Шлифовка деталей на токарном станке. Отделка поверхностей на токарных станках. Правка шлифовального круга

С целью улучшения качества поверхности или повышения точности деталей на токарных станках могут выполняться следующие отделочные операции: полирование абразивной шкуркой, притирка (доводка) поверхностей, обкатка наружных поверхностей и раскатка отверстий роликами или шариками, а также накатка.

Полирование абразивной шкуркой применяется для получения чистой поверхности у деталей невысокой точности. Абразивные шкурки с крупными зернами (№ 6, 5 и 4) применяются для зачистки грубых необработанных поверхностей. Шкурки со средними зернами (№3 и 2) используются для полирования поверхностей с обработкой V4. Полирование шкурками с мелкими зернами (№ 1 и 0) обеспечивает получение поверхности с чистотой V 5, V 6. И, наконец, полирование шкурками с очень малым зерном (шкурки № 00 и №000) позволяет получить поверхности с чистотой V 7, V 8 и даже V 9.

При полировании станок включается на средние или максимальные обороты (в зависимости от диаметра изделия), шкурка тремя пальцами прижимается к обрабатываемой по­верхности и медленно перемещается вперед и назад вдоль изделия. Полоску шкурки можно также удерживать в натянутом состоянии за концы двумя руками и, прижимая ее к изделию, производить полирование. При обработке изделий небольшого диаметра используются жимки - приспособление, состоящее из двух деревянных брусков, шарнирно связанных между собой. Бруски имеют впадины, соответствующие диаметру обрабатываемого изделия. В углубления жимка вкладывается абразивная шкурка или наносится абразивный порошок, смешанный с маслом. При полировании жимок сжимается левой рукой и перемещается вдоль изделия.

Полирование желательно вести с использованием смазочно-охлаждающей жидкости. Окончательное полирование выполняется шкуркой, натертой мелом.

Притирка (доводка) поверхностей служит для окончательной отделки поверхностей после тонкой обточки, расточки, шлифования или развертывания. При помощи притирки можно достигнуть 1-го класса точности и чистоты поверхности по Vl2-Vl3. Притирка наружных цилиндрических поверхностей производится притирами, имеющими форму разрезной втулки. Внутренний диаметр притира должен быть больше диаметра изделия на 0,15 мм при черновой обработке и на 0,05 мм - при чистовой. Толщина стенок при­тира должна быть от 1/6 до 1/8 его диаметра. Притир изготовляется из чугуна для обработки закаленной стали и из бронзы, латуни или меди для остальных металлов и сплавов.

Втулка-притир шаржируется изнутри мелким абразивным порошком, смешанным с маслом, или покрывается доводочной пастой ГОИ. Притир вставляется в металлический жимок и надевается на деталь. Болтом обеспечивается небольшое равномерное прижатие притира и детали. Притирка выполняется при скорости вращательного движения 10-20 м/мин с медленным возвратно-поступательным движением притира вдоль детали. Припуск на притирку устанавливается в размере 0,015 мм для деталей диаметром 10-20 мм и 0,025 мм для диаметров 20 - 75 мм.

Схема притирки отверстия. Втулка-притир надевается на конусную оправку, закрепляемую в патроне. Конусность оправки принимается равной 1/30. Наружная поверхность притира покрывается абразивным порошком, смешанным с маслом или пастой ГОИ. Деталь надевается на притир с легким усилием. Для обеспечения правильной формы отверстия длина притира должна быть больше длины отверстия.

Накатывание рифлений. Рифления, наносимые на детали приборов, приспособлений, инструментов, бывают прямыми или перекрестными. Они выполняются путем накаты­вания специальными роликами, закрепленными в державке. Для прямых рифлений используется один ролик соответствующего шага, для перекрестных рифлений применяется державка с двумя роликами, расположенными точно один над другим. На цилиндрической поверхности роликов нанесены зубчики определенного шага, величина которого зависит от диаметра изделия. При прямом рифлении зубчики расположены параллельно оси ролика, при перекрестном - наклонной имеют встречное направление.

