Материал: Расширение технологических возможностей станков и станочных комплексов. Пачевский В.М., Яценко С.Н

5.1.2. Ленточное шлифование

Использование абразивной ленты позволяет эффективно обрабатывать значительные по величине поверхности. С ее помощью можно обеспечить требуемое качество поверхности (например, необходимую шероховатость) широкой номенклатуры деталей из углеродистых, легированных сталей и других материалов /18, 21, 22/.

При шлифовании абразивной лентой величина съема металла достигает 600 см³/м и шероховатость поверхности R_a = 0,1 мкм. Кроме того, при такой обработке потребление энергии будет значительно ниже, а выделение тепла при резании - значительно меньше, чем при использовании абразивного круга. При обработке абразивной лентой заготовок из сталей, чувствительных к прижогам и концентрациям напряжений, весьма положительным фактором является рассеяние тепла вследствие большой площади режущей поверхности. При работе абразивной лентой отпадает необходимость в балансировании инструмента, а ее замена осуществляется достаточно быстро. Возможность изменения условий шлифования в широких пределах позволяет обрабатывать материалы с различными свойствами.

Оборудование, оснащаемое абразивной лентой, значительно проще по конструкции, дешевле, и занимает меньшую площадь, а условия работы на нем достаточно безопасны. Благодаря простоте конструкции ленточно-шлифовальные устройства можно применять на универсальных станках.

На рис. 40 приведена схема устройства для ленточного шлифования деталей с прижимом контактным роликом и свободной ветвью ленты. Это устройство может использоваться в качестве приспособления к токарным станкам при обработке деталей типа тел вращения.

Рис. 40. Схема устройства для ленточного шлифования

Устройство состоит из привода, лентопротяжного устройства и системы нагружения. При обработке цилиндрические детали закрепляются в патроне или центрах. Приводом ленты служит асинхронный двигатель 1, установленный на специальном кронштейне, который прикреплен к поперечному суппорту станка 2. Лентопротяжный механизм состоит из рамы и роликов, на которые надевается абразивная, лента 4. Сменный приводной ролик 3, закрепленный на валу электродвигателя, передает ленте необходимую частоту вращения.

Натяжение ленты осуществляется с помощью натяжного ролика б и пружинного натяжного устройства 6. Направляющие ролики 7 предназначены для того, чтобы предотвратить влияние усилия натяжения ленты в процессе обработки на нормальное усилие прижима контактного ролика 6 к детали 10. Необходимое усилие прижима обеспечивается путем подбора веса груза 9.

5.1.3. Суперфиниширование

При наиболее высоких требованиях к рабочей поверхности деталей машин, имеющих цилиндрическую форму, применяют суперфиниширование, обеспечивающее получение шероховатости поверхности R_a = 0,2 мкм.

Рис. 41. Схема суперфиниширования сборным кругом

На рис. 41 представлена схема суперфиниширования вала 1 сборным кругом с таблеточными головками 2, который закреплен в приспособлении 3, установленном в резцедержателе токарного станка.

Использование универсальной суперфинишной головки позволяет получить перекрестную траекторию перемещения алмазных брусков по обрабатываемой поверхности, определяемую величиной эксцентриситета. Возможность осевого перемещения головки позволяет снизить величину вибраций и обеспечить ее постоянный контакт с обрабатываемой поверхностью заготовки. Приводом является электродвигатель 3, закрепленный на кронштейне. Применение такого метода вместо шлифования позволяет повысить производительность труда в пять-шесть раз /17/.

5.2. Обработка поверхностей сложной формы

К поверхностям сложной формы, обрабатываемым на токарном станке, относятся сферические, шаровые, многогранные поверхности, а также некоторые другие, представляющие собой сочетания этих поверхностей. Обработка поверхностей такого профиля на универсальных токарных станках, да еще и в условиях, когда к ним предъявляются высокие требования по точности и качеству, представляет значительную сложность, требует высокой квалификации станочника и трудоемкости по времени. Для повышения точности обработки и снижения трудоемкости разработаны приспособления, конструкции которых приводятся ниже.

5.2.1. Обработка сферических поверхностей

На рис. 42 представлена конструкция приспособления для обработки сферической поверхности /23/.

Это приспособление простое в конструкции и удобное в работе. Обрабатываемая деталь крепится в патроне станка, а копирное приспособление корпусом 3 - в резцедержателе. Резец 1 устанавливается по шаблону в поворотном секторе 2. Подают его вручную поворотом червяка 5 посредством рукоятки 4.

Сферические поверхности удобно также обрабатывать при помощи устройства, представленного на рис. 43 /24/.

Устройство содержит корпус 1 в виде четырехпозиционного резцедержателя универсального токарного станка, установленного на оси 2 суппорта 3 и на резьбовой опоре 4 с возможностью изменения его углового и высотного положения и фиксации в требуемом положении посредством рукоятки 5. В корпусе на опорах вращения установлен шпиндель 6 с коническим осевым отверстием для крепления хвостовика держателя 7 инструмента 8 или зажимного патрона. Вращение шпинделя 6 осуществляется посредством червячной передачи, на валу червяка которой закреплена рукоятка 9. В пазах 10 корпуса могут также устанавливаться и закрепляться винтами 11 токарные резцы. Шпиндель 6 снабжен лимбом (не показан), позволяющим устанавливать угол поворота с точностью до одного градуса, и стопором для его фиксации (не показан).

Рис. 42. Приспособление для обработки

сферической поверхности

Резьбовая опора 4 также снабжена лимбом 12, обеспечивающим установку корпуса по высоте с точностью до 0,1 мм.

Во время работы устройства рукоятку 5 свинчивают с оси 2, снимают стандартный резцедержатель, устанавливают корпус 1 на ось 2 и закрепляют его рукояткой 5. В конус Морзе шпинделя б монтируют держатель 7 со сменным резцом. Изменение радиуса обрабатываемой сферы достигается вращением микрометрического винта суппортной головки (не показан). При необходимости обработки тел вращения более сложной формы, например овальной, рукояткой 5 ослабляют крепление держателя и вращением кольца резьбовой опоры 4 выдерживают необходимое расстояние от оси обрабатываемой детали 13 до вращения инструмента. При обработке сферических или торроидальных поверхностей рукояткой 9 приводят во вращение шпиндель 6 с закрепленным в нем инструментом. Режим обработки зависит от размеров детали и материала.

Рис. 43. Устройство для обработки сферических

поверхностей:

а – общий вид; б - план; в, г, д – схемы обработки

С помощью резьбовой опоры можно регулировать относительное расположение осей по высоте при обработке, например, поверхностей, изображенных на рис. 42 в, г и д. При этом радиус обрабатываемой сферы или торроидальной поверхности может изменяться перемещением каретки держателя 7, несущей инструмент 8, или перемещением резца в каретке.

Приспособление для обработки наружной шаровой поверхности представлено на рис. 44. Оно используется в единичном и мелкосерийном производстве и обеспечивает высокую точность расположения данной поверхности и ее геометрическую форму /25/.

Рис. 44. Приспособление для обработки наружной

шаровой поверхности

Приспособление состоит из двух планок 1 и 2, которые болтом 3 крепят к направляющим станины станка под патроном или под обрабатываемой деталью. На этот болт ставят сменный копир 4 - диск того же радиуса, который требуется получить. На суппорте станка впереди резцедержателя закрепляют планку 6, которая с левой стороны имеет упор 5, а с правой - крепежные болты 7. Проходной резец крепится, как обычно, в резцедержателе. Упором касаются копира, а резцом - детали. Затем двумя суппортами вручную или продольным самоходом и поперечным вручную перемещают упор так, чтобы он окатывал копир. При этом резец повторяет движение упора. Когда обрабатывают обратную сторону сферы со стороны патрона, планку б переворачивают упором вправо, планки 1 и 2 соответственно переносят на правую сторону от поперечного суппорта, и процесс происходит аналогично описанному выше.

На рис. 45 приведена конструкция универсального приспособления, предназначенного для обработки вогнутых сферических поверхностей диаметром 600-1200 мм на токарно-карусельных станках /25/.

Рис. 45. Приспособление для расточки

сферической поверхности

Приспособление состоит из трех основных частей: вилки 1, закрепляемой в оправке левого вертикального суппорта токарно-карусельного станка, держателя 2, закрепляемого в оправке правого вертикального суппорта, и расточной оправки 3 с резцом. Расточная оправка одним концом шарнирно связана с неподвижным деятелем, а второй конец ее с резцом получает качательное движение около центра закрепления в шарнире при вертикальной подаче левого суппорта станка. Таким образом, резец, закрепленный на конце расточной, оправки, описывает сферу заданного радиуса.

При обработке сферических (шаровых) поверхностей приспособление устанавливается таким образом, чтобы его оси (горизонтальная и вертикальная) совпадали с осями обрабатываемой поверхности. В этом случае вершина резца, установленного на поворотной части приспособления и находящегося на расстоянии К от центра вращения, описывает окружность радиусом, равным К. Точность обработки составляет 0,2 мм.

5.2.2. Изготовление эксцентриков

Для установки и закрепления эксцентриков при обработке наружной поверхности на токарном станке применяется специализированное наладочное приспособление, представленное на рис. 46 /26/.

Рис. 46. Приспособление для обработки эксцентриков

Оно состоит из базовой части 7 и сменных наладок 3. Наладка устанавливается в гнездо ползуна 4 по шпоночному пазу и закрепляется гайкой 5. Настройка приспособления на заданную величину эксцентриситета осуществляется перемещением ползушки в пазу головки хвостовика 1 посредством винта 2. Отсчет величины эксцентриситета осуществляется по шкале 6 и нониусу 3. Стопорный винт 9 предназначен для закрепления ползуна 4.

5.2.З. Обработка многогранников

Трудоемкой технологической операцией является получение многогранников. В мелкосерийном производстве эту операцию выполняют на горизонтально-фрезерных станках с использованием универсального поворотного стола. Более производительно эту работу выполнять на токарных станках. В частности, для обработки многогранников можно использовать приспособление, представленное на рис. 47. Фрезу закрепляют в патроне передней бабки токарного станка, а в патрон, закрепленный в отверстии шпинделя, - обрабатываемую деталь. Ось вращения шпинделя может пересекать ось вращения станка под заданным углом за счет поперечного суппорта (рис. 47) /24/.

Рис. 47. Устройство для обработки многогранников

Рис. 48. Устройство для обработки многогранников

Альтернативное устройство представлено на рис. 48 /27/. Оно содержит планшайбу 1, установленную на шпинделе станка с закрепленным в ней корпусом 2, инструментальным шпинделем 3, шестерней 4 и резцовой головкой 5. К резцовой головке 5 прикреплены резцы б. Инструментальный шпиндель 3 получает вращение от шестерни 4, которая сцеплена с зубчатым венцом 7, смонтированным на основании 8. Передаточное отношение шестерни 4 и зубчатого венца 7 равно 1:3. Основание 8 установлено на направляющих станка. На стойке 9 основания 8 установлен дополнительный патрон, состоящий из корпуса 10, гаек 11 и 12 и сменных цанг 13. На торце лепестков каждой из сменных цанг 13 на осях 14 установлены ролики 15. На поперечной салазке станка вместо резцедержателя установлен угольник 16 с трехкулачковым патроном 17. Заготовка 18 закреплена в трехкулачковом патроне 17 и в цангах 13 дополнительного патрона.

Во время работы каретка станка вместе с трехкулачковым патроном 17 отводится в правое крайнее положение. Заготовка 18 пропускается черед отверстие патрона 17 цанги 13 и закрепляется. Корпус 2, вращаясь от шпинделя станка, через шестерни 4 и зубчатый венец 7 передает вращение инструментальному шпинделю 3.

Вершины резцов 6, совершая планетарное движение относительно заготовки 18, описывают сложную кривую по циклоидальной траектории, срезая часть металла и образуют многогранный профиль. Включением продольной подачи станка осуществляется подача заготовки 18.

Наличие ролика 15 на торцах цанги 13 обеспечивает необходимую жесткость при обработке многогранников из тонких заготовок 18, при этом ролики 15 позволяют осуществить продольную подачу заготовок 18. Когда каретка станка доходит до крайнего левого положения, ее останавливают, патрон 17 разжимают, затем каретка опять отводится в правое крайнее положение, заготовку 18 закрепляют в патроне 17 и включают продольную подачу. Таким образом, цикл повторяется, что дает возможность обрабатывать многогранники неограниченной длины. Обработанный многогранник выходит через отверстие шпинделя станка. Изменением количества резцов 6 в резцовой головке 5 можно обработать многогранники разных профилей.