Технология шлифования профильных деталей на профилешлифовальных станках с пантографом и микроскопом

Мероприятия по предотвращению истощения водных источников.

Масштабы загрязнения и истощения водных ресурсов в настоящее время приняли угрожающий характер. Остро встала проблема нехватки пресной воды в густонаселенных районах, крупных промышленных центрах, в местах орошаемого земледелия. Отсутствие чистой питьевой воды, загрязнение водоемов являются причиной многих заболеваний человека, губительно сказываются на животном и растительном мире Земли. Во многих местах загрязнение пресных вод переходит из разряда локального в региональный.

Рациональное использование и охрана водных ресурсов как составная часть охраны окружающей природной среды представляет собой комплекс мер (технологических, биотехнических, экономических, административных, правовых, международных, просветительских и т.д.), направленных на рациональное использование ресурсов, их сохранение, предупреждение истощения, восстановление природных взаимосвязей, равновесия между деятельностью человека и средой. Важными принципами рационального использования водных ресурсов являются:

- профилактика - предотвращение негативных последствий возможного истощения и загрязнения вод;

- комплексность водоохранных мер - конкретные водоохранные меры должны быть составной частью общей природоохранной программы;

- повсеместность и территориальная дифференцированность охранных мер;

- ориентированность на специфические условия, источники и причины загрязнения;

- научная обоснованность и наличие действенного контроля за эффективностью водоохранных мероприятий.

Профилешлифовальные станки с пан­тографом и микроскопом предназначены для точного шлифования шаблонов, фасон­ных резцов, разъемных матриц штампов, пуансонов и других профильных деталей, имеющих открытый, доступный для обра­ботки профиль.

К основным узлам оптического профилешлифовального станка (рис. 1) (слайд) относятся: оптическое устрой­ство (пантограф с микроскопом), шлифовальная головка с механиз­мами, при помощи которых она может перемещаться по двум координатным осям и поворачиваться на нужные углы, координатный стол, на верхних салазках которого прихватами закрепляется шлифуемая деталь или специальные приспособления и подъемный механизм координатного стола. Измерительной системой оптико­шлифовального станка является микроскоп с пантографом. Уве­личение пантографа равно 50:1. Микроскоп измерительной си­стемы имеет примерно 25-кратное увеличение и смонтирован в гнезде кронштейна станка в двух эксцентричных втулках. На пластинке микроскопа имеются две перекрестные нити, точка пересечения которых должна совпадать с оптической и механи­ческой осями микроскопа.

На этих станках при одном положении салазок координатного стола можно шли­фовать профиль детали размером 10 ´ 10 мм. Если иглой пантографа, закрепленной на длинном плече его, обводить на увеличенном чертеже квадрат размером 500 ´ 500 мм, то точка пересечения нитей микроскопа опишет квадрат размером 10 ´ 10 мм. Если длина и глубина профиля детали превышает указанные размеры в n раз, для обработки профиля необходимо (n – 1) раз переместить с помощью мерных плиток салазки координатного стола станка отно­сительно оптической системы.

Когда острием иглы пантографа обводят изображенный на чертеже с 50-кратным увеличе­нием профиль детали (рис. 2) (слайд), точка пе­ресечения нитей микроскопа описывает такой же, но умень­шенный профиль, являющийся действительным профилем обра­батываемой детали. Пользуясь этим, можно производить шли­фование профиля изделия, обра­батывая его участки до тех пор, пока увеличенное изображение шлифуемого участка профиля изделия не совпадет с пере­крестием нитей микроскопа.

Верхняя плоскость шлифуемой детали устанавливается в фокус микроскопа путем опускания и поднятия координатного стола станка. Точка пересечения нитей микроскопа является центром контрольной окружности, которая видна в поле зрения микроскопа. Диаметр контрольной окружности соответствует размеру шлифуемой детали 0,25 мм.

При помощи оптической системы станка можно по имеющейся профильной детали создать увеличенный в 50 раз чертеж ее про­филя. Для этого деталь закрепляется на верхних салазках коорди­натного стола, и точка пересечения нитей микроскопа последо­вательно совмещается с несколькими точками профиля детали, расположенными друг от друга на произвольно выбранном расстоя­нии. Каждая точка после совмещения ее с перекрестием отмечается иглой пантографа на листе бумаги, закрепленном на доске 13 столика станка (рис. 1). (слайд) Полученные таким образом точки соеди­няются прямой или плавной кривой и дают увеличенный точный профиль детали.

Шлифовальная головка предназначена для того, чтобы дать шлифовальному шпинделю все необходимые для изготовления профиля изделия движения, а также для установки шлифоваль­ного круга в нужное положение относительно шлифуемого профиля. Это автомати-ческое движение вверх и вниз шлифовального шпин­деля, подача от руки при помощи двух рукояток шлифовального круга к изделию и установка круга под углом путем поворота салазок шпинделя или корпуса шлифовальной головки относи­тельно салазок.

Шлифовальный шпиндель закреплен в салазках, совершающих во время работы прямолинейные возвратно-поступательные пере­мещения вдоль направляющих корпуса коробки скоростей, имею­щих форму ласточкина хвоста. Ход салазок шлифовального шпинделя может изменяться от 0 до 50 мм путем поворота эксцентрикового валика. Следовательно, максимальная высота профиля детали, которая может шлифоваться на этом оптическом профилешлифовальном станке, равна 50 мм. Шлифовальный круг получает вращение от электродвигателя, закрепленного на задней стенке корпуса шлифовальной головки. Частота вращения шлифо­вального круга 3500 об/мин, а максимальный диаметр 125 мм. Скорость резания на этом станке составляет в среднем 22 м/с.

Шлифуемая деталь закрепляется при помощи прихвата на коор­динатном столе станка, состоящем из верхних продольных и ниж­них поперечных салазок, перемещаемых в направлениях, перпен­дикулярных друг к другу. Салазки имеют рукоятки, предназначен­ные для стопорения их после установки в нужном положении. При обработке криволинейных участ­ков профиля шлифовщик одновременно работает двумя рукоятками, перемещаю­щими продольные и поперечные салазки шлифовальной головки станка, периоди­чески передвигает иглу пантографа по увеличенному чертежу обрабатываемой детали и, кроме того, в течение всего времени шлифования профиля следит через окуляр микроскопа за тем, чтобы режущая кромка шлифовального круга совпадала с точкой пересечения нитей микроскопа.

Координатный стол служит для установочных перемещений шлифуемой детали относительно оптической системы станка. Точность перемещения детали в поперечном и продольном направ­лениях 0,01 мм. Такая точность достигается благодаря тому, что в выемках верхних и нижних салазок координатного стола поме­щаются неподвижные упоры и подвижные индикаторы, между которыми устанавливают соответствующие блоки мерных плиток. При помощи индикатора легко достигнуть одинакового давления упоров на мерные плитки. После соприкосновения мерительного стержня индикатора с мерными плитками последние прижима-ются колодкой с помещенной в ней пружиной к неподвижному упору, в связи с чем устраняется перекос плиток и, следовательно, уве­личивается точность перемещения детали относительно точки пересечения нитей микроскопа.

Подъемный механизм предназначается для перемещения коорди­натного стола с закрепленной на нем деталью в вертикальной плоскости. Деталь устанавливают относительно оптической си­стемы так, чтобы ее профиль был четко виден, т. е. попал бы в фокальную плоскость микроскопа.

Подъемный механизм состоит из колонки, к фланцу которой крепится основание поперечных салазок координатного стола, и маховика. Последний при помощи двух конических шестерен, гайки и винта, соединенного с фланцем колонки, перемещает стол в вертикальном направлении. После установки координатного стола с обрабатываемой деталью по высоте колонка стопорится рукояткой.

Существенным достоинством системы измерения пантографом является большая точность: 0,006–0,008 мм на площади шлифуе­мой детали, равной 10 ´ 10 мм.

Технология шлифования профильной детали по увеличенному чертежу

Технология шлифования профильных деталей при помощи пантографа и микроскопа по увеличенному совмещенному чертежу хорошо изучена. Рассмотрим один из примеров такой технологии.

На рис. 3, а (слайд) представлен пуансон штампа, у которого плоско­сти а ₁ – а ₁₁ окончательно обработаны на плоскошлифовальном станке. Пуансон закрепляют на рабочем координатном столе станка двумя прихватами. Правильная установка его производится следующим образом. Точка пересечения нитей микроскопа совмеща­ется с какой-либо точкой установочных граней а ₅ – а ₇ пуансона. При перемещении продольных салазок координатного стола эти грани на всей их длине должны точно располагаться на перекре­стии нитей микроскопа.

Увеличенный чертеж детали (рис. 3, б) располагают таким образом, чтобы при передвижении острия обводной иглы панто­графа по линии ОО₁ чертежа точка пересечения нитей микроскопа точно совпадала с установочной гранью а ₅ – а ₇ пуансона.

Для установки заготовки пуансона при шлифовании участка, наклоненного к точке 1 профиля под углом 45°, нужно совместить точку пересечения нитей микроскопа с гранью а ₃, а иглу пан­тографа установить в точке 1 совмещенного увеличенного чертежа. Между неподвиж-ным упором продольных салазок координатного стола и наконечником индикатора, перемещаемого вместе с салаз­ками, укладывают блок мерных плиток 41,74 мм. В этом случае перекрестие нитей микроскопа переместится в точку 1 профиля. Для шлифования этого участка шлифовальная головка поворачи­вается на угол 45°, а игла пантографа перемещается по линии 1–1' увеличенного чертежа (на угол 45° поворачиваются как нижние, так и верхние салазки шлифовальной головки станка).

Игла пантографа перемещается по профилю увеличенного чертежа через каждые 2–4 мм, что соответствует участку обраба­тываемой детали длиной 0,04–0,08 мм. Совмещение перекрестия нитей микроскопа с точкой 2 профиля детали достигается переме­щением салазок с деталью на 15,21 мм; для этого между упорами дополнительно укладывают блок мерных плиток размером 15,21 мм. Этот участок шлифуется по линии 2–2' увеличенного чертежа. Аналогичным способом шлифуются прямолинейные участки про­филя детали, наклоненные под углом 45° из точек 3 и 4 профиля.

Для обработки криволинейного участка профиля, имеющего форму дуги окружности радиусом 5,1 мм с касательными прямоли­нейными участками, следует совместить перекрестие нитей микро­скопа с гранью а ₃ детали, а иглу пантографа – с точкой 5 увели­ченного чертежа. После этого между упорами продольных салазок укладывают блок плиток размером 8,07 мм, в результате чего точка пересечения нитей микроскопа переместится в точку 5 профиля детали. Перемещением иглы пантографа по кривой увеличенного чертежа шлифуется участок профиля, расположен­ный вправо от точки 5. Затем снова после совмещения перекрестия нитей микроскопа с гранью а ₃ детали, а иглы пантографа с точкой 5 увеличенного чертежа и перемещения салазок на 8,07 мм шли­фуется часть профиля, лежащая влево от этой точки. Грань b шлифуется на уровне уже обработанной грани а ₄ детали.

Однако при сравнении рассмотренной технологии шлифования профильных деталей при помощи пантографа и увеличенного чертежа с прогрессивной тех­нологией шлифования таких деталей по методу обкатки становятся очевидными преимущества последней при шлифовании сложных профильных деталей.

Технология шлифования профильных деталей по способу обкатки

Технология шлифования профильных деталей по методу обкатки при помощи специ­ального универсального приспособления, установленного на коор­динатном столе оптического профиле­шлифовального станка (рис. 4), (слайд) поз­воляет шлифовать профили пуансона без увеличенных чертежей при застопоренном пантографе. Это значительно облегчает труд шлифовщика и увеличивает производительность шлифования.

Обрабатываемая деталь 5 поворачивается вращением маховика 8 на требуемый угол j по круговой шкале синусного диска 1, представляющего собой шестерню. Маховик насажен на ось червяка, вращающего колесо, расположенное на одной оси с шестерней. Последняя находится в зацеплении с синусным ди­ском.

Для установки приспособления и координатного стола станка в нулевое или исходное положение упор 11, закрепленный на основании приспособления, при­жимается к боковой грани верхних салазок 9 координатного стола, благодаря чему приспособление принимает положение, при кото­ром ось О ₂ – О ₂ вращения синусного диска располагается на одной из линий перекрестия микроскопа 3. При этом между упорами поперечных салазок координатного стола укладывается блок мерных плиток, соответствующий указанному положению оси вращения поворотной части приспособления относительно оптической системы. Для совмещения точки О₁ пересечения нитей микроскопа с осью вращения О ₂ – О ₂ синусного диска приспособле­ние с прижатым к боковой грани стола упором передвигается вдоль шлифовального шпинделя до тех пор, пока при повороте синусного диска на любой угол точка пересечения нитей будет совпадать с кромкой доведенной грани шаблона, зажатого в тисках приспособления. Это положение приспособления и координатного стола станка называется нулевым или исходным.

Криволинейные поверхности с определенным радиусом обра­батываются на приспособ-лении после совмещения центра дуги этого радиуса с осью вращения приспособления. Шлифование осуще­ствляется путем поворачивания детали 5 относительно вращающе­гося шлифовального круга 4 без перемещения салазок шлифоваль­ной головки станка. Размеры обрабатываемой детали контроли­руются при помощи микроскопа, закрепленного в кронштейне оптикошлифовального станка. Шлифуемая деталь относительно точки пересечения нитей микроскопа устанавливается перемеще­нием ее по двум координатным осям по блокам мерных плиток и индикаторным упорам. Точность установки и обработки детали 0,01–0,015 мм. Если профиль детали должен шлифоваться на выход, например пуансон штампа, то в заготовке предусматри­вается технологическая часть, необходимая для закрепления детали как при обработке на фасонно-строгальном станке, так и для закрепления в тисках универсального приспособления. После обработки и контроля технологическая часть детали отрезается.

На рис. 5 (слайд) показан сложный пуансон штампа, криволинейные поверхности радиусов R= 14 и 2,75 мм которого могут быть прошлифованы на универсальном приспособ-лении профилирован­ными шлифовальными кругами. Шлифовать на приспособлении эти криволинейные поверхности после совмещения центра дуг ради­усов с осью вращения приспособления нельзя, так как при обра­ботке поверхности R= 2,75 мм торцами круга будут срезаться боковые грани a и b паза детали, а для установки пуансона с целью шлифования криволинейной поверхности R = 14±0,02 мм не хватает хода координатного стола. Поэтому этот пуансон можно производительно прошлифовать при помощи кругов, предвари­тельно спрофилированных при помощи этого же приспособления соответственно на R = 14±0,02 мм и R = 2,75 мм, то есть здесь используется та же технология профилирования по методу обкатки, но уже шлифовального круга. В этом случае поступают следующим образом. В тисках 3 (рис. 6) (слайд) универсаль­ного приспособления 2 закрепляют оправку 4 с державкой алмаза. Вначале универсальное приспособление на координатном столе станка находится в положении (рис. 6, а), при котором ось вращения приспособления совмещается с точкой О перекрестия 6 микроскопа станка (нулевое – исходное положение стола).

Затем для профилирования шлифовального круга по криво­линейной поверхности R = 14±0,02 мм (выпуклый профиль круга) поперечные салазки 9 (см. рис. 4) координатного стола профилешлифовального станка перемещают влево на 14 мм.

Шлифовальный круг подводится к алмазу таким образом, чтобы режущая кромка алмаза установилась примерно посере­дине ширины круга и, кроме того, чтобы она расположилась по оси шпинделя станка. Профилирование круга осуществляется при повороте синусного диска приспособления вместе с державкой алмаза при вращающемся шлифовальном круге. Подача «на стружку» при правке производится путем перемещения шлифоваль­ной головки оптико-шлифовального станка. Схема установки приспособления и алмаза и схема профилирования криволинейной поверхности R = 14 мм показаны на рис. 6, б и д.

При необходимости профилировать шлифовальный круг по криволинейной вогнутой поверхности радиусом R поступают сле­дующим образом. Поперечные салазки координатного стола станка перемещают вправо по блоку мерных плиток, размер которого равен исходному блоку (начальному) плюс блок мерных плиток размером 2,75 мм. Для этого случая схема установки приспособле­ния и алмаза относительно перекрестия микроскопа станка пока­зана на рис. 6, в и г.

Установка пуансона и последовательность шлифования его профиля сводится к следующему. В тисках 3 приспособления зажимается цилиндрическая часть хвостовика пуансона диаметром 25 мм. Пуансон закрепляется в положении, при котором ось одного из восьми пазов шириной 5,5^+0,03 мм с гранями а и б (рис. 5) совпадает с соответствующей нитью перекрестия микроскопа. Это легко осуществить, так как на боковых гранях паза предусмотрен припуск, который при 25-кратном увеличении микроскопа пред­ставляет значительный слой. После этого рекомендуется убедиться, есть ли необходимый припуск на остальных семи фасонных пазах. Это достигается поворотом заготовки пуансона на углы, равные 45°. Поворот осуществляется по шкале синусного диска, и при этом нить перекрестия микроскопа должна примерно совпадать с осью каждого из семи пазов. Затем заготовку пуансона следует уста­новить в такое положение, при котором ось пуансона совпадает с точкой О (рис. 6) перекрестия микроскопа.

Вначале шлифуют прямолинейные участки а и б (рис. 5) восьми пазов до центра дуги радиусом 2,75 мм. Для того чтобы при обработке не врезаться шлифовальным кругом в этот криволинейный участок профиля паза, осуществляют перемещение круга до вертикальной нити перекрестия. В обоих случаях каждая грань обрабатывается последовательно после поворота заготовки пуансона на 45°. Шлифование произво­дится кругом, ширина которого меньше ширины паза у заготовки. Затем шлифуется последовательно дно всех восьми пазов шли­фовальным кругом, спрофилированным по радиусу 2,75 мм. Схема профилирования круга для этого случая показана на рис. 6, б и д. При обработке дна пазов применяют шлифовальный круг с шириной, которая меньше ширины паза на 0,03–0,05 мм.

Для шлифования выемок радиусом R = 14±0,02 мм заготовку пуансона поворачивают на 22°30'. Контроль каждой сферической выемки при шлифовании производят по перекрестию микроскопа. Для этого заготовку пуансона смещают вправо на 37,2 мм. В этом случае вертикальная нить перекрестия микроскопа коснется точки е сферической выемки. Шлифование выемки производят до тех пор, пока шлифовальный круг не коснется точки пересече­ния нитей микроскопа. Подачу шлифовального круга на глубину (на стружку) при обработке сферических выемок производят перемещением попереч­ных салазок шлифовальной головки станка.

Сложный профиль пуансона вырубного штампа (рис. 7) (слайд) шлифуют на универсальном приспособлении без помощи пантографа путем обкатки шлифовальным кругом криволинейных участков профиля при повороте пуансона вокруг центра дуги. После закрепления по граням А и Б заготовки пуансона в тисках приспособления правильная установка ее относительно опти­ческой системы станка производится по отверстию диаметром 10^+0,03 мм.

Плоскости А, Б, С и Д заготовки пуансона предва­рительно были обработаны на плоскошлифовальном стан­ке (выдержаны размеры 35_–0,1 и 58_–0,1 мм). Для увеличения производительности труда следует шлифовать на плоскошлифовальном станке как базовые (установочные) грани, так и все доступные для обработки по­верхности профиля ввиду того, что обработка их на оптико­шлифовальном станке будет менее производительна.

Обработка детали начинается со шлифования криволинейной поверхности радиусом R = 9±0,03 мм. При этом следует ограничить углы поворота заготовки пуансона для того, чтобы шлифовальный круг не врезался в криволинейные участки профиля, имеющие радиусы R = 3 и 5,2 мм. Следовательно, из исходного положения заготовку пуансона следует поворачивать против часовой стрелки на угол 90–9°, а по часовой стрелке – на угол 90–20°. Затем шлифуют прямолинейные участки профиля, расположенные на расстоянии 9 мм от грани А заготовки пуансона. Эти участки обрабатывают с таким расчетом, чтобы шлифовальный круг немного не дошел до центра дуги радиусом 3 мм с одной стороны и до центра дуги радиусом 5,2 мм с другой. Затем шлифуют криволинейные участки профиля, имеющие радиусы R = 3 и 5,2 мм. Последовательность обработки выступа, имеющего два прямо­линейных участка и криволинейный участок радиусом 1,8 мм, следующая. Приспособление с закрепленной в нем обрабатываемой деталью устанавливают так, чтобы одна из нитей перекрестия микроскопа совпадала с прямолинейным участком И профиля, а другая – с прямолинейным участком е выступа. Последний шлифуется до перекрестия. Затем горизонтальную нить перекрестия микроскопа совмещают с прямолинейным участком выступа и до нее шлифуется этот участок. Для обработки криволинейного участка радиусом 1,8 мм выступа добиваются положения заготовки, при котором после поворота тисков перекрестие микроскопа попеременно совпадает с гранями И и е выступа. Затем шлифуют криволинейные участки профиля, имеющие радиусы R = 15,5 и 46 мм, причем последний участок шлифуют по перекрестию микроскопа до плавного сопряжения с криволинейным участком R = 15,5 мм.

На рис. 8 (слайд) показан профиль детали машины, изготовленной из твердого сплава ВК20. Размеры 50_–0,03 и 20,4_–0,03 мм выдержи­ваются при шлифовании соответствующих граней детали, закреп­ленной в лекальных тисках, установленных на магнитной плите плоскошлифовального станка. Чтобы выдержать размер 17,6 мм, деталь поворачивают на 90°, поперечные салазки координатного стола перемещают из исход­ного положения на 8,8 мм и до точки пересечения нитей микро­скопа шлифуют вначале площадки Е, а затем после поворота детали на 180° – площадки И. Таким образом, площадки Г, В, Е и И, с которыми соприкасаются точки криволинейного профиля детали, прошлифованы симметрично осям детали.

Шлифование профиля детали начинается с обработки криво­линейного участка радиусом 20,2 мм, который шлифуют на выход. Затем деталь поворачивают на 180° и шлифуют на выход второй участок профиля радиусом 20,2 мм. Криволинейная поверхность радиусом 8,8 мм шлифуется до плавного сопряжения с криволинейной по­верхностью радиусом 20,2 мм. В этом случае, чтобы не врезаться шлифовальным кругом в обработанную поверхность радиусом 20,2 мм, следует учесть угол сопряжения и поворачивать деталь по круговой шкале приспособления. Квалифицированный шли­фовщик шлифует места сопряжения двух радиусов, глядя в микро­скоп, где видны перекрестие и контур участка шлифуемой детали. Для обработки второго криволинейного участка профиля радиусом 8,8 мм деталь поворачивают на 180° и совмещают грань Г с перекрестием микроскопа.

Технология шлифования профильных деталей на профилешлифовальных станках с экраном

Профилешлифовальные станки с эк­раном мо­дели 395М производства завода имени Ильича (рис. 9) (слайд) служат для шлифова­ния с высокой точностью сложных профи­лей, круглых и плоских резцов, шаблонов, накатных роликов, пуансонов и разъемных матриц. На станке можно шлифовать как профили, составленные из дуг окружно­стей и прямых линий, так и профили, пред­ставляющие собой кривые разнообразной формы. Конструкция основных узлов станка в основном ничем не отличается от соответствующих узлов профилешлифо­вального станка с пантографом и микро­скопом.

Главной особенностью профилешлифо­вального станка является экран, на кото­ром в увеличенном виде (50: 1) с помощью специального оптического проекционного устройства проецируются обрабатываемое изделие и шлифовальный круг.

Оптическое устройство служит для кон­троля профиля и размеров обрабатывае­мого изделия непосредственно в процессе шлифования. При обработке на оптико­шлифовальном станке с экраном шлифов­щик перемещением режущей кромки шли­фовального круга добивается точного сов­падения увеличенного контура изделия с контуром увеличенного чертежа. Увели­ченный чертеж выполняют на прозрачной кальке тушью в масштабе 50: 1 и за­крепляют между двумя экранными стек­лами проектора. Экран-калька, таким образом, служит копиром, по которому шлифуется установленное на станке из­делие.

Техническая характеристика станка модели 395М

Размеры обрабатываемой поверхности, мм

без перемещения координатного стола 10 ´ 10

при перемещении координатного стола 150 ´ 60

Наибольшая высота шлифуемого изделия, мм 50

Угол поворота салазок суппорта шлифовальной головки, °

продольных ±45

поперечных ±45

Наибольшее перемещение салазок суппорта, мм

продольных 130

поперечных 150

Углы поворота дуговых салазок, °

для шлифования задних углов от 0 до 35

для шлифования боковых углов ±10

Частота вращения шлифовального круга, об/мин 3500

Наибольший диаметр шлифовального круга, мм 125

Наибольшее перемещение салазок координатного стола, мм

продольное 60

поперечное 150

Наибольшее перемещение координатного стола в вертикаль-

ном направлении, мм 100

Шлифование профиля шаблонов. На рис. 10, а (слайд) показан шаблон для контроля профиля и расположения двух выступов на де­тали прибора. Две угловые впадины шаблона необходимо про­шлифовать таким образом, чтобы их оси оказались парал­лельными базовой стороне А шаблона, а глубина впадин рав­нялась бы 12,35^+0,1 мм.

На рис. 10, б приведен увеличенный чертеж, по которому шлифуют угловые впадины. Увеличенный чертеж закрепляется на экране проектора в положении, при котором его базовые линии ОО ₁ и О ₂ О ₃ располагаются точно в направлении переме­щения поперечных и продольных салазок координатного стола.

Заготовка на столе закрепляется в положении, при котором базовая сторона А или Д шаблона была бы совмещена с соответ­ствующей базовой линией увеличенного чертежа и при переме­щении базовой стороны заготовки шаблона ее проекция на экране проектора должна на всей длине перемещения совпадать с точ­кой О увеличенного чертежа. Затем после такой установки заго­товки шаблона следует ее переместить относительно неподвиж­ного объектива оптической системы станка так, чтобы вершина п угловой впадины совпала с точкой О увеличенного чертежа.

Перед шлифованием угловых впадин шаблона следует попе­речные и продольные салазки шлифовальной головки развернуть под углом 35°. Шлифование профиля угловой впадины произво­дится при прямолинейном перемещении шлифовальной головки в направлении сторон впадины. После обработки первой угловой впадины продольные салазки координатного стола перемещают на 14,4±0,05 мм и таким же способом шлифуют вторую впадину.

Создание на шлифовальном круге профиля, показанного на рис. 10, в, производится алмазной державкой, закрепленной на координатном столе станка. Правка круга осуществляется при перемещении салазок шлифовальной головки, установленной под углом.

Вращающийся шлифовальный круг вводится в угловую впа­дину заготовки шаблона и перемещается до тех пор, пока проек­ция шлифовального круга не появится на экране проектора. Затем одна из режущих кромок круга подается на заготовку шаблона и производится предварительное шлифование одной стороны угловой впадины. При этом проекция шлифуемой грани впадины не должна доходить до соответствующей линии впадины увеличенного чертежа на 2–3 мм. Аналогичным способом шли­фуется и другая грань угловой впадины.

Окончательное шлифование граней угловой впадины шаблона производится до тех пор, пока проекция профиля впадины шаб­лона точно не совпадет с линиями впадины увеличенного чертежа.

Более сложный шаблон, профиль которого также составлен из прямых линий, показан на рис. 10, г. Для ускорения обработки отдельные участки профиля шлифуются вначале предварительно, а затем окончательно. В этом случае не повторяются установоч­ные перемещения салазок координатного стола.

Увеличенный чертеж (рис. 10, д) состоит из базовых линии, которые при пересечении образуют точку О. Из этой точки про­ведена линия ЕО, параллельная участку Ке профиля шаблона, линия ОЛ, параллельная участку Ни шаблона, и линии ОИ и ОМ, соответствующие профилю угловой впадины в 60° на шаблоне. Перечисленные линии на увеличенном чертеже служат для кон­троля при шлифовании профиля отдельных участков.

После правильной установки заготовки шаблона на коорди­натном столе относительно направлений перемещения салазок шлифуют грань Д. Затем эту грань подводят к точке О увеличен­ного чертежа. Установку шаблона для обработки грани Б произ­водят следующим образом. Блок мерных плиток измерительного устройства поперечных салазок изменяют на 8,35^+0,03 мм. После соответствующей перестановки заготовки шаблона шлифуют грань Б до точки О увеличенного чертежа.

Для обработки участка С шаблона точку К его профиля совме­щают с точкой О увеличенного чертежа (координаты точки К определяются размерами профиля шаблона и припуском на шли­фование). Участок С шлифуют при перемещении поперечных салазок шлифовальной головки.

Для шлифования остальных участков профиля нижние салазки шлифовальной головки поворачивают на угол 10°, а верхние салазки устанавливаются в направлении грани Ке шаблона. Кроме того, шлифовальную головку устанавливают на поворот­ном диске таким образом, чтобы торцовые поверхности шлифо­вального круга расположились в направлении поперечных пере­мещений салазок координатного стола. Затем шлифовальному кругу придают профиль, показанный на рис. 10, е. При профи­лировании круга необходимо обеспечить прямолинейный уча­сток на периферии его для обработки участка еН шаблона (рис. 10, г), ширина которого должна быть несколько меньше еН (на шлифовальном круге он равен 1,9–2 мм) (рис. 10, е).

Точку О увеличенного чертежа совмещают с точкой е шаблона. Этого достигают путем перемещения салазок координатного стола на основании размеров чертежа с ориентацией на ранее обрабо­танные грани шаблона. Перемещая продольные салазки шлифо­вальной головки, обрабатывают грань Ке, расположенную под углом 64°. Прямолинейный участок еН шаблона шлифуют при том же перемещении шлифовальной головки.

Участок Ни профиля шаблона, наклоненный к грани С под углом 12°±10', обрабаты-вается при перемещении поперечных салазок шлифовальной головки.

Для шлифования угловой впадины шаблона следует пере­местить заготовку шаблона при помощи продольных и поперечных салазок координатного стола на 11,65±0,05 мм и на (7,1–6,7) мм. В этом случае точка Ф угловой впадины совместится с точкой О увеличенного чертежа, по которой и по линиям ОИ и ОМ контролируется впадина при шлифовании ее кругом, профиль кото­рого показан на рис. 10, ж. Наконец, в точках К, е и Н дисковым шлифовальным кругом на вулканитовой связке обрабатываются прорези.

Шлифование призматических фасонных резцов. Измеритель­ное устройство профиле-шлифовального станка позволяет контро­лировать профиль резцов в процессе шлифования без применения каких-либо шаблонов и выработок. Эти станки позволяют обра­батывать любые профили призматических резцов.

Кроме того, благодаря оптикошлифовальному станку с экра­ном расширяются возможности изготовления фасонных резцов на плоскошлифовальных станках при помощи профилированных шлифовальных кругов. Последние профилируются накатными роликами, профиль которых обрабатывается на оптическом про­филешлифовальном станке.

Шлифование профиля призматических резцов на плоскошли­фовальных станках кругами, профилированными алмазными при­способлениями, применяется, как правило, при обработке сравни­тельно простых профилей. Изготовление таким способом слож­ного профиля и особенно сопряженных профилей малых размеров связано с большими затруднениями, а во многих случаях стано­вится невозможным. Шлифование призматических резцов шлифо­вальными кругами, профилированными накатными роликами, характеризуется высокой производитель-ностью, но этот способ обработки экономически целесообразен в основном при изготов­лении партий резцов для серийного и массового производства.

Все это делает оптические профилешлифовальные станки неза­менимыми при изготов-лении призматических профильных резцов как в единичном, так и в серийном производстве.

На рис. 11 (слайд) приведен фасонный резец, применяемый на затыловочных станках. Резцы для затылования изготовляют без перед­него угла, поэтому при шлифовании их профиля на оптических профилешлифовальных станках с экраном или с пантографом контроль размеров профиля производят в торцовом сечении резца, который совпадает с плоскостью предмета оптической системы станка. В этом случае увеличенный чертеж для шлифования профиля резца вычерчивают точно такой, какой имеет впадина изде­лия в радиальном сечении, например впадина затылуемой чер­вячной фрезы.

До шлифования профиля резца заготовка его предварительно обрабатывается по профилю и углу 18°, закаливается и шли­фуется по опорным и боковым граням. На координат-ном столе станка заготовка резца закрепляется в положении, при котором шлифовальный круг, совершающий под углом 18° возвратно­-поступательные перемещения, в нижнем положении не будет врезаться в переднюю грань салазок координатного стола. Шлифование прямолинейных участков профиля резца производится по базовым линиям на увеличенном чертеже.

Обработка профиля начинается со шлифования вершины резца радиусом 3 мм. При шлифовании прямолинейных участков про­филя необходимо не доходить до точек сопряжения сторон с ду­гами R = 2±0,05 мм. Шлифование криволинейных участков профиля резца производят шлифовальным кругом, радиус про­филя которого меньше 2 мм. Профилирование круга шлифовщик производит от руки куском карборунда.

Контроль криволинейных участков с радиусами 3±0,05 и 2±0,05 мм производят по увеличенному чертежу, стороны угла (46°) которого совмещаются с обработанными прямоли-ней­ными участками профиля.

Если у резца предусмотрен передний угол g, то его выполняют после шлифования профиля. В этом случае резец своим основа­нием устанавливается на координатный стол станка и профиль его шлифуется по увеличенному чертежу, профиль которого построен по пересчитанным размерам профиля изделия.

Если у заготовки резца заранее прошлифован передний угол, то на координатном столе станка резец устанавливается на под­кладке, имеющей угол, равный g. При этом передняя грань резца расположится горизонтально в плоскости предмета оптической системы станка. Дуговые салазки шлифовального шпинделя уста­навливаются на угол, равный сумме заднего и переднего углов резца. Увеличенный чертеж для обработки профиля такого резца выполняется точно соответствующим профилю изделия.

Технология шлифования профильных деталей на станке с двумя координатными системами

На рис. 12 (слайд) показан общий вид, а на рис. 13 – схема профилешлифовального станка с двумя координатными системами, позволяющего шлифовать сложные профильные изделия без копира, пантографа и увели­ченного чертежа изделия.

Техническая характеристика станка модели 3Р196

Максимальные размеры обрабатывае­мой поверхности, мм 170 ´ 110

Максимальный радиус шлифуемого криволинейного участка профиля изделия, мм:

выпуклый профиль 100

вогнутый профиль 60

Угол поворота салазок вокруг верти­кальной оси, ° ±10

Диаметр шлифовального круга, мм:

максимальный 120

минимальный 30

Частота вращения электрошпинделей, об/мин:

шпиндель для кругов малого диаметра (30—60 мм) 11 400

шпиндель для кругов большого диаметра (60—120 мм) 5 700

Нижняя координатная система позво­ляет перемешать верхнюю координатную систему и ось ее пово­рота О по двум координатным осям х и у. Верхняя координатная система перемещает изделие по координатным осям x ₁ и y ₁ и может быть повернута на любой угол от 0 до 360° относительно нижней координатной системы. Взаимно перпендикулярные пере­мещения салазок 4 и 5 верхней координатной системы позволяют совместить центр дуги радиуса обрабатываемого изделия с осью О вращения поворотного стола (ось вращения верхней координат­ной системы). Совмещение оси О поворота верхней координатной системы с точкой О ₁ пересечения нитей микроскопа 2 достигается установкой эталонов между неподвижными и подвижными упо­рами салазок 7 и 8 нижней координатной системы, перемещаемых в направлении осей х и у (размеры эталонов устанавливаются при сборке станка). Это и есть исходное положение салазок ниж­ней координатной системы.

Установка профиля изделия с криволинейными поверхностями радиусом R ₁ и R ₂ и сопряженными с ними двумя прямолинейными участками относительно неподвижной точки О ₁ пересечения нитей микроскопа производится следующим образом.

Перемещением салазок верхней координатной системы в на­правлении х ₁ и у ₁ находят положение изделия, при котором точка О ₁ неподвижного микроскопа по мере поворота изделия будет находиться на кривой радиуса R ₁. Кроме того, в исходном положении заготовки прямолинейный участок Б профиля должен оказаться параллельным направлению перемещения у ₁. Послед­нее проверяется путем установки точки О ₁ микроскопа на грань Б с последующим перемещением салазок в направлении у ₁. В этом положении нулевая риска круговой шкалы поворотного стола 6 должна совпадать с риской нониуса.

Вначале определяют припуск на шлифование профиля изде­лия. Для этого замеряют микрометром или штангенциркулем заготовку изделия. Затем к эталону поперечных салазок нижней координатной системы добавляют блок мерных плиток разме­ром R ₁. В этом случае верхняя координатная система вместе с закрепленным на ней изделием переместятся в направлении оси у на R ₁. На эту же величину переместится ось вращения О поворотного стола относительно точки О ₁ пересечения нитей микроскопа.

После этого перемещением салазок верхней координатной системы в направлении оси у ₁ заготовку изделия подводят к пе­рекрестию нитей микроскопа таким образом, чтобы точка О ₁ микроскопа отстояла от периферии заготовки радиусом R ₁ на величину припуска на обработку. Величина этого припуска уста­навливается по шкале микроскопа или по контрольной окруж­ности. Точка пересечения нитей микроскопа О ₁ является центром контрольной окружности, которая видна в поле зрения микро­скопа. Диаметр контрольной окружности соответствует размеру шлифуемой детали 0,25 мм. После такой установки центр О ₂ дуги радиусом R ₁ окажется совмещенным с осью О поворота верхней координатной системы.

Поворачивая верхнюю координатную систему относительно вращающегося шлифовального круга, обрабатывают поверхность радиусом R ₁ на центральном угле g (угол сопряжения кривой с двумя прямолинейными участками Б и В профиля изделия). Шлифование заканчивают, когда точка пересечения нитей микро­скопа О ₁ окажется на обработанной поверхности радиусом R ₁.

Прямолинейные участки Б и В изделия обрабатываются в сле­дующей последователь-ности. Из исходного положения изделия, показанного на рис. 12, поворотный стол 6 поворачивают на 90°. После такой установки верхняя координатная система стопорится. Вращением маховика продольного перемещения шлифовальной головки станка шлифуют участок Б профиля на выход. Припуск с этой поверхности снимают до точки О ₁ пересечения нитей микро­скопа, которая находится на расстоянии R ₁ от центра дуги О ₂. Затем изделие из исходного положения поворачивают на угол g – 90° таким образом, чтобы прямолинейный участок В ока­зался расположенным у шлифовального круга, и снова переме­щением шлифовальной головки станка обрабатывают этот уча­сток на выход. Шлифование производится до точки О ₁ пересече­ния нитей микроскопа.

Точные повороты изделия на центральные углы 90° и g – 90° при шлифовании криволинейного участка радиусом R ₁ произ­водятся для того, чтобы шлифовальный круг не врезался в прямо­линейные участки профиля Б и В. Кроме того, обработка криволи­нейного участка с радиусом R ₁ только на центральном угле g определяет в дальнейшем правильное сопряжение этого участка с касательными к нему участками Б и В.

Поворот изделия на нужный центральный угол (угол сопря­жения) производится или по круговой шкале, нанесенной на по­воротом столе 6, или по синусному устройству, предусмотрен­ному на поворотной части координатного стола. В последнем случае блок мерных плиток устанавливается между мерными роликами синусного диска и доведенными гранями закаленных планок, закрепленных на корпусе поворотного стола.

Установка изделия для шлифования криволинейной поверх­ности радиусом R ₂ производится следующим образом. Продоль­ными салазками 5 верхней координатной системы изделие из исходного положения перемещается на величину а, а попереч­ными салазками 4 – на величину б. После этого между упорами поперечных салазок 7 нижней координатой системы вместо блока мерных плиток размером R ₁ укладывают блок мерных плиток размером R ₂. В этом случае центр О ₃ дуги радиуса R ₂ окажется совмещенным с осью поворота О верхней координатой системы.

Затем верхнюю координатную систему поворачивают на угол 180° для того, чтобы поверхность радиусом R ₂ оказалась против шлифовального круга. Можно вначале повернуть изделие на 180°, а затем производить перемещение его по двум координатным осям на размеры а и б. Поворот изделия ровно на 180° является обяза­тельным последующей причине. При шлифовании криволинейной поверхности с радиусом R ₂ необходимо для правильного сопря­жения с прямолинейными участками профиля Б и В поворачивать изделие из исходного положения в одну сторону на 90° и в дру­гую на l – 90°. Поэтому, если изделие повернуто на угол, пре­вышающий чертежный, то возможен брак, так как шлифовальный круг врежется в окончательно обработанный прямолинейный уча­сток профиля Б или В. При уста­новке изделия на 180° шлифовщик при обработке криволинейного участка профиля поворачивает его на центральные углы, заданные в чертеже. Износ шлифовального круга на точность обработки из­делия не влияет, так как шлифо­вание производится до перекрес­тия нитей микроскопа.

Таким образом, станок, имею­щий две координатные системы, из которых верхняя может пово­рачиваться относительно нижней на 360°, позволяет шлифовать сложные сопряженные профили без копира, пантографа и увеличенного чертежа изделия. На нем можно шлифовать пуансоны и разъемные матрицы штампов, шаблоны, призматические резцы и детали общего машиностроения с профилем, образованным из любого сочетания прямых и дуг окружностей.

При работе на оптическом профилешлифовальном станке с двумя координатными системами шлифовщику не приходится совершать много утомительных движений, нет необходимости в процессе обра­ботки беспрерывно смотреть в окуляр микроскопа, как при работе на станке с пантографом. Поэтому производительность труда при работе на станке с двумя координатными системами выше, чем при работе на станке с пантографом.

Дата добавления: 2014-01-05