Державка с роликами устанавливается в резцедержатель по линии центров, перпендикулярно к оси изделия. Поперечной подачей с усилием ролик вдавливается в поверхность вращающегося изделия. После нескольких оборотов проверяется попадание зубчиков ролика в сделанные им насечки и затем включается механическая продольная подача. Накатка выполняется за 4 - 8 проходов на деталях из стали и за 6- 10 проходов - на деталях из цветных металлов. Окружная скорость детали составляет 10-25 м/мин для стали и 50-100 м/мин для цветных металлов. Накатывание ведется со смазкой машинным или веретенным маслом. Насечка роликов периодически очищается от налипших частичек металла.

Специалисты машиностроительных предприятий, посещающие зарубежные выставки металлообрабатывающего оборудования, являются свидетелями успеха такого технического решения, как совмещение на одном станке нескольких технологических операций и даже процессов, причем в различных сочетаниях. Кажется, уже не осталось в производстве операций, даже самых трудносочетаемых, которые не объединили бы в попытке повысить точность и производительность обработки путем снижения числа переустановов.

Эта идея, зародившаяся давно и реально воплощенная в 1992 году фирмой Emag, представившей на выставке METAV92 вертикально-токарный станок перевернутой компоновки, стала реальной материальной силой уже спустя несколько лет. Доказательством того служат свыше 5000 станков такой компоновки, проданных на различные заводы, — главным образом автомобильные и тракторные. На ее базе стала возможной и комбинация точения, преимущественно твердого, для труднообрабатываемых сталей и сплавов твердостью свыше 45HRC, с абразивной обработкой, также впервые в мире осуществленная в 1998 году той же фирмой Emag, но уже совместно с вошедшей в ее состав фирмой Reinecker на станке мод. VSC250DS (рис. 1).

Когда преимущества очевидны

С тех пор преимущества этой компоновки стали очевидны многим другим немецким, швейцарским и итальянским фирмам, выпускающим, как токарные, так и шлифовальные станки. Для токарных центров они заключаются в возможности использования сухого и твердого точения, а в некоторых случаях и шлифования за один установ деталей небольшого диаметра (до 400 мм, только у станка G 250 фирмы Index диаметр обработки достигает 590 мм), но достаточно большой длины. Таких деталей типа зубчатых колес, различных дисков немало встречается в автомобильной промышленности.
Кроме того, повышаются производительность обработки, поскольку припуск под шлифование после точения можно довести до нескольких сотых миллиметра (реально он достигает обычно нескольких десятых), и ее точность, которая, в конечном счете, определяется шлифованием. К настоящему времени такие комбинированные станки выпускают несколько фирм, преимущественно немецких, основной сферой деятельности которых является, как показано в таблице 1, производство не только токарных центров (Emag, Index, Weisser), но и шлифовальных станков (Junker, Buderus Schleifmaschinen, Schaudt Mikrosa BWF). Их стоимость колеблется в значительных пределах и определяется, прежде всего, компоновкой, конструктивным исполнением и комплектацией.

Выставка ЕМО 2003 показала, что интерес к комбинированным станкам для твердого точения и шлифования нарастает. Наряду с фирмами Emag, Index, Weisser, Buderus, Schaudt Mikrosa BWF, ранее экспонировавшими станки для комбинированного точения и шлифования, аналогичную продукцию продемонстрировали и другие производители станочного оборудования. Например, фирма Tacchella (Италия) показала опытный образец круглошлифовального станка Concept, оснащенного 8-позиционной револьверной головкой с неподвижными инструментами (рис. 2), а фирма Meccanodora (Италия) — серийный станок Futura для твердого точения и фрезерования, а также наружного и внутреннего шлифования деталей трансмиссий. Станок Stratos М, впервые показанный фирмой Schaudt Mikrosa BWF на выставке ЕМО 2001, был дополнительно оснащен 8-позиционной револьверной головкой.

Комбинированная обработка

У деталей, проходящих через токарно-шлифовальный центр, например валов электродвигателей, в большинстве случаев не требуется шлифования всех поверхностей — в основном лишь опорных или наиболее изнашиваемых. Для остальных вполне достаточно точения. В подобных случаях, когда жесткие размерные допуски и высокое качество поверхности необходимы лишь на отдельных участках детали, полностью оправдано использование токарных станков с возможностью шлифования, тем более что обработка на них происходит за один установ. Если же у заготовки имеется множество ступеней, большая часть которых подлежит шлифованию, то ее нужно обрабатывать на шлифовальном станке с возможностью точения.

