Металлорежущие станки. С. С. Данильчик металлорежущие станки
 Скачать 2.9 Mb.
|
|
Контрольные вопросы 1. Расскажите о назначении и устройстве широкоуниверсального консольно-фрезерного станка. 2. Покажите кинематические цепи главного движения и движе- ния подач. 3. Расскажите о назначении и устройстве универсальной дели- тельной головки. 4. Какие методы деления выполняются с помощью универсаль- ной делительной головки? Какие их возможности? 5. Как осуществляется непосредственное деление? 6. По какой формуле рассчитываются обороты рукоятки при простом делении? 7. Как выполняется простое деление? 8. С какой целью при дифференциальном делении применяется гитара сменных колес и как она рассчитывается? 9. С какой целью применяется гитара сменных колес при наре- зании винтовых канавок и как она рассчитывается? 10. Для чего поворачивается стол фрезерного станка при нареза- нии винтовых канавок и на какой угол? 98 Лабораторная работа № 8 ПЛОСКОШЛИФОВАЛЬНЫЙ СТАНОК МОДЕЛИ 3Д711АФ10-1 Цель работы: ознакомиться с устройством и кинематикой станка; подобрать параметры шлифовального круга и режимы шлифования. Оборудование, приспособления, инструмент 1. Плоскошлифовальный станок модели 3Д711АФ10-1. 2. Шлифовальный круг. 3. Микрометры с диапазоном измерения 0–25 мм и 25–50 мм. Задание 1. Изучить устройство и кинематику станка. 2. Зарисовать схему плоского шлифования. 3. Подобрать характеристики шлифовального круга для обработ- ки заготовки с заданными свойствами (табл. 8.1). 4. Назначить режимы резания и рассчитать основное время. 5. Под руководством лаборанта по данным расчета произвести шлифование поверхности заготовки. Таблица 8.1 Индивидуальные задания № вари- ри- анта Обрабатываемый материал Размеры заготовки, мм Припуск с одной стороны, мм Шерохо- ватость, Ra, мкм Марка Состо- яние Твер- дость Длина Ши- рина Высота 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 Сталь 45 з HRC50 170 50 45 –0,025 0,20 0,32 2 Сталь 45 нз HB193 120 50 17 –0,027 0,25 0,63 3 12Х18Н9 з HRC50 90 40 20 –0,033 0,25 0,63 4 15ХФ з HRC62 95 50 25 –0,033 0,30 0,63 5 18ХГТ нз HB217 150 30 50 –0,039 0,30 0,63 6 40ХС з HRC32 100 45 30 –0,021 0,20 0,32 7 СЧ25 нз HB176 110 50 15 –0,027 0,25 0,63 8 СЧ30 нз HB250 150 70 50 –0,025 0,30 0,32 9 СЧ20 нз HB236 130 60 40 –0,039 0,30 0,63 99 Окончание табл. 8.1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12Х13 з HRC45 125 80 45 –0,039 0,25 0,63 11 40ХН з HRC50 80 50 15 –0,018 0,20 0,32 12 40ХН з HRC62 140 45 13 –0,027 0,25 0,63 13 20Х13 з HRC45 120 40 30 –0,033 0,25 0,63 14 Сталь 20 нз HB159 120 75 40 –0,039 0,25 0,63 15 Сталь 60Г з HRC50 100 60 18 –0,018 0,30 0,32 Примечание: з – закаленная; нз – незакаленная. Содержание отчета Отчет должен содержать: название и цель работы; перечень применяемого оборудования и инструментов; индивидуальное задание; схему плоского шлифования с указанием всех рабочих дви- жений; результаты выполненной работы в виде сводного протокола от- чета (табл. 8.2). Обоснование выбора характеристик шлифовального круга и расчет режимов резания должны быть даны в тексте отчета. Таблица 8.2 Сводный протокол отчета Вид ш лифования Параметры шлифовального круга Припуск на обр аботку , мм Режимы резания Основное врем я t о , мин Тип круга Размеры, мм Абразивный материал Зернистость Твердос ть Структура Связка V к , м /с S пр , м /мин S п , мм /ход S в , мм /ход Наружный диамет р Высота Внутренний диаметр Черн Чист 100 Устройство и техническая характеристика станка модели 3Д711АФ10-1 Плоскошлифовальный станок модели 3Д711АФ10-1 предназна- чен для шлифования плоских поверхностей деталей периферией круга. Шлифование периферией круга осуществляется при следую- щих рабочих движениях (рис. 8.1): главное движение – вращение шлифовального круга с окруж- ной скоростью V к , м/с; возвратно-поступательное движение стола с заготовкой со ско- ростью S пр , м/мин; вертикальная подача – перемещение шлифовального круга на глубину в направлении, перпендикулярном к шлифуемой поверх- ности – S в ,мм/ход; поперечная подача – движение крестового суппорта вдоль оси шпинделя – S п , мм/ход. Рис. 8.1. Схема плоского шлифования периферией круга Достигаемая точность при предварительном шлифовании – 8–11 квалитеты, при чистовом – 6–8 квалитеты, при тонком – 6, 7 квали- теты. Достигаемая шероховатость поверхности: шлифование пред- варительное – Rа 2,5–5 мкм, чистовое – Rа 0,32–1,25 мкм, тонкое – Rа 0,16–0,32 мкм. 101 Техническая характеристика станка приведена ниже. Класс точности станка В Предельные размеры обрабатываемых поверх- ностей, мм: – длина – ширина без выхода шлифовального круга 450 270 – ширина с выходом шлифовального круга – высота 200 335 Пределы рабочих автоматических подач: – стола, м/мин – суппорта, мм/ход – шлифовальной головки, мм 2–25 0,3–20 0,002–0,04 Частота вращения шлифовального круга, мин –1 2250 Размеры шлифовального круга, мм: – наружный диаметр – внутренний диаметр – высота 250 76 32 Мощность электродвигателя, кВт 2,2 Станок модели 3Д711АФ10-1 имеет крестовый стол и горизон- тальный шпиндель. На рис. 8.2 представлен общий вид станка. Станина СТ коробчатой формы является основанием для установ- ки узлов станка. По направляющим качения станины в поперечном направлении перемещается крестовый суппорт КС. На верхней плос- кости суппорта расположены продольные направляющие, по кото- рым перемещается прямоугольный стол ПС. Между продольными направляющими жестко закреплен гидроцилиндр привода стола. Стол имеет рабочую поверхность с Т-образными пазами для уста- новки и крепления обрабатываемых деталей, электромагнитной пли- ты или установочного приспособления. На верхней плоскости стола установлено ограждение рабочей зоны. С задней стороны станка на станине устанавливается колонна КЛ, которая обеспечивает верти- кальное перемещение шлифовальной головки ШГ. Гидростанция ГС станка предназначена для обеспечения возвратно-поступательного движения стола с регулируемой скоростью, вывода стола в зону за- грузки, привода механизма вертикальной подачи и осуществления централизованной автоматической смазки направляющих. 102 Рис. 8.2. Общий вид и органы управления плоскошлифовального станка модели 3Д711АФ10-1: основные части станка: СТ – станина; КС – крестовый суппорт; ПС – прямоугольный стол; КЛ – колонна; ШГ – шпиндельная головка, ГС – гидростанция; ПУ – пульт управления; УЦИ – устройство цифровой индикации; ЭШ – электрошкаф; органы управления: 1 – маховик поперечной подачи; 2 – рукоятка включения и маховик тонкой поперечной подачи; 3 – рукоятка включения и маховик тонкой вертикальной подачи; 4 – маховик вертикальной подачи; 5 – рукоятка установки величины вертикальной подачи; 6 – рукоятка «пуск-стоп» и регулирования скорости стола; 7 – маховик ручного перемещения стола; 8 – рукоятка крана охлаждения; 9 – кулачки регулирования хода стола Кинематика станка Кинематическая схема станка представлена на рис. 8.3. Главное движение осуществляется от электродвигателя 23 че- рез ременную передачу 25–24. Шпиндель вращается с постоянной частотой. Возвратно-поступательное продольное перемещение стола обеспечивается гидравлическим приводом. Ручное продольное пе- ремещение стола осуществляется от маховика 7 (см. рис. 8.2) через 103 шестерни 4–5, 3–2 и рейку 1, которая прикреплена к столу. Для руч- ных перемещений стола необходимо перемещением маховика 7 вдоль его оси ввести в зацепление зубчатое колесо 4 с колесом 5. В этом случае срабатывает выключатель, который блокирует вклю- чение гидропривода продольного перемещения стола. Рис. 8.3. Кинематическая схема плоскошлифовального станка модели 3Д711АФ10-1 Вертикальная подача шлифовальной головки может быть авто- матической и ручной. Автоматическая вертикальная подача осу- ществляется от гидроцилиндра, на валу которого установлен рычаг с собачкой. Собачка входит в зацепление с храповым колесом и по- ворачивает его. Храповое колесо установлено на валу, который 104 соединен с червячным редуктором 20–21 вертикальных перемеще- ний. Величина автоматической подачи устанавливается рукояткой 5 (см. рис. 8.2). Подача включается при каждом поперечном реверсе крестового суппорта или на двойной ход стола при отсутствии поперечной подачи. Грубая ручная подача осуществляется маховиком 4 (см. рис. 8.2), а тонкая – механизмом тонкой подачи 3. Ускоренное перемещение шлифовальной головки осуществляет- ся от асинхронного электродвигателя 19, который через ременную передачу 18–17 вращает вал редуктора вертикальных перемещений, при этом маховик ручных перемещений отключается электромаг- нитной муфтой. Поперечная подачакрестового суппорта также может быть руч- ной и автоматической. Автоматическая поперечная подача и уско- ренное перемещение осуществляется от электродвигателя 10 через ременную передачу 9–8, при этом маховик поперечной подачи 1 (см. рис. 8.2) не вращается. Это обеспечивается электромагнитной муфтой. Команду на автоматическую поперечную подачу элект- родвигатель получает от бесконтактного выключателя в момент реверса стола. Грубая ручная поперечная подача осуществляется маховиком 1 (см. рис. 8.2), а тонкая – механизмом тонкой подачи 2. Выбор шлифовального круга Качество обработанной поверхности в значительной степени зависит от характеристик шлифовального круга. Типы и размеры шлифовальных кругов регламентируются ГОСТ 2424–83 «Круги шлифовальные. Технические условия». Круг шлифовальный прямого профиля (тип 1) применяется для круглого наружного, внутреннего, бесцентрового, плоского пери- ферией круга и обдирочного шлифования. Основными размерами шлифовального круга являются: наружный диаметр D, высота T и диаметр отверстия H. Наружный диаметр и высоту круга рекомен- дуется принимать максимальными для данной модели шлифоваль- ного станка (см. техническую характеристику). Характеристику абразивного инструмента составляют материал и размер режущего абразивного зерна, структура, твердость, форма 105 круга, связка и др. Характеристики шлифовального круга указывают- ся несмываемой краской на нерабочей поверхности инструмента. Абразивные материалы, применяемые для изготовления шлифо- вальных кругов, представляют собой минералы естественного (ал- маз, корунд) или искусственного (алмаз синтетический, электро- корунд, карбид кремния, карбид бора) происхождения. Зерна аб- разива обладают высокой твердостью, превышающей твердость обрабатываемого материала. Марки некоторых абразивных материа- лов и их применение приведены в табл. 8.3. Таблица 8.3 Марки абразивных материалов и области их применения Абразивный материал, маркировка Область применения 1 2 Электрокорунд нормальный 12А, 13А 14А 15А Обдирочное и черновое шлифование. Обдирочное шлифование чугунного и стального литья, поковок, штампованных деталей, зачистка швов. Шлифование конструкционных и углеродистых сталей в сыром и закаленном виде, легированных сталей, ковко- го чугуна, бронз. Шлифование углеродистых и легированных сталей в за- каленном состоянии, быстрорежущих сталей, заточка инструмента Электрокорунд белый 22А 23А, 24А 25А Чистовая и отделочная обработка. Шлифование и доводка легированных и закаленных сталей. Шлифование и доводка легированных и закаленных ста- лей. Заточка и доводка режущего инструмента. Скоростное шлифование. Обработка труднообрабатыва- емых сталей и сплавов Монокорунд 43А, 44А 45А Получистовая и чистовая обработка легированных ста- лей, ковкого чугуна, быстрорежущей стали. Доводка закаленных углеродистых и легированных сталей. Шлифование легированных, цементированных закален- ных и азотированных сталей. Заточка и доводка режуще- го инструмента 106 Окончание табл. 8.3 1 2 Карбид кремния черный 53С, 54С, 55С Шлифование материалов с низким пределом прочности (чугуна, бронзы), вязких материалов и сплавов (мягкой латуни, алюминия, меди), неметаллических материалов (стекло, мрамор, фарфор и др.) Карбид кремния зеленый 63С, 64С Тонкое шлифование и доводка легированных и закален- ных сталей и неметаллических материалов высокой твер- дости. Шлифование твердых сплавов, заточка твердо- сплавного инструмента Зернистостьабразива указывает на размер режущих зерен основной фракции, примененных в данном инструменте. По раз- мерам абразивные материалы согласно ГОСТ 3647–80 делятся на четыре группы: – шлифзерно (200–16); – шлифпорошки (12–3); – микропорошки (М63–M14); – тонкие микропорошки (M10–M1). Содержание в процентах основной фракции в инструменте указы- вается буквенным индексом: В (60–55 %), П (55–45 %), Н (45–40 %), Д (43–39 %). Примеры применения шлифовальных кругов различ- ной зернистости приведены в табл. 8.4. Таблица 8.4 Зернистость абразивных материалов и область применения Группа материала Зернис- тость Размер зерна основной фракции, мкм Область применения 1 2 3 4 Шлифзерно 63 50 800–630 630–500 Предварительное плоское шлифова- ние торцом круга с шероховатостью Ra 2,5–0,63 мкм, заточка крупных и средних резцов 107 Окончание табл. 8.4 1 2 3 4 Шлифзерно 40 32 500–400 400–315 Предварительное и окончательное шлифование заготовок с параметра- ми шероховатости Ra 2,5–0,32 мкм. Заточка режущего инструмента 25 20 16 315–250 250–200 200–160 Чистовое шлифование заготовок с шероховатостью Ra 1,25–0,16 мкм. Профильное шлифование, заточка мелкого инструмента, шлифование хрупких материалов Шлифпорошки 12 10 8 6 160–125 125–100 100–80 80–63 Отделочное шлифование загото- вок с параметрами шероховатости Ra 0,63–0,16 мкм, заточка и довод- ка режущего инструмента Связка служит для скрепления абразивных зерен в единое тело нужной формы, она определяет твердость и прочность абразивного инструмента. Различают два вида связок: органические (бакелито- вая, глифталевая, паропластовая и вулканитовая) и неорганические (керамическая, магнезиальная, силикатная). Наиболее часто при- меняют керамическую (К) связку: К1, К5, К8 – для инструмента из электрокорунда, К2, К3 – из карбида кремния. Она обладает большой теплостойкостью, водоупорностью, высокой химической стойкостью, обеспечивает высокую производительность и хорошо сохраняет профиль круга. Однако она чувствительна к ударам и из- гибающим нагрузкам. Допустимая скорость шлифования 30–50 м/с. Твердость шлифовального круга характеризует прочность удер- жания абразивных зерен в инструменте при помощи связки. По сте- пени твердости шлифовальные круги подразделяются: – на весьма мягкие (ВМ1, ВМ2); – мягкие (М1, М2, М3); – среднемягкие (СМ1, СМ2); – средние (С1, С2); – среднетвердые (СТ1, СТ2, СТ3); – твердые (Т1, Т2); – весьма твердые (ВТ1, ВТ2); – чрезвычайно твердые (ЧТ1, ЧТ2). 108 Цифры характеризуют возрастание твердости абразивного ин- струмента. При работе слишком твердым кругом связка продолжает удер- живать зерна, затупившиеся и утратившие способность к резанию. Поэтому при шлифовании затрачивается большая мощность, деталь нагревается, возможно ее коробление, а на поверхности появляются риски и прижоги. Если взять мягкий круг, то зерна его быстро выкрашиваются, круг теряет форму и увеличивается его износ. При работе мягкими кругами трудно получить необходимую геометрическую форму де- тали и размер. Мягкими кругами выполняют чистовую обработку таких твердых материалов, как закаленная сталь, твердые сплавы. Кругами средней твердости и твердыми обрабатывают непрочные и более мягкие металлы: незакаленную сталь, чугун. При плоском шлифовании периферией круга рекомендуется применять круги следующей твердости при черновой и чистовой обработке: – сталь незакаленная, чугун: СМ1, СМ2, С1, С2, СТ1, СТ2; – сталь закаленная: М1, М2, М3, СМ1, СМ2, С1, С2. Структура абразивного инструмента характеризуется соотно- шением объемов абразивных зерен, связки и пор. С увеличением номера структуры на единицу объем зерна уменьшается на 2 %, а объем связки соответственно увеличивается для сохранения оди- наковой твердости инструмента. Для черновой (обдирочной) обра- ботки со значительными припусками требуются круги открытых структур № 7–12. Для чистовой и получистовой обработки применя- ют шлифовальные круги закрытых структур № 3–6. В большинстве случаев для плоского шлифования применяют структуры № 5–8. Класс точности абразивного инструмента определяет точность размеров и геометрической формы круга. ГОСТ2424–83 предусмат- ривает изготовление шлифовальных кругов трех классов точности: АА, А и Б. Допуски на предельные отклонения наружного диамет- ра, посадочного отверстия и высоты имеют наибольшие значения круги класса Б. Круги класса А и АА изготавливаются с более высокой точностью. Класс дисбаланса характеризует неуравновешенность массы шлифовального круга. ГОСТ 3060–86 устанавливает четыре класса допускаемого дисбаланса (1, 2, 3 и 4), по этим классам проверяются 109 качество кругов. Чем меньше шлифовальный круг, тем меньше до- пускаемый дисбаланс. В табл. 8.5 приведены характеристики шлифовальных кругов типа 1 с размерами 250 32 76 на керамической связке, выпус- каемых заводами. Таблица 8.5 Примеры характеристик шлифовальных кругов Мате ри ал Зер нисто сть Тверд ость С трук ту ра С кор ость Мате ри ал Зер нисто сть Тверд ость С трук ту ра С кор ость 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 14А 25 СМ1 6 50 25А 25 С1 6 50 14А 25 СМ1 7 50 25А 25 С2 6 50 14А 40 СМ1 7 50 25А 25 СТ1 6 50 14А 80 СТ2 5 35 25А 25 СТ1 6 50 25А 6 СМ1 8 35 25А 25 СТ2 6 50 25А 6 СМ2 8 35 25А 25 СТ2 6 50 25А 6 С1 6 50 25А 40 СМ1 6 50 25А 6 СТ1 6 50 25А 40 СМ1 7 50 25А 6 СТ2 6 50 25А 40 СМ2 6 50 25А 10 СМ1 6 50 25А 40 СМ2 7 50 25А 10 СМ2 6 50 25А 40 СМ2 8 50 25А 12 СМ1 6 50 25А 50 СМ1 6 50 25А 12 СМ2 6 50 25А 50 СМ2 6 50 25А 12 С1 6 50 25А 80 М3 5 35 25А 12 СТ1 6 50 25А 80 СТ2 5 50 25А 12 СТ2 6 50 25А 125 СМ2 5 35 25А 16 СМ1 6 50 54С 25 СМ1 7 35 25А 16 СМ2 6 50 63С 10 СМ1 7 35 25А 16 СМ2 6 50 63С 12 СМ1 7 35 25А 16 С1 6 50 63С 12 СМ2 7 35 25А 16 С2 6 50 63С 12 С1 7 35 25А 16 СТ1 6 50 63С 16 СМ1 7 35 110 Окончание табл. 8.5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 25А 16 СТ1 6 50 63С 16 СМ2 7 35 25А 16 СТ2 6 50 63С 16 С1 7 35 25А 20 СМ1 6 50 63С 16 С2 7 35 25А 25 М3 6 50 63С 16 СТ1 7 35 25А 25 СМ1 6 50 63С 16 СТ2 7 35 25А 25 СМ1 6 50 63С 25 М3 7 35 25А 25 СМ2 6 50 63С 25 СМ1 7 35 25А 25 СМ2 6 50 63С 25 СМ1 7 35 Пример условного обозначения круга типа 1 наружным диамет- ром D = 500 мм, высотой T = 50 мм, диаметром посадочного отвер- стия H = 305 мм, из белого электрокорунда марки 25А, зернистости 10-П, степени твердости С2, номером структуры 7, на керамической связке К1А с рабочей скоростью 35 м/с, класса точности А, 1-го класса неуравновешенности: 1 500 50 305 25А 10-П С2 7 К1А 35 м/с А 1 кл. ГОСТ 2424–83. |