СТАНКИ ШЛИФОВАЛЬНО-ПРИТИРОЧНОЙ ГРУППЫ

Шлифовальные станки предназначены для обработки деталей шлифовальными кругами. На них можно обрабатывать наружные и внутренние цилиндрические, конические и фасонные поверхности и плоскости, разрезать заготовки, шлифовать резьбу и зубья зубчатых колес, затачивать режущий инструмент и т. д. В зависимости от формы шлифуемой поверхности и вида шлифо­вания шлифовальные станки общего назначения подразделяют на круглошлифовальные, бесцентрово-шлифовальные, внутри-шлифовальные, плоскошлифовальные и специальные.

Главным движением у всех шлифовальных станков является вращение шлифовального круга, окружная скорость V_к которого измеряется в м/с. Существуют следующие движения подач.

1. Для круглошлифовальных станков (рис. 15.1, а) движение подачи — вращение детали (круговая подача S_кp); возвратно-поступательное движение стола с обрабатываемой деталью (про­дольная подача S1) и поперечное периодическое перемещение шлифовального круга относительно детали (поперечная подача5₂). Круглошлифовальные станки, работающие методом врезания (рис. 15.1, б), имеют поперечную подачу S, и круговую подачу S_кр; кроме того, шлифовальная бабка или стол могут совершать коле­бательное осевое движение с подачей S₂.

2. Для внутришлифовальных станков (рис. 15.1, в) движение подачи — вращение детали (круговая подача S_кр); возвратно-поступательное движение детали или шлифовального круга (про­дольная подача S₁) и периодическое поперечное перемещение бабки шлифовального круга (поперечная подача S₂). Планетар­ные внутришлифовальные станки (рис. 15.1, г) имеют круговую подачу S_кр (вращение оси шлифовального круга относительно оси обрабатываемого отверстия), периодическую поперечную по­дачу S₂,а также продольную подачу S₁.

3. Для плоскошлифовальных станков с прямоугольным столом, работающих периферией круга (рис. 15.1, д), движение подачи — возвратно-поступательное движение стола (продольная подача S),периодическое поперечное перемещение (подача S₁)шлифоваль­ной бабки за один ход стола и периодическое вертикальное пере­мещение шлифовального круга (подача S₂) на толщину срезаемого слоя. Плоскошлифовальные станки с круглым столом (рис. 15.1, е) имеют подачу S₁ шлифовального круга или стола и движение кру­говой подачи S стола. Вертикальное перемещение стола или шлифо­вальной бабки является вертикальной подачей.

4. Для плоскошлифовальных станков с прямоугольным столом, работающих торцом круга (рис. 15.1, ж), движение подачи — продольное перемещение стола (подача S)и периодическое верти­кальное перемещение (подача S)круга на толщину срезаемого слоя. Аналогичные плоскошлифовальные станки с круглым сто­лом (рис. 15.1, з)имеют вращательное движение стола (подача S)и периодическую подачу S₁ круга.

Круглошлифовальные станки предназначены для на­ружного шлифования цилиндрических, конических или торцо­вых поверхностей тел вращения. При обработке на станке детали устанавливают в центрах или закрепляют в патроне. Для обра­ботки на центровых станках необходимо обеспечить вращение шпинделя круга, вращение обрабатываемой заготовки, продоль­ное перемещение стола, непрерывную или периодическую подачу на толщину срезаемого слоя. Детали, длина которых меньше ширины круга, шлифуют без продольного перемещения заготовки методом врезания.

На бесцентрово-шлифовальных станках можно шлифовать наружные и внутренние поверхности цилиндрических дета­лей, не имеющих центровых отверстий. Схема шлифования на бес­центровом круглошлифовальном станке наружной поверхности детали с продольной подачей напроход приведена на рис. 15.6. Деталь 3, поддерживаемая опорной призмой 4, располагается между двумя кругами 1 и 2, из которых шлифовальный 1 снимает припуск с заготовки, а ведущий круг 2 сообщает заготовке вращение (круговую подачу) и продольное перемещение (осевую по­дачу).

