Станки для профильного шлифования металла. Профильное шлифование. Станки для изготовления инструментов WALTER и EWAG

Профильно-шлифовальные станки применяют для шлифования дета­лей, имеющих сложный профиль, например шаблонов, фасонных резцов, пуансонов, матриц и т. д. Эти станки бывают с пантографом и оптическим устройством или с двумя пантографами и экраном. Профиль детали шли­фуется по ее чертежу, увеличенному в 50 раз и более.

Станки имеют сле­дующие основные узлы: шлифовальный суппорт, координатный (кре­стовый) суппорт для детали, стол для установки чертежа и оптическое устройство. На таких станках осуществляются следующие движения: вра­щение шлифовального круга, возвратно-поступательное движение суппор­та со шлифовальным кругом, установочные перемещения координатного суппорта с обрабатываемой деталью в трех направлениях, перемещение шлифовальной головки.

Профильно-шлифовальный станок с пантографом и оптическим устройством показан на рис.16,а. Форма детали копируется с чертежа с помощью пантографа. Деталь устанавливают на координатном суппорте 13, имеющем продольное, поперечное и вертикальное перемещения со­ответственно от рукояток 15, 14 и 16. Суппорт закрепляют рукояткой 17.

Шлифовальный круг 12, расположенный в бабке шлифо­вального суппорта 7, кроме вращения получает еще возвратно-поступательное движение от эксцентрикового механизма. Be-личина хода суппорта регули­руется изменением эксцентриси­тета. Число ходов устанавлива­ется коробкой скоростей, нахо­дящейся в бабке 6. Суппорт может поворачиваться в про­дольном и поперечном направ­лениях. Шлифовальный круг вращается от Рис.16. Профильно-шлифовальный электродвигате­ля 5 через ременную передачу.

станок с пантографом.

Чертеж располагают на столе 4, установленном на стойке 3. Стойка за­креплена в кронштейне 2, который вместе со стойкой и столом можно перемещать вертикально и закреплять в требуемом положении рукояткой 1. Пантограф 8 выполнен в масштабе 50:1. Для наблюдения за точностью шлифуемого профиля имеется оптическое устройство с 20-кратным увели­чением, основной частью которого является микроскоп 9, установленный в кронштейне 10 и удерживаемый от угловых перемещений стержнем 11.

Механическая и оптическая оси микроскопа проходят через точку пере­сечения поворотных перекрестных нитей оптического устройства. Когда обводный штифт пантографа вручную перемещают по контуру чертежа, пересечение нитей микроскопа перемещается в том же направлении на ве­личину, в 50 раз меньшую, чем величина профиля на чертеже (рис. 16,6). В точке А расположен обводный штифт пантографа, а в точке В - пересе­чение нитей микроскопа; точка С - неподвижная ось пантографа. Остальные обозначения: 18 - шлифовальный круг; 19 -шлифуемая де­таль; 20 - увеличенный чертеж детали; 21 - рычаги пантографа с шарни­рами F, G, E, D.

На станке с пантографом и оптическим устройством работать утоми­тельно, потому что необходимо водить обводной штифт пантографа по чертежу, наблюдать в окуляр микроскопа за шероховатостью обрабаты­ваемой поверхности и одновременно управлять несколькими рукоятками станка. Наблюдение за обработкой детали облегчается при работе на про­фильно-шлифовальных станках с экраном.

Профильно-шлифовальный станок с экраном показан на рис. 17,а. Обра­батываемую деталь закрепляют на координатном столе 23, имеющем про­дольное, поперечное и вертикальное перемещения от точных ходовых вин­тов. Продольное перемещение салазок 18 производится рукояткой 19, поперечное перемещение салазок 20 - рукояткой 21, вертикальное переме­щение стола - маховиком 22. Деталь устанавливают на рабочем столике 17, который смонтирован на верхних продольных салазках координатного стола и вместе со столиком располагается под объективом 13 оптического устройства. Оптическая система проектирует увеличенное изображение профиля детали на экран 14. Чертеж профиля детали, выполненный в масштабе 50:1, закрепляют между двумя экранными стеклами и осве­щают осветителями 15 и 16.

Шлифовальная головка 24 вместе со шпинделем 8 шлифовального кру­га имеет установочное и рабочее перемещения. Шпиндель, смонтиро­ванный в вертикальных салазках 10, совершает возвратно-поступательное движение при включении рычага 11. Длина хода салазок 0 - 50 мм. С по­мощью винта 12 шлифовальный круг устанавливается по высоте относительно профиля обрабатываемой детали. Подвижный фланец 4 служит для поворота круга в горизонтальной плоскости, а круговые салазки 6 и 7 - для установки его под углом в горизонтальной и вертикальной пло­скостях. Шлифовальная головка смонтирована на верхних продольных са­лазках 3, перемещающихся по нижним поперечным салазкам 1 при помо­щи рукояток 2 и 5. Шлифовальный круг вращается от электродвигателя 9. Периодическую правку круга производят с помощью приспособления, устанавливаемого на боковой стенке круговых салазок 10.

Станок позволяет шлифовать профили деталей плоской и круглой формы с точностью

Рис.17. Профильно-шлифовальный станок.

до 0,01-0,02 мм.

Обработка производится так.

Рабо­чий вручную перемещает шлифовальную головку относительно профиля детали и следит за тем, чтобы режущая кромка шлифовального круга все время совпадала с соответствующей точкой увеличенного изображения этого профиля, совмещенного с профилем чертежа на экране.

Схема оптического устройства показана на рис. 17,6. Луч света от лампы 25, проходя через линзы 26 и 27, призму 28, диафрагму 29, линзы 30 - 33, проектирует контур детали на экране проектора 43 в виде четкой тени. Осветители 37 через линзы 34 - 36 добавочно освещают деталь. Да­лее лучи проходят через проекционный объектив, состоящий из линз 38, 39, 41, и направляются через призму 42 к зеркалу 40, отражаясь от которого, попадают на зеркало 46 и далее на экран, состоящий из стекол 45 и 44 с закрепленным между ними чертежом. Ошибка на экране в 1 мм соответ­ствует ошибке профиля обрабатываемой детали в 0,02 мм:

Кроме описанных типов станков, работающих шлифовальным кругом, имеются профильно-шлифовальные станки, работающие гибкой абразив­ной лентой. В таких станках движущаяся лента с нанесенным на нее абра­зивом, облегая фасонный профиль обрабатываемой поверхности, шлифует ее.

К атегория:

Помощь рабочему-инструментальщику

Станки для профильного шлифования

Для профильного шлифования применяют универсальные плоскошлифовальные и круглошлифовальные станки повышенной точности, профилешлифовальные станки с ручным и программным управлением и др.

Для изготовления инструмента наиболее удобными являются плоскошлифовальные станки с продольным ходом стола 600..800 мм, оснащенные плавно регулируемой гидравлической системой и независимым ручным продольным и поперечным перемещениями стола.

На точно настроенном плоскошлифовальном станке с правильно выбранным шлифовальным кругом для чистовой обработки можно получить точность линейных размеров ±0,01 мм, угловые величины ±1’ и шероховатость поверхности Л?а = 0,32…0,16 мкм.

Универсальный плоскошлифовальный станок модели ЗГ71 повышенной точности с горизонтальным прямоугольным столом приведен на рис. 1. Обработка деталей производится периферией круга. Простые фасонные детали можно обрабатывать непрофилированным и профилированным кругами. К основным узлам станка относятся станина I, колонка II, крестовый суппорг III , механизм ручного продольного перемещения стола IV, механизм продольного реверса стола V, стол VI, механизм поперечного реверса стола VII и поперечной подачи VIII , шлифовальная головка IX, механизм вертикальной подачи X и сливной бак XI.

Рис. 1. Плоскошлифовальный станок модели ЗГ71.

