Четверг, 11 Январь 2018 13:41

Плоскошлифовальные станки с ЧПУ

Автор 
Оцените материал
(1 Голосовать)

ДЕРЖАНИЕ

 

Введение

1. Технико-экономические показатели

2. Технические характеристики станка и их определяющие факторы

3. Компоновка станка

4. Привод главного движения станка

5.  Шпиндельный узел

6. Механизм подачи

7. Стол. Перемещения стола

8. Несущая система станка

9. Типичные представители

Список литературы

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Обработка металлических заготовок для получения необходимой шероховатости осуществляется на шлифовальных станках. Плоскошлифовальные (ПШ) станки предназначены для финишной обработки плоских поверхностей. Качество поверхности детали после обработки доводится до Ra 0,63-0,16 мкм.

В качестве инструмента при работе на ПШ станках используются шлифовальные круги. Обработка, в зависимости от конфигурации обрабатываемой поверхности, выполняется периферийной или торцевой частью круга. Подача шлифовального круга производится двумя способами: продольным или круговым.

Следует отметить, что на ПШ станках можно обрабатывать не только плоские поверхности, но и фасонные поверхности, если использовать специальные приспособления. В настоящее время выпускаются такие ПШ станки, на которых можно обрабатывать конические поверхности. Это стало возможным благодаря применению программного управления.

  

 

1. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

 

Значительным позитивным фактом при использовании ПШ станков является их высокая производительность.

 

 

Этому способствуют многие факторы:

высокие скорости резания,

программное управление,

применение магнитных столов для установки заготовки.

Плоское шлифование также можно использовать вместо чистового строгания и шабрения.

 

Гамма ПШ станков достаточно широка, принято классифицировать эти станки по следующим особенностям конструкции:

1) Вид движения стола ПШ станка:

    а) вращательное;

    б) возвратно-поступательное.

2) Пространственное положение шпинделя ПШ станка:

    а) вертикальное;

    б) горизонтальное

3) Степень автоматизации:

    а) универсальные;

    б) полуавтоматические;

    в) автоматические.

4) Положение рабочей поверхности шлифовального круга:

    а) шлифование периферией круга (рис. 1);

    б) шлифование торцом круга (рис. 2).

 

 ПШ 1

Рисунок 1 – Шлифование периферией круга

 

Шлифование торцом круга 

Рисунок 2 – Шлифование торцом круга

 

Повышение производительности и улучшение качества обработки, выпускаемых в настоящее время ПШ станков произошло благодаря прогрессивным конструкторско-техническим решениям. К ним, прежде всего, относятся:

1) Внедрение системы для дистанционного контроля перемещения стойки и стола.

2) Использование сервоприводов подач дает возможность добиться высокой точности позиционирования и повторяемости.

3) Применение комбинированной установки гидростатических и гидродинамических подшипников.

4) Использование прецизионных подшипников качения в качестве опор шпиндельного вала.

5) Использованием специальной фторопластовой ленты на салазках и направляющих стола.

6) Внедрение системы регулирования и стабилизации температуры масла.

7) Применение система правки шлифовального круга с автоматической компенсацией.

 

Указанные выше преимущества позволяют:

снизить тепловое воздействие;

повысить параметры точности и снизить параметры шероховатости, обрабатываемой заготовки;

увеличить срок службы ПШ станка.

 

Сравнить характеристику ТЭП типичных представителей ПШ станков с ЧПУ можно по данным таблицы 1.

Характеристика ТЭП ПШ станков с ЧПУ

Таблица 1 - Характеристика ТЭП ПШ станков с ЧПУ

 

 

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СТАНКА

 

Основными геометрическими характеристиками ПШ станков являются:

- тип рабочей поверхности стола.

- размер рабочей поверхности стола;

- размеры шлифовального круга;

- наибольшее вертикальное перемещение шпиндельной бабки;

- наибольшее перемещение суппорта стола.

 

Основными рабочими характеристиками ПШ станков являются:

- скорость перемещения стола;

- скорость вертикального перемещения шпиндельной бабки;

- скорость перемещения суппорта;

- наибольшая скорость резания.

 

Основными технологическими характеристиками ПШ станков являются:

- точность обработанной поверхности;

- шероховатость обработанной поверхности;

- плоскостность обработанной поверхности;

- параллельность обработанных поверхностей;

- перпендикулярность траектории поперечного перемещения стола к направлению его продольного перемещения.

 

Факторы, влияющие на производительность ПШ станков

Скорость шлифования увеличивается при повышении скорости подачи, однако это негативно влияет на точность получаемых размеров. В связи с этим рекомендуется назначать высокие скорости подачи при большой глубине резания (черновая обработка), а при снятии небольших припусков (чистовая обработка) снижать скорость подачи.

 

Скорость поперечной подачи также влияет на производительность. При большой поперечной подаче производительность возрастает. Однако ухудшаются параметры шероховатости. В связи, с чем рекомендуется высокую скорость поперечной подачи применять при черновой обработки, а при чистовой обработки применять более низкие скорости.

 

Во много производительность плоского шлифования определяет глубина резания. Чем больше глубина резания, тем выше производительность. Рекомендуется при работе с крупнозернистыми кругами назначать большие значения глубины резания, а при использовании мелкозернистых кругов уменьшать значения глубины резания. Связано это, прежде всего с износом шлифовального круга, мелкозернистые шлифовальные круги при большой глубине резания засаливаются и перестают выполнять свою функцию.

 

Технические характеристики ПШ станков

Таблица 2 – Технические характеристики ПШ станков

 

Погрешности, влияющим на технологические параметры, представлены в таблице 3.

  

Чем вызвана погрешность

Характеристика погрешности

Износ шлифовального круга

Размерная стой­кость круга ниже периода его стойкости

Установки заготовки

Нарушение точности при установки заготовки на стол станка

Положение оси вращения шпин­деля

Непостоянство положения оси вращения шпинделя зависит от типа и качества исполнения опор шпинделя

Неравномерности малых перемещений

Неплавность малых перемещений вызывается различной величиной статических и кинематических сил трения
на направляющих станка

Тепловые деформации

Изменяется расстояние между бабкой круга и столом, между баб­ками изделия и круга

Влияние точности станка

Неуравновешенность шпин­дельного узла или ротора электродвигателя; неплотная посадка фланца для крепления круга на шпин­деле; слабое крепление шлифовальной бабки

 Таблица 3 – Погрешности, влияющие на качество обработки

 

3. КОМПОНОВКА СТАНКА ЧПУ

 

На компоновку плоскошлифовального станка с ЧПУ влияют различные факторы, первостепенное значение имеют следующие из них:

-    пространственное расположение шпинделя (горизонтальное, вертикальное);

-    количество шпинделей (одношпиндельный, двухшпиндельный);

-    тип рабочего стола (прямоугольный, круглый);

-    рабочая поверхность шлифовального круга;

-    способ установки гидравлического оборудования (встроенное гидрооборудование; отдельный гидроагрегат).

приведены различные варианты компоновки ПШ станков

На рисунке 3 приведены различные варианты компоновки ПШ станков.

 

 

а) один горизонтальный шпиндель, прямоугольный стол  (рабочая поверхность - периферия круга);  б) один горизонтальный шпиндель, круглый стол  (рабочая поверхность - периферия круга); в) один вертикальный шпиндель, круглый стол  (рабочая поверхность - торец круга); г) один вертикальный шпиндель, прямоугольный стол  (рабочая поверхность - торец круга); д) два вертикальных шпинделя (рабочая поверхность - торец круга); е) два горизонтальных шпинделя (рабочая поверхность - периферия круга)

  

4. ПРИВОД ГЛАВНОГО ДВИЖЕНИЙ СТАНКА

 

Конструктивное исполнение привода шпинделя шлифовального станка во многом зависит от его пространственного положения. В большинстве ПШ станках при вертикальном расположении шпинделя и требуемой мощности до 10 кВт вращение круга обычно осуществляется от односкоростных асинхронных короткозамкнутых двигателей, встроенных в корпус шлифовальной бабки. Когда шпиндели и электродвигатель объединены в один узел, устройство называют электрошпинделем. Ротор электродвигателя монтируется на шпинделе, а статор крепится к стенкам корпуса (рис. 3).

 

Привод ПШ станка с вертикальным шпинделем (электрошпиндель)
 

Рисунок 3 – Привод ПШ станка с вертикальным шпинделем (электрошпиндель)

  Так как в процессе работы электродвигатель нагревается, то для его охлаждения в конструкции предусмотрен вентилятор. Воздух лопастями вентилятора нагнетается в зазор между ротором и статором и затем удаляется через специальные отверстия в корпусе.  В связи с тем, что шпиндель несет на себе ротор и вентилятор, балансировка выполняется совместно с этими узлами.

В ПШ станках при горизонтальном расположении шпинделя (рис. 4)  электродвигатель 6 через клиноременную передачу передает движение на шпиндель. Крепление электродвигателя 6 осуществляется к заднему торцу корпуса шлифовальной бабки 2 и кронштейном 8.  При перемещении кронштейна 8 происходит натяжение клинового ремня 5. Для того чтобы снять шкив 3 выкручивается винт 1.

 Привод ПШ станка с горизонтальным шпинделем


  Рисунок 4 – Привод ПШ станка с горизонтальным шпинделем

 

5.  ШПИНДЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ

 

Шпиндель I (рис. 5, а) смонтирован в стаканах 2 и 5, которые винтами крепятся к корпусу 4 шлифовального узла. Опорами шпинделя служат подшипники качения 3. Головка шпинделя опирается на двухрядный конический роликовый подшипник, а хвостовик – на два радиально-упорных подшипника. При температурном воздействии двухрядный  конический роликовый подшипник 3 со шпиндельным валом 1 могут осуществлять осевое перемещение.

На головке шпинделя (рис. 5, б) установлены фланцы 2 и 3. Шлифовальный круг 1 зажимается между этими фланцами и стягивается винтами 4. Во фланце 2 имеется паз для размещения балан­сировочного груза 6.

 


 

Шпиндельный узел
 

Рисунок 5 – Шпиндельный узел 

 

 

6. МЕХАНИЗМ ПОДАЧИ

 

Механизм вертикальной подачи (рис. 6) осуществляется автоматически. Электродвигатель посредством нескольких пар зубчатых зацеплений и эл/маг. муфту 6 передает вращение валу 5. При осуществлении движения подачи фрикционные диски 9 через пружины10 посредством втулки 8 прикасаются к фланцу 7. Для получения ускоренного движения включается электродвигатель. Эл/маг. муфта 6 разъединяет редуктор с механизм подачи посредством освободившейся втулки 8.  Для регулировки изменяется угол поворотаротора. При ручной подаче режима I (грубая подача) червячный вал 2 отключается посредством ручки 3. Движение на вал 5 передается штурвалом 13. При ручной подаче режима II (тонкая подача) задействуется кнопка 4.

 

 Механизм подачи

Рисунок 6 – Механизм подачи

 

 

7. СТОЛ. ПЕРЕМЕЩЕНИЯ СТОЛА

 

Стол ПШ станков может иметь как круглую, так и прямоугольную форму. Прямоугольные столы перемещаются по трем координатным осям (продольное, поперечное, вертикальное). Круглые столы могут совершать вращательное и продольное движение.

Рассмотрим конструкцию прямоугольного стола (рис. 7). На поверхности стола 2 расположены пазы, имеющие Т-образную форму. Продольное движение стола 2 осуществляется благодаря двум направляющим. Одна направляющая имеет плоскую форму, а вторая направляющая U – образную. Привод движения - гидравлический и крепится к боковинам I стола.

Конструкция прямоугольного стола

Рисунок 7 – Конструкция прямоугольного стола 

 

Продольный реверс стола имеет выключатели 9, которые останавливают стол, как только касаются упора 5. Ручное перемещение стола осуществляется посредством рейки 4. Отработанная эмульсия проходит через трубопровод 3 и попадает в емкость. Продольное движение стола осуществляется по направляющим 7 и 8.

Для осуществления движения стола в ПШ станках используются: регулируемый гидропривод, реверсивный асинхронный короткозамкнутый двигатель с торможением противовключением или посредством электромагнита, привод с ЭМУ, асинхронный короткозамкнутый двигатель (при вращающемся столе).

  

 

8. НЕСУЩАЯ СИСТЕМА СТАНКА

 


Станина 1 (рис. 8) имеет форму коробки и служит для размещения на ней сборочных узлов и агрегатов, а внутри находится гидрооборудование. На станине 1 располагается колонна и суппортные направляющие. Плоская направляющая 2 (покрыта лентой 5) необходима для вертикальных нагрузок, а П-образная направляющая – для вертикальных и горизонтальных нагрузок. К станине 1 прикручивается плас­тина для установки суппорта и линейка отсчета ПП перемещений. К стенке станины присоединены механизмы ВП и ПП. Рядом со станиной находится электродвигатель 10.  
 

Станина 

 

Колонна (рис. 9) служит для вертикального движения шлифовальной бабки. Для чего к колонне 14 прикручиваются две планки 4, которые образуют направляющие. На колонне размещены окна, которые закрываются щитками 5, 8. Для открытия/закрытия окон щитки 5, 8 могут двигаться в пазах пластин 1, 7. В пазах пластины I также размещается датчик контроля размеров обрабатываемой заготовки. Вверху колонны 1 находится датчик 13, регулирующий ускоренное перемещение. Направляющие 2 имеют натяг, который создается винтом 10 воздействующим на клинообразную втулку 3 и пружиной 6.

Колонна

 

Рисунок 8 – Колонна

 

9. ТИПИЧНЫЕ ПРЕДСТАВИТЕЛИ

 

Представителями ПШ станков с ЧПУ являются станки, воплощающие в своей конструкции типичные узлы и агрегаты, характерные для этого класса и типа станков. 

Таблица 4 – Основные технические характеристики ПШ станков с ЧПУ

Основные технические характеристики ПШ станков с ЧПУ 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1.    Кузьмин А.В. Элементы конструкции станочных систем. – Ульяновск: изд. УлГТУ, 2001. -  52 с.

  1. Лоскутов В.В. Шлифовальные станки. – М: Машиностроение. 1988. – 288 с.
  2. Якимов А.В., Паршаков А.Н., Свирщев В.И., Ларшин В.П. Управление процессом шлифования – Киев: Техника. 1983. – 325 с.

3.    Попов С. А. Шлифовальные работы. Учебник. - М.: Высш. шк. 2009. -383 с.

4.    Черпаков Б. И., Альперович Т. А. «Металлорежущие станки». -  М: ACADEMIA. 2004. – 448 с.

Дополнительная информация

  • Заказчик: Организация
  • Статус: Нет исполнителя
  • Срок сдачи проекта после оплаты аванса: 01.10.2018
  • ЦЕЛЬ ПРОЕКТА: Рассказать подробней про тему проэекта
Прочитано 300 раз Последнее изменение Четверг, 11 Январь 2018 14:35
Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии