| Библиотека |
ВСТУП
Сучасне виробництво характеризується використанням матеріалів з висо-кою твердістю та зносостійкістю. Внаслідок цього їх оброблення різанням викликає певні труднощі. Для фінішної обробки таких матеріалів, як правило, використовують шліфування кругами із надтвердих матеріалів (НТМ), до яких відносяться алмаз та ельбор. При цьому круги використовуються на металевій зв’язці, що потребує використання електроерозійної правки та електроерозійних дій на робочу поверхню круга (РПК).
На кафедрі «Металорізальні верстати та інструменти» ДонНТУ запропонований новий метод пошуку оптимальних режимів оброблення за допомогою такого показника, як миттєва поточна лімітована різальна здатність круга, математичний опис якої може бути знайдений за допомогою пружної схеми шліфування. Метод широко використовується при пошуку режимів плоского шліфування ванадійових інструментальних сталей, твердих сплавів, заточці інструментів, потребує значно менших витрат часу порівняно з класичним методом знаходження оптимальних режимів шліфування, але потребує модернізації верстату з метою реалізації шліфування за пружною схемою.
Як показав виконаний огляд, відомості про модернізацію обладнання внутрішньо шліфувального верстата для пружної схеми шліфування, в літературі відсутні.
Базуючись на наведеному вище, метою студентської роботи є розробка модернізації внутрішньо шліфувального верстата 3А227П, яка забезпечить дослідження миттєвої поточної лімітованої різальної здатності шліфувальних кругів із надтвердих матеріалів при внутрішньому шліфуванні сталі Р6М5Ф3 та твердих сплавів групи ВК за пружною схемою.
1. АНАЛІЗ СУЧАСНИХ СПОСОБІВ ПРИЗНАЧЕННЯ РЕЖИМІВ ШЛІФУВАННЯ.
1.1. Класичний метод знаходження режимів шліфування.
Вхідними даними для визначення режимів різання при шліфуванні є: а) інформація про оброблюваний матеріал і розміри поверхні, що шліфується; б) припуск на обробку; в) вимоги до точності, шорсткості оброблюваних поверхонь та іншим показникам якості; г) інформація про верстат; д) жорсткість системі верстат - деталь – пристрій – круг; е) характеристика круга, яким проводять обробку на даній операції.
Режими різання при шліфуванні можуть бути визначенні розрахунковим шляхом або назначені на основі практичних рекомендацій. Розрахунок режиму шліфування доцільно проводити для умов масового виробництва, коли незначні відхилення від оптимальних вимог обробки можуть привести до суттєвих втрат. Розрахунок режимів доцільно також проводити при розробці різноманітних нормативів і рекомендацій, які відносяться до виготовлення шліфувальних кругів.
Завдання визначення оптимального режиму шліфування виконується в три етапи: 1) складання системи рівнянь, що описують технічні обмеження, які накладаються на режим різання вимогами до деталі, верстатом, інструментом і вимогами виробництва; 2) математичний опис цільової функції, тобто функції, що виражає ціль оптимізації; 3) спільний розгляд технічних вимог і цільової функції і визначення на цій основі оптимального режиму шліфування [1].
Математичний вираз, що описує технічні обмеження, однотипні і можуть бути представлені у вигляді нерівностей в лівій частині яких приведено задане (граничне) значення будь-якої величини, що обмежує, або параметра , а у правій – фактичне значення цієї величини або параметра при тій чи іншій комбінації елементів режиму різання та інших заданих вимог обробки.
Технічні обмеження, які накладаються на режим різання вимогами до виробу, наступні: а) гранично допустима висота шорсткості Ra на обробленій поверхні; б) потрібна точність деталі після шліфування; в) температура поверхні, що шліфується, гранично допустима з точки зору припалу, залишкових напружень або інших показників якості поверхневого шару деталі.
