Наладка зубошлифовальных станков

18.04.2020

Содержание

Актуальность темы

ДЕКОПОЛИТОВ МИХАИЛ ИГОРЕВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОФИЛЬНОГО ЗУБОШЛИФОВАНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ КОЛЕС ПУТЕМ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ СТАТИЧЕСКОЙ НАЛАДКИ СТАНКА

Специальность

05.02.07 — «Технология и оборудование механической и физико-технической

обработки» 05.02.08 — «Технология машиностроения»

1 5 ДЕК 2011

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2011

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный технологический университет «СТАНКИН» (ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН») на кафедре «Станки»

Научный руководитель:

доктор технических наук, доцент Макаров Владимир Михайлович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Тимирязев Владимир Анатольевич

кандидат технических наук Ермолаев Вадим Константинович

Ведущая организация:

ФГБОУ ВПО МГТУ «МАМИ», г. Москва

Защита диссертации состоится » а/» декабря 2011г. в /О часов мин. на заседании диссертационного совета Д 212.142.01 в ФГБОУ ВПО Московском государственном технологическом университете «СТАНКИН» по адресу: 127944, г. Москва, ГСП-4, Вадковский переулок, д. За.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО Московского государственного технологического университета «СТАНКИН»

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения (организации), высылать по указанному адресу в диссертационный совет Д 212.142.01.

Автореферат разослан » Збъ ноября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук

Волосова М.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Зубошлифование является финишной операцией формирования конечных параметров изготавливаемого зубчатого колеса. Операция шлифования зубьев занимает большой удельный вес по времени и затратам в производственном цикле изготовления колеса, являясь самой дорогой и длительной. Сокращение времени производственного цикла изготовления прецизионных зубчатых колес и минимальные затраты способствуют ресурсосбережению производства. Эффективное зубошлифование быстро окупает дорогостоящее оборудование и средства его оснащения, удовлетворяя требования качества и точности. Поэтому производственная проблема повышения эффективности операции зубошлифования является актуальной.

Эффективность операции зависит от величины припуска на зубьях и точности заготовки, поступающей на зубошлифование. Деформации зубьев и коробление венца, его геометрический и кинематический эксцентриситеты являются главными причинами, приводящими к нехватке припуска в круговом цикле зубошлифования и, как следствие, браку. Время цикла зубошлифования полностью зависит от величины припуска. Важно не только разбить припуск по черновым и чистовым проходам, но и его правильно распределить в круговом цикле по зубьям. Это выполнятся при наладке станка. Малость припусков на зубьях (десятые доли мм), прецизионность требований и сложная топология обрабатываемых поверхностей зубчатого колеса делает задачу наладки станка для профильного зубошлифования наукоемкой. Основным управляемым параметром профильного зубошлифования является радиальное врезание круга в заготовку, при котором требуется обеспечить геометрию колеса, исчисляемую разнокоординатно, что обусловливает необходимость пересчета станочных параметров наладки в параметры заготовки и припуска.

Мехатронный зубошлифовальный станок, работающий профильным кругом, имеет сложную формообразующую кинематику, что исключает ручное управление, поэтому автоматизация его работы с помощью системы ЧПУ базируется на научно-обоснованных решениях, оптимально реализующих взаимосвязи входных параметров заготовки с выходными параметрами колеса и показателями эффективности процесса. В основе этих взаимосвязей лежит припуск на зубьях заготовки, что делает актуальной научную задачу формализации алгоритмов наладки станка и выбора оптимальных параметров цикла зубошлифования по критерию эффективности.

Целью работы является повышение эффективности профильного шлифования цилиндрических колес на основе расчета оптимальных параметров статической наладки станка путем формализации и алгоритмизации взаимосвязей припуска с нормативами точности шлифуемых колес и показателями операции.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Установить взаимосвязи припуска, параметров наладки станка с выходными показателями профильного зубошлифования.

2. Сформировать критерий эффективности операции шлифования зубьев цилиндрических колес профильным методом.

3. Разработать модели расчета параметров статической наладки зубошлифовального станка по критерию эффективности и алгоритмы их практической реализации.

4. Программно реализовать эффективный алгоритм наладки в системе управления станком для расчета оптимальных параметров профильного зубошлифования и автоматизации работы станка.

5. Внедрить результаты исследований в производство колес и при создании мехатронного зубошлифовального оборудования.

Научная новизна заключается в:

• установленных и формализованных взаимосвязях параметров статической наладки станка с припуском, погрешностью профиля зубьев и длиной общей нормали шлифуемого колеса, выходными показателями операции;

• разработанных моделях и алгоритмах, позволяющих формировать наладочные параметры, ограничивать допустимый уровень погрешности заготовки и величину припуска на зубьях для обеспечения требуемой точности и минимизации времени цикла зубошлифования профильным методом;

• формализации методики расчета параметров статической наладки зубошлифовального станка, работающего профильным кругом, по критерию эффективности.

Практическая ценность и реализация результатов работы состоят в:

• алгоритмах расчета параметров статической наладки, позволяющих определять оптимальные параметры профильного шлифования по критерию эффективности, распределять припуск для исключения брака и минимизации времени цикла обработки;

• практических рекомендациях по выбору параметров зубошлифования профильным методом при изготовлении прецизионных цилиндрических колес;

• методике базирования и закрепления заготовки при наладке станка, позволяющей достичь заданной точности цилиндрических колес профильным методом, повысить эффективность операции и исключить брак;

• разработанном программном обеспечении системы управления мехатронного станка для автоматизации стадии статической наладки станка на операции зубошлифования цилиндрических колес профильным методом.

Методы исследования. В работе были применены основные положения теории базирования, теории систем, теории конструкции и оптимизации, теории множеств, а также технологии машиностроения, теории зацеплений, метрологии, теоретической механики, теории механизмов и машин, численно-аналитических методов вычислительной математики и программирования, дифференциальной геометрии и интегрального исчисления, основ математической теории эксперимента. Достоверность научных выводов обеспечивается согласованием расчетных и экспериментальных данных. Экспериментальные исследования проводились в производственных условиях.

Апробация работы. Основные научные и практические результаты диссертации докладывались на Международной научно-технической конференции «Автоматизация: проблемы, идеи, решения» г. Севастополь; 2010г.; 1-ой Международной научно-практической конференции «Инновации в

машиностроении» г. Бийск, 2010г.; XIII научной конференции МГТУ «Станкин» и «Учебно-научного центра математического моделирования МГТУ «Станкин» -ИММ РАН» по математическому моделированию и информатике: Сборник докладов. — М.: ИЦ ГОУ ВПО МГТУ «Станкин», 2010г.; 3-я научно-образовательная конференция «Ммшиностроение — традиции и инновации (МТИ2010) МГТУ «Станкин», 2010г.; 9-й Всероссийская научно-практическая конференция «Проблемы повышения эффективности металлообработки в промышленности на современном этапе», г. Новосибирск; 3-ей Международной научно-технической конференции «Модернизация машиностроительного комплекса России на научных основах технологии машиностроения (ТМ-2011)» г. Брянск, 2011г..

В полном объеме диссертация заслушана и одобрена на заседаниях кафедр «Станки» и «Технология машиностроения» Московского государственного технологического университета «СТАНКИН».

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 печатные работы, из них 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка использованной литературы из 129 наименований и 3-х приложений. Материал изложен на 198 страницах, содержит 95 рисунков и 21 таблицу. Общий объем работы 214 страниц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулирована конечная цель исследования и раскрываются научная новизна, практическая ценность и область применения результатов работы.

Первая глава посвящена методам и средствам повышения эффективности операции шлифования зубьев цилиндрических колес. По теме диссертации был проведен обзор литературных данных. В развитие прецизионной зубообработки существенный вклад внесли Бобров А.П., Воскресенский Л.А., Евстигнеев Ю.А., Ермолаев В.К., Калашников A.C., Калинин Е.П., Карабчиевский Л.П., Макаров В.М., Овумян Г.Г., Селивестров Б.Н., Старков В.К., Старостин В.К., Фатеев Г.М., Якимов A.B. и другие ученые. В литературе отсутствуют данные по наладкам зубошлифовальных станков работающих профильным кругом.

Многокритериальность требований к операции зубошлифования проявляется в ее прецизионности, большой трудоемкости, долговременности и высокой себестоимости. Зубошлифование требует квалифицированной технологической подготовки и особенно на препроцессных стадиях реализации ее цикла (наладки). Это обусловлено тем, что проект техпроцесса и операции не может учесть все множество внешних и внутренних технологических факторов, влияющих на положительный исход этой операции, исходя из фактических состояний и возможностей технологических компонентов (инструмента, заготовки, станка, специальной измерительной оснастки).

Входные д*наые

— припуск и его шминшыше параметры колеса;

— качество поверхности;

— серийность (гартия);

ДЯЙНЫО о наследуемых.

погрешностях заготовки:

Гя

Входной мониторинг заготовок

Авгомзшииня

цикла зубошлмфовзнни

Наладка станка

(установка загорюет, припуск)

Технология

(схема форм-«, инструмент,

Цикл туботлнфовапна

{фирм та. праща, деление)

Вмходаыс параметры:

1. Аа угол коррекции распределения припуска в 2я (лостато»тость припуска)

2. АЛ- панопно исчисляемый

припуск (ДК+ЛЛ^^ЛА.»,); Лн-межасптроаае расстояние 1 К;сю{щйнагь( состояний круга («олжлуррфнльтютп йшжта ЛЬ)

4. Тактика съема припуска {1 число ирихозо» и К; на каждом );

5. Усдойия ойсс1тсчсиия точное»^ в абсолютных координатах:

(¡V* Н». Кс) Д1.) • ююраииаты КППШК йниииа цикл»)

Выходные параметры: -угол скрсшиваиик’/;

— форма АкяфумеатальноЙ поверх иости (профиль крут);

— режимы шлифования; •рсж»»ы правки

Контроль

Рис. 1. Стадии зубошлифования и выходные параметры наладки станка

Заготовка, поступающая на операцию, несет в себе множество неопределенных геометрических параметров (погрешностей) и свойств по поверхностному состоянию зубьев и баз после химико-термической обработки и предварительного зубообразования. Значительные погрешности заготовки и малый припуск на зубьях, оставляемый под зубошлифование, обусловливает критичный характер реализации операции — вероятность брака весьма высока, но он недопустим. Анализ показал, что именно стадия наладки станка является фундаментом формирования базовых условий обеспечения эффективности операции, исключения брака и достижения требуемой точности (рис.1). Автоматизированный характер управления станком и сложность принятия решений при наладке и настройке станка требует разработки специальных алгоритмов и программного обеспечения для системы ЧПУ и принятия решений оператором.

Проведенный анализ производственно-технологических факторов, влияющих на эффективность зубошлифования, выявил их взаимосвязи со стадией наладки и параметрами, подлежащими идентификации и назначению (рис.2). Это позволило разработать систему мер повышения эффективности операции зубошлифования профильным кругом на стадии наладки как ключевой, создающей базис обеспечения выходных требований к операции.

По результатам обзора поставлена цель работы, сформулированы задачи исследования, связанные с формированием методов автоматизированного управления операцией и разработкой способов повышения эффективности

зубошлифования на стадии наладки станка. Установлено, что оптимальная

наладка является залогом эффективного исхода операции.

Вторая глава посвящена формированию алгоритма управления

профильным зубошлифованием по критерию эффективности на стадии наладки и

настройки станка. Эффективность зубошлифования Эзш определяется геометрий

шлифуемого колеса (модулем ш, числом зубьев 2, шириной венца В и

~ гг-т-г-созо, , ж . ч периметром впадины Ьт1″2-10ш+——- (—т\ал)у, параметрами

.АА

тактики съема припуска АА с числом формообразующих проходов ‘ — —- и

радШ

значениями врезной подачи 8рМи на черновых и чистовых проходах. Частные критерии оперативности (время цикла Тц) и ресурсоемкости (затраты 3 на реализацию операции по расходным материалам) и производительности съема металла интегрированы целевой функцией оптимизации:

(—) => max

(2.B..-/- + = .i + fbn.).(w.tnp+Lijn.w) «»‘»Я*

‘ирод. * ТРнрмки

Критерии исключения брака (достаточность припуска) и точности (погрешность профиля зуба и длины общей нормали колеса) отнесены к ограничениям. Сформированная система параметрических ограничений и решение оптимизационной задачи с помощью инструментов Excel MS позволяет количественно оценивать степень достигаемого эффекта на операции. При наладке управляемым параметром эффективности является величина врезной подачи SfMa, определяющей общее число проходов /, качество обработки и время цикла.

Анализ показал, что основные проблемы повышения эффективности профильного зубошлифования на стадиях наладки и настройки станка связаны с формализацией взаимосвязей процесса, в основе которых лежит припуск. Величина и переменность припуска на зубьях, формируемого на предварительных стадиях производственного цикла, зависит от наследуемых погрешностей заготовки, поступающей на финишную операцию и применяемого метода начального зубообразования.

При смене технологических баз предварительного и финишного зубообразования рассогласовывается относительное положение круга и многопрофильного контура заготовки, вызывая негативный эффект разноприпускности. Параметры разноприпускности профильного зубошлифования исчисляются в тангенциальном и радиальном направлениях к заготовке и рассматриваются как переменные зазоры между инструментальной поверхностью и боковыми сторонами впадин заготовки в круговом цикле.

( о ) 001->

Автоматизация цикла (комплекс моделей, алгорпгмов п прикладных программ)

Техпроде» изготовления колеса —

0,0144 0.012 ■+>—»—_ __ 0,01 ———

II.IIIIH-]— ■ . _

0,000 ……………………………..-

О.ООЛ I

0,002-1

о Р

ь So spgFi®»

Число приходов 2 К! l’J «вг

продольная подача, мм/мин

шюшШт*….. …. \ : lislBllll

Эфф с ктнвн о ст в ! м «З’/се к 2 * ру (> ¡Шзо

Критерий фярмстврязокаиия £ ) 44,1 ХП

Время циклаТц^сек) 175^5155

затраты £ру01 457,01646

ИР 1

Рис. 8. Оценка влияния параметров наладки станка на эффективность операции Управлять мехатронным зубошлифовальным станком можно с помощью наукоемких средств автоматизации поддержки принятия технологических решений. Многокритериальность требований для эффективного зубошлифования удовлетворяется специальными средствами поддержки принятия решений, реализованными программно в станочной системе управления. Алгоритм поддержки для станка мод. СК1000 показан на рис. 9.

Возможности системы управления станком позволяют обеспечивать все важнейшие параметры процесса формообразования на протяжении всего цикла, что даёт возможность автоматически контролировать параметры заготовки, работать на интенсивных режимах без риска получения брака. Полученные результаты позволили разработать специальное программное обеспечение для стадии наладки в системе ЧПУ отечественного станка мод. СЮ ООО, реализующего профильную технологию зубошлифования цилиндрических колес с винтовыми зубьями.

Результатом исследований в главе является верификация аналитических моделей, их алгоритмизация в автоматическом цикле управления зубошлифовальным станком при его наладке и расчет оптимальных значений параметров статической наладки станка в системе ЧПУ.

Рис.9. Система автоматического распределения припуска в С.ЧПУ В четвертой главе экспериментально доказана адекватность разработанных моделей, обеспечивающих автоматизацию цикла профильного шлифования на мехатронном станке и достижение требуемого исхода операции по критериям качества и оперативности. По результатам входного станочного контроля заготовок СЧПУ выдаётся информация о достаточности припуска, рекомендациях по его рациональному распределению, рассчитываются оптимальные параметры наладки для исключения брака и повышения эффективности операции.

Приведены примеры практической реализации системы управления мехатронным станком, работающим профильным кругом. В результате проведенных исследований научно обоснованы и практически реализованы алгоритмы управления профильным зубошлифованием на стадии наладки станка (рис.10). Показана эффективность разработанной методики наладки станка, снижающая время цикла в 1,6.. .3 раза в сравнении с традиционными подходами. Инновационный мехатронный зубошлифовальный станок, оснащенный

комфортным сервисом управления с назначением оптимально формируемых параметров наладки и настройки станка с помощью системы ЧПУ, промышленно

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. В диссертации решена научно-техническая задача, связанная с повышением эффективности шлифования зубьев прецизионных цилиндрических колес, что способствует ресурсосбережению, автоматизации технологических процессов и повышению качества изготовления зубчатых колес.

2. Установлены взаимосвязи припуска с параметрами наладки станка, нормативами точности шлифуемых колес и выходными показателями операции, что позволяет прогнозировать и гарантировать положительный исход операции и формировать условия обеспечения требований качества и оперативности профильного зубошлифования при наименьших затратах материальных и человеческих ресурсов.

3. Достигнута цель повышения эффективности профильного шлифования винтовых зубьев путем разработки комплекса программных средств и алгоритмов управления зубошлифовальным станком, повышающих эффективность финишной операции изготовления цилиндрических колес на основе расчета параметров статической наладки станка. Показано, что достичь поставленной цели можно алгоритмизацией основных стадий цикла зубошлифования, включающих этапы наладки и настройки станка на основе

применения формализованных процедур выбора параметров профильного зубошлифования по критерию эффективности.

4. Формализованы методики, разработаны модели и алгоритмы расчета параметров статической наладки зубошлифовального станка, работающего профильным кругом, по критерию эффективности, которые позволяют формировать наладочные параметры, ограничивать допустимый уровень погрешности заготовки и величину припуска на зубьях для обеспечения требуемой точности шлифуемых колес и минимизации времени цикла зубошлифования профильным методом;

5. Проведена верификация разработанных математических моделей связи припуска с показателями оперативности и качества обработки, что позволило сформировать комплекс программных средств и алгоритмов автоматизации цикла управления станком. Разработанный программный комплекс позволил решить проблему автоматизации цикла зубошлифования профильным методом в абсолютных координатах системы станка. Это дало возможность определять оптимальные параметры наладки и настройки станка, повышающие эффективность зубошлифования профильным методом.

6. Разработанные алгоритмы управления наладкой позволяют давать прогнозные заключения о вероятности брака, не допускать брак по условию достаточности припуска на зубьях за счет правильной установки заготовки на станке и наилучшего распределения припуска по зубьям в круговом цикле, при котором кинематическая погрешность заготовки будет полностью компенсирована, а время шлифования будет наименьшим. Аналитические модели расчета наладочных параметров профильного зубошлифования позволяют оптимально распределять припуск по проходам, прогнозировать доли припуска, затрачиваемые на нестабильный цикл чернового шлифования, и часть припуска, остающуюся на чистовой режим обеспечения конечной точности шлифуемого колеса.

7. Методика расчета и выбора оптимальных параметров наладки зубошлифовального станка позволяет обеспечить точность изготовления колес 4…5 степени точности, требуемое качество поверхностей зубьев и минимизировать время цикла обработки колес в 1,6…3 раза по сравнению с обкатными технологиями. Результаты работы представлены в виде методического и программного обеспечения в системе управления мехатронных зубошлифовальных станков мод. 5А868ФЗ и мод. СК800, эксплуатирующихся на ОАО «САСТА», ОАО «Мытищинский машиностроительный завод», ОАО «ПензаДизельМаш» и других предприятиях, а также на станке модели СК1000.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в научных изданиях, рекомендованных ВАК:

Статьи и материалы конференций, опубликованные в других научных изданиях:

2. Декополитов М.И. Автоматизация распределения припуска при наладке станка для профильного зубошлифования / Макаров В.М., Декополитов М.И.// в сборнике докладов Международной научно-технической конференции «Автоматизация: проблемы, идеи, решения» г. Севастополь, 2010 г., с. 49-51.

3. Декополитов М.И. Обеспечение точности профильного зубошлифования / Декополитов М.И., Макаров В.М.// В сборнике докладов 3-ей Международной научно-технической конференции «Модернизация машиностроительного комплекса России на научных основах технологии машиностроения», г. Брянск, 2011 г., с. 87-88.

4. Декополитов М.И. Управление мехатронным зубошлифовальным станком, работающим профильным кругом / Макаров В.М., Декополитов М.И.// В сборнике докладов 9-й Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы повышения эффективности металлообработки в промышленности на современном этапе», г. Новосибирск, 2011 г., с. 64-65.

5. Декополитов М.И. Управление профильным зубошлифованием цилиндрических колес в условиях мехатронизации конструкции станка с многоосевой кинематикой / Декополитов М.И., Макаров В.М.// В сборнике докладов 3-я научно-образовательной конференции «Машиностроение -традиции и инновации», 2010 г., г. Москва, МГТУ «Станкин» с.106-112.

6. Декополитов М.И. Поддержка принятия технологических решений при наладке станка для профильного зубошлифования / Декополитов М.И., Макаров В.М.// В сборнике докладов XIII научной конференции МГТУ «Станкин» и «Учебно-научного центра математического моделирования МГТУ «Станкин», г. Москва, МГТУ «Станкин», 2010 г., с. 331-334.

7. Декополитов М.И. Оптимизация параметров наладки зубошлифовального станка / Декополитов М.И. // В сборнике докладов XIV научной конференции МГТУ «Станкин» и «Учебно-научного центра математического моделирования МГТУ «Станкин», Москва, МГТУ «Станкин», 2011, с. 174-175.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Декополитов Михаил Игоревич

Повышение эффективности профильного зубошлифования цилиндрических колес путем расчета параметров статической наладки станка

Подписано в печать 17.11.2011. Формат 60 90 1/16. Бумага 80 г. Усл. печ. л. 1,25. Тираж 130 экз. Заказ 199.

В данной статье описана Наладка круглошлифовального станка — первоначальная установка в заданное положение обрабатываемой детали, приспособления, инструмента, рабочих механизмов станка, а также режимов работы и последовательности действий исполнительных органов станка, обеспечивающих выпуск продукции.

Актуальность темы

Чтобы избежать наиболее часто встречающихся видов брака при наружном круглом шлифовании, необходимо знать причины возникновения и меры по их предупреждению и устранению.

Под наладкой шлифовального станка понимают первоначальную установку в заданное положение обрабатываемой детали, приспособления, инструмента, рабочих механизмов станка, режимов работы и последовательности действий исполнительных органов станка, обеспечивающее выпуск продукции.

Наладка шлифовальных станков автоматического действия состоит из следующих действий:

проверка работы всех узлов станка в наладочном режиме и устранение возникших неисправностей;
установка скорости продольного перемещения механизма правки и предварительная правка (при необходимости установки нового шлифовального круга) при отключенном копирном устройстве (обычно такая правка производится алмазозаменителем);
балансировка шлифовального круга и проверка качества балансировки;
правка шлифовального круга с помощью копирного устройства (если необходимо);
установка в переднюю и заднюю бабки центров и выверка их соосности;
установка передней и задней бабки на заданном осевом расстоянии;
установка в центрах (патроне) заготовки и проверка надежности ее закрепления;
выверка взаимного расположения шлифовальной бабки с заготовкой в осевом и радиальном направлениях;
расстановка упоров для изменения направления перемещения стола при продольном шлифовании;
установка заданных режимов обработки;
при шлифовании длинных заготовок установить люнет (люнеты);
установка и настройка по эталону измерительного устройства для контроля диаметра наружной поверхности и управления циклом станка;
пробное шлифование двух-трех заготовок, измерение их погрешности и корректировка положения шлифовальной бабки и настройка измерительного прибора;
при положительных результатах обработки заготовок установка на станке автоматического цикла и проверка работы станка путем обработки партии заготовок с обеспечением требуемой производительности и точности.

Работа, связанная с восстановлением первичной наладки, называется подналадкой станка. Наладка каждого станка различна и зависит от особенностей конструкции станка и процесса обработки детали. Приводим общие указания по наладке круглошлифовального станка при установке деталей в центрах.

Читайте также: Обработка на круглошлифовальных станках. Методы шлифования

Прежде всего необходимо установить переднюю и заднюю бабки по длине обрабатываемой детали. Установить их можно в любом месте стола таким образом, чтобы центр обрабатываемой детали совпал с осью поворота верхней части стола. Это упростит установку стола на заданный угол при шлифовании конических поверхностей. При длительной обработке большой партии деталей, у которых длина значительно меньше, чем наибольшее расстояние между центрами, целесообразно время от времени переставлять переднюю и заднюю бабки на столе станка. Это дает возможность длительное время сохранять точность станка за счет более равномерного распределения износа направляющих стола и станины.

Затем устанавливают упорные центры. При установке центров отверстия шпинделя передней бабки и пиноли задней бабки должны быть сухими и чистыми. Перед установкой детали на станок необходимо тщательно проверить, нет ли на рабочих поверхностях упорных центров каких-либо повреждений. Лишь после этого приступают к выверке центров станка. Для этой цели перемещают к передней бабке заднюю и, если центры не совпадают, путем поворота передней бабки вправо или влево от нуля добиваются совпадения центров.

Задний центр должен выступать из пиноли на величину, соответствующую полуторной высоте круга. Поводковый патрон для вращения детали отлаживается при неподвижном переднем центре. При шлифовании цилиндрических деталей поворотный стол устанавливают в нулевое положение.

Далее устанавливают заднюю бабку. Усилие прижима детали задним центром должно быть умеренным. Чем легче и тоньше шлифуемая деталь, тем меньше должно быть это усилие. Следует помнить, что излишняя сила прижима приводит к быстрому износу центров и, следовательно, к ухудшению качества обработки. Слабый прижим детали также недопустим, так как под действием давления круга на деталь задний центр может сместиться и точность обработки будет нарушена.

При шлифовании длинных деталей устанавливается необходимое число люнетов, исключающих прогиб детали под действием усилий, возникающих при шлифовании.

Затем следует отрегулировать и проверить систему охлаждения и очистки (фильтрования) рабочей жидкости, произвести правку круга. Если круг новый, его сначала тщательно балансируют, после чего подбирают и устанавливают согласно технологической карте скорость вращения детали и скорость хода стола.

После того как шлифуемая деталь будет установлена в центрах, необходимо приступить к расстановке упоров для изменения направления движения стола при продольном шлифовании. Проверка правильности их расстановки осуществляется путем перемещения стола вручную. Упоры, установленные в пазу станка, необходимо надежно закрепить, чтобы исключить возможность сдвига их во время шлифования.

Для следующего этапа — пробных проходов при наладке — включают электродвигатель бабки круга и детали, после чего подводят круг к обрабатываемой детали до появления искры и вручную перемещают стол. Если при этом искра будет равномерна по всей длине детали, то можно включить автоматическую подачу. Сделав несколько проходов, проверяют диаметр детали с обоих концов, и, если она окажется конусной, выверяют положение стола и снова обрабатывают деталь.

При настройке круглошлифовального станка нужно пользоваться имеющимся лимбом поперечной подачи, облегчающим настройку. Чтобы определить величину припуска на шлифование, перед установкой на станок деталь следует замерить. Убедившись, что деталь вращается с необходимой скоростью и положение упоров переключения хода стола соответствует требуемой длине шлифования, необходимо осторожно подвести круг к детали до появления искры. В этом положении следует освободить лимб и, не сдвигая маховик поперечной подачи, передвинуть его так, чтобы число делений между нулевым делением на корпусе механизма поперечной подачи и нулевым делением лимба соответствовало половине припуска на диаметр детали. После этого, закрепив лимб, можно обрабатывать деталь, включив автоматическую подачу, которая выключается упором поперечной подачи при совмещении нулевых делений лимба и корпуса механизма поперечной подачи. За два-три деления до нулевого положения необходимо проверить размер деталей, чтобы не допустить снятия лишнего материала и, если нужно, внести соответствующие коррективы в наладку. При шлифовании до упора необходимо периодически корректировать положение круга для компенсации его износа.

Наладка многокруговых станков имеет свои особенности. На рис. 104 приведена принципиальная схема монтажа шлифовальных кругов на шпинделе станка с шестикруговой наладкой. Для каждого круга следует применять только предназначенный ему комплект зажимных и распорных крепежных деталей с отштампованными на них порядковыми номерами. Станок должен быть оснащен подъемным устройством с учетом того, что вес в сборе шпинделя и кругов достигает 1000—1500 кг.

Сборку комплекта кругов производят в следующем порядке. На запасной шпиндель 8 устанавливают конусный разрезной фланец 2 и прикрепляют его винтами 1 к базовому кольцу 8а шпинделя. На конусный разрезной фланец надевают конусное кольцо 5, наружный диаметр этого кольца является местом для посадки шлифовального круга, и прикрепляют его к фланцу 2 винтами 9. Бумажную прокладку 5 надевают на кольцо 5 до упора в торец фланца 2. Далее устанавливают шлифовальный круг 4, расположив его торцом, на котором нанесена стрелка-указатель тяжелой части со стороны детали 10. Затем надевают вторую бумажную прокладку 5 до касания с торцом круга 4, и прижимное кольцо 10 на конусное кольцо 5, при этом устанавливают прижимной фланец 11 и прикрепляют его винтами 6 к кольцу 5. Распорное кольцо 12 прикрепляют винтами 7 к прижимному фланцу 11. Детали 5а между конусными зажимными кольцами 5 и разрезными фланцами 2 должны быть смонтированы таким образом, чтобы разрезной фланец-цанга 2 правильно обхватывала шпиндель 8. В указанном порядке производится монтаж всего комплекта кругов и при этом должны быть выдержаны размеры между кругами соответственно заданными по чертежу.

Так как балансировка перемещающимися грузами на станках с многокруговой наладкой не предусмотрена, уравновешенность системы достигается при сборке на запасном шпинделе станка за счет смещения тяжелой части каждого круга относительно предыдущего на определенный угол (рис. 105). Каждый круг, входящий в комплект, тщательно балансируется и его тяжелая часть четко обозначается стрелкой под углом 90° по отношению к рабочему месту. При наладке многокругового шлифовального станка установка каждого последующего круга относительно предыдущего производится со смещением стрелки — указателя его тяжелой части на 360/n градусов, где п — число кругов, участвующих в наладке. Уравновешенность кругов, входящих в комплект, должна соответствовать первому классу и точнее. Диаметр посадочного отверстия у таких кругов должен быть обработан с точностью 0,1 мм на плюс от номинального, непараллельность торцов — максимально 0,1 мм, допуск по высоте круга ±0,13 мм, наружный диаметр может иметь отклонение в пределах 1 мм.

Для автоматизированных станков с многокруговой наладкой обязательной является комплектация инструмента, при этом все круги, входящие в комплект, должны быть одинаковыми по режущей способности и стойкости. При многокруговой наладке, в связи с автоматической и частой правкой, применяют круги пониженной твердости, которые имеют повышенную режущую способность. Так, на автозаводе им. Лихачева при шлифовании коренных шеек коленчатых валов применяют круги характеристики Э9А40С2К5. На станках старой конструкции с ручной правкой применяются более твердые круги СТ2.

Читайте также: Особенности систем ЧПУ для шлифовальных станков

Наиболее часто встречающиеся приемы по регулированию отдельных механизмов станка

Регулирование натяжения ремней привода круга. Плита электродвигателя привода круга закреплена на направляющих задней части корпуса шлифовальной бабки двумя сухарями. Для регулирования натяжения ремней необходимо отпустить два винта, которыми затянуты клинья, и передвинуть плиту на нужную величину вместе с электродвигателем. Чтобы предотвратить повреждение подшипников шпинделя бабки, преждевременный износ ремней и возникновение вибраций, не следует туго натягивать ремни привода круга. Оптимальным является такое натяжение, при котором полная нагрузка передается без скольжения ремней.

Регулирование натяжения ремней привода детали. Для натяжения ремней привода от электродвигателя на промежуточный шкив следует открыть кожух передней бабки и специальным ключом отпустить винты, которыми плита электродвигателя закреплена на корпусе передней бабки, далее необходимо передвинуть плиту с электродвигателем в нужное положение и снова закрепить ее винтами. Натяжение ремней в передаче от промежуточного шкива на планшайбу производится эксцентриком. Для того чтобы отрегулировать натяжение ремней, необходимо отпустить три винта фланца, расположенного на правой торцовой крышке передней бабки, и поворачивать фланец до тех пор, пока не будет достигнуто требуемое натяжение. После регулировки фланец должен быть снова зафиксирован в требуемом положении винтами.

Регулировка подшипников шпинделя. Регулировка подшипников производится на заводе-изготовителе и рассчитана на продолжительное время. Если же в процессе работы будет обнаружено, что плохое качество шлифования получается из-за подшипников шлифовального шпинделя, то их следует отрегулировать. Для регулирования подшипников шпинделя шлифовальной бабки необходимо снять крышку кожуха круга и балансировочное приспособление, затем круг с фланцами и кожух шкивов бабки. Перед началом регулирования необходимо подготовить специальный ключ для провертывания шпинделя, ключ под винты с внутренним шестигранником и отвертку. Регулировать подшипники следует в нагретом состоянии после обкатки станка в течение 2—3 часов. Регулировку необходимо выполнять быстро, чтобы температура подшипников не успела понизиться.

Рекомендуется следующий порядок регулировки подшипников:

останавливают станок и вывинчивают пробки 1, 2 (рис. 106) и контрящие винты (а и б);
затягивают отверткой регулировочные винты в и одновременно поворачивают шпиндель в сторону его рабочего вращения ключом, надетым на гайку, крепящую шкив на шпинделе;
завертывают промежуточные винты б, осторожно доведя их до упора в регулировочные винты в и отпуская на 3/4 оборота, чтобы образовался зазор между винтами б и в;
осторожно (не нарушая установки винтов б и в) ввертывают и туго затягивают винты а, чтобы надежно зафиксировать положение регулировочных винтов в;
регулируют винты 5, 6, 3 и 4 в соответствии с приведенными выше указаниями. Винты 1 и 2 рекомендуется затягивать туго, чтобы надежно зафиксировать шпиндель, прижав его к нижним вкладышам.

После регулировки следует проверить люфт шпинделя по индикатору, допустимый люфт 0,02 — 0,03 мм. После регулировки шпиндель шлифовальной бабки должен проворачиваться в сторону его рабочего вращения без особого усилия и люфт шпинделя по индикатору не должен превышать 0,03 мм.

Правильность регулировки подшипников шпинделя шлифовального круга у станка ЗБ12 определяют следующим образом. При снятом шлифовальном круге и шкиве нужно приложить к концу шпинделя усилие 5—8 кг. Стрелка индикатора, наконечник которого упирается в шейку шпинделя, должна показывать отклонение от первоначального положения 8—10 мк. Проверку производят на обоих концах шпинделя. При проверке надо приложить усилия по трем радиальным направлениям (параллельно прижимным винтам).

Регулирование упорного подшипника шпинделя шлифовальной бабки. В том случае, если после продолжительной работы станка в упорном подшипнике шпинделя бабки образуется повышенный осевой зазор вследствие износа бронзовых упорных колец, следует подтянуть этот подшипник.

Регулировку приурочивают ко времени ремонта станка и выполняют в следующем порядке:

сливают масло из корпуса бабки, вывинчивают пробку, расположенную под кожухом шкивов;
снимают крышку бабки;
снимают кронштейн с опорой верхнего рычага;
снимают фиксатор, закрепленный винтом на корпусе подшипника;
затягивают корончатую гайку упорного подшипника так, чтобы фиксатор попал в следующую зарубку гайки;
закрепляют фиксатор в корпусе подшипника.

Наиболее часто встречающиеся неполадки гидросистемы и меры по их устранению изложены в гл. IV.

До работы следует проверить исправность станка, положение рукояток управления, правильно установить и надежно закрепить упоры реверса. Следует также проверить наличие масла в резервуарах станины и шлифовальной бабки. Включение вращения шпинделя шлифовальной бабки при отсутствии масла в камере подшипников (маслоуказатель — на крышке шлифовальной бабки) не допускается. До работы рекомендуется также проверить надежность закрепления детали в центрах.

Во время работы необходимо следить за работой подшипников шпинделя шлифовальной бабки и их смазкой. Подводить шлифовальный круг к детали необходимо осторожно, не допуская ударов. Не следует измерять деталь ручным инструментом во время вращения, а также тормозить вращающуюся деталь руками во избежание серьезных ранений.

Читайте также: Шлифовальные станки. Рынок шлифовальных станков в России

Лурье Г.Б. Шлифовальные станки и их наладка. 1972 г.

Список литературы:

Альперович Т.А., Константинов К.Н., Шапиро А.Я. Конструкция шлифовальных станков, 1989
Альперович Т.А., Константинов К.Н., Шапиро А.Я. Наладка и эксплуатация шлифовальных станков, 1989
Дибнер Л.Г., Цофин Э.Е. Заточные автоматы и полуавтоматы, 1978
Генис Б.М., Доктор Л.Ш., Терган В.С. Шлифование на круглошлифовальных станках, 1965
Кащук В.А., Верещагин А.Б. Справочник шлифовщика, 1988
Куликов С.И. Хонингование, 1973
Лисовой А.И. Устройство, наладка и эксплуатация металлорежущих станков, 1971
Лоскутов В.В. Шлифование металлов, 1985
Лоскутов В.В. Шлифовальные станки, 1988
Лурье Г.Б. Шлифовальные станки и их наладка,1972
Лурье Г.Б. Устройство шлифовальных станков,1983
Меницкий И.Д. Универсально-заточные станки ,1968
Муцянко В.И. Братчиков А.Я. Бесцентровое шлифование, 1986
Наерман М.С., Наерман Я.М. Руководство для подготовки шлифовщиков. Учебное пособие для ПТУ, 1989
Наерман Е.С. Справочник молодого шлифовщика, 1991.
Попов С.А. Шлифовальные работы, 1987
Терган В.С. Шлифование на круглошлифовальных станках, 1972
Шамов Б.П. Типы и конструкции основных узлов шлифовальных станков, 1965