Продольная подача сообщается шлифуемой заготовке ведущим кругом в результате установки его под некоторым углом αк оси шлифовального круга или при наклоне опорной призмы на угол α. При обдирочном шли­фовании угол а — 1,5 ... 6°, а при чистовом а = 0,5 ... 1,5°. В обоих случаях продольную подачу определяют как произ­ведение окружной скорости ведущего круга V₂ на синус угла наклона а оси круга или приз­мы:

S_заг = V₂ sin a.

Для обеспечения цилиндричности ось шлифуемой заготовки должна быть выше центров шлифовального и ведущего кругов примерно на 0,15—0,25 диаметра детали, но не более чем на 10— 12 мм (во избежание вибрации).

При шлифовании по методу врезания оси шлифовального и ве­дущего кругов устанавливают параллельно друг другу. Деталь, опирающаяся на призму, только вращается (осевая подача отсут­ствует), а поперечная подача на толщину срезаемого слоя произво­дится перемещением ведущего или шлифующего круга в направ­лении, перпендикулярном к оси обрабатываемой заготовки, точ­ным ходовым винтом.

Для шлифования наружных поверхностей выпускают универ­сальные и специальные бесцентрово-шлифовальные станки. В за­висимости от расположения линии центров кругов бесцентрово-шлифовальные станки бывают с горизонтальным расположением линии центров (рис. 15.7, а), применяемым в большинстве стан­ков средних и малых моделей; с наклонным расположением ли­нии центров (рис. 15.7, б), применяемым в станках крупных мо­делей, предназначенных для обработки крупногабаритных де­талей, а также при обдирочной обработке (угол наклона линии центров в этих станках обычно равен 30°); с вертикальным распо­ложением линии центров (рис. 15.7, в). Эти станки получили ог­раниченное применение.

В зависимости от способа поперечной подачи бесцентрово-шлифовальные станки бывают с перемещением ведущего круга и суппорта с опорной призмой относительно неподвижно закреп­ленной на станке шлифовальной бабки; с перемещением суппорта с опорной призмой и шлифующего круга по отношению к непод­вижно закрепленной на станине бабке ведущего круга; с переме­щением шлифующего и ведущего кругов относительно неподвижно закрепленного на станке суппорта с опорной призмой; подача на толщину срезаемого слоя и компенсация изнашивания шлифоваль­ного круга в этом случае осуществляются перемещением шлифо­вальной бабки; бабка ведущего круга подается только при на­ладке на новый размер детали.

По конструкции привода ведущего круга различают станки со ступенчатым и с бесступенчатым регулированием частоты враще­ния ведущего круга. По методу базирования детали (рис. 15.8) различают станки с базированием на призме и на башмаках. Базирование на башмаках получило распространение при шлифо­вании роликовых дорожек подшипниковых колец.

Внутришлифовальные станки по виду круговой подачи выпускают обычными (простыми) и планетарными. Обычные станки применяют для шлифования отверстий в деталях, которые можно закреплять в патроне и которым можно сообщать враща­тельное движение. Такие станки получили наибольшее распростра­нение. Для шлифования отверстий в тяжелых деталях, а также в деталях несимметричной формы используют планетарные внутришлифовальные станки (см. рис. 15.1, г).

Станок ЗК228В (рис. 15.10) является универсальным внутришлифовальным станком (простым). Он предназначен для шлифо­вания цилиндрических и конических отверстий (диаметром 50— 200 мм и длиной до 200 мм) в мелко- и среднесерийном произ­водстве. На станке предусмотрено торцешлифовальное устройство 11 для обработки с одной установки кругом 8 торца заготовки. Станок состоит из станины 18, на направляющих которой смонтиро­ван стол 17 со шлифовальной бабкой 15, шпинделем и кругом 12. Шлифовальная бабка на столе перемещается по поперечным верх­ним направляющим качения механически или вручную от махо­вика 21. С левой стороны на станине на салазках 5 моста 3 уста­новлена бабка изделия 6 со шпинделем и патроном 10. Бабка из­делия установлена на салазках и имеет установочное поперечное перемещение от винта 4, а также при необходимости может пово­рачиваться на угол для шлифования конических отверстий.