Станина станка представляет собой жесткую коробчатую отливку, на верхней части которой закреплены стальные термически обработанные V-образные направляющие. Внутри станины размещены гидроагрегат и электроаппаратура.

На верхней части колонки установлен редуктор, предназначенный для ускоренного перемещения шлифовальной головки.

На крестовом суппорте имеются взаимно перпендикулярные направляющие. По верхним направляющим перемещается стол с рабочей поверхностью 630X200 мм. Движение в продольном направлении он получает от гидравлического цилиндра, расположенного между его направляющими. В нижней части стола размещены механизмы поперечной подачи, продольного перемещения стола, продольного реверсирования его, а также распределительная и гидравлическая панели. Шлифовальная бабка перемещается по направляющим стойки, установленной на станине.

Шлифовальный круг размером 250X25X75 мм, закрепленный на шпинделе, главное движение получает от электродвигателя с N - 2,2 кВт и м = 2860 об/мин. Частота вращения шпинделя - 2700 об/мин, а скорость резания v = 33,5 м/с. Вертикальную подачу круга можно производить вручную рукояткой 3 или автоматически рукояткой 1. Наибольшее вертикальное перемещение шлифовальной бабки 375 мм.

Поперечная подача стола также может быть ручной (с помощью маховичка) и автоматической (по лимбам). Наибольшее поперечное перемещение стола 235 мм. Цена деления лимба ручной подачи равна 0,05 мм, а автоматической-0 ,01 мм. Продольная подача стола может быть ручной и автоматической от гидравлической системы. Наименьшее перемещение стола - 70 мм, а наибольшее - 710 мм. В механизме ручного продольного перемещения предусмотрена блокировка, которая автоматически отключает зубчатое колесо от зубчатой рейки при установке рукоятки в положение «Пуск стола». При ручном перемещении стола в момент работы гидропривода рукоятка должна быть в положении «Разгрузка гидропривода».

Механизм продольного реверса стола обеспечивает переключение золотника реверса при крайних положениях стола, которые устанавливаются в зависимости от длины обрабатываемых деталей с помощью упоров.

Органы управления станка: 1 - рукоятка установки ьЬшчины автоматической вертикальной подачи; 2 - рукоятка крана регулирования подачи рабочей жидкости-3 - маховичок ручной вертикальной подачи; 4 - упоры продольного реверса стола; 5 - рукоятка скорости движения стола; 6 - рукоятка ручного продольного реверсирования стола; 7 - маховичок ручной поперечной подачи стола; 8 - лимб микрометрической поперечной подачи стола; 9 - лимб установки величины автоматической поперечной подачи; 10 - кнопка включения и реверсирования поперечной подачи; 11 - рукоятка «Пуск стола», «Стоп стола» и «Разгрузка гидропривода»; 12 - рукоятка ручного продольного реверсирования стола; 13 - кнопка «Пуск шпинделя»; 14 - кнопка «Все стоп»; 15 - кнопка-переключатель магнитной плиты; 16 - барабанный переключатель ускоренного перемещения шлифовальной головки; 17-кнопка «Стоп гидропривода»; 18 - кнопка «Пуск» гидропривода; 19 – лампочка сигнализации «Станок включен»; 20 - переключатель освещения; 21 - переключатель режима работы «С плитой» и «Без плиты»; 22 - вводный пакетный выключатель.

Рис. 2. Схемы шлифования угловых участков профиля плоским кругом.

Как уже отмечалось, на плоскошлифовальных станках можно обрабатывать фасонные детали непрофили-рованным, т. е. плоским, кругом. Им обрабатывают поверхности, профиль которых образован прямыми линиями, в тех случаях, когда шлифуемую поверхность можно совместить с периферией или торцем шлифовального круга. Для этой цели применяют специальные приспособления.

На рис. 2 приведены схемы обработки на плоскошлифовальном станке угловых участков профиля плоским кругом с помощью синусного кубика (рис. 2, а), синусной линейки (рис. 2,б), синусных центров (рис. 2, б), синусного магнитного столика (рис. 2, г), приспособлений для шлифования многогранных деталей (рис. 2, д), синусных магнитных призм (рис. 2, е).

Непрофилированным кругом можно обработать с одной установки любой незамкнутый профиль инструмента (детали), составленный из прямых линий и дуг окружностей, с помощью универсального приспособления для координатного шлифования. При использовании копирных приспособлений можно обрабатывать замкнутый профиль детали или отдельные криволинейные участки ее профиля.

Шлифование профилированным кругом является одним из распространенных способов воспроизведения фасонных поверхностей.

Для расширения технологических возможностей плоскошлифовальных и круглошлифовальных станков их оснащают оптическими устройствами, с помощью которых увеличенный контур детали и круга проецируется на экран. Оптическая система закрепляется на столе, станка и перемещается вместе с деталью.

Станки для обработки профилей круглых деталей. Шлифование цилиндрических деталей со сложным профилем можно осуществлять на универсальных кругло-шлифовальных станках (рис. 3), где передняя бабки и головка с шлифовальным кругом могут поворачиваться вокруг вертикальной оси и устанавливаться под любым углом с точностью ±5’. Поскольку круг установлен под углом, наклонные участки профиля можно обрабатывать его периферией или боковыми сторонами без профилирования.

Рис. 3. Круглошлифовальный станок.

Станок имеет передвижной упор ограничения продольного перемещения стола, подставку для концевых мер длины, индикаторный указатель продольного перемещения стола, заднюю бабку. Органами управления являются: рукоятка реверса стола, рукоятка упора, маховик продольной подачи стола, маховик механизма подачи шлифовальной бабки, рукоятка переустановки лимба врезной подачи шлифовальной бабки, рукоятка отвода пиноли задней бабки и рукоятка зажима пиноли задней бабки.

Станок имеет бесступенчатое регулирование частот вращения детали. Он снабжен балансировочным механизмом, укрепленным на фланце круга. Очистка охлаждающей жидкости от металлической стружки и абразивной пыли производится с помощью магнитного сепаратора.

Обработка профиля у деталей небольшого диаметра осуществляется на специализированных станках с двусторонней шлифовальной головкой.

Модернизированные универсально-заточные станки типа ЗА64М удобны тем, что имеют поворотную шлифовальную головку с двусторонним шлифовальным шпинделем и поворотный стол. Обработку деталей на них рекомендуется осуществлять кругами диаметром 250 мм, чтобы круг выступал за пределы шлифовальной головки. Частоту вращения шпинделя следует снижать до 1900-2000 об/мин. Станок необходимо оснастить передней бабкой с приводом вращения детали и задней бабкой с центром.

Профильное шлифование можно осуществлять и на резьбошлифовальных станках. Их применяют в тех случаях, когда профиль шлифуется на небольшую глубину и имеет маленькие радиусы закругления с жесткими допусками. Шлифование производят кругом сравнительно большого диаметра, дольше сохраняющим острые кромки.

На резьбошлифовальных станках можно обрабатывать и плоские детали при наличии приспособления с возвратно-поступательным движением стола.

Профилешлифовальный станок модели 395М предназначен для обработки сложных наружных профилей пуансонов, составных матриц и других подобных деталей любого профиля.

Метод обработки профиля основан на визуальном совмещении контура обрабатываемой детали, увеличенного в 50 раз специальной оптической системой и спроецированного на экран, с чертежом заданного профиля, вычерченного на прозрачной кальке с увеличением в 50 раз и закрепленного на экране.

Оптическая схема профилешлифовального станка модели 395М показана на рис. 4. От источника света лучи падают на наклонно установленный отражатель, который направляет их на обрабатываемую деталь.

Рис. 4. Схема оптического профилешлифовального станка модели 395М.

От детали пучок лучей отражается в обратном направлении, проходит через щель в отражателе и систему увеличения и проецируется в прямом рабочем изображении на зеркало 6, которое отражает лучи на стеклянный экран. Чертеж закрепляется между экранными стеклами. Профиль обрабатываемой детали проецируется в виде резкого темного изображения на ярко освещенном экране.

Путем снятия припуска получают профиль детали до 7-го квалитета с шероховатостью обработанной поверхности Ra~ 1,25…0,63 мкм.

Обработка осуществляется при перемещении шлифовального круга 10 по двум взаимно перпендикулярным координатам за счет движения двух суппортов шлифовальной головки вручную или механически. Помимо вращательного и двух поступательных перемещений в горизонтальной плоскости шлифовальный круг имеет возвратно-поступательное движение, что обеспечивает обработку профиля по всей высоте детали.

Деталь устанавливается на станке так, чтобы по всему контуру или его части, подлежащей обработке, оставался припуск. Детали, изображение профиля которых не помещается на экране, шлифуются по участкам. Переход от одного участка к другому осуществляется за счет перемещения суппорта стола, на котором закреплена деталь.

В тех случаях, когда по одному чертежу обрабатываются повторяющиеся профили, перемещение суппортов стола контролируется с помощью концевых мер длины. Когда же на соседнем участке шлифуется профиль иной конфигурации, чем предыдущий, чертеж-калька передвигается или заменяется, причем на новом участке чертежа или на новом чертеже должна быть линия уже обработанной части профиля, являющаяся началом нового участка. В этих случаях перемещение суппортов стола контролируют путем совмещения части контура обработанного участка профиля с линией чертежа.

Станок дает возможность обрабатывать детали, не снимая их со стола, со значительными размерами профиля, вписывающегося в прямоугольник 150X60 мм.

Правка кругов. Метод копирования позволяет осуществлять профильное шлифование на универсальном оборудовании, например на плоскошлифовальных станках высокой точности с прямоугольным столом и горизонтальным шпинделем.

Точность обработанных поверхностей при профильном шлифовании зависит от точности правки шлифовальных кругов, которые профилируют алмазами или роликами. Профилирование алмазами производится с помощью различных приспособлений. Имеются приспособления для профилирования только наклонных или только дуговых участков, а также универсальные, которые профилируют как наклонные, так и дуговые участки. Рассмотрим некоторые из приспособлений.

Для профилирования круга по дуге окружности применяют приспособления, у которых острие алмаза смещено относительно оси алмазодержателя на величину заправляемого радиуса. Алмаз устанавливают с помощью калиброванной оправки и концевых мер. Порядок правки круга следующий. Основанием (рис. 5) приспособление устанавливают на стол шлифовального станка. Алмаз, закрепленный винтом в алмазодержателе, подводят к калиброванной оправке диаметром d. В этом положении алмазодержатель закрепляют винтом 7. Зная радиус профиля круга, определяют величину блока концевых мер: li = d/2±R, где d - диаметр калиброванной оправки, a R- радиус шлифуемой поверхности, в мм. Если круг должен иметь вогнутость, принимают знак « + », если выпуклость - знак «-».

Блок концевых мер устанавливают между кольцом и плоскостью стойки. После этого кольцо закрепляют, винт ослабляют и алмазодержатель отводят назад для удаления блока концевых мер и калиброванной оправки. Затем алмазодержатель перемещают до соприкосновения торца кольца с плоскостью стойки и закрепляют винтом.

Рис. 5. Приспособление для правки круга по дуге окружности.

Приспособление подводят к поверхности круга и, поставив алмаз перпендикулярно его образующей, гайкой закрепляют стойку. Вначале правят круг по цилиндру до получения ровной поверхности. Затем острие алмаза устанавливают посредине круга. В этом положении стол фиксируют упором. Для профилирования круга ослабляют гайку так, чтобы стойка свободно вращалась. Поворачивая стойку с алмазом за рукоятку и сообщая алмазу поперечную подачу, производят профилирование круга по дуге окружности.

Универсальное приспособление, показанное на рис. 6, предназначено для профилирования кругов с различным сочетанием прямых и Дуговых участксз, а также одноименных и разноименных дуг. На основании располагается поворотная каретка, в пазах которой может перемещаться суппорт. По верхнему выступу суппорта передвигаются салазки со стойкой, несущей алмазодержатель. В центральном положении салазки фиксируются штифтами. При выдвинутых штифтах салазки и алмазодержатель могут свободно перемещаться в обе стороны от центрального положения. Поворотная часть приспособления может быть закреплена в требуемом положении или свободно вращаться с помощью рукоятки.

Профилирование кругов производится по элементам. Для профилирования дуговых участков алмазодержатель, закрепленный в стойке, вместе с салазками, суппортом, который застопорен штифтами и винтами, и поворотной кареткой с помощью рукоятки получает вращательное движение относительно основания приспособления. Радиус дуги устанавливается суппортом путем измерения микрометром расстояния между штифтом на каретке и планкой на суппорте. Если это расстояние будет равно постоянной величине данного приспособления, например 75 мм, а алмазодержатель будет установлен по шаблону, то величина радиуса R будет равна нулю. Если суппорт сместить вперед на размер 75 - R, то приспособление будет настроено для профилирования на круге вогнутого дугового участка профиля. При обратном смещении суппорта на величину 75 + /? будет осуществляться правка дуги выпуклого профиля.

Профилирование прямолинейных участков производится возвратно-поступательным перемещением салазок. Для профилирования прямых участков круга, наклоненных к оси профиля, суппорт устанавливают в исходное положение, а каретку на угол 90° - а и фиксируют стопорной рукояткой.

Рис. 6. Универсальное приспособление для правки круга.

Профильное шлифование - это шлифование точных закаленных поверхностей, которые отличаются по форме и положению от плоскостей, расположенных параллельно и перпендикулярно установочной базе детали. Профильное шлифование находит применение во всех областях инструментального производства: в изготовлении приспособлений, штампов, режущего и измерительного инструмента.

Оборудование для профильного шлифования

Шлифование профилей производится на плоскошлифовальных, координатных разметочно-шлифовальных и оптических профилешлифовальных станках. Особенно распространено шлифование профилей на обыкновенных плоскошлифовальных станках. Тем не менее, не все плоскошлифовальные станки пригодны для профильного шлифования. Применяемые станки должны быть компактными, точными и легкими в управлении. Удобны станки с продольным ходом стола, не превышающем 800 мм, с плавнорегулируемым автоматическим и независимым ручным продольным и поперечным его перемещением. Наличие ручных перемещений позволяет наблюдать за характером снятия стружки, качеством обработанной поверхности и создает возможность взаимных, строго определенных передвижений рабочего стола и абразивного круга. Управление станков сосредоточивается у рук рабочего.

Этим требованиям удовлетворяет станок модели СК-371. Его необходимо оснастить приспособлением для работы кругами малых диаметров, быстросменным защитным кожухом, точными индикаторными ограничителями передвижения шпиндельной бабки и стола, а также боковой упорной линейкой магнитной плиты для быстрой установки приспособлений. Тем не менее и ори таком оснащении этот станок позволяет обрабатывать не профильные поверхности, а обычные плоскости. Профильное же шлифование потребует еще применения специальных приспособлений, которые создадут возможность точно и производительно, в определенной последовательности обрабатывать прямолинейные и криволинейные профили и получать правильные сопряжения их элементов.

Такие приспособления по характеру выполняемых в них работ можно разделить на четыре группы:

1. приспособления для шлифования прямолинейных участков профилей;
2. приспособления для шлифования дуговых участков;
3. приспособления для точного расположения элементов профиля по окружности;
4. приспособления для комбинированного шлифования элементов профиля.

Конструкция перечисленных приспособлений будет объяснена параллельно с описанием каждого вида работ.

Профильное шлифование может осуществляться одним из двух способов: шлифованием с помощью абразивного круга стандартного профиля или же с помощью профилированного круга, т. е. такого круга, которому (придана соответствующая форма профилировочным приспособлением.