Учебное пособие

Шлифовальные работы

8.4. Конструктивные особенности и кинематика бесцентрово-шлифовальных станков

По компоновке бесцентрово-шлифовальные станки могут быть подразделены на станки с неподвижной (рис. 8.8, а) и подвижной (рис. 8.8, б) шлифовальными бабками.

В станках с неподвижной шлифовальной бабкой суппорт ножа и бабка ведущего круга устанавливаются на отдельной каретке, перемещение которой используется для компенсации износа шлифовального круга, а также для подачи при работе врезным методом.

Станки этого типа компактны, имеют высокую жесткость, но обладают существенным недостатком — ось обрабатываемой детали смещается в пространстве по мере износа шлифовального круга, что усложняет разработку загрузочных устройств и встройку станков в автоматические линии. Бабка ведущего круга имеет направляющие для перемещения при наладке станка, связанной с изменением диаметра заготовки. Эти же направляющие используются для компенсации износа ведущего круга.

Рис. 8.8. Бесцентрово-шлифовальные станки с различной компоновкой основных узлов

В станках с подвижной шлифовальной бабкой суппорт ножа жестко закреплен на станине, а шлифовальная бабка и бабка ведущего круга могут перемещаться по своим направляющим в направлении, перпендикулярном оси шпинделей. Каждая бабка совершает перемещение, необходимое для компенсации износа круга.

На станках, работающих врезным способом, движение подачи осуществляют перемещением шлифовальной бабки. Таким образом, в станках с подвижной шлифовальной бабкой ось шлифуемой детали не меняет своего положения в пространстве, поэтому это компоновочное решение значительно упрощает встройку станков в автоматические линии и обработку заготовок типа прутков и труб.

По расположению линии центров бесцентрово-шлифовальные станки подразделяют на горизонтальные (рис. 8.8, б), наклонные (рис. 8.8, в, г) и вертикальные (рис. 8.8, д).

Станки с горизонтальным расположением линии центров (рис. 8.8, б) получили наибольшее распространение. Их компоновка позволяет обеспечить лучшую защиту направляющих от попадания шлама и эмульсии. Станки с наклонным расположением линии центров (рис. 8.8, в, г) применяются при обработке деталей большого диаметра и большой массы. При наклонном расположении линии центров уменьшается усилие прижима заготовки к опорному ножу и, следовательно, уменьшается износ, а также увеличивается усилие прижима заготовки к ведущему кругу. Таким образом, создаются условия для устойчивого равномерного вращения заготовки, особенно при обработке напроход, когда на выходе из рабочей зоны уменьшается сила прижима детали к ведущему кругу под влиянием сипы резания. Угол наклона линии центров к горизонту обычно колеблется в пределах 15—30°, но имеются станки, у которых угол наклона составляет 75°.

Станки с вертикальным расположением линии центров (рис. 8.8, д) применяют ограниченно. Эта компоновка облегчает возможность наладки станка для работы методом врезания с тангенциальной подачей, при котором заготовка перемещается в горизонтальной плоскости между ведущим и шлифовальным кругами.

По расположению опор шпинделей шлифовального и ведущего кругов бесцентрово-шлифовальные станки могут быть разделены на станки с консольным расположением шлифовального и ведущего кругов (рис. 8.9, а) и станки с шлифовальным и ведущим кругами, расположенными между опорами (рис. 8.9, б).

Рис. 8.9. Расположение шлифовального и ведущего кругов на бесцентрово-шлифовальных станках

Станки с консольным расположением кругов являются наиболее распространенными в парке бесцентровых станков. Высота круга у этих станков не превышает 300 мм, что достаточно для обработки врезанием большой номенклатуры деталей. Станки широко используются и для обработки напроход. Однако для съема большого припуска требуется большое количество проходов заготовки через рабочую зону. К основным положительным особенностям станков с консольным расположением кругов следует отнести удобство смены кругов, простоту наладки, удобство обслуживания.

Станки с расположением кругов между опорами (рис. 8.9, б) применяются для уменьшения числа проходов, необходимых для обработки методом сквозной подачи заготовок. В станках подобного типа высота шлифовального и ведущего кругов достигает 600—1000 мм. Один станок с таким широким кругом может заменить 4—5 станков с узкими кругами.

При встройке этих станков в автоматические линии вся операция обработки наружной поверхности выполняется, как правило, на двух станках — черновом и чистовом, что значительно упрощает обслуживание станков в автоматической линии. Станки с широким кругом используются также и для врезной обработки, а иногда и для одновременной обработки двух и нескольких деталей.

По правящему инструменту бесцентрово-шлифовальные станки подразделены на станки, у которых правка круга осуществляется алмазом (рис. 8.10, а), и станки с правкой круга алмазным роликом (рис. 8.10, б). Правка алмазным роликом применяется как при шлифовании напроход, так и при врезном шлифовании. При обработке профильных заготовок алмазному ролику придается форма в соответствии с формой шлифовального круга.

Рис. 8.10. Правка круга на бесцентрово-шлифовальных станках

Основные узлы бесцентрово-шлифовального станка базовой мод. ЗМ184 показаны на рис. 8.11. Шлифовальная бабка 1, неподвижная опора с опорным ножом 2 и бабка 3 ведущего круга расположены на станине 4. Бабки 1 и 3 могут перемещаться по направляющим по командам от органов управления, размещенных на панели 6. Электрооборудование станка расположено в шкафу 5.

Рис. 8.11. Бесцентрово-шлифовальный станок мод. ЗМ184

Высокая жесткость этих станков обеспечивается главным образом за счет конструкции станины и установки шлифовального и ведущего кругов на двух опорах. Станки, предназначенные для шлифования заготовок диаметром до 80 мм, имеют горизонтальное расположение линии центров, свыше 80 мм — наклонное.

Кинематическая схема станка мод. ЗМ184 приведена на рис. 8.12. Вращение шлифовального круга осуществляется от асинхронного двигателя 1, вынесенного из станины и установленного на плите, через клиноременную передачу 2. Частота вращения круга регулируется диаметром шкивов. Шлифовальная бабка 3 перемешается относительно жесткой литой станины по роликовым направляющим со стальными закаленными планками. Шпиндель шлифовального круга установлен на гидродинамических подшипниках скольжения с самоустанавливающимися вкладышами. Самоустановка вкладышей обеспечивает создание масляного клина между рабочей поверхностью вкладышей и шпинделем. Кроме того, самоустановка исключает кромочные контакты, обычно вызываемые отклонением от соосности расточек в корпусе шлифовальной бабки. От перемещения в осевом направлении шпиндель удерживается подпятником.

Рис. 8.12. Кинематическая схема бесцентрово-шлифовального станка мод. ЗМ184

Ведущий круг вращается от электродвигателя 6 постоянного тока с помощью червячного редуктора 4. Редуктор и двигатель соединены упругой муфтой. В качестве опор шпинделя ведущего круга используют гидродинамические или гидростатические подшипники скольжения, а также подшипники качения. Бабка 8 ведущего круга установлена на направляющих скольжения.

Ускоренные перемещения шлифовальной бабки 3 при наладке осуществляются с помощью электродвигателя 10, винтовой передачи с шариковой гайкой 11 и ходового винта. Перемещения бабки 3 могут также осуществляться вручную от маховика 12 через червячную передачу. Механизм врезной подачи 13 обеспечивает форсированную подачу от гидроцилиндра 14 и рабочие подачи с помощью гидроцилиндра 16 и копира 15.

Правка рабочих поверхностей шлифовального и ведущего кругов производится с помощью соответственно устройств 9 и 7, каретки которых получают продольные перемещения от двигателей постоянного тока 5 через зубчатые передачи и передачу винт — гайка. Поперечные каретки устройств для правки перемещаются по копирам.