Круглошлифовальные станки и их конструктивные особенности

К круглошлифовальным станков относятся: круглошлифовальные центровые станки, бесцентрово-шлифовальные станки, внутришлифовальные станки, профилешлифовальные станки. На станках этой группы можно выполнять: шлифование круглых и конических наружных поверхностей, круглых внутренних поверхностей, шлифование профильных поверхностей. Выбор способа шлифование определяется типом производства, конструкцией детали, величиной припуска и требованиями к точности и качеству обработки.

На рис. 9 показаны основные узлы круглошлифовального станка. Шлифовальный круг устанавливают и закрепляют на шпинделе шлифовальной бабки 3, которая может перемещаться относительно станины 6 в продольном или поперечном направлении с помощью стола 5 или суппорта. Заготовку 2 закрепляют в центрах 10 шпиндельной бабки 8 и задней бабки 4. Круг и заготовка 2 приводятся в движения приводами (электрическими или гидравлическим), управляемыми оператором посредством панели 7 [2, стр. 207]

Рис.9. Основные узлы круглошлифовального станка

По интенсивности съема припуска все операции круглого наружного шлифования подразделяются обдирочное, предварительное и тонкое шлифование.

Обдирочное шлифование применяют для удаления с заготовок дефектного слоя (толщиной не более 1 мм на диаметр) после литья, ковки, штамповки, прокатки. Скорость круга v_к=35 - 60 м/с и более, точность обработки 8 - 9 квалитет, шероховатость обработанной поверхности R_а=2,5 - 5 мкм.

Предварительное шлифование выполняют после токарной обработки, но перед термической обработкой заготовок. Скорость круга v_к=40 - 60 м/с и более, точность обработки 6 - 9 квалитет, шероховатость обработанной поверхности R_а=1,2 - 2,5 мкм.

Окончательное шлифование производят после термической обработки заготовки. Скорость круга v_к=35 - 40 м/с и более, точность обработки 5 - 6 квалитет, шероховатость обработанной поверхности R_а=0,2 - 1,2 мкм.

Тонкое шлифование (припуск 0,05 - 0,1 мм на диаметр) предназначено для обеспечения малой шероховатости поверхности R_а=0,025 - 0,1 мкм.

По классификатору группа шлифовальных станков обозначена цифрой 3 (первая цифра в обозначении модели). Вторая цифра указывает тип станка: 1 -- круглошлифовальные (мод. 3161); 2 -- внутри-шлифовальные станки (мод. 3228); 3 -- обдирочно-шлифовальные (мод. 332); 4 -- специализированные шлифовальные станки, например шлицешлифовальные (мод. 3451); 5 -- не предусмотрено; 6 -- заточные (мод. 364); 7 -- плоскошлифовальные с прямоугольным (мод. 371) и круглым (мод. 3756) столом; 8 -- притирочные и полировальные (мод. 3816); 9--различные станки, работающие с использованием абразивного инструмента (мод. 395). Если необходимо указать, что данная конструкция станка модернизирована, то в условное обозначение вводят букву А (мод. 5А64). Шлифовальные станки делят на универсальные и специальные. В промышленности наиболее распространены шлифовальные станки нормальной (Н) и повышенной (П) точности. [2, стр. 206-226]

Обеспечение жестких допусков на геометрическую точность шлифуемых поверхностей требует решения комплекса проблем.

1. Постоянство положения оси вращения заготовки обеспечивают повышением точности формы центров, круглость которых должна быть не более 1 - 2 мкм. Для этого применяют центра с твердыми вставками.

2. На станках с вращающимся шпинделем в передней бабке в качестве опор шпинделя применяют гидростатические подшипники позволяющие снижать влияние отклонения от круглости подшипниковых шеек шпинделя на круглость шлифуемой поверхности и длительное время сохранять требуемую точность вращения.

3. Для обеспечения параллельности оси вращения изделия ходу стола применяют следующие конструктивные решения:

· повышают плавность поворота верхнего стола применением воздушной или гидравлической разгрузки, что позволяет снизить погрешность установки оси вращения заготовки параллельно продольному ходу стола;

· применяют измерительные устройства для контроля параллельности оси вращения детали продольному ходу стола;

· пиноль задней бабки монтируют с предварительным натягом, используя шариковые и роликовые направляющие;

· применяют измерительно-управляющие устройства, которые следят за измерением шлифуемой поверхности и при необходимости выдают команды на исполнительные механизмы, обеспечивающие автоматическую коррекцию оси вращения заготовки;

· выносят источники теплоты за пределы базовых узлов станка(гидростанции, установки СОЖ), установки смазки), вводят устройства для автоматического снижения температуры нагрева масла, СОЖ и ее стабилизации;

· повышают суммарную статическую жесткость станка;

· постоянство положения оси вращения шлифовального круга обеспечивают применением гидродинамических гидро- и пневмостатических подшипников;

· повышают точность изготовления подшипниковых шеек шпинделя, круглость которых в зависимости от класса точности станка не превышает 0,3 - 1 мкм.

Стабильность указанных величин достигается применением на шлифовальной бабке роликовых направляющих качения в том числе с предварительным натягом, винтовой пары качения в последнем звене кинематической цепи подач, что исключает неблагоприятное влияние трения скольжения. В качестве привода механизма поперечных подач на прецизионных круглошлифовальных станках применяют шаговый электродвигатель, ротор которого дискретно поворачивается на малые углы (1,5), что позволяет получать малые величины врезных подач, а кинематическая цепь становится короткой и жесткой. Колебания шлифовальной бабки относительно оси центров снижают путем тщательной балансировки круга вне станка с помощью грузиков, а затем после его установки на станок и правки, окончательной балансировки на станке специальными балансировочными механизмами.

Автоматическое управление режимами шлифования позволяет обеспечить стабильное качество шлифуемых поверхностей. [1, стр. 86-88]