Технічні обмеження, що накладаються на режими різання верстатом, наступні: а) потужність приводу шліфувального круга ; б) найбільші і найменші частоти обертання шпинделя і значення подач, що передбачені кінематикою і конструкцією відповідних механізмів верстата (nmax,nmin ,vmax і vmin тощо). У зв’язку з малими значеннями сил, що виникають при шліфуванні, міцність механізмів верстата, як правило, не обмежує режими різання. Винятками можуть бути випадки чорнового шліфування і обробки деталей на верстатах з одночасним шліфуванням декількома кругами
Технічні обмеження, що накладаються на режим різання шліфувальним кругом, наступні: а) потрібна стійкість інструмента ; б) гранична температура на ріжучих зернах; міцність круга.
Комплекс технічних обмежень описують область можливих режимів шліфування. Якщо оптимізації піддається комплекс із двох елементів режиму різання, а інші елементи режиму задані, то згадана область зображує собою плоску фігуру, яка окреслена відповідними лініями. На рис. 1.1 в загальному вигляді показана схема побудови області можливих режимів різання у випадку, коли відшукуються оптимальне сполучення швидкості деталі і глибини різання (поперечна подача ). Лініям на рисунку присвоєні найменування обмежень ТО1 – ТК3, що згадувалися вище. Якщо оптимізується комплекс з трьох елементів режиму роботи, то кожне обмеження описується не лінією, а поверхнею того чи іншого виду, а область можливих режимів шліфування обертається в тримірний простір. При більший кількості елементів, що характеризують режим різання, область можливих режимів обертається в чотири або більш мірний простір.
Рис 1.1 – Схема області можливий режимів
Цільові функції являють собою математичний опис цілі, з якої виробляють оптимізацію режиму шліфування. В залежності від конкретних умов виробництва при оптимізації можна забезпечити найменшу собівартість обробки на даній операції, досягнення на даній операції найбільшої продуктивності, мінімальні затрати на інструмент. Можуть бути й інші конкретні цілі оптимізації.
В більшості випадків при визначені оптимальних режимів різання цілю оп-тимізації повинно бути отримання мінімальної собівартості операції. Дослідженнями в роботі [2] показано, що, як правило, варіант режимів різання, який забезпечує найменший штучний час, разом з тим є і найбільш економічним варіантом. Маючи на увазі, що рішення задачі при цільовій функції, що містить вимогу мінімального часу, є найбільш простим, чим при цільовій функції, яка містить вимогу найменшої собівартості, а результати в обох випадках досить близькі, доцільно за основу оптимізації режимів шліфування прийняти досягнення найбільшої продуктивності процесу.
Найбільшій продуктивності при інших однакових вимогах відповідає найбільша кількість видаленого оброблюваного матеріалу Q за хвилину. Геометрично величина Q не залежить від швидкості шліфування v. Однак не практиці внаслідок зносу круга і його відтискання в процесі різання залежність хвилинного зняття Q від елементів режиму різання виявляється більш складною, і тому цільова функція може бути виражена у вигляді формули
При відсутності осьової подачі у формулу (1.1) підставляють ширину площадки контакту поверхні, що шліфується, з кругом. Отже, задача оптимізації полягає в тому, щоб отримати
Показано [2], що при знаходженні оптимальних режимів методом лінійного програмування постійний коефіцієнт не впливає на рішення задачі, тому замість виразу (1.2) можна записати
Таким чином, в області можливих режимів, що описані технічними обмеженнями і графічно зображені на рис. 1.1, необхідно відшукати точку, для якої справедливий вираз (1.3); вона і буде відповідати оптимальному режиму шліфування.
Технічні обмеження разом із цільовою функцією (1.2) або (1.3) відображу-ють математичну модель оптимального режиму шліфування. Для рішення цієї системи відносно елементів режиму, що нас цікавлять, використовують електрону обчислювальну техніку. Попередньо приводять математичні вирази які описуюсь усі технічні обмеження та рівняння (1.1 – 1.3) до лінійного виду, так як в цьому випадку задача обчислюється просто засобами лінійного програмування. Зведення до лінійного вигляду здійснюють логарифмуванням усіх виразів, у зв’язку з чим останні повинні бути представлені, як ті чи інші множення перемінних величин або степеневі залежності.
Розрахунок режимів різання різко спрощується із зменшенням кількості перемінних, що підлягають оптимізації. У зв’язку з цим у ряді випадків, маючи на увазі, що переважна більшість шліфувальних верстатів не має пристрою для регулювання частоти обертання шпинделя круга, розрахунок швидкості шліфування не виконується, приймається на основі практичних рекомендацій.
Недоліком розглянутого класичного методу знаходження оптимальних ре-жимів при шліфуванні нових матеріалів або кругами з новими характеристиками полягає в тому, що він потребує значних витрат часу для знаходження залежностей, які описують технічні обмеження. Крім того, він дає результати, які неможливо використовувати в випадку , коли режими або час оброблення виходить за межі, в яких були знайдені рівняння технічних обмежень, а також не враховує зміну різальної спроможності РПК під час роботи.
1.2. Миттєва поточна лімітована різальна здатність круга.
При алмазному шліфуванні продуктивність обробки залежить від різальної здатності круга, тому необхідно знайти параметр режиму різання, за допомогою якого можна буде в будь-який момент оброблення урівняти кількість матеріалу, який підводиться для видалення за рахунок робочих рухів, і кількість матеріалу, який може видалити робоча поверхня круга за рахунок її різальної здатності. Для цього скористуємось параметром – миттєвою поточною лімітованою різальною здатністю круга [3] – яка представляє собою обсяг матеріалу, який видаляється в одиницю часу, в будь-який час оброблення, при цьому виконуються технічні обмеження, що накладаються на режим обробки якістю обробленої поверхні або інструментом (наприклад, температурою порогу фазово-структурних перетворень у поверхневому шарі деталі, температурою графітизації алмаза, його міцністю і таке інше).
Розглянувши математичні розрахунки для пружного плоского врізного шліфування нерухомої деталі, та застосувавши отримані залежності для розрахунку круглого врізного шліфування ми отримали формулу для круглого шліфування з поздовжньою подачею
де i – кількість проходів за хвилину.
З формул розрахунків ми побачили, що найбільш зручним параметром режиму шліфування, за допомогою якого можна зрівняти продуктивність обробки і ріжучу здатність круга, є миттєва фактична глибина шліфування. З цих же розрахунків випливає, що зміну фактичної глибини шліфування необхідно здійснювати дискретно через час, рівний часу одного ходу столу при плоскому врізному шліфуванні або часу одного обороту деталі – при круглому, або через кратний їм час. При шліфуванні з подачею фактичну глибину шліфування необхідно змінювати через час одного проходу або кратна йому.
Визначення режимів максимальної продуктивності з використанням ріжучої здатності круга в якості обмежуючого параметра здійснюється у наступні етапи:
Виконується перехід від пружної схеми до жорсткої, по якій працюють вер-стати, що випускаються серійно, для чого визначається час одного ходу при врізному шліфуванні (проходу при шліфуванні з подачею), а потім, по регресійнійзалежності, розраховується фактична глибина шліфування для кожного i-го ходу (проходу) протягом усього періоду стійкості шліфувального круга.
Час робочого ходу при врізному шліфуванні або проходу при шліфуванні з подачею розраховується за відомими математичними залежностями по розміру оброблюваної деталі, а також в залежності від виду шліфування.
Знайдені по регресійній залежності значення tф є величиною подачі на врі-зання, яка заноситься в програму верстата з ЧПУ для виконання обробки, а інші елементи режиму (Vк, Vст) переносяться із пружної схеми на жорстку без змін.
2.1 Аналіз сучасних конструкцій пристроїв для шліфування за пружною схемою.
При плоскому шліфуванні за пружною схемою кругами з переривчастою поверхнею використовується пристрій [4], що забезпечує постійну радіальну силу Ру (рис. 2.1.). Він являє собою корпус, усередині якого вільно від важеля 3 переміщується повзун 2 разом зі зразком 1. Сила притиску зразка до круга регулюється вантажем 6. Наприкінці робочого ходу здійснювався відвід круга від зразка за допомогою копіру 5 і важеля 3 з роликами 4.
Рис. 2.1. Пристрій, який забезпечує плоске шліфування з постійною силою Рy[4]
У роботі [5] використовується пристрій для підтискування робочої по-верхні РПК до зразка при алмазно-іскровому шліфуванні, конструкція якого використовує вище описану схему підтискування.
Пристрій для плоского шліфування за пружною схемою (рис. 2.2.) розташовується на магнітній плиті верстата 3Г71. Оброблюваний зразок 2 закріплений у струбцині 3, розташованої на повзуну 4, що має можливість переміщатися в корпусі 5. по роликовим напрямним 6. Для виключення можливості намагнічування рухливих частин пристрою в нижній частині корпуса встановлена мідна прокладка 7. Повзун опирається на підшипник 8, що закріплений на меншому плечі важеля 9, а на більшому плечі важеля встановлені вантажі 10 для зрівноважування рухливої частини пристрою й вантажі 11, які забезпечують необхідну силу підтискування зразка до робочої поверхні круга.
Рис. 2.2. Пристрій для плоского шліфування за пружною схемою [5]
Для того, щоб відвести зразок від поверхні шліфувального круга при виході його із зони різання служать копіри 12, з якими в цей момент починає контактувати підшипник 13. Відвід зразка від РПК забезпечується за рахунок того, що корпус пристрою закріплений на магнітній плиті верстата, а копір за допомогою планки 14, стійок 15 і планки 16 на хрестовому супорті 17. При поздовжньому переміщенні стола підшипник 13 набігає на похилу поверхню копіру й опускає підшипник 8, що підтискає повзун до поверхні шліфувального круга. Як результат, оброблюваний зразок від РПК опускається долілиць. Положення копірів можна регулювати як у горизонтальній площині шляхом їхнього переміщення уздовж планки 14, так і у вертикальної, опускаючи або піднімаючи планку 14 за допомогою гайок 18.
У результаті видалення матеріалу зразка шліфуванням по висоті поло-ження підшипника 13 щодо поверхні копірів змінюється, що призводить до зміни моменту врізання шліфувального круга в зразок. Щоб виключити вплив відносного положення вантажів 11 на силу підтискування зразка до РПК, на стійці 15 установлений кронштейн 19, а на важелі 9 - лінійка 20. У процесі обробки постійне відносне положення лінійки й кронштейна підтримується за допомогою механізму вертикальної подачі шліфувальної бабки.
Для підвищення точності виміру видаленого матеріалу на струбцині 3 установлений штифт 21, який служить базою при вимірі зразка до й після шліфування. Вимір зразка здійснюється у фіксованому нижнім положенні повзуну.
Для запобігання попадання мастильно-охолодної рідини (МОР) на ро-ликові напрямні корпус пристрою закритий плівкою, що не пропускає МОР.
Для вивчення ріжучої здатності кола за пружною схемою взаємодії зраз-ка, що шліфується, з робочою поверхнею інструмента застосовується спеціаль-ний пристрій [6] (рис. 2.3).
Рис. 2.3. Пристосування для випробування кіл за пружною схемою шліфування твердосплавних пластин [6]
Твердосплавна пластинка 1 установлюється в затискну державку 2, що за допомогою гвинта 3 кріпиться в чотиригранному отворі штока 5. Шток на чотирьох опорних підшипниках 9, установлених у корпусі 10, вільно переміщається паралельно осі обертання чашкового алмазного круга. Для запобігання провертання штока в процесі шліфування під дією тангенціальної сили передбачений напрямний регульований підшипник 4, що перебуває в постійному контакті з лискою на штоку. На плечі довгого важеля 6 шарнірно за допомогою кулькового підшипника, закріпленого в корпусі, установлюється необхідний вантаж 7. Коротке плече важеля з кульковим підшипником 8 на кінці впирається в торець рухливого штока, здійснюючи нормальний тиск і притискаючи пластинку, що шліфується, до робочої поверхні алмазного круга. Твердосплавна пластинка не виходить із контакту з робочою поверхнею алмазного круга, тому площа контакту залишається постійною, рівною 60 мм2 (товщина пластинки форми 0227 становить 6 мм, ширина алмазоносного шару круга - 10 мм). Поздовжня подача Snp з амплітудою руху пластинки 8 мм дорівнює 1 м/хв.
При постійній нормальній силі, а також при постійній площі контакту виробу з кругом нормальний тиск на одиницю поверхні також не міняється в процесі шліфування. Ця обставина є надзвичайно важливою для оцінки про-дуктивності шліфування й зношування круга.
Для шліфування за пружною схемою зразків з великою дугою контакту заготовки і із РПК використовується пристрій [5]. Пристрій (рис. 2.4) склада-ється із двох вузлів: вузла пружного підтискування зразка до РПК і вузла переривання процесу різання.
Рис. 2.4. Схема пристрою для шліфування зі збільшеною дугою контакту за пружною схемою із заданим часом [5]
Вузол пружного підтискування зразка до РПК складається з масивного корпуса 1, усередині якого закріплена вісь 2 з підшипниками. Два підшипники розташовані усередині корпуса й ще два - у коромислі 3, у результаті цього забезпечується його коливання. На вісь одягнені дистанційні кільця, які перешкоджають переміщенню підшипників уздовж осі й попаданню МОР у підшипниковий вузол. На одному кінці коромисла розташована струбцина 5 для закріплення зразків 6, на іншому - стрижень 7 і кронштейн 8 з роликом 9, що призначений для контакту з поверхнею керуючого кулачка. Оброблюваний зразок 6 установлюється в струбцину таким чином, що його торець опирається на площадку 10, положення якої можна змінювати за допомогою гвинта 11 регулюючи в такий спосіб положення оброблюваної поверхні, після чого зразок закріплюється. На стрижень 7 закріплюють вантаж 12, що створює необхідну силу підтискання зразка до РПК. Вузол переривання процесу різання складається з основи 14, на якій закріплена плита 13. По напрямних плити переміщається платформа 15, на якій розташований електродвигун 16, що має частоту обертання вала 8 об/хв. Установка плити в необхідне положення виконується гвинтом 17. На валу електродвигуна закріплений диск 18, на якому за допомогою гвинтів закріплюються керуючі кулачки 19. При діаметрі диска 50мм змінні керуючі кулачки дозволяють змінювати час безперервного шліфування зразка в границях 1 – 6 с. Для контролю постійного положення ролика 9 під час обробки, на плиті 13 установлена лінійка 20, що дозволяє за допомогою вертикальної подачі шліфувальної головки, зберігати постійне положення ролика.
У роботах [7, 8] для шліфування за пружною схемою зразків з надтвердих матеріалів використовуються пристрій (рис. 2.5), що дозволяє здійснювати шліфування з постійним зусиллям притиску зразків Ру до ріжучої поверхні круга. Одночасно при цьому можна вимірювати тангенціальну силу Pz і продуктивність обробки. Каретка, що переміщається в підшипниках, 6 із закріпленим зразком 8, вантажем 2 і через гідравлічний привід 1 підтискається до алмазного круга 7. Змінюючи вагу вантажу 2, можна одержувати різні сили Ру. У пристрої передбачений віброгасник 4, що перешкоджає зростанню коливань у системі «зразок – круг» через появу хвилястості на поверхні круга.
Рис. 2.5. Пристрій для шліфування з постійним зусиллям притиску зразка до круга [7]
Конструкція цього пристрою наступна. На горизонтальній плиті вста-новлені дві собачки 9, що вільно повертаються навколо вертикальної осі. Між ними перебуває клин 11, що під дією пружини 5 розсовує собачки, притискаючи їх до планок 10. Тому що собачки пов'язані з рухливою кареткою 6, а планки нерухливі, рух каретки (зразка) може відбуватися тільки в одному напрямку - до РПК. Даний пристрій значно зменшує зношування круга через появу вібрацій і дозволяє здійснити безперервний вимір швидкості знімання оброблюваного матеріалу індикатором 3 безпосередньо в процесі експериме-нту.
Як відзначається в роботі [8], гідравлічне підтискування зразка до кола забезпечує найбільш стабільні характеристики демпфування, у порівнянні з механічним підтискуванням через важіль і підтискування за допомогою тарувальної пружини.
Для здійснення круглого шліфування за пружною схемою використо-вується пристрій, що показане на мал. 2.6 [9]. Воно дозволяє встановлювати в нерухливі центри різні деталі або зразки. Цей пристрій встановлений на столі круглошліфувального верстата 3153. Нижня плита 1 пристрою нерухомо за-кріплена на столі верстата, верхня плита 2 рухається на кульках, поміщених у напрямних верхніх і нижніх плит, що утворять «хвіст ластівки». Верхня плита переміщається в напрямку, перпендикулярному напрямним стола, тобто до шліфувального круга. Поверхні плит і напрямних, по яких переміщаються кульки, цементовані й загартовані. На верхній плиті, з боку шліфувального круга, у нерухливих центрах установлена оправка зі зразком 3, що шліфується. Обертовий рух зразка забезпечується двигуном, установленим на спеціальній плиті, що під дією гвинта 8 може переміщатися разом із двигуном. На валу двигуна посаджена головка 5, що може переміщатися уздовж осі двигуна під дією сильної (200Н) пружини 6, і втримується від повороту щодо вала двома гвинтами, які сковзають по осьових пазах.
На кінець головки насаджений конус із ферродо (кут при вершині конуса 90°). За допомогою контакту цього конуса із чавунним конусом 4 великі діаметри обертання передається останньому й далі через пасову передачу шківу, посадженому на підшипнику на нерухливому центрі. Повідець, закріплений на цьому шківі, обертає оправку зі зразком. Частота обертання зразка змінюється шляхом переміщення плити із двигуном за допомогою гвинта 8. Верхня плита разом з усіма частинами пристрою, поміщеними на ній, під дією вантажу 13. підвішеного на пластинчастому ланцюзі, прагне відкотитися убік круга. Під дією цієї сили зразок, що шліфується, притискається до круга.
Інтенсивність знімання металу й зношування круга в процесі шліфування визначаються по індикатору 7, закріпленому на столі верстата. Верхня плита після відводу зразка від круга встановлюється в необхідному положенні за допомогою фіксатора, стрижень якого під дією пружини заскакує в відповідні отвори нижньої плити. Для нормальної роботи пристрою необхідно було передбачити спеціальний пристрій, що, з одного боку, дозволяло б пе-реміщатися верхній плиті тільки під дією постійного вантажу, з іншого боку, жорстко стопорило б її при русі назад. Шліфувати без такого пристрою виявилося неможливим: під дією навіть невеликого биття круга на деталі з'являлися нерівності (у вигляді хвиль), які швидко наростали й приводили до сильного дроблення.
Рис. 2.6. Схема пристрою для круглого шліфування з постійним радіальним притисканням[9]
Для усунення цього недоліку в пристосуванні передбачений спеціальний храповий механізм (рис 2.7). На верхній плиті (див. мал. 2.7) у поглибленнях, щоб не заважати їй рухатися, були встановлені попарно чотири собачки 11, які можуть вільно повертатися на осях (сходяться й розходяться). Собачки виготовлені зі сталі ХВГ, загартовані, а кінці їх гостро заточені й доведені. Між кожною парою собачок по пазах проходить клин 12, що при русі вперед розсовує їх. Клини під дією пружинок 9 увесь час прагнуть розсунути собачки, які при цьому гострими кінцями впираються в чавунні колодочки 10, закріплені на нерухливому кронштейні нижньої плити. Колодочки (приблизно на 10°) розведені. Це в сполученні із клином і створює дію, що стопорить, при спробі відвести верхню плиту назад. Для відводу зразка від круга необхідно спочатку за дротики відтягнути клини, що дозволить собачкам сходитися. Таким чином, цей механізм, не перешкоджаючи (крім тертя собачок об колодки) руху верхньої плити вперед, жорстко стопорить її при відводі назад.
Рис. 2.7. Храповий механізм пристрою для забезпечення радіальної жорсткості [9]
Як показав аналіз вище наведеного матеріалу, пружне підтискування зразка до РПК здійснюється за допомогою спеціальних пристроїв, якими оснащується верстати, які випускається серійно. Сила підтискування зразка до РПК здійснюється за допомогою вантажу, а передача зусилля підтискування на зразок механічним способом за допомогою важелів або гідравліки. Використовувати такі пристрої зручно в лабораторних умовах, однак, для використання пружної схеми шліфування в промисловості раціональніше було б створювати вузли верстата, що дозволяють реалізувати шліфування як по пружній так і по жорсткій схемах.
Як вже відмічалось, сутність пружного шліфування полягає в тому, що шліфування виконується з постійною силою підтискання робочої поверхні круга до оброблюваної поверхні зразка, що забезпечує стабільну якість обробленої поверхні протягом шліфування незалежно від часу та спрощений спосіб оптимізації режимів оброблення.
Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у шліфувальну бабку встановлюється шліфувальна головка з можливістю переміщення віднос-но столу в горизонтальній площині. На корпусі закріплюється навантажува-льний пристрій, наприклад, вантаж, який забезпечує можливість притискання робочої поверхні шліфувального круга до оброблюваної поверхні з постійною силою, крім того, осі, які проходить через центри шківів електродвигуна та шліфувальної головки, розташовуються в одній вертикальній площині (рис. 2.8).
Шліфувальна бабка складається з корпусу 1, який розташований на столі 2. Шліфувальна головка 3 з шліфувальним кругом 4 закріплена з двох сторін в обоймі 5, яка має зверху і знизу призматичні канавки, в яких розташовані шарики 6. З шариками 6 знаходяться в контакті призматичні канавки планок 7, які закріплені на торці стаканів 8, закріплених в отворі корпуса 1. Канавки планок 7 утворюють шарикові напрямні, в яких в горизонтальному напрямку може переміщуватись відносно столу шліфувальна головка підтискаючи робочу поверхню шліфувального круга 4 до оброблюваної поверхні заготовки з постійною силою, яку задають за до помогою завантажувального пристрою.
Рис. 2.8 Модернізована шліфувальна бабка
Завантажувальний пристрій складається з вантажу 9, який тросиком 10 з'єд-наний з шліфувальною головкою 3 через ролик 11. Електродвигун 12 закріплений на столі 2 за допомогою стійки 13 таким чином, що осі шківу 14 електродвигуна 12 та шківу 15 шліфувальної головки 3 знаходяться в одній вертикальній площині. Таке розташування осей шківів 14 та 15 спрямовує силу натягування пасу 16 перпендикулярно напрямку переміщення шліфувальної головки і при величинах переміщень, характерних для виконання шліфування за пружною схемою, практично не впливає на величину сили притискання РПК до оброблюваної поверхні заготовки, яка задається вантажем 9.
Складання шліфувальної бабки виконується наступним чином. На стіл верстата закріплюється корпус, в отвір якого встановлюються стакани. На передню частину шліфувальної головки закріплюється обойма, після чого шліфувальна головка 3 вводиться в отвір в корпусі та в петлю тросика, яка зна-ходиться в отворі корпуса. На протилежний кінець шліфувальної головки встановлюється друга обойма. Потім на торець стаканів закріплюються нижня та верхня планки, в канавки планок вводять шарики з сепаратором, регулюють зазори, та орієнтують напрямні в горизонтальному положенні і остаточно закріпляють стакани в корпусі. Потім на стіл встановлюють стійку, закріплюють електродвигун, на шківи та одягають пас, орієнтують електродвигун відносно шліфувальної головки таким чином, щоб осі шківів та знаходились в одній вертикальній площині, та натягують пас переміщенням електродвигуна по стійці. На шліфувальну головку закріплюють шліфувальний круг та навантажують шліфувальну головку вантажем. При цьому шліфувальна головка переміщується в горизонтальній площині до появи контактування своєї зовнішньої циліндричної поверхні з внутрішньою циліндричною поверхнею стаканів. Шліфувальна бабка готова до роботи.
Шліфування за пружною схемою виконується наступним чином. Після установки заготовки в патроні бабки виробу, встановлюють величину переміщення столу вздовж осі заготовки, при якій шліфувальний круг повинен знаходитись по висоті в контакті з оброблюваною поверхнею, включають привід обертання заготовки, потім електродвигун, а шліфувальний круг вводять в оброблюваний отвір. Переміщуючи бабку виробу в напрямку, перпендикулярному осі шліфувальної головки, вводять РПК в контакт з оброблюваною поверхнею, забезпечивши при цьому зазор між зовнішньою циліндричною поверхнею шліфувальної головки з внутрішньою циліндричною поверхнею стаканів. В цьому випадку шліфування буде виконуватись з постійним підтисканням РПК до оброблюваної поверхні заготовки, величину якого задає вантаж. Під час видалення припуску при шліфуванні, зазор між зовнішньою поверхнею шліфувальної головки та внутрішньою поверхнею стаканів 8 буде зменшуватись, що потребує компенсації переміщенням бабки виробу, забезпечуючи постійну відсутність контакту між шліфувальною го-ловкою та стаканами.
При закріпленні шліфувальної головки в корпусі нерухомо, наприклад, за допомогою гвинта встановленого в корпус (на графічних матеріалах гвинт не показаний), можливе виконання шліфування за жорсткою схемою.
Використання пружної схеми шліфування забезпечує зменшення трудомісткості пошуку оптимальних режимів та підвищення продуктивності оброблення до 30%.
Запропонована шліфувальна головка може застосовуватись на машинобудівних підприємствах та в лабораторних умовах при проведенні досліджень. На конструкцію головка отриман патент України на винахід.
2.3. Модернізація верстата 3А227П для електроерозійних впливів на РПК.
Сутність алмазно-іскрового шліфування полягає у поєднанні процесу різання із електроерозійним впливом на зразок і інструмент за рахунок введення в зону різання імпульсного технологічного струму в середовищі звичайних шліфу-вальних МОР.
Модернізація верстата полягає в забезпеченні надійної ізоляції інстру-менту і оброблюваного зразка від усієї конструкції верстата і підводу в зону різання технологічного струму (Рис. 2.9).
Рис.2.9 Схема модернізації внутрішньо шліфувального верстата 3А227П
На верстаті 3А227П шліфувальна головка з закріпленим кругом 5 ізолюється від корпуса верстату прокладками 6, а трикулачковий патрон із зразком 4 – спеціальним текстолітовим фланцем 3.
Технологічний струм до інструменту підводимо через графітову щітку і шків шліфувальної головки, а до зразка – по ланцюгу: «щітка 2 - кільце 1 – патрон». Джерело технологічного струму ІТТ 35, яке забезпечує перетворення трифазного перемінного струму промислової напруги і частоти в уніполярний імпульсний струм частотою 50Гц використаємо для виконання елект-роерозійної правки та керуючих дій на РПК одночасно з шліфуванням зразка.
Основні вихідні технологічні параметри ІТТ 356
© Благодарный Антон Олегович, ДонНТУ 2011
| Библиотека |