ШЛИФОВАНИЕ ФАСОННЫХ ДЕТАЛЕЙ В СМЕННЫХ ПРИЖИМНЫХ ПЛАНКАХ

Способ шлифования фасонных деталей в сменных прижимных планках на плоскошлифовальном станке дает хорошие результаты в отношении точности обработки и производительности труда. Обработка ведется следующим образом. Деталь 6 зажимают между двумя планками 5 (рис. 22) с центровыми отверстиями, и криво­линейные участки профиля шлифуют путем вращения в центрах приспособления, установленного на магнитной плите плоскошли­фовального станка. Ось центровых отверстий прижимных планок должна совпадать с центром дуги обрабатываемого криволинейного участка профиля.

Приспособление состоит из плиты 1, на которой установлены передняя 10 и задняя 2 бабки. Бабки могут перемещаться вдоль плиты и закрепляться в требуемом положении рукояткой 9, распо­ложенной на оси эксцентрика 8. Для возможности шлифования поверхностей малых деталей и криволинейных поверхностей не­больших радиусов верхняя часть зажимных центров 4 и 7 срезана так, чтобы расстояние от оси центров до плоскости среза было наименьшим. Центры в бабках зажимаются поворотом рукоятки 13. Центр задней бабки может перемещаться винтом 3 в осевом на­правлении. Приспособление должно быть изготовлено таким образом, чтобы ось центров при любом положении бабок была строго параллельна опорной плоскости плиты. Шлифуемая деталь

Рис. 23. Сменные прижимные планки

Рис. 24. Схема установки фасонной детали в сменных прижим­ных планках для совмещения центра дуги 13,5 мм с осью при­жимных планок

хомутиком 11 скрепляется со сменными прижимными планками 5, между свободными концами которых прокладывается блок мерных плиток 12, равный по высоте толщине обрабатываемой детали.

Шлифование фасонных деталей таким способом производится тисковым шлифовальным кругом, правка которого проста, а износ круга незначителен, так как правка осуществляется по периферии (при шлифовании изделия профилированным кругом расход абра — шва большой). Преимуществом этого способа обработки профиля детали является то, что он не требует применения дорогих и слож­ных приспособлений. Контроль шлифуемых участков профиля ктали производится на столе плоскошлифовальиого станка при помощи регулируемого установа, блоков мерных плиток и стойки с индикатором.

Высокая производительность труда при обработке профильных деталей с помощью прижимных планок объясняется тем, что за одни проход можно снимать слой металла толщиной 0,1—0,12 мм.

Сменные прижимные планки представляют собой универсаль­ное приспособление, значительно облегчающее шлифование криво­линейных профилей, составленных из дуг окружностей и прямых линий.

На рис. 23 показаны наиболее часто применяемые конструкции сменных прижимных планок.

Установку шлифуемой детали относительно сменных прижим­ных планок, ось центрового отверстия которых находится на определенном расстоянии от боковых плоскостей планки, произво­дят следующим образом. Прижимную планку 4 (рис. 24), у которой расстояние от оси центрового отверстия до боковых плоскостей ее соответственно равно 26 и 8 мм, устанавливают на блок мерных плиток 7, расположенный на разметочной плите 1. Размер этого блока 6,8 мм. Между другой стороной планки и угольником 6 прокладывают блок мерных плиток 5 размером 5,5 мм. Шлифуемую профильную деталь S прижимают сторонами /С и Л к разметочной плите и угольнику. Обе сменные прижимные планки устанавливают па одинаковые по размеру блоки мерных плиток, так как при изго­товлении каждой пары планок выдерживаются равные расстояния от их наружных боковых плоскостей до оси центрового отверстия. Прижимные планки и обрабатываемая деталь закрепляются при помощи хомутика 2, который устанавливают таким образом, чтобы он не мешал при шлифовании соответствующего участка профиля.

Сменные прижимные планки следует выбирать в соответствии с размерами детали и радиусом шлифуемого криволинейного участка профиля. Для обеспечения надежного закрепления боль­ших деталей необходимо выбирать прижимные планки больших габаритов.

Точность шлифования фасонных деталей приведенным способом :ависит от качества и точности изготовления сменных прижимных планок. Технологический процесс их изготовления сводится к сле — іующему. Заготовка планки из стали 15 или 20 (рис. 23, а) обра­
батывается строганием по плоскостям с припуском на последующую! обработку 0,ЗХ-0,5 мм на сторону. Затем эти же плоскости шлифу-j ются с припуском 0,2—0,3 мм на сторону. На плоскости А разме-1 чается центровое отверстие (с точностью ^0,1 мм) и обрабатывав ется центровочным комбинированным сверлом. Ось сверла должна быть строго перпендикулярна плоскости, на которой обрабатьк вается центровое отверстие. После этого на плоскости В делается] насечка 1,5 X 1,5 мм с углом 60° на глубине 0,8—0,9 мм, что обеспе-? чивает более надежное закрепление деталей.

Плоскости планки цементируются на глубину 0,8—1 мм,’ а затем закаливаются до твердости HRC 60—62. После термической обработки все плоскости планки шлифуются с оставлением при­пуска 0,1 мм на сторону., Затем при помощи чугун­ного притира с пастой при­тирается конусная часть цеитровогоотверстия. Пло­скости А и В сменной прщ жимной планки шлифуют до окончательного разме­ра, а плоскости С, D, Е, F шлифуют с припуском на доводку. После клейме­ния боковые плоскости до­водятся до размера 40± ±0,001 мм.

Контроль размера 20 мм -— расстояния от оси центрового отверстия до боковой плоскости, которая упирается в блок мерных плиток при установке сменной прижимной планки 2, производится по схеме, показанной на рис. 25. Планка устанавливается на раз­меточную плиту 5 и упирается в угольник 1. В центровое отверстие прижимной планки вставляется конусная часть калибра 4, а вто­рой конец калибра устанавливается на блок мерных плиток 6 размером 20 — DI2, где D — диаметр цилиндрической части ка­либра, изготовленного с большой точностью. Если стрелка микро­индикатора 3 при установке мерительного стержня его в любой точке образующей цилиндра калибра будет оставаться на 0, это означает, что расстояние от оси центрового отверстия до соответ­ствующей боковой плоскости сменной прижимной планки точно выдержано.

Сложный сопряженный профиль шаблона (рис. 26, а) шлифу­ется в сменных прижимных планках следующим образом. Сначала шлифуют криволинейный участок, имеющий больший радиус. Прижимные планки устанавливаются относительно шаблона пс блокам мерных плиток, как это показано на рис. 26, б. Между стороной А планки и угольником прокладывают блок мерных плиток размером 54,55 — 8 = 46,55 мм, а между стороной Б прижимной планки и плитой — блок размером 51,74 — 26 =

25,74 мм. После такой установки центр дуги радиусом 58,8 мм совместится с осью центров сменных прижимных планок. В этом положении шаблон с двумя прижимными планками закрепляют омутиком и устанавливают между центрами приспособления (рис. 22), расположенного на столе плоскошлифовального станка. Затем криволинейная поверхность радиусом 58,8 мм шлифуется

на выход. Совмещение центра дуги ра­диусом 27 мм с осью центров сменных прижимных планок производится по блокам мерных плиток (рис. 26) раз­мером: 58,26 + 51,74 — 27—26=57мм; 73,55 — 50,5 — 8 = 15,05 мм.

При шлифовании дуги радиусом 27 мм шлифовальный круг не должен врезаться в обработанную дугу радиу-

/ — угольник; 2 — шлифуемая деталь; 3 — сменная прижимная планка; 4 — плита;
5 — блоки мерных плиток; 6 — регулируемый установ; 7 — плоскость магнитной плиты,
на которую устанавливается центровое приспособление

сом 58,8 мм, для чего шаблон поворачивают при помощи синус­ной линейки на угол сопряжения дуг р (угол между вертикалью и линией, соединяющей центры дуг радиусом 58,8 и 27 мм). Угол сопряжения р определяется из треугольника ОМЕ:

Шлифование криволинейной поверхности радиусом 27 мм осу­ществляется из исходного положения (рис. 26, в) на выход. Кон­троль размеров радиусов 58,8 и 27 мм производится на станке. В этом случае на площадку К. регулируемого установа (рис. 26, г), расположенную по высоте оси центров приспособления, уклады­вают блок мерных плиток, равный по высоте радиусу проверяемой

криволинейной поверхности. Мерительный стержень индикатора, закрепленного в универсальной стойке, устанавливают на блок плиток, после чего его переносят на обрабатываемую поверхность. Шлифование поверхности заканчивается, когда стрелка индикатора после переноса останется на 0 или отклонится на величину, которая меньше допуска на радиус.

Применение регулируемого установа в значительной степени сокращает время на подбор блоков мерных плиток. При контроле вогнутых криволинейных поверхностей блоки мерных плиток укладывают на движок, который можно перемещать по Т-образному пазу корпуса установа и закреплять в нужном положении. В этом случае плоскость Е движка устанавливают ниже оси центров на определенном и точном расстоянии от основания приспособления.

Плоскости К и Е регулируемого установа должны быть строго параллельны друг другу и доведены до зеркального блеска.

Фасонная деталь прибора (рис. 27, а) обрабатывается при помощи сменных прижимных планок следующим образом. Стороны А и Б заготовки детали окончательно шлифуют на плоскошлифо­вальном станке до размера 8—0,1 мм, после чего деталь обрабаты­вают до размеров 76 и 105 мм.

Для шлифования криволинейных участков профиля радиусом 107 мм, центр которого находится за пределами контура детали, следует пользоваться прижимными планками (рис. 23, б). Уста­новка планок для совмещения оси их центровых отверстий с цен­трами дуг радиусом 107 мм показана на рис. 27, б и в. Между выступающими за пределы детали концами сменных прижимных планок помещают блок мерных плиток размером 8 мм (высота блока плиток равна толщине шлифуемой детали). В этом случае между плитой и угольником и соответствующими сторонами смен­ных прижимных планок прокладывают блоки плиток размерами 7 и 20,5 мм. Контроль при шлифовании осуществляется при помощи блока плиток высотой 107 мм, который укладывают на площадку регулируемого установа, расположенную на высоте оси центров. Шлифование этих участков производится на выход из исходного положения. Установка сменных прижимных планок относительно детали для шлифования участка профиля радиусом 27,5 мм, со­пряженного с двумя криволинейными участками радиусом 107 мм, показана на рис. 27, а. Необходимо при обработке следить за тем, чтобы шлифовальный круг не врезался в прошлифованные участки профиля радиусом 107 мм, для чего при повороте должен учиты­ваться угол сопряжения, равный 116°, и чтобы круг был закруглен.

Установка прижимных планок для шлифования участка с радиусом 28 мм показана на рис. 27, д, е. Поскольку дуга радиу­сом 28 мм плавно переходит с одной стороны в прямую, а с другой идет на выход, закруглять периферию шлифовального круга не следует. Контроль этого участка профиля производится по блоку мерных плиток высотой 28 мм. Правильность положения сменных прижимных плиток относительно шлифуемой детали можно про-

верить еще до начала обработки. Для этого на контролируемую криволинейную поверхность устанавливают мерительный стер­жень индикатора и деталь поворачивают в центрах приспособле­ния. При правильной установке стрелка индикатора не должна отклоняться.

Рис. 27. Фасонная деталь прибора (о) и схемы установки ее относи­тельно сменных прижимных планок (б—е): / — блок мерных плиток; 2 — прижимная планка; 3 — угольник; 4 — плита; 5 — шлифуемая деталь

Преимущества шлифования фасонных деталей в сменных при­жимных планках особенно наглядны при рассмотрении вопроса о шлифовании шаблона для контроля внутреннего профиля рабочей лопатки газовой турбины (рис. 28). Сложный сопряженный про­филь этого шаблона состоит из четырех сопряженных дуг разных радиусов и должен быть выдержан с точностью ±0,02 мм. После фрезерования профиля шаблона по разметке и термической обра­ботки шлифуют плоскости Л и В, затем шлифуют до размера 127,076±0,01 мм боковые стороны С и D.

Для шлифования криволинейных участков профиля шаблона с радиусами 350 и 125 мм, центры которых расположены за преде-

5 Б. М. Малкин 65

лами контура шаблона, надо применять удлиненные сменные при­жимные планки. Для совмещения центра дуги радиусом 350 мм с осью центров прижимных планок нужно при их установке поместить блоки мерных плиток, высота которых равна: между плитой и прижимной планкой 344,835 — 260 = 84,835 мм (рас­стояние между осью центров планки и ее нижней стороной при­нято 260 мм); между угольником и прижимной планкой 210 —

Рис. 28. Шаблон для контроля профиля лопатки газовой турбины

— 123,081 + 59,909 — 15 = 12,01 мм (15 мм — половина ширины планки). Шлифование этого участка профиля ведется на выход.

Установка прижимных планок и шаблона для обработки дуго­вого участка радиусом 125 мм производится при помощи блоков мерных плиток: между плитой и прижимной планкой 137,8 —

— 100 = 37,8 мм; между угольником и прижимной планкой 210 —

— 123,081 — 28,191 — 15 = 100,11 мм (применена планка, пока­занная на рис. 23, б). Затем на выход шлифуется участок криволи­нейного профиля, имеющего радиус 80 мм. Блоки мерных плиток, необходимые для установки прижимных планок, соответственно равны 210 — 123,081 — 45,635 — 100 = 32,55 мм; 62,139 — 15 = = 47,139 мм.

Наконец, шлифуется дуговая поверхность радиусом 45 мм до плавного сопряжения с поверхностями радиусом 125 и 80 мм. Совпадение оси центров сменных прижимных планок с центром дуги радиусом 45 мм достигается установкой планок по блокам мерных плиток: 210— 45 + 100 = 65 мм; 75,263— 15 =

= 60,263 мм.

Изготовление шаблонов (рис. 28) с точностью ±0,02 мм пред­ставляло для лекальщиков большие трудности. Профиль шаблона разбивался на отдельные участки линиями, параллельными боковым сторонам С и D шаблона и проходящими через точки сопряжения дуг профиля. После этого вытачивались точные диски определенного радиуса на каждый криволинейный участок. Диски срезались с двух сторон параллельными плоскостями таким образом, чтобы из каждого диска получился участок шаблона, ограниченный криволинейным участком радиусом R и параллель­ными прямыми. Собранные и спаянные между собой участки профиля образовывали полный профиль шаблона, к которому припасовывался эталонный комплект сырых шаблонов. По эта­лонному комплекту слесарь-лекальщик делал вручную пригонку комплекта каленых шаблонов. Изготовление точных шаблонов таким способом занимает примерно в 2,5—3 раза больше времени, чем шлифование профиля шаблона в сменных прижимных планках.

Профилированным шлифовальным кругом можно сразу прошли­фовать весь профиль шаблона (рис. 26, а), а также профиль детали, приведенный на рис. 27, а (в два приема). Недостатком этого спо­соба обработки профильных деталей на плоскошлифовальном станке является то, что такое профилирование шлифовального круга доступно лишь высококвалифицированным шлифовщикам. Кроме того, при профилировании шлифовального круга расходу­ется очень много абразивных материалов. К недостаткам способа следует также отнести и то, что при шлифовании полным профилем быстро срабатываются участки шлифовального круга, которыми шлифуются вертикальные участки профиля изделия.

Профиль приведенных деталей может быть также обработан фасонными кругами последовательным шлифованием отдельных участков профиля. Например, профиль детали (рис. 27, а) обра­батывается тремя разными шлифовальными кругами, каждый из которых спрофилирован на определенный радиус (28; 107 или 27,5 мм). Такой способ обработки требует точной установки шлифовального круга относительно детали для получения на ней правильного сопряженного профиля. При этом необходимо три раза менять шлифовальный круг и точно его профилировать. На основании изложенного можно сделать вывод, что при обра­ботке подобных деталей предпочтительнее применять метод шли­фования в сменных прижимных планках.

Встречаются детали, у которых центр дуги, составляющей часть профиля, находится за пределами контура детали или расположен в отверстиях и вырезах ее. Обычно для обработки таких деталей создают фальшивые центры путем напаивания на торцы детали пластин, в которых на координатно-расточном станке создаются центровые отверстия. Обработка таких деталей в сменных прижимных планках освобождает от перечисленных работ, ускоряет процесс изготовления деталей и значительно понижает их стоимость.

Способ обработки деталей в центрах, высверленных в напаи­ваемых пластинках, позволяет шлифовать участки профиля, у которых центры соседних дуг расположены на расстоянии друг от друга, превышающем диаметр центрового отверстия. При шлифовании деталей в сменных прижимных планках могут быть обработаны детали, у которых центры двух дуг находятся на рас­стоянии друг от друга, исчисляемом несколькими сотыми долями миллиметра.

На центровом приспособлении при помощи сменных прижим­ных планок можно шлифовать и конусные поверхности, например конусные фасонные калибры. Для этого центровое приспособление устанавливают при помощи клина под соответствующим углом. Способ шлифования фасонных деталей в сменных прижимных планках эффективен и прост.

Работа шлифовщика при обработке сложных сопряженных профилей может быть значительно облегчена при условии простав­ления конструктором на чертеже углов, определяющих точки сопряжения кривых профиля.