Приспособления для шлифовальных станков

В зависимости от типа шлифовального станка станочные приспособления значительно отличаются по своим конструкциям. Рассмотрим в качестве примеров приспособления для центровых круглошлифовальных, внутришлифовальных, плоскошлифовальных и бесцентровых круглошлифовальных станков.

Приспособления для центровых круглошлифовальных станков

Они подразделяются на следующие конструктивные группы: приспо­собления для обработки в центрах, поводковые устройства, шли­фовальные оправки.

Рис. 3.52. Схема установки заготовки в упорных центрах круглошлифовального станка (а) и

формы центровых отверстий на заготовках (б):

1, 2 – поводки; 3 – задний центр; 4 – планшайба; 5 – передняя бабка; 6 – передний центр; 7 – шкив

Наиболее простое поводковое устройство для передачи вращательного движения заготовке – винтовой хомутик (рис. 3.53, а), установка и закрепление которого требуют много времени. Поводковые винтовые хомутики имеют один поводок, поэтому форма заготовки в поперечном сечении искажается под давлением между поводком и хомутиком и деталь получается некруглой.

Для сокращения времени на закрепление заготовки применяют поводковые патроны для резьбовых концов шпинделей (рис. 3.53, б), позволяющие шлифовать заготовку за одну установ­ку. Корпус 3 такого патрона навертывают на шпиндель 2 передней бабки. Закрепленный винтом 5 качающийся поводок 1 вхо­дит во вспомогательное отверстие 6 заготовки и передает ей вращательное движение. Передний центр 4 срезан. Такой патрон можно применять только для заготовок диаметром не менее 40 мм.

На рис. 3.53, в приведена схема хомутка с двумя поводками. Такая конструкция позволяет устранить погрешность одноповодковых хомутиков. В кольцевом зазоре между корпусом 8 и крышкой 7 расположены шарики 13, рычаги 10 и 15, нажимные сухари 12 и 14. Эксцентрик 11, установленный на кривошипе 9, слу­жит для зажима заготовки, которая центрируется призмой, расположенной в корпусе 8. Поворотом кривошипа 9 эксцентриситет увеличивается или уменьшается, что даст возможность исполь­зовать хомутик для определенного диапазона диаметров заготовок. Заготовку 17 с хомутиком устанавливают в упорных центрах, а планшайбу приводят во вращательное движение. Поводковый па­лец нажимает на рычаг 10, передающий усилие нажимным суха­рям 12 к 14, шарикам 13 и рычагу 15, который прижимается к поводковому пальцу 16. Поэтому окружное усилие делится на рав­ные части между обоими хвостовиками и горизонтальные состав­ляющие взаимно уравновешиваются как направленные в разные стороны.

На рис. 3.53, г показан самозажимной поводковый патрон. На диске 29, который устанавливают и фиксируют на шпинделе станка винтами 21, винтами 27 закрепляют планшайбу 30. Между отверстиями в планшайбе и винтами имеется зазор, поэтому план­шайба может перемещаться относительно диска 29. Это дает воз­можность шлифовать заготовки, у которых ось центрового от­верстия не совпадает с осью шейки. Плоские пружины 26, зак­репляемые в пазах диска винтами 28. играют роль амортизато­ров. Три радиально расположенных на планшайбе зажимных ку­лачка 25 перемещаются к центру под действием пружин 24. Че­рез сухари 22 кулачки опираются на ось 19. закрепленную вин­том 20. Расхождение кулачков регулируют пробками 18, которые стопорят винтами 23. В осевом направлении кулачки перемещают пружиной 31.

Заготовки с большими отверстиями шлифуют на шлифовальных оправках, которые устанавливают в упорные центры. Центро­вые отверстия у оправок должны быть закалены и тщательно об­работаны. Шлифовальные оправки бывают жесткими, разжимны­ми, раздвижными и с гидропластовым зажимом.

Жесткие оправки показаны на рис. 3.54. Заготовку 4 (рис. 3.54, а) надевают на оправку со стороны ее приемного конуса 1, продвига­ют по цилиндрической части 2 и заклинивают на конусе 3. Пере­мещение заготовки осуществляется по конусу 3. Если отверстие заготовки неточно, то ее закрепляют по торцу. При обработке ко­ротких заготовок на одну оправку можно насадить несколько заго­товок (рис. 3.54, б), закрепив их гайкой. Если диаметр гайки мень­ше диаметра отверстия заготовки, то под гайку подкладывают разрезную шайбу (рис. 3.54, в). При обработке тонкостенных заготовок применяют разжимные цанговые оправки (рис. 3.54, г). Цанга 6 с продольными прорезями, перемещаясь с помощью гайки 9 по ко­нусу 7, упруго разжимается и закрепляет заготовку 8. Штифт 10 удерживает ее от поворота, а гайка 5 служит для разжима при снятии обработанной детали.

Рис. 3.53. Поводковые устройства:

а – винтовой хомутик; б – поводковый патрон для резьбовых концов шпинделей; в – хомутик с двумя поводками; г – самозажимной поводковый патрон; 1 – качающийся поводок;

2 – шпиндель передней бабки; 3 – корпус; 4 – передний центр; 5, 20, 21, 23, 27, 28 – винты;

6 – вспомогательное отверстие заготовки; 7 – крышка; 8 – корпус; 9 – кривошип; 10, 15 – рычаги; 11 – эксцентрик; 12, 14 – нежимные сухари; 13 – шарики; 16 – поводковый палец;

17 – заготовка; 18 – пробка; 19 – ось; 22 – сухарь; 24 – пружина; 25 – зажимной кулачок;

26 – плоская пружина; 29 – диск; 30 – планшайба; 31 − пружина

Для обработки коротких деталей применяют раздвижные кон­сольные шариковые оправки (рис. 3.54, д). В сепараторе 13 имеется шесть отверстий с шариками 12, находящимися в контакте с ко­нусом корпуса 11 оправки. Осевое перемещение сепаратора в оп­равке производится винтом 15 через скользящую втулку 14, к ко­торой прикреплен сепаратор. При перемещении шариков заготов­ка центрируется и одновременно поджимается к осевому упору.

Рис. 3.54. Жесткие оправки:

а – с установкой по конусу; б – с закреплением по торцу; в – с подкладной шайбой;

г – разжимная; д – раздвижная; с, ж – с гидропластовым зажимом; 1, 3, 7 – конусы оправки;

2 – цилиндрическая часть оправки; 4, 8 – заготовки. 5, 9 – гайки; 6 – цанга; 10 – штифт;

11 – корпус оправки; 12 – шарик; 13 – сепаратор: 14. 17, 19 – втулки: 15. 16, 21. 22 – винты;

18 – плунжер; 20 – гидропласт; 23 – прокладка; D, D' – посадочные диаметры оправок

Оправки с гидравлическим или гидропластовым зажимом (рис. 3.54, е, ж) легче приспособить к неточностям формы базового отверстия. В такие оправки зажимают заготовки благодаря дефор­мированию тонкостенного цилиндра, находящегося под равно­мерным давлением изнутри. Для создания давления используется жидкость или пластмасса.

На корпус оправки (рис. 3.54, е) напрессована втулка 17 и уста­новлена центрирующая втулка 19, которая стопорится винтом 21. Пространство между корпусом и втулкой заливается гидропластом 20. Усилие зажима передается плунжером 18 через винт 16. В оправ­ках есть отверстие для выхода воздуха, которое перекрывается про­кладкой 23 и винтом 22.

Точность центрирования оправки с гидропластом (рис. 3.54, ж) зависит от точности изготовления корпуса и втулки. Корпус изго­товляют из стали 20Х с последующей цементацией и закалкой до твердости HRC 55...58. Шероховатость центровых отверстий оправки – не ниже 9-го класса. Биение контрольных поясков D_т, и посадочного диаметра D_c – не более 2 мкм. Для оправок диаметром до 40 мм втулку изготовляют из стали 40Х с последующей закаткой до твердости HRC 35...40; для оправок свыше 40 мм – из стали У7 с закалкой до твердости HRC 33...35. Окончательно оправку шлифуют после заливки гидропласта и небольшого под­жатая плунжером 18. Шероховатость поверхности после шлифования – 8...9-й класс. Биение по контрольным пояскам и посадоч­ному диаметру D_c оправки – не более 2... 5 мкм. Корпус оправки может одновременно служить и поводком, который заменяет хомутик.

Длинные и тонкие заготовки под действием сил резания при шлифовании прогибаются. Чтобы устранить прогиб, применяют особые приспособления – люнеты. Число устанавливаемых люнетов определяется соотношением диаметра и длины заготовки: чем заготовка тоньше и длиннее, тем больше люнетов необходимо установить.

На рис. 3.55, а показан стационарный люнет, корпус которого устанавливают на столе 1 станка. Заготовку 5 поддерживают дву­мя башмаками: башмак 4 подводят к заготовке винтом 3, а башмак 6 устанавливают винтом 2 и двуплечим рычагом.

Самоцентрирующий люнет (рис. 3.55, б), обеспечивающий практически неизменное положение оси заготовки, при обработке устанавливают на столе станка. На плите 8 закреплены оси ка­чающихся рычагов 9 и 11, губки которых армированы твердым сплавом. Контакт губок с заготовкой 10 обеспечивается толкате­лем 12 нажимного механизма с пружиной 14, расположенного во втулке 13, путем поворота маховичка 16, связанного с валом 15, на котором нарезана резьба. Для настройки люнета поворачивают эксцентриковые валики 7 При этом плита смещает оси заготовок в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Люнет настраи­вают по эталонной заготовке. Губки люнета притирают алмазной пастой также по эталонной заготовке на станке.

В крупносерийном и массовом производстве используют следя­щий люнет (рис. 3.55, в), механизм которого обеспечивает слежение губок за изменением диаметра шлифуемой поверхности. Основание 35 люнета закрепляют на столе станка. Корпус люнета состоит из двух взаимно параллельных и жестко соединенных между собой пла­стин 17. Проставкой между пластинами служат упор 29 и верхняя часть упругого шарнира 33. На качающемся рычаге 18 установлены две губки. Рычаг 34, на котором закреплена нижняя губка, связан с рычагом 18 посредством тяги 31 через оси 32 и 30. Оси, на которых установлены рычаги 34 и 18, жестко связаны с корпусом люнета. Нажимной механизм состоит из корпуса 21, установленного на ось 24, плунжера 20, пружины 22 и тяги 19, обеспечивающей постоян­ный контакт губок с заготовкой при шлифовании. Для отвода губок от детали корпус 21 поворачивают рукояткой 23.

Рис. 3.55. Люнеты:

а – стационарный; б – самоцентрирующий; в – следящий; 1 – стол станка; 2, 3, 25 – винты;

4, 6 – башмаки; 5, 10 – заготовки; 7 – эксцентриковый валик; 8 – плита: 9, 11 – качающиеся рычаги; 12 – толкатель; 13 – втулка; 14, 22 – пружины; 15 – вал; 16 – маховичок;

17 – пластина; 18, 34 – рычаги, 19 – тага; 20 – плунжер; 21 – корпус; 23 – рукоятка;

24, 30, 32 – оси; 26 – шток; 27 – плоская пружина; 28 – эксцентриковый валик; 29 – упор;

31 – тяга; 33 – упругий шарнир; 35 – основание люнета

При обдирочном шлифовании корпус люнета соединен с ос­нованием только упругим шарниром 33 и опирается на шток 26 гидравлического демпфера. При шлифовании эксцентриковая шейка заготовки качает корпус люнета на упругом шарнире, в результате чего происходит неодинаковый съем металла и исправление ее биения. Демпфер обеспечивает устойчивость процесса шлифования.

При чистовом шлифовании корпус люнета жестко соединяют с основанием. Эксцентриковый валик 28 поворачивают против ча­совой стрелки и подводят его шейку под упор 29. Для увеличения жесткости контакта корпуса с основанием служит плоская пру­жина 27, установленная на ось 24. Натяг пружины 27 регулируют винтом 25. Таким образом, жесткое соединение корпуса с основа­нием обеспечивает высокую точность формы обработанной детали в продольном и поперечном сечениях.