центровых отверстий к центрам может вызвать также некруглость в поперечном сечении.

При повышенных требованиях к точности обработки закаленных заготовок центровые отверстия исправляют с помощью абразивных инструментов — конусов, заправленных по форме отверстия. Во всех случаях абразивный инструмент вводится в отверстие и поджимается к нему тарированной пружиной. Применяется несколько способов окончательной обработки центровых отверстий: сплошное шлифова­ние, когда абразивный инструмент касается всей поверхностью отверстия, при этом исправления несоосности центровых отверстий не происходит; линейное шлифование, когда абразивный инструмент касается центрального отверстия по образующей, при этом заго­товка вращается; линейное шлифование с осциллированием, когда абразивный инструмент касается центрового отверстия по образую­щей, заготовка вращается, абразивный инструмент совершает ко­лебания в направлении образующей центрального отверстия.

По ГОСТ 14034—74* предусмотрены центровые отверстия с дугообразной образующей несущего конуса и без предохранительного

конуса. Такая форма центровых отверстий не чувствительна к угловым погрешностям конусного центра и лучше удерживает смазку. При таких центровых отверстиях снижаются погрешности установки и повышается точность обработки. Однако в этом случае не устраняются погрешности, возникающие при несовмещении осей центровых отверстий заготовки и центров станка. Эти погрешности устраняются при сферической форме упорных центров станка, так

О)

Рис. 12. Сферические упорные центры: а, б — цельные: / — первого исполнения, II — второго испол­нения, в — составной: / — вставка; 2 — корпус; г — шариковый: 1 — корпус; 2 — упорный шарик; 3 — крышка; 4 —- пружин­ная шайба

как два сферических центра всегда соосны, зона контакта центров станка и центровых отверстий заготовки в процессе обработки сохраняется постоянной, а ее форма и размеры остаются неизмен­ными (рис. 12).

Характерная особенность установки заготовки на сферические центры станка, являющаяся преимуществом этих центров, заклю­чается в том, что заготовка совершает в пространстве простое вращательное движение вместо сложного скачкообразного движения при установке на конические упорные канавки. Такие центры исключают возможность точечного контакта. Сферические центры обладают повышенной стойкостью и хорошей смазываемостью, капиллярный эффект способствует удержанию смазки у площадки сферической поверхности.

Для передачи вращательного движения шпинделя станка к за­готовке, установленной в центрах, применяется поводковый хомутик. Одним из источников возникновения погрешностей формы в попе­речном сечении заготовки является широко применяемый однопле — чевой поводок, передающий крутящий момент от стайка к детали. Давление с поводкового пальца на хомутик передается последним на передний центр станка (через обрабатываемую, заготовку), а равное ему, но противоположное по направлению давление хомутика на поводок через планшайбу передается па шпиндель станка и вызывает отжатие заготовки под действием переменной горизонталь­ной силы. Поэтому при установке заготовки в центрах с примене­нием одноплечевого поводка трудно обеспечить высокую точность формы обрабатываемой заготовки в поперечном сечении. Причиной некруглости заготовки является изменение величины и направления действия радиальной составляющей давления хомутика на поводок в течение одного оборота заготовки.

Снижения некруглости заготовки можно достичь применением торцевых поводковых устройств. На рис. 13 изображена поводковая планшайба, установленная на круглошлифовальном станке. Устройст­во имеет не менее двух ведущих кулачков. На одном из торцов заго­товки выполняются несколько поводковых углублений в виде клино­вых канавок или конусных углублений. Ведущие кулачки, рабочая часть которых соответствует форме поводковых углублений, входят в поводковые углубления детали и через их поверхность передают крутящий момент от станка. Точность расположения поводковых углублений относительно друг друга и относительно центрового от­верстия достигается выдавливанйем последнего одновременно с по­водковыми углублениями одним инструментом. Высокая точность из­готовления инструмента в совокупности с высокой точностью изго­товления поводковой планшайбы создает условия для симметричного приложения окружного усилия при шлифовании, что обеспечивает повышение точности установки заготовок.

Применение торцовых поводковых устройств одновременно обес­печивает снижение затрат вспомогательного времени, создает возмож­ность обработать заготовки по всей длине без перезакрепления, что особенно важно в серийном производстве. Обработка заготовок с установкой на сферических упорных центрах станка обеспечивает повышение точности формы заготовок по сравнению с" обработкой на конических упорных центрах станка. Повышение точности формы заготовок достигается за счет исключения влияния неточности взаимного положения центров&х отверстий заготовки и взаимного положения центров станка. Передача крутящего момента от станка к заготовке посредством торцовых поводков также способствует повышению точности формы заготовки благодаря симметричному при­ложению окружного усилия.

При закреплении заготовки в патроне биение его или непостоян­ство положения его оси вращения увеличивают погрешности обра­ботки. При повышенных требованиях к точности обработки заго­товки устанавливаются на неподвижные жесткие опоры-башмаки и прижимаются упором или магнитным патроном. При этом исклю­чаются погрешности, связанные с радиальным биением шпинделя изделия, и тем самым обеспечивается соосность обрабатываемой и базовой поверхности, но копируются погрешности базовой по­верхности.

Вращение заготовке сообщается шпинделем изделия. Неподвиж­ные опоры выставляются в радиальном направлении так, чтобы обеспечить смешение оси вращения заготовки относительно оси вращения шпинделя в определенном направлении на величину 0,15—0,5 мм. Возникающие при этом усилия в процессе вращения

Рис. 13. Поводковая планшайба; / — прокладка; 2 — планшайба; 3 — штифт

шпинделя с заготовкой обеспечивают прижим последней к непод­вижным опорам и устойчивую установку относительно шлифоваль­ного круга.

При шлифовании наружной поверхности установка на жесткие опоры осуществляется по обрабатываемой поверхности или по внут­ренней поверхности заготовки.

На рис. 14 приведен блок неподвижных опор для шлифования наружных колец шариковых подшипников.

Преимущества способа установки на неподвижные опоры: удобство и стабильность наладки благодаря простоте конструк­ции приспособления;

снижение влияния радиального биения заготовки в опорах шпин­деля на точность и шероховатость при обработке, разгрузке шпин­деля заготовки от радиальной нагрузки;

снижение погрешностей обработки по некруглости, иеперпен- днкулярности и разиостенности до долей микрометров;

снижение вспомогательного времени на установку и снятие деталей;

возможность обработки наружной (или внутренней) круглой по­верхности и торца с одной установки.

1 г

Специальным конструкторским бюро по шлифовальному обору­дованию разработана также установка на осевые жесткие опоры. В этом случае заготовка прижимается вращающейся электро­магнитной насадкой к шести жестким торцовым и к двум радиаль­ным опорам. Заготовка вращается с постоянным поджимом как к радиальным, так и к осевым неподвижным опорам, вследствие чего исключается влияние на точность обработки не только ра­диальных, но и осевых погрешностей приводного шпинделя станка.