Станок плоскошлифовальный – микронная точность обработки деталей

1 Станок плоскошлифовальный – общее описание оборудования

Интересующие нас станки дают возможность осуществлять шлифование плоских поверхностей металлических заготовок с микронной точностью. При выполнении рабочих операций чистота поверхности обрабатываемых деталей находится на уровне 8–10 класса. Такой показатель сопоставим со значением шероховатости 0,63–0,16 микрометров по Государственному стандарту 2789–73.

В тех случаях, когда на станочное оборудование монтируется добавочный инвентарь, на агрегатах можно обрабатывать не только плоские поверхности, но еще и фасонные. Кроме того, в последние годы появились плоскошлифовальные установки, на которых разрешается обрабатывать заготовки конической формы.

Вообще агрегаты для плоского шлифования металла имеют различные конструкции. Это позволяет им работать с разнообразными изделиями. Так, например, оборудование с прямоугольным столом, шпинделем горизонтального типа и суппортом считается оптимальным для обработки деталей периферией круга. А вот торцовые поверхности на нем лучше шлифуются в пределах, разрешенных кожухом рабочего инструмента. Станки описанного вида чаще всего используются в инструментальных цехах.

Общие по назначению (универсальные) установки со столом прямоугольной формы производятся с вертикальным и горизонтальным шпинделем. Они характеризуются сравнительно невысокой точностью шлифования, но при этом имеют отличную производительность, обусловленную наличием больших по мощности электрических двигателей, шлифовальных кругов крупных размеров, а также высокой жесткостью конструкции. Этим универсальные агрегаты отличаются от оборудования с крестовым суппортом.

По уровню автоматизации станки общего назначения делят на две группы:

• полуавтоматы, оснащенные устройствами активной регулировки работы агрегата;
• неавтоматизированные.

2 Шлифование деталей на плоскошлифовальных установках торцом круга

Обработка металлических изделий выполняется двумя методами:

• торцом круга;
• периферией круга.

Применение торца круга обеспечивает высокую производительность выполнения операции. При данном способе шлифования дуга контакта заготовки и рабочего инструмента описывается малой величиной. Это приводит к тому, что в области обработки формируются относительно высокие температуры, которые неизбежно уменьшают точность выполнения процедуры (при круговой подаче снижение точности особенно существенное). Кроме того, отмечаются некоторые затруднения, связанные с отводом металлической стружки от агрегата.

Технологии шлифования торцом круга:

• Многопроходная обработка. Изделие устанавливается на рабочую поверхность и движется со скоростью порядка 45 метров в минуту. При этом деталь много раз перемещается под кругом, который подается (постепенно) на глубину до того момента, пока припуск не буде снят в полном объеме. Самые последние ходы осуществляются либо совсем без подачи (такой процесс называют выхаживанием), либо с незначительной вертикальной подачей.
• Однопроходная схема. Данная методика подходит для агрегатов со столами круглой формы, когда шлифовальный инструмент подается вертикально на всю глубину за один проход. Это дает возможность снимать за один оборот поверхности весь припуск. Если необходимо добиться удаления большего припуска и при этом получить максимальную точность шлифования, рекомендуется использовать установки с 2–3 головками для обработки. Они оптимальны для применения в условиях крупных предприятий, занятых массовым производством, так как обеспечивают эффективную автоматизацию выгрузки и загрузки шлифуемых изделий.
• Двусторонний метод. Подразумевает одновременную обработку двух торцов детали. Как правило, осуществляется несколько проходов для полного снятия припуска. При озвученной методике основное движение подачи происходит за счет круговой или прямолинейной подачи заготовки, а движение резки образуется за счет вращения рабочего приспособления.

3 Способы и особенности шлифования периферией круга

Какой бы вариант обработки металлоизделий периферией круга не был выбран, он будет отличаться от рассмотренных выше технологий малым выделением теплоты и небольшими усилиями резки. Именно из-за этого периферией инструмента шлифуют невысокие по показателю жесткости заготовки. Заметим, что производительность процесса шлифования торцом всегда выше, нежели периферией круга.

Бывают следующие варианты шлифовки деталей периферией:

• Глубинное. Большой припуск снимается за каждый ход рабочей поверхности, причем продольная подача в данном случае описывается минимальной скоростью. В связи с тем, что находящиеся возле торца инструмента абразивные зерна принимают на себя всю тяжесть удаления припуска, круг достаточно быстро изнашивается и требует замены.
• С врезной непрерывной подачей. Шлифование, которое применяется в тех случаях, когда бурты ограничивают обрабатываемую плоскость, а также при обработке деталей с высотой большей, чем ширина. Поперечной подачи при данной методике нет, точность операции считается невысокой, круг изнашивается неравномерно, его необходимо править очень часто.
• С поперечной прерывистой подачей. При таком варианте шлифования даже поверхности с внушительными геометрическими размерами получают максимально качественную обработку. Высота шлифовального инструмента всегда должна быть выше показателя поперечной подачи. В большинстве случаев поперечный реверс и подача круга на глубину выполняются одновременно. Описанная методика характеризуется сравнительно высокой точностью, используется она на агрегатах с горизонтальным шпинделем и круглым столом.

4 Конструкция плоскошлифовальных станков

Компоновка рассматриваемых нами агрегатов идентична. Литая жесткая рама (колонна) станка крепится на тумбе, отлитой со станиной как одно целое. Колонна в средней своей части имеет проем. По обеим сторонам от него находятся вертикальные направляющие. По ним двигается каретка, оснащенная направляющими (горизонтальными), предназначенными для гидравлического либо ручного передвижения шлифовальной бабки. Указанная бабка и каретка располагаются подобным образом (между направляющими) не просто так, а с целью увеличения жесткости станочного оборудования.

Стабильные и точные подачи агрегата обеспечиваются кинематическими короткими цепями, под коими понимают винт и гайку качения, а также направляющие. Шлифовальная бабка и каретка перемещаются в вертикальном направлении за счет специального автоматического устройства, монтируемого на стенке (передней) станины, или же вручную. А на задней стенке устанавливают еще одно аналогичное устройство, которое отвечает за ускоренные передвижения по вертикали.

Почти все агрегаты для плоского шлифования включают в свою конструкцию:

• разнообразные блокировочные механизмы;
• специальные ограждающие блоки;
• устройства отскока в случае аварии шлифовальной бабки.

Все эти приспособления делают работу оператора станка более безопасной.