Универсальные внутришлифовальные станки с ЧПУ

Саратовским станкостроительным заводом им. 60- летия СССР созданы универсальные станки высокой и особо высокой точности моделей ЗМ225ВФ2, ЗМ227ВФ2, ЗМ225АФ2, ЗМ227АФ2 с ЧПУ, входящие в состав комплексной гаммы внутришлифовальных станков третьего поколения. (Воронежским станко­строительным заводом им. 50-летия Ленинского ком­сомола подготовлен к выпуску станок модели ЗМ229ВФ2 с диапазоном диаметров обрабатываемых отверстий 50—500 мм.) Они предназначены для за­мены внутришлифовальных станков с ручным управ­лением. На станках предусмотрен автоматический цикл обработки, обеспечиваемый применением устрой­ства ЧПУ, шаговых электродвигателей с блоками управления и соответствующей электро — и гидроаппа­ратуры. По основным узлам станки унифицированы со станками предшествующей гаммы. Сохранена общая компоновка. Производительность станков более чем в два раза превышает производительность станков гаммы ЗК.. Показатели их точности приведены в табл. 1.5. Станки гаммы ЗМ обладают более широкими технологическими возможностями. У них расширен

Таблица 1.5 Точностные показатели универсальных внутришлифовальных станков с ЧПУ Показатель Модель ЗМ225АФ2 ЗМ227ВФ2 ЗК227ЛФ2 Погрешность профиля 0,4 2,0 2,0 продольного сечения про­шлифованного отверстия, мкм Круглость, мкм 0,4 1,0 1,6 Неплоскостность торца, 1,5 3 5 мкм Шероховатость Ra, мкм: I отверстия 0,06 0,16 0,16 торца 0,16 0,32 0,32

диапазон диаметров обрабатываемых отверстий бла­годаря применению новых приводов шпинделя бабки изделия с широким диапазоном регулирования часто­ты вращения.

Техническая характеристика станков дана в табл. 1.6. В ней приведены также данные станка мо­дели ЗК227ВФ2, относящегося к гамме ЗК, но осна­щенного устройством ЧПУ.

Основное конструктивное отличие внутришлифо­вальных станков с ЧПУ моделей ЗМ225А(В)Ф2 и ЗМ227А(В)Ф2 от универсальных станков с ручным управлением состоит в устройстве механизма попереч­ной подачи (рис. 1.8). У обеих моделей станков он аналогичен. В станке модели ЗМ225А(В)Ф2 он уста­новлен на передней части моста и обеспечивает попе­речное перемещение бабки изделия, в станке модели ЗМ227А(В)Ф2—на передней части шлифовальной бабки и обеспечивает ее поперечное перемещение.

Силовой шаговый двигатель 3, управляемый от сервоблока, через муфту 2 вращает червяк /, сцеп­ленный с червячным колесом 6, посаженным на винт 5. Поперечная подача осуществляется через шариковую гайку 4. Поворот вала двигателя на один шаг состав­ляет 1,5°. При передаточном числе червячной пары 1/50 и шаге винта 5 мм размер поперечного переме-

щения на один шаг двигателя составляет 1/240Х1/50Х X 5000 = 0,4167 мкм. При назначении величины попе­речной подачи шлифовального круга удобно выбирать числа импульсов шагового двигателя, кратные трем.

Таблица 1.6 Технические характеристики универсальных внутришлифовальных станков с ЧПУ Параметры Модель ЗМ225ВФ2 ЗМ227ВФ2 ЗК227ВФ2 Диаметры шлифуемых от- 1—80 20—200 20—100 верстий, мм Наибольшая длина шли­фования при диаметре шлифования 100 мм Наибольший диаметр 80 * 200 125 устанавливаемого изделия, мм: без кожуха 290 400 400 в кожухе 160 250 250 Наибольший диаметр шлифовального круга, мм Автоматическая попереч­ная подача, мм/мин: 50 125 80 форсированная 1,2—12 черновая 0,3—3 чистовая 0,03-0,6 доводочная 0,006—0,06 Автоматическая попереч­ная подача, мм/дв. ход 0-0,025 Наибольший ход стола, 400 560 450 ММ Частота вращения внутри- 12 000— 5 000— 9 000— шлифовальных шпинделей, об/мин 150 000 28 000 22 000 Частота вращения шпин­деля изделия (регулиро- 125—2 000 60-1 200 60—1 200 вание бесступенчатое), об/мин * При диаметре шлифований ие менее 40 мм.

Например, 3, 6, 9, 12 импульсам будет соответство­вать поперечное перемещение шлифовального круга на 1,25; 2,5; 3,75; 5 мкм на сторону. Для визуального контроля величины поперечной подачи предназначен лимб 7, соединенный е винтом поперечной подачи.

Программное управление автоматическим циклом работы станка осуществляет устройство ЧПУ модели П111-13, выполненное по структуре специализирован­ной ЭВМ. Сервоблок и устройство ЧПУ выполнены в виде отдельных шкафов, расположенных рядом со станком справа от рабочего. Программное устрой­ство имеет пульты ввода данных и управления, схема которых показана на рис. 1.9. На пульте ввода дан-

Рис. 1.8. Механизм поперечной подачи внутришлифовальных станков с числовым программным управлением

ных расположено десять наборов программных декад­ных переключателей, посредством которых вводят сле­дующую информацию.

1. Координата алмаза.

2. Поперечное перемещение, число ходов стола при правке и выхаживании круга.