Таким образом, на шлифовальном станке обработку ведут в том случае, если:

• заготовки выполнены из труднообрабатываемых материалов, не поддающихся или с трудом поддающихся точению;
• требуемые допуски превосходят достижимые при точении;
• требуемое качество поверхности настолько высоко, что его нельзя обеспечить при точении, в том числе твердом.

Токарный же станок используют для обработки, когда:

• сложная геометрия заготовки делает обработку лезвийным инструментом с точечной режущей кромкой (например, резцом) более эффективной, чем сравнительно широким шлифовальным кругом;
• объем снимаемого материала сравнительно велик и превышает возможности съема путем шлифования;
• необходима обработка прерывистых поверхностей.

Для многих деталей действуют требования, предъявляемые как в первом, так и во втором случаях, поэтому сочетание на одном станке шлифования с твердым точением увеличивает его гибкость и позволяет оптимизировать каждую операцию.

Конструктивные особенности станков

Анализ представленных в таблице 1 станков свидетельствует, что подавляющее их большинство имеет вертикальную компоновку, которая для сравнительно коротких деталей (с диаметром больше длины), обычно подвергаемых точению и шлифованию, оказалась эффективнее горизонтальной. Обработка достаточно длинных валов (от 600 мм у мод. HSC250DS фирмы Emag до 1400 мм у мод. G250 фирмы Index) остается исключением и осуществляется лишь у станков горизонтальной компоновки. Кроме того, большинство станков с целью повышения их эффективности оснащено конвейерами для подачи заготовок и удаления из рабочей зоны готовых деталей. Одним из средств увеличения жесткости станков, подвергаемых при комбинированной обработке повышенным нагрузкам, является применение (у станков фирм Emag, Schaudt BWF Mikrosa и некоторых других) полимербетонных станин, обладающих хорошими демпфирующими свойствами, а также (у станков фирмы Buderus) станин из натурального гранита.

Почти все станки в стандартном исполнении снабжены более чем одним шлифовальным шпинделем, с тем, чтобы иметь возможность осуществлять как наружную, так и внутреннюю обработку. При этом механизм правки встроен непосредственно в станок. Отметим, что почти все фирмы предлагают в качестве опций линейные двигатели, причем не только по продольной оси, по которой происходит максимальное перемещение, но и по поперечной. Это означает возможность дальнейшего повышения производительности таких станков.

Разумеется, фирмы, выпускающие токарные станки, например Emag и Index, и фирмы — производители шлифовальных станков, например Junker, при общей цели — обеспечение высокой гибкости, производительности и эффективности обработки при выборе подхода к конструкции своего оборудования, в котором твердое точение сочетается со шлифованием или нао­борот, — руководствуются различны­ми соображениями. Как правило, эту конструкцию делают такой, чтобы на станке кроме точения и шлифова­ния была возможность выполнения в случае необходимости и других опе­раций.
Так, станок мод. V300 фирмы Index перевернутой компоновки с вертикаль­ным шпинделем (по образцу фирмы Emag) рассчитан на обработку широко­го ассортимента заготовок любого ти­па (отливок, поковок и т. д.). Их загруз­ка и разгрузка производится автомати­чески. Благодаря модульной конструк­ции, станок, который оснащают боль­шим количеством комбинируемых в любом порядке инструментальных го­ловок и блоков (рис. 3), предназначен­ных для выполнения различных опера­ций точения, сверления и шлифования, может работать как в мелко-, так и в среднесерийном производстве. В процессе обработки шпиндель перемеща­ет заготовку, подводя ее к различным установленным на станине инструмен­тальным блокам, которые и осуществ­ляют заданные операции точения, сверления, наружного и внутреннего шлифования. Для выполнения комби­нированного твердого точения и шлифования на станине монтируется револьверная головка с неподвижными и вращающимися инструментами. В блоке наружного шлифования используют шлифовальные круги диаметром 400 мм и шириной 40 мм из традиционных и сверхтвердых материалов, например КНБ, вращающиеся с частотой до 6000 мин -1 от привода мощностью 7,5 кВт. Их правка осуществляется автоматически. В блок встроена электромагнитная система балансировки шлифовального круга. Внутреннее шлифование осуществляется кругами из таких же материалов, но установленными на оправках с конусом HSK32 для получения максимальной точности и жесткости шлифовального шпинделя. Высокочастотный шпиндель для их вращения имеет мощность от 2 до 15 кВт и рассчитан на частоту вращения в пределах 45000-100000 мин -1 . Дополнительные операции на этом станке могут быть выполнены посредством диодного лазера, встроенного в производственный процесс для выполнения на зажатой в патроне шпинделя заготовке закалки наружных поверхностей, а также торцов и отдельных участков на внутренних поверхностях. Дополнительной операцией является также раскатывание, выполняемое на станке мод. CNC 435 фирмы Buderus.
Многофункциональные станки — наиболее успешно развивающийся в настоящее время, причем во многих аспектах, тип оборудования для лезвийной обработки — не являются чем- то особенно новым для абразивной. С помощью шлифовальных кругов, встраиваемых, например, в магазины некоторых фрезерных обрабатывающих центров, давно уже выполняют получистовую и чистовую обработку сложных поверхностей деталей из труднообрабатываемых материалов, например турбинных лопаток. Основные технологические преимущества таких центров — уменьшение количества необходимого оборудования и, соответственно, требуемых производственных площадей и числа операторов, возможность передачи готовых деталей непосредственно на сборку — сохраняются и для многофункциональных станков на базе шлифовальных. Однако у этого оборудования для комбинированной шлифовальной и токарной обработки существует ряд отличий и преимуществ. Следует отметить, в частности, существенное преобладание у него шлифовальных операций над токарными, фрезерными и сверлильными, обязательное охлаждение рабочей зоны, наличие при шлифовании в некоторых случаях механизма смены кругов. Как преимущество необходимо рассматривать и то, что при выполнении на шлифовальных станках токарных, фрезерных, резьбонарезных и других лезвийных операций достигается большая точность, чем при их выполнении на токарных и/или фрезерных, потому что в шлифовальных станках, превращаемых в многофункциональные, изначально заложена более высокая точность чем, например, в токарных, которым придают возможность шлифования. Такие станки выпускают швейцарская фирма Magerle и немецкая Junker.
Модульный станок MMS (рис. 4), впервые показанный фирмой Magerle на выставке ЕМО2003, имеет симметричную портальную конструкцию, которая вместе с шариковыми винтовыми передачами по осям координат обеспечивает его статическую и динамическую жесткость и термостабильность. Перемещения по трем осям координат (500x250x200 мм) посредством этих передач выполняет стол, что позволяет устанавливать на станке горизонтальные, вертикальные или наклонные шлифовальные головки и производить его ручную или автоматическую загрузку с четырех сторон. На выставке, в частности, был показан вариант станка с вертикальным мотор-шпинделем мощностью 30 кВт и встроенным устройством смены инструмента (пяти шлифовальных кругов диаметром 300 мм, шириной 60 мм и массой не более 20 кг или 20 кругов диаметром не более 130 мм), производимой за 3 секунды. Частота вращения кругов рекомендуется в пределах 1000-8000 мин -1 . В конусе HSK-A-100 шпинделя могут быть установлены также фрезы, сверла и другой лезвийный инструмент, что при комбинации с двухкоординатной делительной головкой и устройством смены спутников позволяет обрабатывать небольшие лопасти насосов, турбинные лопатки и другие сложные детали. Этому способствует и возможность подачи СОЖ через центр шпинделя под давлением 80 бар.
Опытный образец многофункционального станка Concept, который также впервые показала на этой выставке итальянская фирма Tacchella Macchine, представляет собой сочетание обычного круглошлифовального станка с восьмипозиционной револьверной головкой, в которой установлены неподвижные инструменты. Выполненные из КНБ два круга большого диаметра развернуты на станке относительно друг друга на 180 градусов и могут по очереди поворачиваться в рабочую зону. Станина станка выполнена в виде жесткой оребренной чугунной отливки. Перемещения по осям X и Z могут быть выполнены посредством линейных двигателей или шариковых винтовых передач. Для перемещения рабочих органов служат гидростатические направляющие. К числу недостатков этого станка можно отнести то, что у него не разделены между собой рабочие зоны точения и шлифования. В дальнейшем в револьверной головке будут, по-видимому, установлены и вращающиеся инструменты, что расширит технологические возможности станка, а число револьверных головок может быть увеличено до двух.
На станке Hardpoint серии 300 модульной конструкции фирмы Junker с наклонной станиной закаленные и незакаленные детали типа тел вращения диаметром 80 мм и такой же длины (рис. 5) кроме шлифования и хонингования кругами и головками из КНБ можно за один установ выполнять точение, сверление и развертывание, а также нарезать резьбу и удалять заусенцы. Станок реализован в четырех вариантах с числом шпинделей от двух до четырех, в которых одновременно можно обрабатывать до четырех деталей с передачей или без передачи из одного шпинделя в другой. Управление станком производится по шести осям координат от устройства ЧПУ Sinumerik 840D. Станок можно загружать вручную или автоматически.

Высокой производительности станка мод. CNC235 фирмы Buderus Scheiftechnik (рис. 6) добиваются путем установки на нем двух шпинделей, позволяющих выполнять наружное и внутреннее шлифование (специальными головками) и твердое точение (отдельными резцами или револьверной головкой) заготовок диаметром и длиной до 150 мм, а также ленточного конвейера.

Многофункциональные станки, предназначенные для твердого точения и шлифования термообработанных заготовок, пользуются достаточно высоким спросом у потребителей за рубежом и постепенно начинают проникать в Россию. Имеются сведения об установке одного такого станка (фирмы Buderus) на заводе «Волгобурмаш». Два станка мод. Stratos М было поставлено в 2004 году на ВАЗ. В то же время в Европе, США и Юго-Восточной Азии работают уже 60 таких станков. Причина столь резкой разницы заключается в недостаточном уровне развития большинства отраслей нашей промышленности и недостаточной эффективности такого сложного и дорогого оборудования в наших экономических условиях, а, следовательно, и минимального спроса на него. Поэтому в ближайшее время на российских заводах не следует ожидать появления большого количества станков для сухого точения и шлифования, разве что на отдельных предприятиях автомобильной промышленности и нескольких предприятиях, выпускающих оборудование для нефтегазовой промышленности.

Владимир Потапов
Журнал «Оборудование: рынок, предложение, цены», № 07, июль 2004 г.

Современные тенденции в сфере интеграции комбинированной обработки привели к тому, что на токарных станках также можно проводить шлифование. При выходе проблемы качества на первый план всегда обращают внимание на процесс финишной обработки, который называют шлифованием – выполнение механического воздействия за несколько проходов для уменьшения исходных погрешностей. Провести чистовую обработку при помощи токарного резца с получением качества, как при применении шлифовальных головок, невозможно из-за округления режущей кромки. Также не стоит забывать, что на токарном станке при небольших подачах может возникать вибрация, которая приведет к погрешности. По этой причине даже при появлении новых материалов, которые могут выдерживать сильное воздействие на протяжении длительного времени и не менять свою форму, шлифование остается основным методом, используемым для получения поверхности высокого класса шероховатости.

Потребность в шлифовальных головках

Получение тел вращения на токарных станках проводится на протяжении последних нескольких десятилетий. Как правило, шлифование проводилось на другом оборудовании. Этот момент определил следующий технологический процесс:

1. выполнение чернового токарного точения для снятия большого слоя металла;
2. выполнение чистового токарного точения для подготовки детали к финишному этапу технологического процесса;
3. финишная обработка на круглошлифовальном станке.

Подобный технологический процесс определяет увеличение затрат за счет установки специального станка для выполнения финишной обработки. При создании большой партии изделий приобретение шлифовального станка окупается, но при мелкосерийном производстве его покупка приведет к повышению себестоимости одного изделия. Выходом из ситуации можно назвать использование специальных шлифовальных головок, которые также могут применяться для получения поверхности с высоким классом шероховатости.

Особенности конструкции

Шлифовальные головки представляют собой специальную конструкцию, которая используется для значительного расширения возможностей станка токарной группы. Этот механизм условно относится к оснастке. К конструктивным особенностям можно отнести:

1. наличие собственного электродвигателя, мощность которого может составлять от 1 квт и более. этот момент определяет то, что головка может стать оснасткой для различных моделей токарных станков. как правило, токарное оборудование имеет закрытую коробку скоростей и не имеет отдельного привода для подключения рассматриваемой оснастки;
2. установленный электродвигатель подключается к цепи токарного станка, что определяет универсальность всей конструкции. при этом также есть трехфазная вилка для включения в отдельную цепь питания;
3. головка имеет собственную станину, которая при модернизации может крепиться жестко вместо стандартного резцедержателя. этот момент определяет то, что оборудование позволяет получать качественные поверхности при высокой механизации процесса. при изготовлении станины используется сталь, что позволяет предотвратить вибрацию при работе за счет повышения жесткости конструкции;
4. передача вращения проходит при помощи ременной передачи для понижения оборотов.

Конструкция довольно проста. При ее рассмотрении стоит обратить внимание на тип станины. Это связано с тем, что только определенный тип станины может подойти вместо резцедержателя к определенной модели токарного станка.

Шлифовальная головка ВГР 150

Есть несколько популярных моделей головок для круглого шлифования, среди которых отметим ВГР 150. Она имеет следующие особенности:

1. поставляется со шпинделем для наружного шлифования с диаметром круга 125 миллиметров;
2. версия ВГР 150 также может использоваться для шлифования внутренних поверхностей с кругом диаметром от 8 до 40 миллиметров;
3. установки модели можно провести на станке токарной группы с диаметром шпильки под резцедержатель не более 22,5 миллиметров. при этом станина ВГР 150 имеет поверхность прилегания 202 на 102 миллиметра;
4. при наружном шлифовании показатель частоты оборотов шпинделя на холостом ходу составляет 5000 об/мин, для внутреннего – 16 800 об/мин на холостом ходу. при работе показатель может существенно снижаться, что зависит от значения поперечной подачи. при сильной подаче есть вероятность проскальзывания ремня на установленных шкивах, что позволяет исключить вероятность смещения выходного вала электродвигателя относительно обмоток, а также его деформации;
5. приводные валы ВГР 150 установлены на прецизионных подшипниках;
6. шпиндельная втулка и моторная база имеет возможность регулировки, что в большей степени повышает универсальность приспособления;
7. при помощи ременной передачи можно проводить регулировку скорости вращения круга в зависимости от поставленных задач, как правило, есть 2 передачи;
8. использовать ВГР 150 можно для получения размеров с точностью в пределах от 0,01 до 0,02 миллиметров. этот момент определяет то, что модель 150 и 200 могут использоваться для получения поверхности высокой чистоты.

Максимальный диаметральный размер заготовки при использовании ВГР 150 ограничивается продольным перемещением суппорта и зависит от особенностей токарного станка.

Сталь и чугун при помощи рассматриваемой оснастки могут пройти процесс финишной обработки на токарном станке. При этом можно достигнуть такой же показатель шероховатости, как и при использовании круглошлифовального оборудования. Модель 200 отличается от рассматриваемой мощностью установленного электродвигателя и максимальными диаметральными размерами устанавливаемых кругов. Подобным образом можно понизить стоимость производства деталей за счет повышения универсальности используемого оборудования. При этом отметим, что оснастка подойдет для старого и нового токарного оборудования, так как имеет универсальное применение.

Токарные станки используются для обработки деталей цилиндрической формы. Они включают в себя множество разновидностей, которые отличаются по размеру и наличию дополнительных функций. Такие промышленные модели как, очень распространены и широко используются в современной промышленности. Чтобы устройство нормально функционировало, требуется знать все особенности его деталей.

Станина токарного станка служит для закрепления практически всех механизмов и узлов, которые применяются на данном оборудовании. Зачастую ее отливают из чугуна, чтобы получить массивную и прочную конструкцию, которая смогла прослужить длительный срок. Это связано с тем, что она будет подвергаться большим нагрузкам. Не стоит также забывать об устойчивости, так как массивные большие модели используют огромную энергию во время работы и основание должно хорошо сопротивляться нагрузкам.

Станина и направляющие станка крепятся при помощи болтов к тумбам или парным ножкам. Если устройство короткое, то применяется две стойки. Чем оно длиннее, тем больше стоек может потребоваться. Большинство тумб имеет дверцы, что позволяет их использовать в качестве ящиков. К направляющим следует очень внимательно относиться и оберегать их возможности повреждения. Не желательно оставлять на них инструменты, заготовки и прочие изделия. если все же приходится располагать на них металлические предметы, то перед этим следует положить деревянную подкладку. Для лучшего ухода, перед каждым применением станка, станину требуется протирать и смазывать. Когда работа завершена, следует удалять с нее стружку, грязь и прочие лишние предметы.

Особенности конструкции станины металлорежущих станков могут отличаться в зависимости о конкретной модели, так как они разрабатываются для удобного и безопасного размещения всех узлов оборудования. Но основные положения во многих случаях остаются одинаковыми, так что на примере популярных моделей можно рассмотреть основы.

фото:устройство чугунной станины

1. Продольное ребро;
2. Продольное ребро;
3. Поперечное ребро, служащее для связи продольных ребер;
4. Призматические направляющие продольных ребер;
5. Плоские направляющие, которые служат для установки задней и передней бабки, а также для передвижения по ним суппорта;

Стоит отметить, что у направляющих станины поперечное сечение может иметь различные формы. Обязательным правилом является соблюдение параллельного расположения, так что все должно быть равноудаленным от оси центров. Это требует точной фрезеровки или строгания. После этого осуществляется операция по шлифовке и шабрению. Все это обеспечивает точную обработку изделий, а также ликвидацию проблем с передвижением суппорта и возникновением толчков.

• Станина токарного станка по металлу, которая представлена на рисунке «а» под номерами 1 и 2, имеет трапецеидальное сечение направляющих. В данном случае основной упор сделан на большую опорную поверхность. Они обладают большой износостойкостью, что позволяет долго оставлять свою точность. В то же время, для перемещения по ним суппорта нужно прилагать множество усилий, особенно, если он перекосился.
• На рисунке «б» представлена станина с плоским прямоугольным сечением направляющих. В отличие от предыдущего, они имеют уже по два ребра жесткости, а не одному, что делает их крепче.
• Рисунок «в» демонстрирует станину с направляющими треугольного сечения. С учетом того, что здесь используется достаточно малая опорная поверхность, с большим весом работать получается сложно, так что данный вид используется преимущественно для малых станков.
• На рисунке «г» показана станина с треугольным сечением и опорной плоскостью. В данном случае она также применяется для станков мелких размеров.

Если станина предназначается для тяжелого станка, то она имеет не только большое сечение, но и большее сопротивление на изгиб. Одними из наиболее распространенных является такой вид, как представлен на рисунке «г». Здесь каретка суппорта делает упор на призму №3 спереди, а сзади упирается на плоскость №6. Чтобы не произошло опрокидывание, ее удерживает плоскость №7. При задаче направления основную роль играет призма №3, тем более, что она воспринимает на себя большую часть давления, осуществляемого резцом.

Если на станине возле передней бабки имеется выемка, то она служит для тог, чтобы обрабатывать изделия большого диаметра. Если же происходит обработка изделия, радиус которых меньше высоты центров, то выемку перекрывают специальным мостиком.

Ремонт станины токарного станка

Шабрение станины токарного станка является технологическим процессом во время которого станина выверяется для закрепления коробки подач при помощи рамного уровня. Благодаря этому можно будет в дальнейшем легко установить перпендикулярность поверхности крепления суппорта и фартука к коробке подач.

1. Первым делом станина устанавливается на жесткий фундамент и проверить продольное направление по уровню вдоль поверхности, а поперечное направление по рамному уровню. Допустимые отклонения составляют не более 0,02 мм на 1 метр длины изделия.
2. Шабрят верхние поверхности направляющей, сначала с одной стороны, используя поверочную линейку на краску. Во время этого процесса желательно периодически проверять извернутость направляющих.
3. Затем шабрят поверхность второй направляющей. Максимальный допуск отклонений здесь остается таким же 0,02 мм на 1 метр длины изделия.

Шлифовка станины токарного станка

Шлифовка станины токарного станка состоит из следующих процедур:

1. Необходимо провести зачистку и запиливание задиров и забоин имеющихся на поверхности;
2. Станина устанавливается на столе продольно-строгального станка и надежно закрепляются там;
3. Далее идет проверка извернутости направляющих, которая производится уложенного на мостике задней бабки уровня;
4. Во время установки станины получается небольшой прогиб изделия, который следует исправить путем максимально плотного соприкосновения со столом;
5. Повторно проверяется извернутость направляющих, чтобы результаты совпадали с тем, что было до закрепления;
6. Только после этого приступают к шлифовке всех контактных поверхностей изделия. Процедура проводится при помощи торца круга чашечной формы. его зернистость должна быть К3 46 или КЧ 46, а твердость соответствовать СМ1К.

Полировка представляет собой отделочную обработку, при которой в основном происходит пластическая деформация - сглаживание поверхностных неровностей, а собственно съем (срезание) металла или вовсе не имеет места или он очень мал и распространяется только на поверхностные неровности.

В результате полировки повышается чистота поверхности, достигая зеркального блеска.

Основное применение полировки - декоративная обработка для придания блеска поверхности. Кроме того, полировка применяется для уменьшения коэффициента трения, повышения коррозионной стойкости, повышения усталостной прочности, уменьшения аэродинамического трения.

Наиболее распространенным в машиностроении видом полировки является полировка посредством мягких кругов, на цилиндрическую поверхность которых нанесена смесь абразивного порошка и смазки. Применяют круги: войлочные из коровьей шерсти и матерчатые из парусины - для более грубой полировки; фетровые и матерчатые из хлопчатобумажной ткани - для тонкой полировки; кожаные - для деталей, у которых надо сохранить острые кромки. полировка плоских изделий производится бесконечными кожанными лентами, натянутыми на пару шкивов; полировка червяков - деревянными зубчатыми колесами. Для полировки применяют: наждачные и электрокорундовые микропорошки зернистости М28 - М14 - для полировки стали; окись хрома - для цветных металлов и сплавов; крокус и венскую известь - для особо тонкой полировки. Смазка должна быть достаточно густой, чтобы удерживать абразивные зерна на поверхности быстро вращающихся кругов. Применяют тавот и смеси парафина и воска, наносимые на круги в разогретом состоянии. Примерная пропорция: смазки 40% и абразива 60% (по весу). Окружная скорость полировальных кругов составляет обычно 20-35 м/сек. Давление, с которым обрабатываемое изделие прижимается к кругу, имеет большое значение: чем оно больше, тем выше производительность, но тем ниже чистота поверхности и тем больше нагревание полируемого изделия.

Ручная полировка производится на простейших полировальных станках. В массовом производстве применяются специальные станки с механической подачей изделий.

К полировке обычно относят и такой - промежуточный между шлифованием и полировкой - метод обработки, при котором абразивный порошок наклеивают на поверхность войлочного круга. Для этого поверхность круга покрывают горячим столярным клеем, и круг прокатывают по плоскости, на которой тонким слоем насыпан абразивный порошок. Толщина слоя полученной таким способом абразивно-клеевой пленки может доходить до 2-3мм. В последнее время проведены успешные опыты наклейка абразива посредством синтетического клея БФ-2, что позволило применять водяное охлаждение для предохранения обрабатываемых закаленных деталей от возможного отпуска. Этот метод обработки позволяет полировать (точнее - шлифовать) поверхности, имеющие небольшую выпуклость или вогнутость. Чистота обрабатываемой поверхности получается 7-9-го классов, в зависимости от зернистости применяемого абразива - от 60 до 180.

К полировке относится и отделка поверхности абразивной шкуркой и лентой (без применения контактных роликов). Помимо общеизвестной полировки шкуркой на токарных станках, в массовом производстве применяется полировка абразивной лентой на специальных станках.

Разновидностью полировки является жидкостная полировка (называемая иногда «гидро-хонингом» или жидкостным хонингованием).

Сущность этого метода заключается в том, что на обрабатываемую поверхность под давлением до 6 атм. направляется струя жидкости, представляющей собой смесь масла или эмульсии с абразивным порошком - карборундом или электрокорундом. Достигаемая чистота поверхности: от 7-го класса при зернистости абразива 80 до 9-го класса - при зернистости М20.

Жидкостная полировка позволяет обрабатывать изделия сложной формы с глубокими впадинами, с уступами и т.п., т.е. таких деталей, полировка которых кругами затруднительна. Для жидкостной полировки необходима специальная установка. На Рис.1. показана опытная заводская установка основанная на пневмо-эжекционном принципе подачи абразивной жидкости.

Рис.1. Установка для жидкостной полировки: 1-ребристый резервуар для абразивной жидкости; 2-лопастной винт; 3-вал мешалки; 4-обрабатываемая деталь; 5-форсунка.

← Вернуться