Рис. 15.10. Внутришлифовальный станок 3К228В

Продольное перемещение стола осуществляется от гидропри­вода, расположенного в станине и управляемого рукояткой 20. Вручную в продольном направлении стол перемещается махови­ком 19. Торцешлифовальное устройство, установленное на бабке изделия, может поворачиваться из верхнего положения в рабочее механически или маховиком 7. Ручная подача круга (на вреза­ние) — от маховика 9. Охлаждающая жидкость подается электро­насосом 2 из бака /. Электроаппаратура с пультом управления 14 расположена в электрошкафу 16.

В процессе шлифования вращаются заготовка и шлифовальный круг при одновременном его возвратно-поступательном перемещении вместе со шлифовальной бабкой и столом. Шлифовальной бабке периодически сообщается поперечная подача. Работа торцешлифовального устройства происходит при вращении заго­товки и шлифовального круга и подачей круга вдоль оси. Размер шлифуемого отверстия контролируют на станке или по лимбу 13 механизма поперечной подачи шлифовальной бабки, или по из­мерительному прибору. В этом случае лапка прибора вводится в отверстие и по мере снятия припуска по индикатору можно наблюдать за ходом шлифования и прекратить обработку при достижении размера.

Плоскошлифовальные станки. В зависимости от конструкции различают следующие типы плоскошлифовальных станков: с горизонтальным шпинде­лем, прямоугольным столом и крестовым суппортом; с горизон­тальным шпинделем и прямоугольным столом общего назначения; с вертикальным шпинделем и прямоугольным столом; с горизон­тальным шпинделем и круглым столом; с вертикальным шпинделем и выдвижным круглым столом; с вертикальным шпинделем и круглым столом непрерывного действия; продольно-шлифоваль­ные одностоечные с подвижным столом и с подвижной стойкой; продольно-шлифовальные двухстоечные; двусторонние торцешлифовальные с горизонтальным шпинделем; двусторонние торцешлифовальные с вертикальным шпинделем.

Плоскошлифовальные станки с горизонтальным шпинделем, прямоугольным столом и крестовым суппортом предназначены для шлифования поверхностей периферией круга. В пределах, допускаемых кожухом круга, возможно шлифование торцовых поверхностей. Эти станки применяют в основном в инструмен­тальном производстве.

Плоскошлифовальные станки с прямоугольным столом общего назначения выпускают с горизонтальными и вертикальными шпин­делями. По сравнению со станками с крестовым суппортом станки этой группы имеют повышенную жесткость, оснащены шлифоваль­ными кругами больших размеров и электродвигателями большой мощности. Эти станки обеспечивают высокую производительность и достаточно высокую точность обработки.

По степени автоматизации станки этого типа выпускают в двух исполнениях: неавтоматизированные и полуавтоматы с приборами активного контроля.

Плоскошлифовальные станки с круглым столом и горизонтальным шпинделем выпускают как неавтоматизированными, так и полу автоматизированными.

Притирочные станки. Притирка осуществляется притирами, на поверхность которых наносят мелкозернистый абразивный порошок, смешанный со смазочным материалом или пастой. Притиры могут быть чугунные, стальные, бронзовые, свинцовые из твердых пород дерева и т. п. В качестве абразивного порошка используют наж­дак, электрокорунд, алмазную пыль, карбид кремния и др., а в ка­честве пасты — окись хрома, окись алюминия, крокус, венскую известь и др. Во время притирки абразивный порошок смачивают керосином или скипидаром. На притирку оставляют припуск, при­мерно равный 0,005—0,02 мм.

На притирочных станках (рис. 15.14) можно обрабатывать различные наружные и внутренние поверхности, в том числе и плоские, притирать шейки коленчатых валов, кулачки распреде­лительных валиков, концевые меры, пробки-калибры, зубчатые колеса и т. п. В корпусе станины помещен привод притира 5. Притир 3, соединенный со шпинделем станка, помещенным в колонне 2, получает вращательное движение и перемещение по вертикали.

Притирка деталей осуществляется притирами 3 и 5, между ко­торыми помещен сепаратор 4. Обрабатываемые заготовки свободно помещаются в гнездах сепаратора, который расположен либо экс­центрично относительно осей притиров, либо концентрично. В пер­вом случае сепаратор свободно насажен на ось, которая вращается в направлении притира 5. Во втором случае сепаратор получает колебательное возвратно-поступательное движение от отдельного привода.

Сепараторный диск (рис. 15.15, а) имеет поперечное перемеще­ние для изменения эксцентриситета е его оси относительно оси вращения металлических притиров; это необходимо для обеспече­ния равномерного изнашивания притиров. Примерная относительная траектория заготовки во время обработки показана на рис. 15.15, б.

Хонинговальные станки. Хонингование выполняют специальным инструментом - хонинговальной головкой (хоном), оснащенной мелкозернистыми абразивными брусками. Головка (рис. 15.17) совершает одновре­менно вращательное и возвратно-поступательное движения в неподвижном отверстии.

Хонингованием можно получать высоко­качественную поверхность, а также исправлять некоторые де­фекты отверстий (конусность, овальность и др.). При хонинговании в качестве смазочно-охлаждающей жидкости применяют эмульсию или керосин.

Бруски 4 хонинговальной головки получают радиальное пере­мещение с помощью конусов 2 и 5, насаженных на стержень 5 с вин­товой резьбой и имеющих возможность сближаться или удаляться друг от друга при вращении стержня 3. При сближении конусы 2 и 5 через пальцы 1 раздвигают абразивные бруски 4, а при уда­лении — сдвигают. Таким образом устанавливают бруски на нужный диаметр перед началом обработки. У автоматической хо­нинговальной головки радиальное перемещение брусков 4 для возможности самоустановки в обрабатываемом отверстии произ­водится автоматически, для чего головку соединяют со шпинде­лем станка универсальными шарнирами. После каждого двойного хода головки стержень 3 поворачивается и сближает конусы 2 и 5.

В зависимости от вида обработки хонинговальные станки под­разделяются на станки для хонингования отверстий и наружных поверхностей, а по расположению и числу шпинделей — на верти­кальные и горизонтальные, одно- и многошпиндельные.

Вращение шпинделя у хонинговальных станков (рис. 15.18) осуществляется обычно от электродвигателя через механическую коробку скоростей. Возвратно-поступательное перемещение шпин­деля у вертикальных хонинговальных станков обычно произ­водится с помощью гидравлического привода. В горизонтальных станках для этого используют электромеханический или гидравлический привод.

Станки для суперфиниширования. Суперфиниширование применяют для обработки на­ружных и внутренних цилиндрических поверхностей. Суперфи­ниширование производят абразивными брусками, совершающими колебательные возвратно-поступательные движения с большой частотой и малым ходом по поверхности вращающейся заготовки (рис.. 15.19). Мягкие, мелкозернистые абразивные бруски во время работы прижимаются к обрабатываемой поверхности пружинами или гидравлическим устройством. При суперфинишировании в ка­честве смазочно-охлаждающей жидкости применяют смесь керо­сина с маслом. Припуск на обработку не оставляют, поскольку процесс заключается в снятии микронеровностей, оставшихся от предыдущей обработки. Процесс снятия металла автоматически прекращается при удалении гребешков и увеличении площади соприкосновения брусков с основной поверхностью детали, когда сила прижима оказывается недостаточной для разрыва масляной пленки на поверхности детали.

На станке для суперфиниширования цилиндрических поверх­ностей деталей колеблящимися брусками (рис. 15.20) заготовку устанавливают в центрах между передней 1 и задней 4 бабками.

Заготовка получает вращение от поводкового патрона 2, как и на обычном токарном станке. Абразивные бруски крепят в специаль­ных державках 3, которые получают осевое возвратно-поступа­тельное движение по обрабатываемой поверхности. Движение осу­ществляется с помощью гидропривода, служащего также для под­вода брусков к заготовке и легкого прижима их к ее поверхности. Колебательное движение бруски получают по специальным на­правляющим от отдельного электродвигателя посредством экс­центрика.

Скорость вращения детали составляет 2—20 м/мин, продоль­ная подача 0,1—0,15 мм/об, а число колебательных движений бру­сков в минуту 500—1800.