3. Ускоренный отвод стола.

4. Перезарядка.

5. Компенсация погрешностей перемещений.

6. Координата Х(мм) и скорость (мм/мин) уско­ренного перемещения.

7. Координата начала черновой подачи, величина подачи на двойной ход и число двойных ходов выха­живания.

8. Координата второй правки.

Рис. 1.9. Схема пультов ввода данных и управления устрой-
ством ЧПУ модели ПИ 1-13

9. Координата начала чистовой подачи и ее значе­ние при чистовом шлифовании на двойной ход и число двойных ходов

10. Координата начала доводочной подачи и ее значение при доводочном шлифовании на двойной ход и число двойных ходов выхаживания доводочного шлифования.

На пульте ввода над программными переключате­лями имеются сигнальные лампы, которые загораются с началом отработки данного участка цикла и гаснут по его окончании. На пульте управления расположены следующие кнопки и переключатели.

11. Цифровая индикация текущей координаты шлифовального круга.

12. Кнопка включения питания.

13. Кнопка выключения питания.

14. Кнопка «Сброс».

15. Переключатель режима работы с положениями: РУ — ручное управление (а);

АВТ без ПАК — автоматическая работа без при­бора активного контроля (Ь)

АВТ с Г1АК — автоматическая работа с прибором активного контроля (с); наладка (d).

16. Кнопка «Правка».

17. Кнопка «Быстрый ход на себя».

18. Кнопка «Быстрый ход от себя».

19. Кнопка «Продолжение цикла».

20. Кнопка «Запись координаты алмаза».

21. Кнопка-1. Отработка одного импульса.

22. Кнопка-10. Отработка 10 импульсов.

23. Кнопка «Продольная подача».

24. Кнопка «Ускоренное перемещение».

25. Кнопка «Черновая подача».

26. Кнопка «Чистовая подача».

27. Кнопка «Доводочная подача».

28. Кнопка «Подналадка».

Для подготовки шлифования конкретной детали в автоматическом цикле необходимо определить опе­рационный припуск и разделить его на черновой, чис­товой и доводочный. Разделение припуска следует проводить с учетом размеров и точности обрабаты­ваемого отверстия, материала детали, его твердости, а также характеристики шлифовального круга. Во многих случаях на черновую обработку бывает воз­можным выделить 75—80 % общего припуска. Затем назначают размеры черновой, чистовой и доводочной подач на двойной ход стола, отвода круга, толщину снимаемого с круга слоя при правке. Для ввода линей­ных величин в память ЧПУ их необходимо перевести в число импульсов шагового двигателя механизма поперечной подачи. Один импульс вызывает попереч­ное перемещение шлифовального круга на 0,4167 мкм. Как производят подготовку программы, можно про­следить на следующем примере.

Необходимо прошлифовать отверстие детали диа­метром 40Н7. В наладочном режиме подводим круг до касания с обрабатываемой поверхностью и совер-

шаем несколько рабочих ходов для получения предва­рительно прошлифованного отверстия. При этом вели­чина подвода крута до касания и снятый припуск составили соответственно 0,15 мм (360 импульсов двигателя) и 0,05 мм (120 импульсов двигателя). Измерение отверстия показало размер, равный 39,4 мм. Для удаления оставшегося радиального при­пуска 0,3 мм потребуется задать 720 импульсов шаго­вому двигателю.

Рис. 1.10. Циклограмма работы станка но программе, введенной
в устройство ЧПУ

Переводим шлифовальный круг в положение, соот­ветствующее дна, метру готового отверстия, для чего отрабатываем 720 импульсов нажатием на кнопки п. 24 и 25; подводим к шлифовальному кругу алмаз и производим правку круга; определяем величины перемещений.

1. Общий путь, пройденный кругом в поперечном направлении, X — 0,15 + 0,05 + 0,3 = 0,5 мм, или ра­вен 1200 импульсам шагового двигателя (рис. 1.10).

2. X— полный припуск, равный 0,35 мм, или 840 импульсам шагового двигателя, разбиваем на два чер­новых по 0,15 мм, чистовой 0,04 мм и доводочный 0,01 мм: Х = (0,15 -+-0,15 + 0,04 + 0,01) мм. В числах импульсов будет соответственно 360 + 360 + 96 + 24.

3. X — припуск второй черновой, чистовой и дово­дочный: X = 0,15 + 0,04 + 0,01 = 0,2 мм, или равен 480 импульсам шагового двигателя.

4. Хз —припуск чистовой и доводочный: Х=0,04+ + 0,01 = 0,05 мм, или равен 120 импульсам шагового двигателя.

5. X— припуск доводочный: X = 0,01 мм, или ра­вен 24 импульсам шагового двигателя.

6. X — быстрый отвод круга: Х5 = 0,02 мм, или равен 48 импульсам шагового двигателя.

7. X — компенсация износа круга назначается технологически: Х6 — 0,01 мм, или равна 24 импуль­сам шагового двигателя.

Выбираем скорости.

На участке X — X—скорость быстрых перемеще­ний 12,5 мм/мин; на участке X — X — 0,005 мм/дв. ход, или 12 импульсов шагового двигателя; на участке X — X — 0,0025 мм/дв. ход, или шесть импульсов шагового двигателя; на участке X — 0,0004 мм/дв. ход, или один импульс шагового двигателя.

Число ходов — 1.

Выхаживание: черновое и доводочное — 9 ходов стола.

Все данные нанесены на схеме пульта (см. рис. 1.9).