ШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ С ЧПУ РУКОВОДСТВО для подготовки шлифовщиков

В настояще время выпускаются шлифовальные станки с ЧПУ сле­дующих основных классов: плоскошлифовальные, круглошлифо­вальные, внутришлифовальные и заточные. Созданы также много­целевые шлифовальные станки и гибкие производственные модули на их основе. Следует помнить, что шлифовальные станки с ЧПУ не делают, с точки зрения обработки металла, ничего такого, что не мо­жет сделать обычный шлифовальный станок. Во всех этих станках в качестве режущего инструмента применяются шлифовальные кру­ги, используются те же скорости резания, СОЖ и т. п. Таким обра­зом, повышение производительности станка и расширение его техно­логических возможностей при использовании ЧПУ обеспечивается не за счет процессов, связанных со съемом металла, а лишь за счет управления и вспомогательного времени.

Особенностью шлифования, затрудняющей программное управле­ние этим процессом, является то, что износ круга соизмерим по ве­
личине с припуском на обработку (в отличие от лезвийного инстру­мента). Износ круга зависит от различных параметров и составляет -—-1 /50 от снятого припуска. Поэтому управление перемещениями механизма правки круга от устройства ЧПУ должно предусматри­вать учет и компенсацию его износа.

Обозначение отечественных шлифовальных станков с ЧПУ от­личается от обычных лишь добавлением буквы Ф и цифры 1, 2, 3 или 4 рядом с ней, указывающей на дополнительные признаки (табл. 8.1).

8.1. Обозначение систем программного управления

Отличительные признаки

Система управления с цифровой инди­кацией на табло или экране координат по­движного узла станка. В нее входят уст­ройства для предварительного набора коор­динат обрабатываемой поверхности н для автоматического перемещения шлифоваль­ного круга в заданные координаты Система позиционного программного управления, позволяющая автоматически перемещать подвижные узлы станка в точ­ки с заданными координатами, т. е. осуще­ствлять их позиционирование. Траектория движения узла возможна лишь прямоли­нейная, вдоль направляющих Контурная система программного управ­ления, обеспечивающая произвольную тра­екторию движения инструмента за счет пе­ремещения рабочего органа по двум или трем координатам одновременно Комбинированная позиционно-контурная система программного управления, как пра­вило, с устройством автоматической смены режущих инструментов

Отечественным станкостроением выпускается более 25 типов стан­ков шлифовальной группы с числовым программным управлением. В табл. 8.2 приведены некоторые данные о наиболее типовых шли­фовальных станках с ЧПУ, из которых видно, что эти станки могут производить те же виды абразивной обработки, что и обычные стан­ки с ручным управлением. Дополнительные технологические воз­можности, обеспечиваемые системой программного управления, характеризуются совокупностью программируемых движений рабо­чих органов станка.

Независимые движения (продольная, поперечная и вертикальная подачи, вращение заготовки, угол поворота стола и т. п.) называются координатными осями перемещения.

Наибольший диаметр из­делия £>ша*= 280 мм. Наи­большая длина шлифования Етах=710 мм. Частота вра­щения изделия п = 25ч — 4-720 об/мин. Частота вра­щения шлифовального круга Укр —1590, 1690 об/мин Дрпах==200 ММ, Е, пат — =700 мм, п — 50ч — Ч — 500 об/мин, jVkр =

= 1590 об/мин

MM, Етах =

= 30ч-750 об/мин. ЛгНр= = 1250 об/мин

Наибольший диаметр шлифуемого отверстия

^тах“80 ММ, /. fл х — 80 мм. /У„р= 12 000ч-150 000 об/мин Размер рабочей поверхно­сти 200 X 400 мм, скорость круга сКр=Зб м/с, скорость продольного перемещения стола Snp=24-35 м/мнн. Вертикальная подача 5„= = 0,002ч-0,1 мм/мин. Попе­речная подача S’m>n = =0,54-30 мм/мин Размер рабочей поверхно­сти 320X1250 мм, гКр== = 24ч-35 м/с, Snp=0,0l4 4-10 м/мин

Плоскошлифовальные станки с ЧПУ в зависимости от назначе­ния могут иметь одну, две или три программируемые оси перемеще­ния: X, Z и У (рис. 8.4): X — продольная подача стола, Z — попе­речная подача стола, Y — вертикальная подача шлифовального круга.

Дополнительно может осуществляться программное управление частотой вращения шлифовального круга и постепенного наращива­ния частоты вращения круга по мере его износа (для поддержания постоянной скорости резания), ско­ростью изделия (подачами) и дру­гими параметрами.

Обработка плоских поверхно­стей может программироваться в режимах «маятникового» и «глубин­ного» шлифования. При маятнико­вом шлифовании (рис. 8.5, а) за­дается возвратно-поступательное перемещение, которое совершает стол с закрепленной на нем заго­товкой относительно бабки, несу­щей шлифовальный круг. Подача вдоль оси Z (поперечная) может осуществляться после одного хода — стола — обработки одной «строки» (рис. 8.5, б) или одновременно с продольной подачей вдоль оси X (рис. 8.5, в). В последнем случае обратный ход производят обычно без поперечной подачи для улучше-

ния качества поверхности. После обработки плоскости круг подает­ся вниз на деталь для обеспечения съема металла при последующих рабочих ходах.

При глубинном шлифовании (рис. 8.5, г) припуск на обработку снимают за один рабочий ход при малых скоростях движения дета­ли относительно круга.

Обработку криволинейных поверхностей осуществляют движе­нием бабки с кругом одновременно по двум координатам (рис. 8.6, а)

либо, как и в обычных станках, — применением координатной прав­ки круга (рис. 8.6, б). В отличие от станков с ручным управлением правку выполняют по программе алмазным карандашом, управля­емым устройством ЧПУ. На рис. 8.7 показана профильная правка круга, выполняемая по программе; требуемый профиль получается при одновременных перемещениях круга (ось Z) и алмазного каран­даша (оси X).

По программе можно задавать не только траекторию правящего инструмента, но и технологию самой правки, с учетом компенсации износа круга. В большинстве случаев правка осуществляется перио­дически (рис. 8.8, а). При глубинном и профильном шлифовании,

Рис. 8.7. Профильная правка круга, выполняемая по про­грамме

Рис. 8.8. Периодическая (а) и непрерывная (б) правка кру­га при плоском шлифовании когда круг особенно интенсивно изнашивается и затупляется, при­меняют непрерывную правку с компенсационным смещением круга (рис. 8.8, б).

При обработке плоскостей в плоскошлифовальных станках при­меняют систему ЧПУ преимущественно позиционного типа. Однако профильное шлифование вызывает необходимость использования си­стем ЧПУ контурного типа. Дискрета для плоскошлифовальных

станков обычно составляет 1 мкм, что позволяет обеспечивать требу­емую геометрическую и размерную точность.

Круглошлифовальные станки с ЧПУ имеют две основные про­граммно-управляемые оси перемещения (рис. 8.9): Z — поперечной

подачи шлифовального кру­га, X — продольной подачи заготовки. Эго позволяет программировать обработку шеек ступенчатых валов ме­тодом врезного (рис. 8.10, а) и проходного (рис. 8.10, б) шлифования по любому рабо­чему циклу; задавать выха­живающую осцилляцию вдоль оси X после врезного шли­фования (рис. 8.10, в), про­граммировать обработку тор­цов (рис. 8.10, г), а при одно­временно управляемых осях X и Z шлифовать напроход коничес­кие и более сложные поверхности вращения (рис. 8.10, д).

В круглошлифовальных станках с ЧПУ может быть предусмотре­но и большее количество координатных осей. Например, для обра-

ботки кулачков и копиров, а также для фиксации углового положе­ния заготовки при наличии шлицев или пазов вводится ось С вра­щательного движения заготовки (см. рис. 8.9). В универсальных станках для возможности программирования обработки конусов часто предусматривается координатная ось поворота стола.

Торцекруглошлифовальные станки с ЧПУ могут иметь до девя­ти координатных осей (рис. 8.11) — три основные (А Z и С) и шесть вспомогательных установочных координат позиционирования: в — поворота стола для обработки конуса, Y — оси приборов ак­тивного контроля, W — пе­ремещения прибора осевой ориентации круга относи­тельно заготовки при обра­ботке ступенчатых валов,

U — смещения задней бабки для корректировки цилннд — ричности обрабатываемой за­готовки.

Правка кругов также осу­ществляется по программе, что позволяет поддерживать любой заданный профиль круга.

На таких станках про­граммируют обработку галте­лей с различными радиусами

(рис. 8.12, а), шлифование торцов (рис. 8.12, б), одновременную обработку цилиндрических и торцевых поверхностей (рнс. 8.12, в, 8.12, г), врезное шлифование фасонных поверхностей (рис. 8.12, д) и другие операции.

Возможность задавать программой последовательность обра­ботки ступеней вала позволяет оптимизировать рабочий цикл и повы­сить точность обработанной детали например, при программирова­нии шлифования с промежуточным отскоком после чернового шлифо­вания для снятия упругих отжатий в системе станок— приспособление — инстру­мент — деталь.

Наличие на универсаль­ном станке с ЧПУ про­граммно управляемой вну — тришлифовальной головки позволяет значительно рас­ширить технологические возможности станка за счет возможности одно — Рис. 8.13. Программируемые оси перемеще — временного шлифования ннй на виутришлифовальном станке с ЧПУ наружных и внутренних

поверхностей.

Внутришлифовальные станки с ЧПУ также могут иметь одну, две или более управляемых координатных осей. Как и в случае круг­лого наружного шлифования, основными осями являются (рис. 8.13): Z — поперечная подача, X —- продольная подача.

г) 6) е;

Рис 8.14. Схемы обработки на внутришли — Рис. 8.15. Программируемые фовальиом стайке с ЧПУ оси перемещений на заточном

станке с ЧПУ

Часто для удобства программирования условно вводится коор­дината X’ (совпадающая по направлению с X), задающая продоль­ное перемещение шлифовального круга. Наличие этих осей позволя­ет программировать все основные схемы шлифования внутришлифо — вального станка: сквозного цилиндрического отверстия (рис. 8.14, а); глухого цилиндрического отверстия (рис. 8.14, б), внутренней торцевой поверхности (рис. 8.14, в), фаски отверстия (рис. 8.14, г), конического отверстия (рис. 8.14, д), наружной торцевой поверхно­сти (рис. 8.14, е) и др.

На внутришлифовальных станках с ЧПУ также предусмотрена программируемая правка круга, что в условиях повышенного изно­са и затупления инструмента особенно эффективно.

Заточные станки с ЧПУ должны обеспечивать сложные движе­ния абразивного инструмента относительно заготовки, как правило, при одновременном перемещении по всем трем координатам: X, Z и Y (рис. 8.15). На этих станках шлифуются изделия, имеющие прямые и винтовые канав­ки, прямые и конические режущие инструменты, фа­сонные фрезы и т. п., поэто­му, как правило, преду­сматривается и дополни­тельная координата С — угловое положение шпин­деля изделия.

Из станков шлифоваль­ной группы заточные стан­ки должны обеспечивать наиболее сложное по тра­ектории движение инстру­мента относительно заго­товки, с часто меняющей­ся конфигурацией. Поэто­му преимущества ЧПУ именно на заточных стан­ках наиболее ощутимы. Рис. 8.16. Фреза (а) и программируемые

Для иллюстрации на перемещения шлифовального круга и зато — рис. 8.16, а показана фре — товкн — необходимые для ее заточки (б)

за, а на рис. 8.16, 6 — не­обходимые для заточки этой фрезы перемещения шлифоваль­ного круга и заготовки, которые задаются программно.

В современных заточных станках с ЧПУ может быть предусмот­рено также вращение шпинделей изделия и шлифовального круга во­круг вертикальной и горизонтальной осей и даже возможность про­граммировать смену шлифовальных кругов, установленных на спе­циальной револьверной головке.

Такой станок, осуществляющий комплексную обработку слож­ных изделий несколькими инструментами, называется обраба­тывающим центром.

Учебно-производственное задание по теме

«Шлифовальные станки с ЧПУ»

Дайте ответы на следующие вопросы:

1. Какие движения рабочих органов шлифовальных станков мо­гут задаваться программой?

2. Чем отличается станок мод. ЗМ151Ф1 от мод. ЗМ151Ф2?

3. Обработку каких поверхностей можно осуществить на пло­скошлифовальном станке с ЧПУ, имеющем следующие программи­руемые оси: X и Z; X и К; Y и Z; X, Z и Y?

4. Как осуществляется обработка криволинейных поверхностей на плоскошлифовальных станках с ЧПУ?

5. Для шлифования каких деталей на круглошлифовальных стан­ках с ЧПУ необходимо наличие дополнительной программируемой — оси С?

6. Составьте алгоритм (последовательность) перемещений стола и круга (оси X и Y) при обработке поверхностей, показанных на рис. 8.14; на рис. 8.16, б?

7. Что называется обрабатывающим центром?

8. На рис. 8.25 и 8.26 показан пример обработки кулачка на станке с ЧПУ, когда все перемещения инструмента и заготовки за­даются программой? В чем преимущества и недостатки для этого станка с ЧПУ по сравнению с обычным станком с ручной настрой­кой? Рассмотрите три случая: условия массового производства, усло­вия серийного производства, условия индивидуального производ­ства. Сделайте вывод о целесообразности применения ЧПУ в каж­дом из этих случаев.

ШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ С ЧПУ
0 votes, 0.00 avg. rating (0% score)

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *