Файл: Бесцентровые круглошлифовальные станки..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 24.06.2024

Просмотров: 103

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

3.3. ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА КОНСТРУКЦИИ УСТРОЙСТВА Д Л Я ПРАВКИ

Качество правки определяется конструкцией устройства, правящим инструментом и режимами. Основными показателями работы устройства для правки являются [18]: точность подачи алмаза; точность работы копирной системы; динамическая ха­ рактеристика копирной системы; статическая жесткость; тепло­ вые деформации; равномерность продольных перемещений.

Точность подачи алмаза. Точностной анализ механизма по­ дачи алмаза устройства для правки на бесцентровых круглошлифовальных стайках показал, что накопленная погрешность подачи, приведенная к алмазу, не превышает 2 мкм. Наибольшее влияние на точность подачи алмаза оказывают первичные ошибки конечных звеньев механизма, например, для конструк­

ций, показанных на

рис. 34 и

35, — червячная пара

и

пара

винт — гайка.

 

 

 

 

 

 

Точность работы

копирной

системы.

В конструкциях

уст­

ройств для правки в основном

применен

принцип

копирования

с силовым замыканием. В такой

передаче

ошибки

могут

возник­

нуть только из-за упругих деформаций п зазоров в элементах системы. При исследовании точности копирной системы устрой­ ства для правки определяли: стабильность работы при много­ кратном повторении ходов, воспроизведение формы копира при прямом и обратном ходах, влияние на стабильность работы ско­ рости продольного перемещения [24].

Нестабильность работы копирной системы устройства для правки при многократном повторении ходов с вероятностью 95% не превышает 2,5 мкм при вариации отдельных значений 5 мкм.

Точность воспроизведения формы копира при прямом и об­ ратном ходах не превышает общей погрешности копирной си­ стемы. Однако иа практике при врезных работах правку реко­ мендуется производить в одном направлении. Это связано не с точностью копирования, а с анизотропностью алмаза. При изме­ нении направления движения алмаза разброс усилий при правке

колеблется в пределах ±104-20%, а в отдельных случаях

и вы­

ше ± 4 0 % . Это приводит

к различным

отжимам

в

процессе

правки.

 

 

 

 

 

 

Изменение скорости продольного перемещения устройства

правки в диапазоне

100—400 мм/мин не влияет на стабильность

работы копирной системы.

 

 

 

 

 

Динамическая характеристика копирной системы. Исследо­

вания копирной системы проводились при скорости

устройства

правки 100—500 мм/мин. Пружины, обеспечивающие

прилега­

ние копирного пальца к линейке, были предварительно

протарп-

рованы. Суммарное

усилие

составляло

10 кгс. Проверка

ста­

бильности силового

замыкания пальца и копира устройства для


правки показала, чти никаких разрывов йе наблюдалось. Следо­ вательно, инерционные силы, возникающие в устройстве для правки, малы и не приводят к нарушению силового замыкания в копирной системе.

Статическая жесткость. В шлифовальных станках суммарная жесткость системы СПИД не является критерием получения де­

талей высокого качества, так как здесь не учитывается

влияние

системы шлифовальный круг — алмаз — устройство

правки,

определяющей геометрическую форму круга в процессе

правки,

а следовательно и качество шлифуемых деталей.

 

Несмотря на то, что при правке усилия невелики, упругие де­ формации могут достигать значительных размеров из-за боль­ шого количества стыков в конструкции устройства для правки.

Для удовлетворения современных требований по

некругло-

сти

и шероховатости

поверхности

жесткость

устройства

для

правки должна составлять 1,8—2

кгс/мкм. Дополнительные

тре­

бования по жесткости

устройств

для

правки

могут

возникнуть

при

исследовании динамики процесса в системе

устройство

правки —• шлифовальный круг.

Тепловые деформации державки с алмазом в процессе прав­ ки. В процессе правки абразивного круга алмазом происходит

значительное тепловыделение

и может возникнуть температура

до 1500° С.

Графнтизация

алмаза начинается на воздухе при

700° С. При

сухой правке

(без

охлаждающей жидкости) невоз­

можно избежать высоких температур. Поэтому при правке целе­ сообразно подавать обильное охлаждение, направленное непо­ средственно на алмаз. Однако и в этом случае державка с ал­ мазом подвержена тепловым деформациям. Тепло, поступая в державку, вызывает ее удлинение. В результате этого профиль круга получается нецилиндрическим, что снижает качество и производительность шлифования. Исследования [18] показали, что для сохранения неизменными условий правки при создании новых станков следует предусмотреть подачу охлаждающей жидкости при правке одиночным алмазом не менее 8—10 л/мин. На действующем оборудовании следует модернизировать систе­ мы охлаждения, изменяя конструкцию и диаметр сопел. Охлаж­ дение следует включать до начала правки, так как алмаз может разрушиться от резкого перепада температур.

Равномерность продольных перемещений. При правке шли­ фовальных кругов алмазными инструментами следует выбирать режимы, обеспечивающие наилучшее качество шлифования. Исследования показали, что существенное влияние на микро­ геометрию шлифуемой поверхности, особенно при обработке методом врезания, оказывает выбор скорости продольной пода­ чи устройства правки.

Снижение шероховатости поверхности обрабатываемых де­ талей может быть достигнуто путем уменьшения скорости про­ дольного перемещения устройства для правки («тонкой прав­

іш


кой»). Однако, при малых скоростях (если устройство переме­ щается по направляющим скольжения) возможно движение с периодически чередующимися скачками и остановками, что при­ водит к колебаниям сил резания при правке. В результате этого возникают переменные деформации системы шлифовальный круг — устройство правки, снижающие качество правки. Обес­ печение равномерности медленных перемещений рабочих органов станка является комплексной 'Проблемой, связанной с воз­ действием на характеристики трепня в направляющих, на жест­ кость механизма подачи п па характеристики привода. В послед­ нее время для повышения равномерности продольных перемеще­ ний начали применять направляющие качения. Рассмотренные устройства для правки обеспечивают равномерность продольных перемещений на скоростях от 20 мм/мни и выше.

3.4. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ПРАВКИ

На бесцентровых круглошлнфовальных станках обычно име­ ются два абразивных круга: шлифовальный и ведущий. Ведущий круг правится значительно реже, и автоматизация его правки в настоящее время не является актуальной. По данным В. Д. Сильвестрова, расход алмазного инструмента на правку ведущего круга составляет всего около 5% расхода на правку рабочего круга. Круг правят:

а) после полного затупления (на неавтоматизированных станках при ручной правке);

б) после частичного затупления; в этом случае поддержи­ вается большая режущая способность круга за период его стой­

кости;

такой

способ правки принят на станках-автоматах;

в)

непрерывно (в особых случаях).

В

современных бесцентровых станках наряду с основными

процессами

(шлифование, контроль, загрузка) автоматизирова­

ны операции технического обслуживания, в частности, процесс принудительной правки шлифовального круга.

Правка после частичного затупления круга. Для рассмотре­

ния

комплексной

автоматизации

процесса

правки при

частич­

ном

затуплении

круга необходим

анализ

отдельных ее

этапов.

В процессе шлифования по мере затупления круга происхо­ дит изменение ряда показателей: увеличение погрешности обра­ ботки, изменение высоты микронеровностей, возрастание разме­ ра площадок износа зерен рабочей поверхности круга, изменение эффективной мощности шлифования, увеличение нормальной составляющей сил резания, появление шума, возрастание ампли­ туды колебаний, ухудшение качества шлифования и др.

Для подачи команды на правку в станках, работающих как на проход, так и врезанием, можно использовать приборы, ре­ гистрирующие изменение одного из указанных показателен. В некоторых случаях используют реле времени. Время выдерж­

ки


ки настраивает наладчик на основании опытных данных, полу­ ченных в результате эксплуатации.

Дальнейшим этапом автоматизации является

подвод

алмаза

к шлифовальному кругу, который обеспечивает

съем

заранее

установленного слоя абразива, необходимого для восстановле­

ния рабочей поверхности шлифовального круга.

В

настоящее

время в основном применяют дискретные системы,

у

которых

подвод алмаза

к кругу осуществляется после подачи

команды

на правку. Алмаз подается на постоянную величину

(дозиро­

ванная подача).

 

 

 

 

Следующий

этап — перемещение устройства

для

правки:

исходное положение устройства правки фиксируется

конечными

Усилительно-пре­ образующее уст­ ройство

Измерительное устройст­ во, контролирующее раз - пер обрабатываемой де-

I

Корректирующее

устройство

Программное

устройство

т

I

^Измерительное устройств I So, контролирующее mov- \ і ку встречи щлитоваль - , ного круга с деталью'

Исполнитель -

Регулируемый

ное устройство

объект

(механизм

( шлифовальный

подачи)

круг)

Рис. 58. Элементарная схема замкнутой системы автоматиче­ ского регулирования при шлифовании и правке

выключателями; подача алмаза в крайних положениях произ­ водится от механизма подачи алмаза.

Последним этапом в цикле автоматизации правки является выход на размер. Для проведения правки в большинстве случа­ ев круг отводится от шлифуемых деталей. При подводе прав­ леного шлифовального круга к деталям возможен их брак. На рис. 58 показана элементарная схема замкнутой системы авто­ матического регулирования, образованная бесцентровым круглошлифовальным автоматом и прибором активного контроля. В результате проведения процесса правки система автоматиче­ ского регулирования получает рассогласование, которое должно быть ликвидировано.

По характеру работы управляющие устройства для контроля положения круга при выходе на размер после правки делят на три группы:

5—2755

105

 


I)

контролирующие контакт между кругом и столбом дета­

лей (реле

тока и др.). В качестве примера на рис. 59 показана

схема

реле

прироста тока [20], собранная на двух стандартных

электромагнитных реле. Сигнал с трансформатора тока, пропор­ циональный току электродвигателя, после выпрямления и филь­ трации подается на переменное сопротивление R2, являющееся делителем напряжения. Ток через реле Р1, обладающее высокой чувствительностью, проходит во время изменения напряжения на обмотках статора, так как конденсатор С2 пропускает только переменную составляющую. Чувствительность реле регулирует­ ся в широких пределах сопротивлением R2. Наименьшее изме­

 

 

нение

напряжения,

от

которого

 

 

происходит

срабатывание

реле,

 

 

составляет

0,2В. Точность выхода

 

 

на размер составляет 15—-25 мкм;

 

 

2)

путевые,

обеспечивающие

 

 

рабочим органам станка

переме­

 

 

щение

на

определенное

расстоя­

 

 

ние

(электр очувствнтел ьн ы й

 

 

упор,

путевое

управляющее

уст­

 

 

ройство).

Точность

выхода

на

т ь

& вых і

размер 20—25 мкм;

 

 

 

 

 

3)

силовые,

контролирующие

Рис. 59. Схема

реле прироста тока

появление

в кинематических

це­

 

 

пях или в

рабочем

органе уста­

новленных нагрузок. Этот метод разработан лауреатом Ленин­ ской премии, заслуженным деятелем науки и техники РСФСР, д-ром техн. наук проф. Б. С. Балакшиным на кафедре «Техноло­ гия машиностроения» Московского станкоинструментального ин­ ститута.

Предложены два метода косвенного измерения величины упругих перемещений системы СПИД:

1) измерение относительных перемещений каких-либо двух деталей, входящих своими размерами в виде звеньев в соответ­ ствующую размерную или кинематическую цепь системы СПИД; 2) измерение величины упругих деформаций специального звена или звеньев определенной жесткости, включенных в соот­

ветствующую размерную цепь системы СПИД.

В настоящее время создан ряд динамометрических узлов со специально встроенными упругими звеньями для различных металлорежущих станков (в том числе шлифовальных). Однако метод контроля с помощью силовых управляющих устройств в бесцентровых круглошлифовальных станках пока еще не нашел применения.

Непрерывная правка шлифовального круга. В настоящее время предлагается проведение непрерывной правки кругов во время шлифования на бесцентровых станках. Глубина врезания алмаза не превышает допуска на размер детали. Пиноль с ин-

Юб