Бесцентрово-шлифовальные станки

09.06.2018
Бесцентровое шлифование — разновидность круглого шлифования, широко применяется для производительной финишной обработки горячекатаных круглых прутков и стали-серебрянки (ГОСТ 14955-69). Обрабатываемый пруток расположен между шлифовальным и ведущим кругом. Ведущий круг имеет меньшую окружную скорость и приводит во вращение заготовку. Опорный нож частично воспринимает массу прутка и может настраиваться по высоте. Наклон оси ведущего круга на несколько градусов обеспечивает продольное перемещение прутка. Осевая подача прутка определяется по формуле

где s — осевая подача прутка, мм/мин;

d — диаметр ведущего круга, мм;

nв — окружная скорость ведущего круга, об/мин;

b — угол наклона оси ведущего круга.

В табл. 32 приведены основные технические характеристики бесцентрово-шлифовальных станков, изготавливаемых отечественной промышленностью в соответствии с ГОСТ 13510—68 и ГОСТ 2898—67. Станкостроительный завод им. С. М. Кирова изготавливает шлифовальные станки с подвижными шлифовальной и ведущей бабками и неподвижным опорным ножом с подвижными ведущей бабкой и опорным ножом.

При первой компоновке исключается необходимость смещения загрузочных устройств. Вторая компоновка создает жесткость и виброустойчивость шлифовальной бабки, так как вращающаяся масса шпинделя с кругом находится в корпусе, жестко соединенном со станиной.

Станки изготавливают горизонтального и наклонного типа, у последних обеспечивается большое усилие прижатия прутка к ведущему кругу, стабилизируется подача прутка.

Станки модели CЛ преимущественно применяют для обработки поверхности горячекатаных прутков и после точения прутков на бесцентрово-токарных станках. Станки имеют широкие наборные шлифовальные и ведущие круги (возможно шлифование сборными кругами с переменной технической характеристикой), повышенную жесткость, высокую мощность главного привода, загрузочно-разгрузочные и транспортные устройства, автоматический цикл обработки и подналадки шлифовального круга по мере его износа.

Конструктивное устройство этих станков достаточно хорошо известно на металлургических заводах. Важное значение для эффективной эксплуатации станков имеет их правильная настройка.

Основные требования, которые необходимо обеспечивать при настройке бесцентрово-шлифовального станка, изложены ниже.

Надежная подача обрабатываемого прутка обеспечивается при линейном контакте ведущего круга с прутком. Ось вращения прутков устанавливают выше линии центров шлифовального и ведущего кругов. Расстояние от оси вращения прутка до линии центров принимают равным половине диаметра прутка, а при диаметре более 25 мм — в пределах до 12 мм. Если ось вращения обрабатываемого прутка расположена высоко, то силы шлифования стремятся поднять его и шлифование становится неустойчивым. Если линия центров совпадает с осью вращения прутка, то при шлифовании возникает вибрация, ухудшающая качество поверхности обрабатываемого прутка.

Выбор материала, длины, толщины и угла скоса верхней поверхности опорного ножа должен соответствовать условиям шлифования и осуществляться на основе практического опыта. Своевременно должна выполняться перешлифовка опорных ножей. Корпус опорного ножа следует максимально жестко закреплять в станине станка.

Фирма «Norton» рекомендует схему установки опорного ножа, показанную на рис. 64. По этой схеме зазор между направляющей № 1 и передней поверхностью ведущего круга определяют по формуле

где d, d1 — диаметр прутка перед шлифованием и после него, мм.

Правильная установка кругов на их шпинделях сводится к следующему:

- предварительно следует простучать поверхность круга деревянным предметом — чистый звук указывает на отсутствие трещин и равномерную структуру круга;

- круг легкой стороной должен быть установлен вверх в прокладках;

- при завинчивании круга во фланцах сначала затягивают один винт, затем диаметрально противоположный, далее винты, расположенные на 90° от предыдущих и т. д.;

- ведущий круг обычно устанавливается под углом 3 или 5°;

- повышенную скорость ведущего круга применяют, когда пруток имеет значительные отклонения от круглой формы;

- шлифовальный и ведущий круги должны подвергаться правке;

- установка ведущего круга по отношению к опорному ножу должна обеспечивать минимальные размеры от точки контакта прутка со шлифовальным кругом до опорного ножа.

Установка направляющих со стороны ведущего круга должна обеспечивать свободное скольжение прутка без ударов о поверхность круга и направляющие, что особенно важно при финишных операциях со съемом 0,005—0,007 мм. Для черновых шлифовальных операций поддерживающая поверхность передней направляющей должна находиться сзади передней поверхности ведущего круга на расстоянии, равном половине припуска, удаляемого при этом проходе. Задняя направляющая должна быть установлена на одном уровне с ведущим кругом.

Направляющие со стороны шлифовального круга не должны поддерживать шлифовальный пруток. Зазор между этими направляющими и прутком устанавливают в пределах 0,4—0,8 мм в зависимости от диаметра прутка.

Перед эксплуатацией бесцентрово-шлифовального станка следует обратить внимание на уравновешенность кругов (ГОСТ 3060—75, ГОСТ 2424—75).

Точные шлифовальные станки имеют оправки для кругов со специальными грузами для балансировки. Сначала шлифовальный круг на оправе устанавливают на станок и производят грубую правку круга, затем его устанавливают на балансировочный стенд. На стенде выявляют более тяжелую часть круга, легкую помечают мелом, вставляют два балансировочных груза на оправку и передвигают их на равные расстояния от отметки мелом, пока круг не окажется сбалансированным, независимо от его положения (рис. 65). Далее круг устанавливают на станок и осуществляют окончательную правку.

Новые шлифовальные станки оборудуют системой автоматической балансировки круга на станке.

Качественная поверхность обрабатываемых прутков достигается при тщательной правке поверхности кругов.

Черновую правку производят абразивными кругами, шарошками и другими правочными приспособлениями.

При правке кругов алмазами соблюдают следующие основные требования:

- форму алмаза и размер применяют в соответствии с технической характеристикой круга;

- острая грань алмаза должна постоянно соприкасаться с поверхностью круга;

- алмазный инструмент устанавливают под углом 10—15° к плоскости круга жестко в держателе;

- перед правкой алмазом должна быть включена подача смазочно-охлаждающей жидкости, а подшипники шпинделя достаточно нагреты;

- при грубой правке алмаз подают на глубину до 0,025 мм с продольной подачей до 500 мм/мин, при тонкой правке продольную подачу уменьшают до 100—175 мм/мин.
Бесцентрово-шлифовальные станки

Осуществляют правку как шлифовального, так и ведущего кругов, повторяя проходы до получения правильной цилиндрической формы круга.

Смазочно-охлаждающие жидкости оказывают значительное влияние на качество шлифования, и их следует подбирать с учетом материала прутка, объема снимаемого металла и технической характеристики круга.

Равномерное распределение жидкости по полной высоте круга является необходимым требованием для качественной шлифовки.

Подбор материала опорного ножа начинают с твердых материалов, обеспечивающих наибольшую стойкость. При снижении качества поверхности прутков переходят к материалам с меньшей твердостью.

Чем больше диаметр обрабатываемого прутка, тем меньше должен быть угол скоса ножа. Для большинства бесцентрово-шлифовальных операций используют опорный нож со скошенной передней поверхностью. На значительных по высоте кругах (более 200 мм) и на длинных ножах со значительным (до 30°) углом скоса при шлифовании может возникнуть вибрация, для снижения вибрации угол ножа уменьшают до 20° с целью снижения давления на опорный нож.

Длина ножа определяется высотой кругов, толщину ножа принимают несколько меньше диаметра прутка, однако нож при обработке малых диаметров должен быть достаточно жестким.

В случае возникновения вибраций при обработке прутков на бесцентрово-шлифовальных станках без очевидной причины можно рекомендовать использование кругов с более мягким зерном и пониженной твердостью. В этих случаях уменьшаются усилия резания и соответственно снижается вертикальная составляющая и ограничивается вредное воздействие вибраций на качество поверхности прутков.

Качественная шлифовка поверхности может быть обеспечена при тщательном выборе технической характеристики кругов в зависимости от обрабатываемых сталей, требуемой точности и чистоты поверхности, диаметра прутка и состояния шлифовального станка.

Применение шлифовальных кругов из электрокорунда нормального на керамической связке эффективно при черновой обработке углеродистых и быстрорежущих сталей. При чистовой обработке хорошие результаты показывают круги в наборе из электрокорунда белого, причем последним ставится круг на вулканитовой связке, например 24А40СТ1К5; 24А25С1К5; 24А16С2В.

Некоторые рекомендации по выбору технической характеристики кругов для бесцентрового шлифования приведены в приложении и справочнике. Следует указать, что на участках шлифования желательно иметь широкий набор технических характеристик инструмента.

Улучшения качества шлифуемой поверхности прутков следует ожидать от применения кругов на органической связке. Имеются зарубежные сообщения о применении самозатачивающихся кругов на специальной бакелитовой связке стойкой по отношению к смазывающе-охлаждаюгцей жидкости. При этом повышается производительность по снятой стружке, сокращаются потери времени, связанные с правкой кругов, возрастает стойкость инструмента, существенно снижаются расходы на эксплуатацию.

Затраты на обработку прутков (руб/т) кругами на керамической связке на станке СЛ-501М, по данным справочника, приведены ниже:

Одной из главных причин неудовлетворительной обработки на бесцентрово-шлифовальных станках является возникновение вибраций.

Причинами вибраций может быть: снятие повышенного припуска, высокая твердость шлифовального круга, некачественная правка круга, износ подшипников и других деталей и узлов станка.

В этих условиях рекомендуется увеличить скорость прутка при той же глубине шлифования, применить более грубую правку, уменьшить скорость шлифования, повысить смазывающие свойства охлаждающей жидкости.

Вибрации на станок могут передаваться от внешних источников. Для выявления этой причины останавливают станок и ставят стакан с водой на кожух шлифовального круга или применяют индикатор.

Вибрации могут возникать внутри станка. Причинами могут быть:

- неравномерная толщина ремней, неправильная их подборка и натяжение;

- вибрация в гидравлической системе вследствие износа насоса или повреждения предохранительного клапана;

- нежесткое крепление электродвигателей, биение вала двигателя, неуравновешенность шкивов;

- дефекты зубчатых передач, цепей и звездочек; изношенные детали необходимо заменить. При работе с новыми зубчатыми колесами применяют притирку мягким абразивом, смешанным с маслом, и тщательно контролируют сохранение формы зубьев;

- шлифовальные круги, имеющие масляные пятна или неравномерно удаленную влагу. Рекомендуется перед остановкой станка сначала отключать подачу СОЖ, давая возможность кругу вращаться с целью удаления влаги;

- неправильное хранение абразивных кругов, например торцом на влажном цементном полу. Хранить круги желательно в специальных стеллажах плашмя, что предотвращает поглощение влаги какой-либо одной областью;

- нарушение технологии правки кругов.

Как правило, при высоких требованиях к качеству отделки поверхности проката трудности в эксплуатации станков возникают в результате воздействия нескольких различных факторов.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: