Text
                    chipmaker.ru
Н. П.Дубовик
В. С. Мендельсон
УСТРОЙСТВА
ДЛЯ ПРАВКИ
ШЛИФОВАЛЬНЫХ
КРУГОВ
АЛМАЗНЫМИ
ИНСТРУМЕНТАМИ
Chipmaker.ru

chipmaker.ru АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНСКОЙ ССР ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ СВЕРХТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ Н. П. Дубо ВИК, В. С. Мендельсон УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПРАВКИ ШЛИФОВАЛЬНЫХ КРУГОВ АЛМАЗНЫМИ ИНСТРУМЕНТАМИ Chipmaker.ru КИЕВ <НАУКОВА ДУМКА. 1982
chipmaker.ru УДК 621.922 029.06 Устройства для правки шлифовальных кругов алмазными ин- струментами / Дубовик Н. II., Мендельсон В. С.— Киев : Наук, думка, 1982.— 128 с. В монографии приведены конструкции алмазных правящих инструментов, оптимальные условия их эксплуатации; результаты динамических исследований процесса правки, необходимые данные для расчета мощности привода правящих приспособлений; изло- жены требования, которым должны соответствовать правящие устройства и приспособления. Подробно описаны современные кон- струкции, разработанные в нашей стране и за рубежом, их преи- мущества и недостатки. Рассмотрены способы и устройства для правки алмазных и кубонитовых кругов на металлической связке. Для научных и инженерно-технических работников, занятых разработкой и эксплуатацией станочного шлифовального обору- дования, а также преподавателей и студентов соответствующих вузов и техникумов. Ил. 88. Табл. 1. Библиогр.: с 124—127 (74 назв.). Ответственный редактор Л. А. Сагарда Рецензенты А. П. Гавриш, О. В. Химач Редакция информационной литературы „ 2704040000-227 М221(04)-82 425-82 © Издательство «Наукона думка», 1982
ПРЕДИСЛОВИЕ Chipmaker.ru В настоящее время предусматривается значительное увеличение объема шли- фования в технологии машиностроения. Наметившаяся тенденция специализации предприятий, перехода их на технологию массового производства, широкое внедрение штампонки, точного литья, обеспечивающих снижение припусков на механическую обработку, повышает роль и значение шлифования не только как метода финишной обра- ботки, но и как основной операции технологического процесса для снятия при- пусков металла с заготовки. Правка абразивных кругов является неотъемлемой частью нсех шлифо- вальных операций и определяет в значительной степени производительность и качество обработки деталей, стойкость кругов и эффективность операций н целом. Подбором соответствующих условий правки можно добиться повы- шения на 1—2 класса чистоты поверхности шлифуемых деталей, значитель- ного увеличения производительности труда путем автоматизации шлифоваль- ных операций и внедрения новых технологических процессов, увеличения срока службы абразивных кругов за счет снижения расхода их при правке, который составляет 60—90 % полезно используемой части круга. Профилирование и правка шлифовальных кругов алмазным инструмен- том производится при помощи устройств и приспособлений, обеспечивающих установку правящего инструмента, его перемещение относительно круга и вращение (в случае алмазных роликов). Работоспособность алмазного правя- щего инструмента во многом зависит от жесткости, точности, надежности и удобства н эксплуатации правящего устройства. Поэтому разработка устройств и приспособлений для правки шлифо- вальных кругов алмазным инструментом, отвечающих указанным условиям, способствует повышению производительности и эффективности обработки шлифованием. В книге описаны наиболее распространенные типы правящих инструмен- тов и схемы правки, результаты исследования динамики процесса правки, не- обходимые для расчета мощности привода правящих приспособлений. Приве- дены конструкции наиболее совершенных устройств, значительная часть ко- торых защищена авторскими свидетельствами, принцип их работы, назначе- ние и применимость. Отдельная глава посвящена описанию схем и устройств для профилиро- вания и правки алмазных шлифовальных кругов, применение которых сопря- жено со значительными трудностями нх правки. 3
Материалы данной книги базируются на результатах исследований про- цесса правки шлифовальных кругов, разработки правящих инструментов из синтетических сверхтвердых материалов и правящих устройств для их работы, выполненных в Институте сверхтвердых материалов АН УССР, а также на обобщениях сведений, имеющихся в отечественной и зарубежной литературе и полученных из практики. Авторы надеются, что книга окажется полезней ПР” разработке и про- ектировании правящих устройств и приспособлений, необходимых для эффек- тивного внедрения на производстве прогрессивных -технологических процессов абразивной обработки.
ГЛАВА I СПОСОБЫ ПРАВКИ ШЛИФОВАЛЬНЫХ КРУГОВ, ТИПЫ ПРАВЯЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ, ОПТИМАЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИ Chlpmaker.ru В исследованиях процессов шлифования важное значение име- ет износ абразивных кругов, определяющий производительность и качество обработки деталей, усилия и температуру резания. Износ рабочей поверхности шлифовального круга, начиная с мо- мента правки до его полного затупления, характеризуется дву- мя периодами [43]. В первый период, т. е. в начале шлифования, происходит от- калывание и вырывание из связки отдельных непрочно закреп- ленных абразивных зерен, в результате чего осуществляется сравнительно интенсивный износ круга. Второй период шлифования сопровождается стабилизацией процесса износа рабочей поверхности круга. В этот период отка- лывания и вырывания целых зерен не наблюдается, а постепен- но притупляются первоначально острые зерна. После определен- ного времени работы круга окончательно сглаживается его рабочая поверхность, в результате чего между кругом и шли- фуемой деталью отмечается трение скольжения. Затупление шлифовального круга приводит к появлению при- жогов на шлифуемой поверхности деталей, что особенно неже- лательно на операциях чистового шлифования. Поэтому для производительного и точного шлифования деталей без прижогов и трещин на обработанной поверхности необходимо своевремен- но и качественно производить правку кругов. В общем случае правка шлифовальных кругов производится в целях: а) восстановления точности формы круга, утраченной вследствие его износа; б) повышения класса чистоты поверх- ности деталей; в) восстановления режущей способности круга, потерянной вследствие притупления абразивных зерен и засали- вания его рабочей поверхности стружкой; г) профилирования круга, т. е. придания ему необходимой исходной формы. В настоящее время широко распространены следующие спо- собы правки кругов: обкаткой, шлифованием и обточкой. Правка способом обкатки характеризуется относительным движением двух вращающихся тел — шлифовального круга и правящего инструмента (рис. 1), причем вращение последнего &
chipmaker.ru происходит под действием сил трения, возникающих в зоне его контакта с кругом [50]. В качестве правящих инструментов применяются круги и ди- ски из карбида кремния, белого электрокорупда, термокорунда, твердых сплавов и черных металлов. Существенным недостатком способа обкатки является боль- шая радиальная сила в зоне контакта круга и правящего диска Рис. 1. Схема действующих сил при правке кругов способом обкатки. Рис. 2. Схема действующих сил при правке кругов способом обточки. (на рис. 1 сила N), достигающая 70—100 кге, вследствие чего при недостаточной жесткости системы круг — станок — правя- щий инструмент точность правки круга снижается [72]. Кроме того, для этого способа характерен большой расход правящих инструментов и специальных приспособлений, а также невысо- кая стойкость шлифовального круга вследствие разрушения его рабочей поверхности на значительную глубину в процессе правки. При правке кругов способом шлифования правящий инстру- мент, в качестве которого ранее применялись только высоко- твердые абразивные круги из черного и зеленого карбида крем- ния, а также диски с впаянными пластинками твердого сплава, получает вращение от самостоятельного привода — электриче- ского, гидравлического или пневматического. Схема действующих в процессе правки сил аналогична схе- ме, приведенной на рис. 1, однако радиальная составляющая имеет меньшую величину, порядка 10—30 кге [28], вследствие чего точность правки круга может быть выше, чем при правке способом обкатки. К недостаткам рассматриваемого способа правки следует от- нести низкую износостойкость абразивных дисков и невысокую режущую способность шлифовальных кругов, обусловленную тем, что после правки их поры забиваются разрушенными зер- нами правящих дисков. €
Из приведенной краткой характеристики способов безалмаз- ной правки шлифовальных кругов и применяемых правящих ин- струментов становятся очевидными их недостатки: а) низкая стойкость правящих инструментов и в результате большой рас- ход их; б) повышенный расход шлифовальных кругов, вызван- ный разрушением поверхностного слоя круга в процессе прав- ки; в) низкая производительность процесса правки кругов; г) сравнительно невысокая точность правки кругов и, как след- ствие, невысокая точность шлифования деталей; д) невозмож- ность автоматизации шлифовальных операций из-за низкой стой- кости правящих инструментов и некачественной правки кругов. Применение алмазных инструментов позволяет осуществлять качественную правку шлифовальных кругов без указанных не- достатков. Широкое внедрение алмазов во все области техники, особенно со второй половины XX века, обусловлено их уникаль- ными физико-механическими свойствами, наиболее важными из которых являются самая высокая из всех известных материалов твердость и износостойкость. Эти качества сделали алмаз не- превзойденным материалом для правки кругов. Первые сведения о применении алмазов для правки шлифо- вальных кругов относятся к 80-м годам XIX века. Длительное время применение алмазов для этой цели было связано с ис- пользованием только однокристальных правящих инструментов в виде карандашей, резцов, игл. Затем появились правящие карандаши, армированные несколькими кристаллами алмаза. Способ правки кругов обточкой стал возможным благодаря при- менению алмазов и получил широкое распространение в про- мышленности. При правке способом обточки происходит сверхскоростное точение хрупкого абразивного материала алмазным резцом (рис. 2). Например, при правке круга, вращающегося с окруж- ной скоростью 25 м/с, время, в течение которого встретившееся с алмазом абразивное зерно разрушится, составляет ничтожные доли секунды. Возникающие в процессе правки нормальные си- лы вследствие незначительной площади контакта алмаза с кру- гом по величине невелики, порядка 2—10 кге [46, 50], и не мо- гут вызывать заметных упругих деформаций, влияющих па точ- ность формы круга. Поэтому способ обточки обеспечивает вы- сокую точность правки круга при небольшой глубине разруше- ния поверхностного слоя. Благодаря простоте конструкций и надежности в работе пра- вящих инструментов и приспособлений, высокому качеству прав- ки кругов способ обточки получил широкое распространение практически на всех операциях шлифования. Поэтому приме- няемые правящие инструменты в виде карандашей, резцов, игл, пластин, брусков имеют разнообразные формы, размеры и ха- рактеристики. 7
chipmaker.ru При профильном врезном шлифовании правка кругов одно- кристальными алмазными инструментами может осуществляться двумя способами, удовлетворительными по технико-экономиче- ским показателям. Первый способ — линейное копирование, в котором движение правящего инструмента определяется профилем шаблона, при- чем относительное положение правящего инструмента и копиру- емого профиля не изменяется. Размерное соотношение профиля шаблона и заправляемого профиля на круге составляет 1 : 1. При линейном копировании правку можно осуществлять по ав- томатическому циклу, при этом перемещение алмазного инстру- мента производится гидпроприводом. Основным условием для передачи профиля шаблона с мак- симальной точностью на шлифовальный круг является строгое соответствие между траекторией перемещения алмаза и профи- лем шаблона. На практике это условие соблюдается с опреде- ленными отклонениями, вызванными тем, что в процессе правки происходит износ алмаза — одна из причин, возникающих при шлифовании погрешностей деталей. Эти погрешности не являют- ся постоянными, поскольку износ алмазного зерна протекает неравномерно и зависит от профиля детали. Так, наибольший износ алмаза наблюдается в местах резкого перехода сопряга- ющихся по малому радиусу или расположенных под углом, близким к 90°, поверхностей. Поэтому правка кругов способом линейного копирования требует частой перешлифовки алмазов и постоянной переналадки станков. Второй способ заключается в том, что траектория движения алмаза определяется, как и при первом способе, профилем ко- пира, но размерное соотношение между профилями копира и шлифовального круга может составлять 10: 1, что достигается применением пантографа. Кроме того., при этом способе в мес- тах сопряжения поверхностей предусмотрена возможность из- менения угла наклона алмаза, что несколько уменьшает износ его вершины. В то же время недостаточная виброустойчивость алмазного кристалла, обусловленная невысокой жесткостью си- стемы пантографа, отрицательно отражается на точности и чис- тоте поверхности шлифуемых деталей. Вследствие низкой производительности и относительно невы- сокой точности правки профиля шлифовального круга, обуслов- ленных использованием копировальных устройств и износом алмазов в процессе правки, применение однокристальных правя- щих инструментов при профильном врезном шлифовании оказа- лось недостаточно эффективным. Развитие и рост современной техники требовали дальнейшего совершенствования методов правки и правящих инструментов для профильного врезного шлифования. Наиболее прогрессивным инструментом для фасонной прав- ки шлифовальных кругов являются многокристальные вращаю- 8
щиеся инструменты — алмазные ролики, созданные впервые В се- редине 50-х гг. Алмазные ролики получили широкое и быстрое распростра- нение благодаря следующим преимуществам, которые могут быть достигнуты при их применении: а) повышению производи- тельности шлифования в 2—6 раз за счет внедрения фасонного врезного шлифования одновременно нескольких поверхностей; б) повышению точности правки и, следовательно, точности Шли- фуемых деталей по сравнению с правкой однокристальным ин- струментом; в) сокращению расхода шлифовальных кругов по* сравнению с раздельным шлифованием; г) стойкости алмазных роликов, значительно превосходящей стойкость алмазных ин- струментов, работающих по способу обточки. Кроме того, имеются данные о том, что правка шлифоваль- ных кругов роликами в сравнении с правкой другими инстру- ментами улучшает чистоту поверхности деталей, повышает ре- жущую способность кругов и уменьшает их расход в процессе правки. Как показали проведенные на Горьковском автозаводе стен- довые испытания на усталостную прочность, опытные валы ав- томобилей после шлифования их кругами, правленными алмаз- ными роликами, имели более высокую усталостную прочность, чем серийные валы. Опытные валы имели предел усталостной прочности при изгибе 950 кгс/см2, при кручении 780 кгс/см2, а серийные валы соответственно 850 и 700 кгс/см2 [1]. Кроме того, применение алмазных роликов позволяет создавать высокопро- изводительные шлифовальные станки с полным автоматическим циклом лпавки и шлифования деталей. В настоящее время как за рубежом, так и в нашей стране накоплен значительный опыт изготовления и эксплуатации алмазных роликов для правки кругов на многих шлифовальных операциях. Конструктивно алмазный правящий ролик состоит из сталь- ного корпуса, представляющего собой тело вращения, и нане- сенного на его периферию рабочего алмазного слоя. Профиль рабочего слоя ролика зависит, как правило, от конфигурации обрабатываемой детали. Длина образующей алмазного слоя ро- лика равна ширине заправляемого шлифовального круга плюс 3—5 мм. Диаметр алмазного ролика не зависит от размеров шлифуемой детали за исключением тех случаев, когда ролик для правки круга устанавливается вместо детали в центрах станка или в приспособлении для шлифования изделия. В этом случае диаметр алмазного ролика равен диаметру детали. Диаметр алмазного ролика выбирается с таким расчетом, чтобы по периферии рабочего слоя ролика можно было помес- тить такое количество алмазных зерен, которое необходимо для обеспечения требуемой шероховатости поверхности детали и высокой эксплуатационной стойкости ролика, а также с уче- том технологических возможностей их изготовления и эксплуа- 9
chipmaker.ru тации. Наименьший диаметр алмазного ролика, обусловленный диаметром посадочной оправки (32, 52, 56 и 63 мм), составляет 50—70 мм, наибольший— 150—170 мм. Большинство алмазных правящих роликов изготавливается диаметром 90—120 мм. Алмазные правящие ролики могут изготавливаться путем спекания, электрогальваническим способом, а также путем ме- таллизационного напыления. Основа способа спекания заключается в пропитке пористых тел расплавленными легкоплавкими металлами или сплавами. Процесс пропитки, как правило, протекает при высокой темпе- ратуре (800—1200° С) в восстановительной среде и сопровожда- ется взаимодействием материала пропитываемой матрицы (кар- каса) с пропитывающим металлом (связкой). Поскольку алмазные правящие инструменты работают в тя- желых условиях размерной обработки износостойких абразив- ных материалов, оказывающих в процессе работы активное воз- действие на матрицу, к последней предъявляются высокие тре- бования по алмазоудержанию, прочности и износостойкости. Для того, чтобы матрицы правящих инструментов отвечали ука- занным требованиям, в их состав введены твердые износостой- кие материалы, вольфрам, кобальт, титан, железо, карбид воль- фрама и т. д., образующие износостойкий тугоплавкий каркас, сцементированный относительно легкоплавким металлом, напри- мер серебром, медью или сплавами на их основе. Изготовление алмазных правящих инструментов способом спекания предусматривает выполнение следующих технологиче- ских операций: подготовка шихты, прессование матрицы и ее пропитка легкоплавким металлом. Подготовка шихты заключается в смешении исходных ком- понентов, введении пластификатора, просеве шихты. Перед прес- сованием инструмента рекомендуется производить гранулирова- ние алмазов, что способствует равномерному их распределению в объеме алмазоносной матрицы. Прессование осуществляется на гидравлических прессах, в основном в металлических пресс- формах одно- и многоразового использования, причем отдельные детали пресс-форм могут быть неотъемлемыми частями спека- емых изделий. Спрессованное изделие помещается в печь, нагретую до тем- пературы плавления пропитывающего металла. Это так называ- емый способ спекания путем инфильтрации (пропитки). Разно- видностью способа спекания алмазных инструментов является метод горячего прессования, при котором находящаяся под дав- лением пресс-форма с шихтой подвергается одновременному на- греву до температуры плавления связки. Извлекаются спечен- ные изделия из пресс-форм одноразового использования путем механической обработки (точение, фрезерование) с последую- щим шлифованием для обеспечения размерной точности. 10
Изготовленные способом спекания алмазные правящие ин- струменты обладают наиболее высокой износостойкостью и от- личаются большим сроком службы. При гальваническом способе изготовления алмазного правя- щего инструмента крепление алмазов на рабочей поверхности инструмента производится электроосаждаемым металлом, в ка- честве которого могут применяться никель, железо, медь. Инструмент может изготавливаться путем прямого (гальва- ностегия) или обратного (гальванопластика) электровысажде- ния алмазов. При гальваностегии алмазы прикрепляются непо- средственно к металлическому корпусу алмазного ролика. При гальванопластике профиль правящего ролика получают в обрат- ной форме, а алмазы наносят по поверхности контура этой фор- мы, которая затем прикрепляется к корпусу ролика. Точность профиля алмазного ролика при гальваностегии определяется точностью корпуса, при гальванопластике — точностью контура обратной формы. Алмазы на поверхности правящих роликов могут располага- ться в упорядоченном и неупорядоченном виде. В первом слу- чае применяются крупные кристаллы алмаза (размер 0,8— 1,5 мм), которые укладываются вручную с помощью шаблона на рабочей поверхности ролика. В неупорядоченном виде в ал- мазосодержащем слое ролика располагаются мелкие алмазные зерна (менее 0,5 мм). Правящие ролики из мелких алмазов из- готавливаются, как правило, многослойными. Закрепление алмазных зерен на рабочей поверхности роли- ков в обоих случаях может производиться способом спекания или электровысаждения алмазов. Способ металлизационного напыления заключается в том, что поток расплавленных частиц, идущий от очага плавления проволок-электродов через диафрагму, попадает на корпус ин- струмента, закрепленного на вращающемся валу, и образует на нем алмазоносный слой. Распыление производится сжатым воз- духом, подаваемым через штуцер. Алмазные зерна предваритель- но наносятся на корпус правящего ролика по заданному рисун- ку или программе и прикрепляются к поверхности клеем, после чего производится напыление связующим металлом [12]. При такой технологии исключаются потери алмазов, их свойства под действием температуры и ударов не изменяются, обеспечивается заданная концентрация зерен и их упорядоченное расположение на рабочей поверхности алмазного инструмента. Процесс изготовления однослойных инструментов методом напыления в зависимости от зернистости алмазов, размеров и формы инструмента длится 5—15 мин, что во много раз произ- водительнее гальванического способа. К преимуществам способа металлизационного напыления относится также возможность применения при изготовлении правящих роликов крупных поли- кристаллов синтетических сверхтвердых материалов, закрепле- 11
chipmaker.ru ние которых на поверхности инструмента другими способами за- труднительно. Для обеспечения необходимой точности алмазных роликов производится доводка их рабочего профиля, для чего приме- няются электроискровой, электроалмазный и алмазно-механиче- ский способы доводки. Первый способ, отличающийся высокой производительностью обработки и обеспечивающий точность профиля в пределах 0,03 мм, применяется в качестве предвари- тельного. В качестве формообразующего электрода использует- ся вращающийся графитовый ролик, на котором требуемый профиль образуется с помощью твердосплавного резца. Обра- ботка производится на электроэрозийных станках, например мод. Л КЗ-190, с использованием специально разработанного устройства [59]. Рекомендуемые режимы обработки: рабочее напряжение на искровом зазоре 100—120 В, ток короткого за- мыкания 12 А, емкость батареи конденсаторов 90 мкФ, направ- ление вращения электродов попутное, относительная скорость вращения 0,5—10 м/с. В качестве технологической жидкости применяется керосин. Указанные режимы обработки алмазных роликов обеспе- чивают производительность съема алмазоносного слоя до 23 мм3/мин и точность профиля в пределах 0,02 мм [32]. После электроискровой обработки правящих роликов для повышения их точности и улучшения чистоты поверхности де- талей производится окончательная доводка фасонного профиля роликов алмазными кругами на металлических связках Ml, МО4, МС6 на оптических профилешлифовальных станках мод. 395 М (алмазно-механический способ). Правящий ролик устанавливается на оправке в центрах и приводится во враще- ние электродвигателем бабки изделия. Перемещение алмазного круга по профилю алмазного ролика и контроль его точности осуществляется визуально по кальке, вычерченной в масштабе 50 : 1 относительно профиля детали. Зернистость и марка алмазов в кругах — АСК 315/250 — 125/100. После доводки ролики достигают точности в пределах 0,01 мм и обеспечивают шлифование деталей с шероховатостью поверхности не выше Ra — 1,25 мкм по ГОСТ 2789—73. Электроалмазный способ доводки правящих роликов являет- ся наиболее производительным способом окончательной обра- ботки, обеспечивающим точность профиля роликов в пределах 0,002—0,003 мм и шероховатость поверхности деталей не выше Ra — 0,63 мкм. Обработка осуществляется на постоянном токе с обратной полярностью (плюс на алмазном круге, минус на изделии) на режимах, обеспечивающих постоянную режущую способность круга. Для доводки применяются алмазные круги на металличе- ских токопроводящих связках (подробное описание способа при- водится в главе V). Особенно эффективна электроалмазная до- 12
водка, правящих роликов с прямолинейной образующей, напри- мер угловых роликов для правки червячных зубошлифовальных кругов. Доводка правящих угловых роликов производится на круглошлифовальных станках мод. ЗБ12, 3A130, ЗЕ12 алмаз- ными кругами АПП 300—350 X 15 X 5 X 127—АСК (АСВ) 315/250—125/100— 100% на связках Ml, МО4, МО16 на следу- ющих режимах: скорость вращения круга, м/с — 30—40; число оборотов ролика, об/мин— 150—200; продольная подача стола, м/мин — 0,5; поперечная подача, мм/дв.ход — 0,02—0,04. Доводка каждой стороны ролика заканчивается выхажива- нием в течение 10—15 мин. Способ обеспечивает доводку роликов на станках указанного типа с точностью образующей ±0,01 мм, по углу профиля ±3'. Для достижения более высокой точности роликов необходимо применение прецизионного оборудования. В Институте сверхтвердых материалов АН УССР разрабо- тана гамма правящих инструментов из высокопрочных синтети- ческих алмазов марок АСК и АСС, а также сверхтвердого материала славутич, охватывающая практически все виды шли- фования: карандаши, бруски, пластины и ролики фасонного про- филя [4]. Инструменты предназначены в основном для правки шлифовальных кругов из электрокорунда, карбида кремния, ку- бического нитрида бора на керамической связке, а также алмаз- ных кругов на бакелитовой связке. Карандаши из Славутича предназначены для правки абра- зивных электрокорундовых кругов зернистостью 5—50, твердо- стью от Ml до СТ1 на керамической, вулканитовой и бакели- товой связках. Они применяются при круглом наружном и вну- треннем шлифовании, бесцентровом и плоском шлифовании, также при резьбо-, зубо- и шлицешлифованпи. Карандаш состо- ит из стальной державки и рабочего элемента, представляюще- го собой цилиндрическую вставку из славутича 06—10 мм. Для изготовления карандашей используются порошки природных ал- мазов зернистостью 1000/800 — 400/315. Карандаши более круп- ной зернистости используются для тяжелых условий правки — круги с зерном 25—40, крупногабаритные, повышенной твердо- сти, при скорости шлифования свыше 40 м/с; карандаши сред- ней зернистости (630/500—500/400) рекомендуются для правки кругов среднемягких зернистостью 16—25, а для правки резь- бо- и зубошлифовальных кругов следует применять карандаши зернистостью 500/400—400/315. Рекомендуются следующие режимы правки, обеспечивающие высокую стойкость карандашей и качество: скорость вращения шлифовального круга, м/с— 20—35; продольная подача, м/мин — 0,1—1,0; поперечная подача, мм/дв.ход — 0,01—0,04. Количество рабочих проходов колеблется в пределах 1—5 в зависимости от глубины снимаемого слоя и требуемой шерохо- ватости поверхности детали. 13
chipmaker, ru Количество выхаживающих проходов не должно превышать двух-трех. Для повышения стойкости карандашей и режущей способности шлифовальных кругов правку рекомендуется вести при обильном охлаждении эмульсией. По работоспособности и технико-экономической эффективно- сти карандаши из славутнча не уступают, а в ряде случаев пре- восходят алмазные карандаши зарубежных фирм «Винтер» и «Урбанек» (ФРГ), «Смит» (Англия), «Карл Цейс» (ГДР) и др. Разработаны и рекомендованы к внедрению правящие ка- рандаши МААС из синтетических алмазов зернистостью 125/100—500/400, предназначенные для восстановления формы и режущих свойств кругов из обычных абразивов различных характеристик, а также из кубического нитрида бора (эльбора, кубонита) на керамической и органической связках. Отличитель- ным признаком карандашей МААС является центральное отвер- стие, через которое осуществляется подвод смазывающе-охлаж- дающей жидкости в зону правки. При использовании карандаша без центрального отверстия подача СОЖ должна производиться свободным поливом. Использование карандаша без охлаждения не рекомендуется. Карандаши МААС рекомендуется применять на следующих режимах: продольная подача, м/мин — 0,3—0,5; поперечная по- дача, мм/ход — 0,005—0,01. Режимы правки кругов из эльбо- ра, кубонита: черновая правка, продольная подача, м/мин — 0,3—0,5, поперечная подача, мм/ход — 0,05 (зернистость АСК 500/400); 0,04 (зернистость АСК 400/315); 0,03 (зернис- тость АСК 315/250). Для черновой правки не рекомендуется применять зернистость ниже 315/250. Чистовая правка: продольная подача, м/мин — 0,2—0,4; по- перечная подача, мм/ход — 0,003—0,005. Чистовая правка может производиться карандашами зернистостью 125/100—500/400. Для фасонной правки кругов при шлифовании зубчатых ко- лес, буровых долот, коленчатых валов двигателей, подшипни- ков, вырубных штампов, резьбовых винтов и других в Институ- те сверхтвердых материалов АН УССР разработаны алмазные ролики 070—120 мм различных типоразмеров. Алмазные роли- ки углового профиля с углом при вершине (2а = 40°) предназ- начены для правки червячных зубошлифовальных кругов. Ши- роко распространено шлифование зубчатых колес методом не- прерывной обкатки абразивными червячными кругами ПП 400 X X 100(80) X 203 24А16—25 СМ2 К на станках мод. 5А832, 5А833, 5В835 и фирмы «Рейсхауэр», отличающихся высокой производительностью и точностью обработки закаленных зубча- тых колес. Однако профилирование и правка червячных кругов, осуществляемые стальными накатниками и алмазными резца- ми, отличаются низкой производительностью и высоким расхо- дом правящих инструментов, что значительно снижает эффек- тивность червячного зубошлифования. Применение алмазных 14
роликов для правки абразивных червячных кругов позволяет повысить производительность правки в 5—7 раз и значительно сократить затраты на правящий инструмент. Для правки абразивных червячных кругов применяются так- же алмазные ролики из крупных природных алмазов, изготав- ливаемые Кабардино-Балкарским заводом алмазного инстру- мента (КБЗАИ), которые используются в основном при чисто- вой правке. Рекомендуемые режимы правки абразивных червячных кру- гов алмазными роликами: число оборотов червячного круга, об/мин — 30—40; скорость вращения ролика, м/с—10—5; ра- диальная подача, мм/дв.ход: при черновой правке — 0,1—0,3; при чистовой правке — 0,02—0,05; охлаждение — минеральное масло. Срок службы алмазных роликов при правке абразивных червячных кругов составляет 1,5—2 года, причем в течение это- го времени по мере износа производится периодическая доводка роликов по профилю. Применение роликов для чистовой правки червячных кругов обеспечивает шлифование зубчатых колес с точностью в преде- лах 6—7-й степени по ГОСТ 1643—72. Ролики углового профи- ля из синтетических алмазов АСК, АСС и славутича оказались незаменимым правящим инструментом для профилирования и правки червячных кругов из кубического нитрида бора, кото- рыми производится шлифование зубчатых колес модулем 0,75—4 мм из труднообрабатываемой стали Р14Ф4 твердостью HRC 58—62. Благодаря высокой режущей способности и стой- кости эльборовых кругов, а также высокой точности правки их роликами обеспечивается шлифование зубчатых колес по 4-й степени точности. Кубический нитрид бора (кубонит, эльбор) значительно пре- восходит обычные абразивные материалы (электрокорунд и кар- бид кремния) по твердости, износостойкости и теплопроводно- сти, т. е. по основным свойствам, определяющим качество и ра- ботоспособность любого инструментального материала, в том числе абразивного [23]. По сравнению с абразивными круги из кубического нитрида бора (КНБ) имеют следующие преимущества. 1. Высокая режущая способность, сохраняющаяся практиче- ски до полного износа круга. Круги из КНБ, как правило, не требуют правки для восстановления режущих свойств, правятся они в том случае, когда необходимо восстановить первоначаль- ную точность профиля, например профиля вершины резьбошли- фовального круга, от которого зависит радиус впадины нареза- емой резьбы. Режущая способность кругов из кубонита и эльбо- ра значительно превышает режущую способность кругов из электрокорунда при всех условиях шлифования, особенно с уве- личением подачи на глубину. 15
chipmaker.ru •2.1 Высокая износостойкость (при прочих равных условиях удельный расход КНБ в 5—10 раз меньше удельного расхода .алмаза и в сотни раз ниже удельного расхода электрокорунда). 3. Значительно (в 2—3 раза и более) меньшие силы резания и более низкие температуры по сравнению с их значением при работе электрокорундовых и алмазных кругов. Благодаря вы- соким режущим свойствам эффективная мощность при шлифо- вании кругами из кубонита и эльбора в 1,5—3 раза ниже, чем .при шлифовании алмазными и электрокорундовыми кругами. 4. Высокое качество поверхностного слоя инструмента, обра- ботанного кругами из КНБ, без прижогов и структурных изме- нений по сравнению с исходным состоянием (отсутствие дефект- ного слоя), благодаря меньшему тепловыделению в процессе шлифования. Низкие контактные температуры снижают внутренние напря- жения и в большинстве случаев способствуют при обработке .кругами из КНБ образованию внутренних напряжений сжатия, что также улучшает качество инструментов. 5. Высокая стабильная точность обработки, минимальное биение режущих кромок многолезвийного инструмента, достига- емые благодаря малому износу и высокой стойкости рабочего профиля кругов, низким силам и температуре в зоне контакта. 6. По сравнению с абразивными круги из КНБ позволяют .значительно увеличить производительность обработки и снизить ее стоимость. Указанные свойства позволяют работать червячному эльбо- ровому кругу после правки до потери точности профиля в сред- нем 10—15 смен, в то время как круг из карбида кремния зеле- ного, применявшийся ранее на этой операции, правился несколь- ко раз в течение одной смены. По сравнению с алмазными реа- лами и накатниками производительность правки эльборовых червячных кругов алмазными роликами выше в 10—12 раз, срок службы роликов увеличивается в 50—70 раз. Для врезной правки набора абразивных кругов прямого и фасонного профиля, применяемых при шлифовании опорных по- верхностей деталей буровых долот — лап и шарошек, разрабо- таны правящие блоки, состоящие из трех алмазных роликов, собранных на одной оправке. Схема правки кругов и форма шлифуемой поверхности при- ведены в главе IV; при шлифовании шарошек используются круги ПП60 X 13 X 20, ПП40 X 25 X 13, ПП25 X 25 X 25 24А25 СМ1—СМ2К, лап — ПП750 X 25 X 305 24A25CI—С2К. Обработка шарошек производится на модернизированных внутришлифовальных станках мод. ЗА228, лап — на специализи- рованных станках мод. 3162. Станки оснащены приспособлени- ями для установки и обеспечения правки на рациональных ре- жимах: скорость вращения правящего блока — 3—6 м/с; попе- 16
речная подача — до 1,5 мм/мин; направление вращения отно- сительно круга — попутное. Ролики имеют следующие размеры: диаметр — 60—120 мм, ширина—17—25, радиус рабочего профиля фасонных роли- ков— 5,6—8,1 мм. Применение правящих блоков позволило Рис. 3. Схема правки круга пиру. цилиндрическим роликом по ко- Рнс. 4. Алмазный ролик для фасонной правки эльборовых кругов. внедрить на долотных заводах метод блочного врезного шлифо- вания, который по сравнению с раздельным шлифованием по- зволяет обрабатывать одновременно три координатно-связанные поверхности беговых дорожек, что сокращает в 2—3 раза ма- шинное время. Чистота и точность обработки деталей повыша- ются на один-два класса, расход абразивного инструмента со- кращается в 5—8 раз, сокращается количество занятых стан- ков, улучшается культура производства. Для правки абразивных кругов прямого профиля ПП 1100 X X 63 X 305 24А 40С2К, применяемых при шлифовании фасон- ных деталей с малой кривизной профиля (типа шеек коленча- тых валов двигателей), используются алмазные цилиндрические ролики 70 X 20 X 20. Правка кругов такими роликами осуществляется по контуру методом обкатки при перекрещивающихся под прямым углом осях вращения ролика и круга (рис. 3). Правящий ролик состо- ит из корпуса, в котором по периферии запаяны в шахматном порядке два ряда цилиндрических алмазных вставок толщиной рабочего слоя, равного 1,5 мм. Рекомендуемые режимы правки кругов: число оборотов ролика—2800 об/мин; поперечная по- дача — 0,02 мм/ход; продольная подача — 0,3 м/мин; скорость абразивного круга — 35 м/с; расход СОЖ—15—20 л/мин. Ро- лики из синтетических алмазов и Славутича позволяют полно- стью заменить аналогичный инструмент по ГОСТ 16014—70, 17
изготавливаемый из крупных природных алмазов, превосходят последний по стойкости (на 10—20%) и обеспечивают более вы- сокую чистоту обрабатываемой поверхности. Для фасонной правки эльборовых кругов ПП 500 X 13 X X 300—ДО 10 твердостью СМ, СТ и ТК на керамической связ- ке, используемых при шлифовании специальной резьбы преци- зионных винтов ВТК—передач (винт — гайка качения) на стан- ках «Матрикс», разработаны ролики из синтетических алмазов и славутича. Профиль ролика, как следует из рис. 4, выполняе- тся с высокой степенью точности. Применение правящих роликов позволяет значительно повы- сить эффективность правки эльборовых кругов и улучшить их эксплуатационные показатели. В результате снижается шерохо- ватость поверхности резьбы винтов, шлифованных эльборовым кругом после правки его роликом, по сравнению с правкой ал- мазными резцами, стойкость эльборового круга между правка- ми повышается с двух до трех деталей, благодаря чему в 1,5 раза увеличивается общий срок службы круга. За полный срок службы роликом производится не менее 300 правок круга, алмазным резцом — 5—6 правок. Правку эльборовых кругов роликами рекомендуется производить на следующих режимах: скорость вращения круга—15 м/с; скорость вращения роли- ка— 8—12 м/с; поперечная подача ролика — 0,2—0,3 мм/мин; охлаждение — минеральное масло. Для повышения стойкости правящих роликов скорость вра- щения эльборового круга необходимо снижать до минимума. Для фасонной правки среднемягких абразивных кругов с плавно изменяющейся конфигурацией профиля (без угловых переходов и острых кромок) разработаны ролики из синтетиче- ских алмазов на никельгальванической основе. Для правки электрокорундовых кругов зернистостью 25—40, твердостью СМ1—СМ2 при шлифовании секторов матриц штам- пов разработаны ролики 080 мм и шириной 30—40 мм. Ролики изготавливаются методом гальваностегии из синтетических ал- мазов марки АСК зернистостью 200/160—250/200. Применение роликов позволяет повысить в 3—4 раза производительность правки кругов, при этом увеличивается точность изготовления деталей штампов, улучшаются условия труда, полностью заме- няются алмазные однокристальные инструменты и стальные на- катники. Внедрение роликов позволяет на 8—12% повысить стойкость штампов и открывает перспективы их сборки из взаимозаменяе- мых элементов. Гарантийный срок работы роликов составляет 1,5—2 года. На заводах автомобильной промышленности и дизельной топливной аппаратуры широко распространен метод врезного шлифования поверхностей деталей на станках типа ЗТ151, 3T153. Правка кругов на этих станках по существующей техно- 18
логии производится алмазными карандашами с помощью копи- ровального приспособления. Для сокращения времени правки, уменьшения расхода абра- зивных кругов, повышения точности изготовления деталей на станках указанных типов разработаны специальные виды алмаз- ных гальванических правящих роликов, работающих по схеме, представленной на рис. 5. Деталь 1 шлифуется абразив- ным кругом 2, расположенным по отно- шению к ней под некоторым углом. Фор- мирование профиля круга осуществляет- ся роликом 3, имеющим форму обраба- тываемой детали. Ролики обеспечивают около 10 тыс. правок шлифовального круга. Рекомендуемые режимы правки ал- мазными роликами на никельгальвани- ческой основе: скорость вращения кру- га — 30—35 м/с; скорость вращения ро- лика— 5—10 м/с; поперечная подача — 0,5—1,0 мм/мин; охлаждение — обильное (эмульсией, 5%-ным содовым раство- ром). Кроме рассмотренных «классических» способов правки шлифовальных кругов исследуются и разрабатываются новые, эффективные способы правки. Установлено 135], что используемая шлифовальных кругов способом обточки Рис. 5. Схема шлифова- ния форсунки. на практике правка в 3—4 прохода приво- дит к тому, что уровень скалывания вершин зерен, а следова- тельно, плотность их расположения и прочность закрепления в связке получаются случайными. При этом в какой-то степени случайными оказываются стойкость круга, производительность и качество обработки. Для повышения эффективности процесса шлифования реко- мендуется правку круга осуществлять с плавно уменьшающейся от прохода к проходу поперечной подачей правящего инстру- мента, причем число проходов зависит от прочности закрепле- ния зерен в связке инструмента и шероховатости поверхности шлифуемой детали. Плавность изменения поперечной подачи обеспечивает наиболее производительное достижение заданного уровня скалывания вершин зерен. Оптимальные значения этих подач рассчитываются с помощью таблиц. Такая правка производится только один раз перед обработ- кой партии деталей. В дальнейшем после обработки нескольких деталей повторяется один или несколько последних проходов для восстановления режущих свойств круга и поддержания ис- ходного состояния его рабочей поверхности. 19
chipmaker.ru Как установлено [35], относительные колебания правящего инструмента и шлифовального круга в процессе правки могут оказать положительное влияние на уменьшение шероховатости шлифованной поверхности. Для обеспечения этого было предло- жено алмазный карандаш закреплять на упругом основании, например в металлической мембране. При ударе абразивных зерен в процессе правки о рабочую поверхность алмаза послед- нему сообщаются колебания, причем, подбирая толщину и диа- метр мембраны, можно приблизить амплитуду и частоту коле- баний к оптимальным значениям. При вибрационном способе уравки повышается не только класс шероховатости поверхности детали, но и уменьшается мощность шлифования, что позволяет одновременно повысить производительность шлифования. Эти способы правки испытывались на саратовском заводе «Серп и молот». Шлифовальный круг после его установки на станке правился алмазом, закрепленным в металлической мем- бране, за 10 проходов с плавно уменьшающейся радиальной по- дачей и осевой подачей, равной 0,4 мм /об. В. дальнейшем только после обработки каждых трех дета- лей повторялся один проход правки с радиальной подачей 10 мкм/ход. Это позволило понизить на два класса шерохова- тость поверхности детали, исключить брак по шероховатости, увеличить эксплуатационную долговечность деталей, а также совместить процесс правки круга по времени с установкой и снятием детали и тем самым повысить производительность об- работки на 27%.
ГЛАВА II ДИНАМИКА ПРОЦЕССА ПРАВКИ И НЕОБХОДИМАЯ МОЩНОСТЬ ПРИВОДА ПРАВЯЩИХ УСТРОЙСТВ и приспособлений При разработке правящих устройств и приспособлений, обеспе- чивающих высокую точность и производительность правки шли- фовального круга, а также рациональную эксплуатацию алмаз- ных роликов, необходимо знать усилия процесса и их зависи- мость от режимов правки и характеристик роликов. Для определения составляющих Рг, Ру, Рх усилий правки в Институте сверхтвердых материалов АН УССР разработан спе- циальный трехкомпонентный динамометр (рис. 6), состоящий из корпуса 7, в котором расположен шпиндель 6 с закрепленным на нем алмазным роликом 5, плиты 1 и четырех чувствитель- ных восьмигранных колец 2, выполняющих роль рабочих упру- гих элементов, с наклеенными на них тензодатчиками 4. Креп- ление колец к корпусу и плите осуществляется винтами 3. Вра- щение шпинделя динамометра с роликом осуществляется от отдельного электродвигателя через легкий упругий вал. Наибо- лее важной и ответственной частью динамометра являются изго- товленные из отожженной стали 65Г восьмигранные упругие элементы, относительное отклонение размеров у которых не пре- вышает 3—4 мкм. Толщина стенок упругих элементов определе- на расчетным путем на основании эпюры напряжений в нагру- женном кольце под действием вертикальной силы Р и известной методики определения напряжений и деформаций в нем [15, 52]. Исходное уравнение для расчета толщины стенок упругих элементов-колец имеет вид (R^Eb 4- 0,18 Р) h2 — 1,4 PRJ — 1,09 PR{ = 0, где R] — наружный диаметр кольца; h — ширина кольца; е — относительная деформация поверхности кольца, на которой на- клеен датчик; Е — модуль упругости материала кольца; Р — усилие, действующее на кольцо в процессе правки. Из конструктивных соображений принято Ri = 20 мм, b = = 15 мм, для указанного материала кольца Е = 2- 106 кгс/см2, е = 4-10~5. На основании литературных данных предполагае- мые значения усилия были выбраны в пределах 0—20 кгс, а в приведенное уравнение последовательно был подставлен ряд значений Р из этого диапазона. В конечном итоге после предва- 21
chipmaker.ru ригельных экспериментов были выбраны кольца с толщиной стенки 4 мм. Этот типоразмер колец обеспечил высокую чувстви- тельность динамометра при достаточной его жесткости и вибро- устойчивости. Деформация упругих элементов под действием усилий прав- ки регистрировалась проволочными датчиками сопротивлением 50 Ом и базой 5 мм, наклеенными на наклонные и вертикальные полки, а также на внутреннюю поверхность колец. Перед наклейкой датчиков в соответствии с эпюрой напряже- ний производилась разметка ко- лец, от точности выполнения ко- торой в значительной степени зависит качество работы динамо- метра. Тензодатчики, наклеенные на наклонные полки упругих эле- ментов, регистрируют горизон- тальные составляющие Ру и Рх, вертикальная составляющая Рг регистрируется датчиками, накле- Рис. 6. Динамометр для измерения енными на вертикальные полки усилий правки.. всех четырех элементов. Кроме рабочих датчиков на внутренние поверхности всех элементов наклеено еще. по два компенсаци- онных тензодатчика, включенных в соседние плечи мостовой схемы, что, с одной стороны, обеспечило температурную компен- сацию схемы, с другой — вдвое повысило ее чувствительность. Каждая из составляющих Pv и Рх регистрируется 8 датчиками, составляющая Рг — 16 датчиками. Размещение упругих элементов на плите выполнено таким образом, что каждый элемент воспринимает усилия только от двух составляющих, например Рг и Ру, что достигается попар- ным расположением элементов по диагонали плиты в направ- лении действия горизонтальных взаимно перпендикулярных со- ставляющих {Ру и Рх). Таким образом, каждое из усилий Ру и Рх воспринимается парой упругих элементов, усилие Рг — все- ми элементами. Следует отметить необходимость тщательной разметки пли- ты под упругие элементы в направлении действия горизонталь- ных составляющих Ру и Рх, поскольку от этого зависит точность измерения этих составляющих. Включение датчиков по каждо- му измерительному каналу производилось в мостовые схемы, соединенные с тензометрическим усилителем УТ-4А экраниро- ванным кабелем через штепсельный разъем. Изменение омиче- ского сопротивления тензодатчиков, вызванное деформацией упругих элементов под действием составляющих усилий реза- 22
ния, приводит к разбалансировке моста и появлению электри- ческого сигнала. В качестве измерительных приборов были использованы вы- сокочувствительные самописцы «Vareg» и шлейфовый осцилло- граф типа Н-105. Тарирование динамометра осуществлялось путем статическо- го нагружения в направлении действия измеряемых усилий. Та- рировочные графики имели линейный характер, а взаимное вли- яние усилий не превышало 2%. Жесткость динамометра в направлении действия силы Pz соответствует 2000 кгс/мм, Ру и Рх — 2500 кгс/мм. Упругая система динамометра была рассчитана и подобрана так, чтобы частота собственных колебаний динамометра значительно пре- восходила вынужденные колебания, вызываемые усилиями при правке. Исследования проведены на модернизированном шлифоваль- ном станке мод. ЗА228, на котором смонтирован описанный ди- намометр, при правке электрокорундовых кругов ПП 300 X X 40 X 127 CMI—СМ2К, при скорости их вращения 30 м/с. В результате исследований установлено, что зависимость со- ставляющих усилий резания Ру и Pz от режимов работы правя- щих инструментов — продольной (5прОд) и поперечной (5ПОп) по- дач при правке шлифовальных кругов имеет характер, близкий к линейному, при этом: -^- = 0,25 4-0,45. Величины Рг и Ру находятся в пределах 0,2—0,8 и 0,5— 2,5 кгс соответственно. Величина Рх значительно меньше, чем Рг и Ру. Значительное преобладание радиальной составляющей Ру над тангенциальной Рг при правке алмазными роликами мож- но объяснить, если представить контактирующие в процессе правки алмазные и абразивные зерна в виде соударяемых ша- ров с глубиной взаимного проникновения, соответствующей ве- личине поперечной подачи правящих инструментов (0,01 — 0,02 мм). Работы многих исследователей показывают, что такое пред- положение вполне допустимо, поскольку углы при вершине у ал- мазных и абразивных зерен составляют в основном 90—110°. С увеличением зернистости алмазов в роликах усилия Ру, Рг снижаются. Получены следующие уравнения для определения усилий Ру, Рг в зависимости от зернистости алмазов и минутного сече- ния среза (при правке круга 24А25 СМ1—СМ2К): зернистость 250/200 Рг = 0,03 Рп + 0,28 (кгс), Ру = 0,08 Fn + 0,34 (кгс); 23
chipmaker.ru зернистость 500/400 Рг = 0,01 Fn + 0,03 (кге), Ри = 0,03 Fn + 0,17 (кге). Величина Fn (мм2) определяется по формуле Г„-лОВ^-Ю- где D—диаметр ролика, мм; SM — минутная подача, мм/мин; В — ширина ролика, мм; Vp — скорость вращения ролика, м/с. К недостаткам описанного динамометра относится зависи- мость точности измерения составляющей Pz от диаметра алмаз- ного ролика: чем больше диаметр, тем с меньшей точностью оп- ределяется Pz. Созданное в Институте сверхтвердых материалов АН УССР устройство для измерения крутящих моментов, возникающих в процессе резания (правки) материала, лишено указанных не- достатков [42]. Принцип работы устройства основан на том, что в результате преобразования момента вращения изменяется ин- дуктивность выходного преобразователя, который состоит из не- подвижной и подвижной частей (рис. 7). Неподвижная часть Рис. 7. Схема динамометра для измерения крутящего момента при правке шлифовальных кругов. преобразователя представляет собой смонтированный в корпу- се 2 магнитопровод в виде двух катушек 3 и 5 с обмотками из медного провода диаметром 0,2 мм. Подвижная часть включает в себя три зубчатых венца 9, И и 12, которые являются полюс- ными наконечниками индуктивного датчика. Зубцы каждого из венцов входят во впадины соседнего венца, образуя зазор б, изменяющийся при изгибе упругого элемента 10. Вращение на шпиндель / передается от электродвигателя 6 через ременную передачу 7, шкив 8, упругий элемент 10 и 24
так, что при изгибе упругого эле- Рис. 8. Электросхема включения прибо- ров для измерения крутящего момента. диск 4, жестко установленный на шпинделе 1. Под действием воспринимаемого шпинделем крутящего момента упругий эле- мент испытывает упругую деформацию изгиба, при этом про- исходит смещение венца // относительно венцов 9 и 12, измене- ние зазоров между их зубцами и впадинами. Обмотки катушек и зубцы венцов расположены так, что при изгибе упругого эле- мента индуктивность одной обмотки увеличивается, а другой уменьшается. Вели- чина разбалансов токов в плечах измерительной мосто- вой схемы измеряется реги- стрирующим прибором и служит мерой момента вра- щения. . ройство позволяет из- мерять крутящие моменты до 10 кгсм. На рис. 8 представлена принципиальная электросхе- ма включения устройства в комплекте с измерительным прибо- ром, в качестве которого использован высокочувствительный са- мописец «Vareg» (ЧССР) совместно с фотокомпенсационным усилителем Ф 115-А/2. С помощью данного устройства исследованы силовые харак- теристики процесса правки абразивных и кубонитовых (эльбо- ровых) кругов различными правящими инструментами, в каче- стве которых были использованы алмазный резец, карандаш из славутича С3123, ролики из синтетических и природных алма- зов зернистостью 250/200—800/630. Кроме того, изучались изно- состойкость правящих инструментов и температура в зоне прав- ки. Исследования проводились на абразивных кругах 24А 40-СМ, а также на кругах из кубонита КО 125/100—100% и КР 80/63— 100% на керамической связке СК2. Температура в зоне правки измерялась с помощью закладных ХА — термопар (хромель — алюмель) и регистрировалась на шлейфовом осциллографе Н-115. Термопары устанавливались в непосредственной близо- сти от рабочей поверхности правящих инструментов (не далее 0,1 мм) с тем, чтобы измерять температуру непосредственно в зоне правки. Исследования выполнялись на шлифовальных станках мод. ЗА228 и ЗБ151, на которых была смонтирована указанная аппаратура [20]. Результаты исследований представлены на рис. 9—11. На рис. 9 приведена зависимость крутящего момента от режимов правки, выраженных сечением среза (5прОд X Snon, где 5прОд — продольная, Snon — поперечная подачи правящего ролика). Ве- личины продольной и поперечной подач были выбраны в диапа- зоне 0,5—1,0 м/мин и 0,005—0,025 мм/дв. ход соответственно. 25
chipmaker.ru Используя результаты исследований, приведенные на рис. 9, представляется возможным рассчитать эффективную мощность правки кругов алмазными роликами и, таким образом, задавать режимов правки мощность, Рис. 9. Зависимость крутящего мо- расходуемая на правку шли- мента от сечения среза: *, } г /-ио абразиву; 2-по кубониту. фоВЭЛЬНЫХ КруГОВ ДЭННЫХ ХЭ- рактеристик, не превышает 30—40 Вт — при правке абразивных кругов и 100 Вт — при правке кругов из КНБ. Отметим, что при одинаковых режимах правки (при одинаковом сечении среза) мощность при правке кругов из КНБ в 5—7 раз больше, чем при правке абразивных кругов. Рис. 10. Зависимость температуры в зоне правки от величины попереч- ной подачи: 1 — по абразиву; ? — по кубониту; 3— карандаш C3123; 4 — алмазный резец. Зернистость ромка Рис. ) 1 Зависимость удельного расхода рабочего слоя роликов от их зернистости. Недостаточная мощность привода правящих приспособлений (например, использование приспособлений, предназначенных для правки абразивных кругов, при правке кругов из КНБ) приводит к снижению производительности процесса правки и, следовательно, шлифовальной операции в целом. Из рис. 9 сле- дует также, что минутное сечение среза при правке кругов из КНБ не должно превышать 4 мм2, что соответствует следующим значениям подач: 5прОд «С 0,8 м/мин и Snon «С 0,005 мм/дв.ход. Правка на более высоких значениях подач приводит к резкому возрастанию М и, следовательно, нагрузки на алмазные зерна в правящих роликах. Необходимость правки кругов из КНБ на указанных режи- мах подтверждается результатами экспериментальных исследо- ваний температуры на рабочей поверхности правящего инстру- мента, представленными на рис. 10. Исследования показали большое влияние режимов правки и прежде всего поперечной подачи на температуру рабочей по- верхности. Это влияние особенно значительно при правке кру- гов из КНБ, например при изменении 5ПОП с 0,005 до 0,010 мм/ход, градиент температуры составляют 400° С, а ее значение достигает 900° С. Очевидно, что работа алмазного правящего инструмента в таком тепловом режиме ведет к интен- сивному износу его рабочей поверхности. Применение СОЖ при правке кругов, особенно из КНБ, позволяет в несколько раз снизить температуру на рабочей поверхности правящего инструмента. В результате стойкостных исследований установлено значи- тельное влияние продольной и прежде всего поперечной подач, наличие СОЖ, скорости вращения ролика и круга на износо- стойкость правящего инструмента. Величины продольной и по- перечной подач, выбранные в результате стойкостных исследо- ваний, практически совпадают с результатами динамических ис- следований. Износостойкость правящих роликов, выраженная через удель- ный расход их рабочего слоя, при правке кругов из КНБ в 10— 15 раз ниже, чем при правке абразивных кругов из электроко- рунда (в идентичных условиях). Как следует из рис. 11, стой- кость алмазных роликов при правке кругов из КНБ в более значительной степени зависит от размеров алмазных зерен, чем при правке электрокорундовых кругов, поэтому эффективная правка кругов из КНБ может быть достигнута при использова- нии зернистости не ниже 400/315, тогда как при правке абра- зивных кругов приемлемые результаты во многих случаях обес- печиваются зернистостью 250/200 и даже 200/160. Применение СОЖ при правке кругов из КНБ в 5—6 раз, а снижение скорости круга, например с 20 до 10 м/с, на 25% по- вышает стойкость алмазных роликов. 26 27
chipmaker.ru С помощью описанного измерительного устройства была оп- ределена мощность, которая требуется для правки червячных абразивных кругов алмазными роликами углового профиля. Установлено, что при правке червячного круга модулем 4 мм с радиальной подачей 0,2 мм/дв.ход крутящий момент на шпин- деле с роликом равен 22—25 кгсм, что в пересчете на эффектив- ную мощность составляет около 500 Вт. Полученные результаты были положены в основу при проектировании приспособлений для профилирования и правки червячных кругов. ГЛАВА III ПРАВКА АБРАЗИВНЫХ КРУГОВ СПОСОБОМ ОБТОЧКИ Chipmaker.ru Для правки шлифовальных кругов по прямолинейной образую- щей, расположенной под углом к оси круга, на практике широ- ко используется приспособление, представленное на рис. 12 [54]. Приспособление крепится на магнитной плите плоскошлифо- вального станка основанием 4, на котором устанавливается си- нусная линейка 1. Угол наклона линейки регулируется с помо- щью плоскопараллельных концевых мер, величина которых со- ответствует синусу заданного угла. По линейке в направляющих перемещается вручную державка 3 с алмазным инструментом 2. Приспособление обеспечивает высокую точность правки, отли- чается надежностью и удобством в эксплуатации. Для профилирования и правки шлифовальных кругов по ду- гам окружностей (выпуклым и вогнутым) на плоскошлифоваль- ных станках применяется при- способление [53], принцип ра- боты которого поясняется рис. 13. На плите 8 установлены са- лазки 5, которые могут пере- двигаться по направляющим поворотного диска 7. В при- зматический паз стойки 4, укрепленной иа салазках, уста- навливают и закрепляют вин- том 2 алмазный инструмент 3 так, чтобы размер В был ра- вен 50 ± 0,1 мм. При этом обеспечивается расположение Рис. 12. Приспособление для правки круга по наклонной прямой. режущей кромки алмаза на оси вращения диска 7 при размере между упором 9 и цилиндрической поверхностью фиксирующего штифта (на рис. 13 не показан), равным 75 мм. Профилирование производится вручную рукояткой /, вра- щающей верхнюю часть приспособления во втулке 6, запрес- сованной в отверстие плиты 8. Настройка приспособления для профилирования по дуге оп- ределенного радиуса R производится по размеру А, который 29
chipmaker.ru Рис. 13. Приспособление для правки круга по дугам окружностей.. Рис. 14. Приспособление для правки круга по дуге окружности. подсчитывается: для выпуклого профиля ДЕЫП “ 75 — 7?мм; для вогнутого Профиля Двогп “= 75 4~ Л ММ. Для правки кругов по дуге на плоскошлифовальных станках используется также приспособление, показанное на рис. 14 [16]. Приспособление состоит из корпуса 1, в отверстии которого с по- мощью рукоятки 3 свободно вращается шпиндель 2. В передней части шпинделя имеется отверстие, в которое проходит крон- штейн 4 с оправкой 5 и зачеканенным в ней алмазом. При прав- ке круга с выпуклым профилем вершину алмаза опускают ниже оси шпинделя приспособления на величину радиуса заправляе- мой дуги, с вогнутым профилем — вершину алмаза устанавли- вают выше оси шпинделя на величину, равную радиусу дуги. Установка алмаза на необходимый размер производится с по- мощью концевых мер и регулируемого шаблона. Правка шлифовальных кругов на плоскошлифовальных станках по дугам окружностей может осуществляться с помо- щью универсального приспособления (рис. 15) [41], которое состоит из плиты 1 с установленной на ней передней 13 и зад- ней 6 стойками. В передней стойке помещена скалка 11, в кото- рой имеется подвижный центр 10. Передвижения скалки в осе- вом направлении осуществляются винтом 12. В задней стойке 6 помещен неподвижный центр 3. Передняя и задняя стойки мо- гут перемещаться вдоль пазов плиты и закрепляться с помощью гайки 2 и рукоятки 14. Центрование стоек достигается шпонка- ми 15. При профилировании на шлифовальных кругах выпуклых и вогнутых дуговых поверхностей небольшого радиуса (примерно 31 30
chipmaker.ru до 60 мм) между центрами 3 и 10 приспособления размещают кронштейн 5. Для профилирования дуговых поверхностей радиу- сом до 150 мм кронштейн устанавливают с помощью точно обра- ботанных центровых планок 4. В этом случае цапфы кронштейна располагают в отверстиях центровых планок и закрепляют бол- Рис. 16. Установка державки с алмазом для правки выпуклого и вогнутого профилей. •тами. Оси центров приспособления должны находиться на одной «оси параллельно основанию плиты А и боковым ее граням В и С. Для правильной установки универсального приспособления на магнитной плите плоскошлифовального станка относительно оси шпинделя рекомендуется боковую грань В или С упереть в плаику магнитной плиты. Для повышения точности профилирования шлифовального круга приспособление продольным перемещением стола станка устанавливается относительно круга в положение, при котором вертикальная плоскость, где происходит перемещение вершины алмаза, проходит через ось шпинделя станка. Державка 7 с алмазом закрепляется в соответствую- щем положении в резьбовой втулке 8, которая может пере- мещаться в кронштейне приспособления и фиксироваться гай- кой 9. Установка державки с алмазом для правки выпуклого про- филя показана на рис. 16. Размер блока плиток h, укладывае- мого между алмазом и плитой для получения на шлифовальном круге выпуклого профиля радиусом /?, равен R + К мм, где К— расстояние от плоскости Е кронштейна до оси центров его цапф. На рис: 16, б показана установка державки с алмазом для правки вогнутого профиля радиусом R. Алмаз упирается в пли- ту, а цапфы кронштейна устанавливаются на блоки плиток раз- мером R — К мм. На рис. 16, в, г показана установка державки с алмазом в случае правки выпуклых и вогнутых профилей боль- шого радиуса. При профилировании на круге выпуклого профиля (рис. 16, в) величина радиуса R складывается из двух частей С и h. В зависимости от размера радиуса R центровую планку рас- полагают на приспособлении на одном из трех имеющихся на ней центровых отверстий. При установке державки с алмазом для профилирования на круге вогнутого профиля большого радиуса (мм) величина его R = с + а + h, где с — размер центровой планки, а — толщина цапфы крон- штейна, h — размер блока мерных плиток. Во избежание быстрого срабатывания алмаза и повышения точности правки круга рекомендуется, чтобы поворот кронштей- на с алмазом составлял около 7—10 с. Следует периодически проверять расстояние от оси центровых отверстий цапфы крон- штейна до его установочных сторон, поскольку последние посте- пенно изнашиваются, и при установке державки с алмазом по блокам мерных плиток возникают ошибки. При необходимости правки шлифовальных кругов со слож- ным профилем, в котором дуги сопрягаются с прямыми участ- ками, расположенными под разными углами, применяют уни- версальное приспособление [16]. Схема приспособления приведе- на на рис. 17. На основании 1 установлена промежуточная каретка 3, которая рукояткой 11 поворачивается вокруг оси на 360° относительно основания в направлениях, обозначенных стрелками С. Каретка фиксируется в нужном положении ры- чагом 14. По направляющему пазу в каретке 3 перемещается суппорт 2 в направлениях, указанных стрелками В. На суппор- те установлены салазки 10, которые при необходимости могут получать возвратно-поступательное перемещение в направлени- ях, указанных стрелками А. На салазках 10 закреплена стой- ка 8, в которую устанавливают оправку 7 с алмазом. Настройка приспособления для правки круга по дуге произ- водится следующим образом. Алмаз выставляют по установоч- ному шаблону 6 в положение, которое обеспечивает расположе- ние его вершины на оси вращения каретки 3, после чего алмаз прочно закрепляют в стойке 8 двумя винтами. Суппорт 2 устанавливают в положение в зависимости от ве- личины радиуса дуги на круге. Величина радиуса определяется 32 33
chipmaker.ru расстоянием между штифтом 13 на каретке 3 и выдвижной планкой 12 на суппорте. Конструкцией приспособления предусмотрено, что расстояние между штифтом 13 и планкой 12 равно 75 мм. При этом верши- на алмаза, выставленного по установочному шаблону, находится Рис. 17. Универсальное приспособление для запрарки дуг и наклонных пря- мых. Рис. 18. Приспособление для правки круга по дуге окружности на кругло- шлифовальном станке. в нулевом положении, поскольку она совмещена с осью вра- щения каретки. Установленный размер радиуса профилируемой дуги (75 ± R мм) фиксируется планкой 5 и тремя винтами 4. Профилирование угла на шлифовальном круге производится возвратно-поступательным перемещением салазок 10. Для это- го суппорт 2 устанавливают в нулевое положение, а каретку 3 поворачивают вместе с суппортом и салазками на требуемый угол относительно горизонтальной оси круга. После этого вы- нимается стопорный штифт 9, фиксирующий салазки в непод- вижном положении. Правка круга для шлифования деталей со сложным профилем производится сочетанием последовательных правок дуг и угловых участков. На Ворошиловградском тепловозостроительном заводе раз- работано приспособление для профилирования и периодической Рис. 19. Схема работы приспособления для правки круга с прямолинейными и криволинейными профилями. правки периферии шлифовального круга по дуге окружности на круглошлифовальном станке модели 3 А164. Схема приспособ- ления представлена на рис. 18. Приспособление имеет непод- вижный 7 и подвижный 6 кронштейн. На кронштейне 7 имеются плита для крепления приспособления на станке с помощью при- хвата 8, шпильки 9 и гай- ки 10. На верхней части плиты крепится копир 13, положение которого фикси- руется штифтами 12. Оправка с алмазом 3 крепится в шпинделе вин- том 2. Для установки алма- за в необходимом положе- нии используется сменный шаблон 4 с двумя ступеня- ми. К одной ступени подво- дят режущую кромку алма- за в тот момент, когда вто- рая ступень упирается в установ 5. В зависимости от требуемой величины радиу- са правки шлифовального круга шаблон можно ме- нять. При работе приспособле- ния рукояткой 1 поворачи- вают кронштейн 6 на необ- ходимый угол до упора 11, установленного на заданный размер в планке, смонтиро- ванной на неподвижном кронштейне. При вращении кронштейна 6 алмаз описы- вает дугу и образует на периферии вращающегося шлифоваль- ного круга впадину или выступ заданного радиуса. При пере- ходе к обработке деталей с другим радиусом сферы необходимо переместить вручную оправку с алмазом вдоль оси. Восстановление профиля шлифовального круга и его режу- щей способности занимает 1—2 мин. После внедрения приспо- собления значительно сократилось время правки круга, улуч- шилось качество обработки, размеры деталей стали стабильны- ми и обеспечиваются точностью наладки приспособления. Для правки шлифовальных кругов с прямолинейным и кри- волинейными профилями практически любого радиуса кривизны образующей круга предложено устройство [37], выполненное в виде кривошипно-ползунного механизма, все подвижные звенья 34 35
chipmaker.ru Рис. 20. Схема приспособления для правки круга со сложным профилем. В зависимости от заданного которого (кривошип, шатун, ползун) снабжены пазами для ус- тановки алмаза в любой точке звеньев. На рис. 19, а, изображено предлагаемое устройство, на рис. 19, б — положение алмаза для правки прямолинейного про- филя образующей круга, на рис. 19, в — положение алмаза для правки образующей круга большого радиуса кривизны, на рис. 19, г— положение ал- маза для правки образующей круга небольшого радиуса кри- визны. Кривошип /, шатун 2 и пол- зун 3 имеют по длине пазы 4 для установки в них алмаза 5. Для правки круга по пря- молинейной образующей алмаз устанавливается в любой точ- ке ползуна. Кривошип получа- ет от привода возвратно-кача- тельное движение на угол ±а, v>^s\w\wAa аащмжс от ширины Л круга. Для правки круга по кри- волинейной образующей боль- шого радиуса кривизны алмаз устанавливается на шатуне, а кривошип, так же как и в предыдущем случае, получает от привода возвратно-кача- тельное движение на угол ±а. радиуса р кривизны алмаз уста- навливается на расстоянии а от шарнира ползуна. Чем больше требуемый радиус кривизны, тем меньше расстояние а, рассчи- тываемое на основе тригонометрических зависимостей криво- шипно-ползунного механизма. При правке образующей круга по радиусу сравнительно не- больших размеров (до 100—150 мм) алмаз (рис. 19, г) устанав- ливается непосредственно на кривошипе 1 согласно заданной величине радиуса г. Для получения выпуклого профиля образующей шлифоваль- ного круга кривошип получает качание на угол ±а в зоне от 0—180°. Для получения вогнутого профиля образующей ° круга кривошип получает качание на угол ±а 0 зоне 180—360°. При правке шлифовальных кругов по прямой предложено устройство, схематически изображенное нЗ рис. 20 в двух про- екциях, отличающееся повышенной точностью правки [36]. Устройство состоит из корпуса /, на котором помещен качаю- щийся рычаг 2, несущий перемещающуюся по нему скалку 3 с алмазом 4. На корпусе / установлена прямолинейная направ- ляющая 5. Скалка 3 соединена с рычагом 2 плоской поперечной пластиной 6 и снабжена роликом 7. На рычаге 2 расположена пружина 8. Повышение точности правки достигается тем, что скалка с алмазом снабжена роликом, постоянно прижимаемым пружи- ной к направляющей, ось которого совмещена с вершиной алмаза. Правка производится следующим образом. Между скал- кой 3 и направляющим штоком 9 защемлена средняя часть гиб- кой поперечной пластины 6, концы которой закреплены на качающемся рычаге 2. Пружина 8, связанная одним концом с рычагом 2, а другим — со штоком 9, обеспечивает постоянный контакт ролика 7 с прямолинейной направляющей 5. При качании рычага 2 гибкая пластина будет деформиро- ваться в радиальном направлении в результате усилия пружи- ны 8, что обеспечивает прямолинейное перемещение алмаза 4 по направляющей 5, а шлифовальный круг 10 правится по ци- линдрической поверхности при расположении оси качания ры- чага 2 в плоскости, перпендикулярной оси вращения круга, и при установке направляющей 5 параллельно оси вращения круга. Получение конической поверхности шлифовального круга 10 достигается путем наклона оси качания рычага 2 в плоскости, параллельной оси вращения круга. Устройство обеспечивает также получение вогнутого, очер- ченного по гиперболе профиля шлифовального круга. Для этого направляющая 5 поворачивается в плоскости, перпендикулярной оси качания рычага 2. Для правки шлифовальных кругов фасонного профиля алмаз- ным инструментом, например алмазной иглой, предложено устройство, отличительной особенностью которого является на- личие двух пантографов, выполняющих роль передаточного зве- на между копиром и правящим инструментом [63]. Принцип работы устройства поясняет рис. 21. Шлифовальный круг 12 правится по фасонному профилю алмазной иглой //, установленной в держателе, который связан с пантографами 10 и 9. Первый из них (пантограф 10) обеспе- чивает постоянство углового положения алмазной иглы отно- сительно заправляемой поверхности круга, второй — определяет заданный масштаб копирования 3:1. На пантографе 9 закреп- лен копирный палец, перемещающийся в пазе копира 6, уста- новленный на ходовом винте 3. Вращение копира производится рукояткой 5. Винт 3 установлен на двух подшипниках в корпусе 4 и через коническую зубчатую пару 7 связан с валиком 1, на котором за- креплен диск 8. Копир 6 совмещен с гайкой ходового винта 3 37 36
chipmaker.ru Рис. 21. Приспособление для правки круга фасонного профиля. и может перемещаться по винту для подачи алмазного инстру- мента на глубину правки. Устройство крепится винтами к шли- фовальной бабке 13 круглошлифовального станка. При правке шлифовального круга вращением рукоятки 5 сообщается движение алмазному инструменту вдоль образую- щей круга по траектории, задаваемой формой паза копира. По- дача алмазного инструмента к копиру производится периодиче- ски путем поворота диска 8. Копиры выполняются съемными в соответствий с требуемой формой шлифовального круга. S3
Рис. 22. Устройство для правки круга со сложим профилем. Максимальная величина перемещения алмазного инстру- мента вдоль профиля круга составляет 16 мм, наибольшая по- дача алмаза по глубине — 25 мм. К преимуществам указанного устройства относится: а) воз- можность алмазной правки сложного профиля шлифовального круга стандартным (не спе- циальным) алмазным ин- струментом; б) быстрая пе- реналадка на правку друго- го профиля путем замены копира; в) возможность правки профилей с малыми радиусами закругления; г) большая стойкость круга фасонного профиля по сравнению с кругом, заправ- ленным фасонным роликом. При заточке режущих инструментов с винтовыми канавками, например сверл, трудоемким является про- цесс правки круга по профи- лю, соответствующему пе- редней поверхности инстру- ментов. Представленное на рис. 22 устройство позволяет значительно упростить про- цесс профилирования и правки кругов [5]. Устройство выполнено в виде поворотного П-образ- ного рычага, несущего держатели правящих инструментов и не- подвижный торцовый кулачок, взаимодействующий с корпусом и сообщающий радиальное перемещение одному из держа- телей. На рис. 22, а схематически представлен общий вид устрой- ства, на рис. 22, б — схема правки профиля шлифовального круга. В корпусе 1 устройства установлена подвижная каретка 2, несущая поворотный П-образный рычаг 3. На каретке 2 непо- движно закреплен гидроцилиндр 4, шток 5 которого является одновременно рейкой, находящейся в зацеплении с шестерней 6, неподвижно закрепленной на валу рычага 3. На рычаге 3 уста- новлены держатели 7 и 8 правящих инструментов 9 и 10. Держатель 7 с помощью ролика 11, регулируемой копирной линейки 12, пружины 13 и упора 14 соединен с кулачком 15, установленным неподвижно на каретке 2. Держатель 8 снабжен Роликом 16, который взаимодействует с копиром 17, установ- 39
chipmaker.ru ленным в корпусе. На валу рычага 3 неподвижно установлен кулачок 18, который находится в постоянном контакте под дей- ствием пружины 19 со стержнем 20, взаимодействующим с ры- чагом 21, опирающимся переставным роликом 22 на площадку корпуса 1. При правке устройство устанавливают относительно шлифо- вального круга 23 под углом, соответствующим углу наклона винтовой канавки затачи- ваемого инструмента. Правка основного уча- стка аб профиля шлифо- вального круга осуществля- ется правящим инструмен- том 9, формообразующее движение которого склады- вается из трех простых дви- жений качания П-образного рычага 3, возвратно-поступа- тельного движения каретки 2 и радиального возвратно- поступательного движения Рис. 23. Схема устройства для правки круга по дугам окружностей. держателя 7. Качание рыча- га 3 осуществляется от гидроцилиндра 4 с помощью штока 5 и шестерни 6; возвратно-поступательное движение каретки 2— за счет поворота кулачка 18, движение держателя 7—кулач- ком 15 при качании П-образного рычага 3. Правка вспомогательного участка бв осуществляется в кон- це каждого качания рычага 3 за счет взаимодействия держате- ля 8 с копиром 17. Известно также устройство для правки шлифовальных кру- гов по дугам окружностей, в котором алмазодержатель укреп- лен на поворотном кронштейне с осью вращения, расположен- ной в плоскости рычага, осуществляющего качание относитель- но неподвижного центра [71]. В свою очередь центр лежит на оси симметрии профиля круга и фиксируется в крайних поло- жениях посредством 17-образного магнита, между полюсами которого расположен данный рычаг. При такой конструкции устройства повышается точность правки. На рис. 23 изображен общий вид и принципиальная схема работы устройства. Устройство содержит основание 1, на котором по направля- ющим в горизонтальном направлении перемещается стойка 2 с помощью винта 3. По стойке 2 в вертикальном направлении при помощи винта 4 перемещается ползун 5, в центрах 6 кото- рого качается рычаг 7, на котором с помощью центров 8, сме- щенных по вертикали, закреплен кронштейн 9 с алмазодержате- лем 10. Рычаг 7 имеет отогнутый конец, который входит в магнит- ный фиксатор 11, установленный на ползуне 5. Два регулируе- мых упора 12 и 13 служат для установки величины угла пово- рота кронштейна 9. Поворот кронштейна с алмазодержате- лем 10 осуществляется рукояткой 14. К упорам 15, настроенным на требуемую величину смещения, притягивается отогнутый ко- нец рычага 7 и тем самым фиксируется положение оси качания алмазодержателя в крайних положениях. При правке кронштейн 9 с алмазодержателем с помощью винтов 3 и 4 подают на шлифовальный круг до соприкоснове- ния с режущей гранью алмаза. При повороте кронштейна 9 в центрах 8 на определенный угол рукояткой 14 до упоров 12 и 13 происходит смещение ры- чага 7 на заранее заданную величину до упора 15. Настройку упоров магнитного фиксатора производят по индикатору, бла- годаря чему можно точно определить действительную величину смещения оси качания кронштейна 9 с алмазодержателем. На рис. 24, б показана схема, а на рис. 24, в — гидросхема устройства для правки шлифовальных кругов по сложному про- филю (профиль круга показан на рис. 24, а), очерченному двумя дугами одного радиуса из разных центров [72]. Отличительной особенностью данного устройства является наличие в нем регу- лируемого упора, управляющее устройство которого связано с приводом смещения оси коромысла. Такое решение позволяет значительно сократить производительность цикла правки. Устройство содержит неподвижное основание 1 и подвижный корпус 2, связанный с основанием крестовыми пружинами 3— 5. В корпусе смонтированы поворотное коромысло 6, несущее алмаз 7, и барабан 8 с огибающей его лентой 9, концы которой закреплены на штоках гидроцилиндров 10 и 11. На основании 1 закреплен гидроцилиндр 12 смещения оси коромысла, шток ко- торого взаимодействует с корпусом 2, и предусмотрены регули- руемые упоры 13, 14, ограничивающие величину смещения. На штоке гидроцилиндра 10 предусмотрен упор 15, взаимодейству- ющий с конечным выключателем 16. Соосно с гидроцилинд- ром 10 установлен цилиндр 17, с поршнем которого жестко свя- зан упор 18. Гидроцилиндр 10 присоединен к напорной маги- страли 19 гидросистемы непосредственно, гидроцилиндры 11, 12 — соответственно через золотники 20, 21 с электромагнит- ным управлением и цилиндр 17 — через золотник 22, полости управления которого соединены с полостями гидроцилиндра 12. Слив масла из гидроцилиндра 11 происходит путем откры- вания золотника 20. В гидроцилиндр 10 постоянно подается дав- ление и его поршень с лентой начинает двигаться вправо, пово- рачивая барабан 8 с коромыслом 6 и алмазом 7 против часовой стрелки. Это движение продолжается до соприкосновения пор- шня гидроцилиндра 10 с упором 18. Эта часть траектории ал- маза соответствует участку 0—1 (рис. 24, а). Перед самым 40 41
chipmaker.ru качанием поршня гидроцилиндра 10 с упором 18 упор 15 нажи- мает конечный выключатель 16, отчего срабатывает магнит зо- лотника 21, происходит перераспределение давления масла меж- Рис. 24. Схема устройства для правки круга со сложным профилем. ду верхней и нижней частями гидроцилиндра 12, шток этого ци- линдра перемещает правую часть корпуса 1 вверх, вследствие чего левая часть вместе с алмазом перемешается вниз, что соот- ветствует участку I—II. Одновременно давление снимается с ле- вой управляющей полости золотника 22 и подается под его пра- вый торец, отчего золотник перемещается влево и снимает дав- ление с цилиндра 17. Поршень гидроцилиндра 10 продолжает движение вправо и доходит до конца, что соответствует участ- ку II—III. Для обратного хода переключаются магниты золот- 42
ников 20, 21 и алмаз возвращается в исходное положение — точку 0. Гидравлический привод для перемещения правящего инстру- мента использован также в устройстве для правки шлифовально- го круга при обработке коренных шеек коленчатого вала [13]. Рис. 25. Схема устройства для фасонной правки круга. Рис. 26. Схема устройства для правки круга по дугам окружностей с раз- ными центрами. Устройство отличается тем, что имеется составной копир, вы- полненный из трех жестко соединенных между собой копиров с прямолинейными рабочими профилями, перемещающихся от гидропривода и сообщающих инструменту одновременно ради- альное, осевое и круговое движение при правке закруглений профиля круга и только осевое движение при непрерывной прав- ке периферии круга. Такая конструкция устройства обеспечивает автоматическое плавное непрерывное перемещение правящего инструмента по всему профилю круга. На рис. 25, а изображена схема устройства для фасонной правки шлифовального круга, на рис. 25, б — профиль заправ- ленного круга. 43
Составной копир выполнен из трех жестко соединенных меж- ду собой копиров 1—3 с прямолинейными рабочими профиля- ми, имеющими общий привод от гидроцилиндра 4. . При движении копирного устройства вправо копир 1 на уча- стке I—II, упираясь в неподвижный плунжер 5, перемещает плиту 6 по направлению стрелки Р на 0,88 мм. На том же уча- стке плунжер 7 перемещается также по направлению стрелки Р. На плунжере имеется наклонный участок, к которому постоян- но прижимается ролик плунжера 8, жестко закрепленного в дру- гой плите (на чертеже не показана). Вследствие беззазорного контакта роликов плунжеров 7, 8 плита перемещается по на- правлению стрелки А на 2,5 мм. Копир 3 на участке I—II пово- рачивает через рейку 9 шестерню 10 на угол, равный 90°— 38° 42'= 51° 18'. На шестерне жестко крепится алмаз 11. При совмещении радиального, осевого и кругового движе- ния при правке закруглений профиля круга 12 заправляется радиус /? = 9 мм. На участке II—III инструмент поворачивает- ся на угол, равный 38° 42'. При непрерывной правке периферии круга плита перемеща- ется только в осевом направлении (участок III—IV). Правка двойного радиуса на круге с другой стороны производится ана- логично. Гидроцилиндры 13—15 применяются для обеспечения жест- кого, беззазорного положения инструмента. Для самозатачива- ния алмаза во время правки он поворачивается на каждом про- ходе на 30° и закрепляется. Для правки шлифовальных кругов по профилю, очерченному двумя дугами окружности одного радиуса с разными центра- ми, применяется устройство, схематически изображенное на рис. 26 [29]. Устройство состоит из корпуса 1, коромысла 2, несущего ал- маз 3, сферических шарниров 4, 5 коромысла, поворотно-пере- ставной опоры 6, гидроцилиндров 7 и 8 поворота коромысла и опоры 6 и пружинного компенсатора 9. Для правки шлифовального круга 10 рабочая жидкость по- дается по трубопроводу Ив гидроцилиндр 8 поворота опоры 6 и перемещает его поршень 12 влево, что вызывает поворот опо- ры 6 на угол, величина которого, а следовательно, и величина смещения нижнего сферического шарнира 5 коромысла и алма- за определяется установкой упоров 13, 14. Ход поршня 12 в ци- линдре 8, используемого в сочетании с обратными клапана- ми 15 и 16 для управления цилиндром 7, не изменяется, поэтому для регулировки величины смещения алмаза установлен ком- пенсатор 9. В конце хода, когда поворот опоры 6 закончен, пор- шень 12, работающий как золотник, открывает трубопровод 17 и подает рабочую жидкость в правую полость 18 гидроцилинд- ра 7, поршень 19 смещается влево и посредством гибкой пере- дачи 20 поворачивает шкив 21 коромысла, вызывая смещение 44 алмйза по дуге. В необходимый момент включается команда на реверс правки, рабочая жидкость подается в трубопровод 22, смещая поршни 12, 19 вправо, в результате чего алмаз совер- шает соответствующую траекторию по дугам, завершая прав- ку круга. Наличие гидроцилиндров поворота опоры и коромысла с ал- мазом, связанных между собой по гидросхеме рис. 26, позволя- ет автоматизировать процесс правки и улучшить его качество. Рис. 27. Устройство для правки круга по гиперболической кривой. При врезном шлифовании беговых дорожек колец ролико- подшипников для правки круга по гиперболической кривой с це- лью повышения точности правки и увеличения производитель- ности обработки разработано устройство [30], представленное на рис. 27. Устройство состоит из основания 1, винтового суппорта 2, перемещающегося относительно основания, качалки 3 с гидрав- лическим приводом 4, поворачивающейся на центрах 5, держав- ки 6 с правящим элементом 7 в виде алмазного карандаша или иглы, закрепленной на цилиндре 8 гидравлического привода, и червячной передачи 9. Для правки шлифовального круга 10 качалку 3 при помощи Червячной передачи 9 устанавливают под некоторым углом к оси И вращения круга 10. Под действием давления рабочей жидкости, подаваемой в цилиндр 8, последний начинает переме- щаться относительно неподвижного поршня 12 по направляю- щим 13, создавая необходимое для правки по гиперболической кривой прямолинейное движение алмаза, подача которого 45
к шлифовальному кругу производится с помощью винтовой пе- редачи 14. Для правки шлифовальных кругов по вогнутому профилю предложено приспособление, схема которого приведена на рис. 28 [64]. Приспособление состоит из станины 1, шлифоваль- ной бабки 2, рычага 3, несущего алмаз и насаженного на ось 4, Рис. 28. Схема приспособления для правки круга по вогнутому профилю. Рис. 29. Приспособление для правки круга тороидальной формы. укрепленную на станке. Рычаг может качаться в вертикальной плоскости относительно оси. Качающийся гидроцилиндр 5 обес- печивает постоянное прижатие рычага 3 к толкателю 6, ролик 7 которого опирается на наклонную линейку 8, закрепленную с ре- гулируемым углом наклона на шлифовальной бабке 2. При продольном перемещении шлифовальной бабки 2 ролик 7 ка- тится по линейке 8, качая алмаз. По окончании правки шток гидроцилиндра опускается, переводя рычаг 3, несущий алмаз, в нерабочее положение. Особенностью данного приспособления является возможность регулирования кривизны профиля круга, что достигается кон- структивным выполнением наклонной линейки как поворотной и перемещаемой на бабке. При профильном шлифовании деталей тороидальной формы круг правится по дуге окружности, близкой к 180°. Для этой 46
цели применяется приспособление [69], с помощью которого обеспечивается возможность правки круга по дуге окружности с радиусом, соизмеримым с диаметром державки алмаза за счет исключения подрезания державки. Для этого в описывае- мом приспособлении по оси поворота кронштейна установлена с возможностью вращения эксцентричная втулка, а механизм качания выполнен в виде зубчатой пары, ведущая шестерня ко- торой жестко закреплена на эксцентричной втулке соосно оси и соединена с приводным рычагом, а ведомая — установлена с возможностью поворота на основании и связана с кронштейном посредством эксцентрично расположенного на ней пальца. На рис. 29, а изображено в разрезе данное приспособление, на рис. 29, б показана схема перемещения алмаза в процессе правки. Приспособление состоит из основания 1, на котором установ- лена неподвижная ось 2. На оси с возможностью вращения установлена эксцентричная втулка 3, на которой жестко закреп- лена шестерня 4, связанная с приводным рычагом 5. Шестер- ня 4 находится в зацеплении с поворачивающейся на оси 7 шес- терней 6. С основанием 1 жестко соединена плита 8, на которой закреплена ось 7. На шестерне 6 эксцентрично установлен па- лец 9, взаимодействующий с пазом кронштейна 10, установлен- ным с возможностью поворота относительно эксцентричной втул- ки 3. В кронштейне 10 закреплен правящий алмаз 11. Перед правкой алмаз 11 устанавливают на заданный радиус правки, равный эксцентриситету втулки 3. Правку осуществля- ют путем поворота рычага 5, при этом эксцентричная втулка 3 поворачивается на оси 2, обеспечивая движение алмаза по дуге заданного радиуса. Одновременно вращаются шестерни 4, 6, вызывая поворот кронштейна 10. Вместе с кронштейном 10 по- ворачивается на определенный угол державка алмаза 11. В результате движения вершины алмаза по дуге и поворота его державки вместе с кронштейном происходит правка круга, как показано на рис. 29, б, без подрезания державки. Применение описанного приспособления обеспечивает воз- можность повышения производительности и качества обработ- ки деталей тороидальной формы. На рис. 30, а, б изображено в разрезе приспособление для правки шлифовальных кругов сложного профиля с использова- нием щупа и схема его работы, отличающееся повышенной точ- ностью [74]. В отличие от известных устройств для правки, в которых профиль щупа, находящегося в контакте с копиром, не соответ- ствует профилю алмаза, обрабатывающего шлифовальный круг, в рассматриваемом приспособлении держатель алмаза смонти- рован на вращающемся шпинделе, расположенном соосно со следящим копирным роликом. Диаметр ролика равен диаметру 47
окружности, описываемой вращающейся режущей кромкой ал- маза, предварительно устанавливаемой по упору. Фасонный шлифовальный круг 1 правится алмазом 2 по ко- пиру 3. Держатель 4 алмаза расположен на вращающемся шпинделе 5 соосно с находящимся в контакте с копиром роли- ком 6. а д Рис. 30. Приспособление для правки круга по копиру. Радиус, описываемый режущей кромкой алмаза при враще- иии шпинделя, устанавливают равным радиусу ролика. Уста- новка производится ввертыванием держателя алмаза в шпин- дель и измерением расстояния между упором 7 и алмазом с по- мощью концевых мер. При правке круга шпиндель приводится в движение мотором или вращается вручную. Подача карет- ки 8 с установленным на ней алмазом производится винтом 9. При этом копирный ролик движется по копиру, а режущая кромка алмаза описывает окружности, диаметр которых равен диаметру ролика. Таким образом, шлифовальный круг получает профиль, соответствующий профилю копира. Для плавности движения каретка разделена на две части, движущиеся друг относительно друга по шарикам 10 и стянутые пружиной 11. Принцип работы приспособления обеспечивает равномерное расположение режущей кромки алмаза относительно копира, что предотвращает искажение профиля круга по сравнению с профилем копира и, следовательно, повышает точность профи- лирования. На рис. 31 приведена кинематическая схема устройства для правки периферийной части шлифовального круга по дугам двух несопрягаемых окружностей [6]. Устройство представляет собой шарнирный четырехзвенник, два кривошипа /, 2 которого снаб- жены державками для алмазных карандашей. Державки вы- 43
Рис. 31. Кинематическая схема устройства для правки круга но дугам окружностей. полнены в виде гаек <?, в которых имеется по винту 4. С по- мощью винтов регулируется положение вершины алмазов 5. Кривошипы шарнирно соединены шатуном 6 в точках А и В. Ось 01 качания кривошипа 1 закреплена неподвижно в стой- ке устройства. Ось 02 качания кривошипа 2 может перемещать- ся параллельно самой себе в лю- бое заданное положение благода- ря передвижению гайки 7, пере- мещаемой в пазу стойки 8 вин- том 9, и повороту стойки 8 отно- сительно оси 03. Наладка устройства на задан- ный радиус кривизны сопряжен- ных участков шлифуемого про- филя производится винтами 4, а заданное взаимное расположе- ние центров радиусов кривизны сопряженных участков достигает- ся перемещением оси 02 качания кривошипа 2. Для того, чтобы ось 02 заняла требуемое положе- ние, необходимо стойку 8 повер- нуть на соответствующий угол <р и закрепить гайками 10, а затем переместить винтом 9 гайку 7 на необходимое расстояние от оси 03. Выполнение одной из неподвижных опор устройства, уста- новочно-перемещасмой вдоль стойки, наклоняемой во время на- ладки на угол, который определяется параметрами профиля за- правляемого круга, является отличительной особенностью дан- ного устройства, что позволяет править круг по сложному про- филю. Для правки шлифовальных кругов алмазным инструментом на червячно-шлифовальных станках применяется приспособле- ние [39], в котором с целью повышения точности правки и удоб- ства обслуживания используются горизонтальный уровень и из- мерительная линейка, предназначенные для ориентации прибо- ра относительно оси круга. На рис. 32, а изображено приспособление в поперечном се- чении, на рис. 32, б — положение приспособления в позиции при правке. Приспособление содержит скобу /, имеющую центровые от- верстия для установки ее в центры станка и цилиндрический вы- ступ 2 для закрепления ее в поводковой планшайбе 3 с помо- щью поводкового хомутика 4. На боковой стороне скобы нанесены деления углового лим- ба, в отверстии установлена ампула 5 уровня, а по внешней стороне прикреплена измерительная линейка 6. На внутренней 49
5 10 12 17 1 а 3 Рис. 32. Приспособление для правки круга на червячно-шлифовальном станке. стороне имеется круговой направляющий паз для установки в него сегмента 7, закрепленного болтом 8. К сегменту 7 при- креплены два угловых нониуса 9, 10 и цилиндрические направ- ляющие 11, 12, а также имеются призматические направляющие каретки 13 держателя 14, алмазного карандаша 15 и рукоятки 16, 17. Держатель 14 за- крепляется винтами с помо- щью прижима 18. На дер- жателе и прижиме имеются деления для отсчета вели- чины смещения алмазного карандаша при правке шли- фовальных кругов для обра- ботки профиля конвалют- ных и эвольвентных червя- ков. Алмазный карандаш вставлен в отверстие держа- теля и закреплен винтом 19. Линейный нониус 20, выпол- ненный в виде призматиче- ской планки, закрепляется в пазу продольной ползуш- ки 21 суппорта шлифоваль- ного круга. К вертикальной плоскости продольной пол- зушки 21 прикреплена пово- ротная плита 22 с призма- тическими направляющими для ползушки 23 осевого пе- ремещения шлифовального круга 24. Перед правкой шлифо- вального круга станок настраивается на шаг шлифуемого червя- ка. Шлифовальный круг поворотом плиты 22 устанавливается на угол подъема резьбы, а поперечной подачей он настраивает- ся на требуемое расстояние от линии центров станка. Сегмент обкаточного приспособления настраивается по угло- вому лимбу на скобе и угловому нониусу 9 или 10 на угол про- филя резьбы, а алмазодержатель смещается при обработке кон- валютных или эвольвентных червяков на требуемую величину. Приспособление устанавливается в центрах станка и за ци- линдрический выступ 2 слегка зажимается поводковым хомути- ком, закрепленным в поводковой планшайбе так, чтобы его мож- но было легко провернуть относительно центров станка. Уста- новив приспособление в положение 1 (рис. 32, а), совмещают нулевые риски измерительной линейки и линейного нониуса, после чего скоба устанавливается горизонтально по уровню 50 3 ед 4
ампулы, что определяет исходное положение правки. Скоба окончательно зажимается в поводковом хомутике. Правка шлифовального круга производится следующим об- разом. Приспособление медленно поворачивается и перемещает- ся относительно круга в соответствии с ходом винтовой линии Рис. 33. Приспособление для правки круга конического профиля. обрабатываемого червяка. Каретке 13 при этом сообщается от руки возвратно-поступательное движение. Вершина алмаза в ре- зультате сложения этих движений воспроизводит на шлифоваль- ном круге поверхность, соответствующую винтовой поверхно- сти шлифуемой резьбы. Для правки шлифовальных кругов с двухсторонним кониче- ским профилем разработано приспособление [61], используемое на заводах художественного стекла. На рис. 33, а—в представле- но данное приспособление в различных проекциях. Механизм правки состоит из верхнего 1 и нижнего 2 корпу- сов, на которых собрано правильное устройство, состоящее из расположенных под углом верхней 3 и нижней 4 скалок с за- крепленными на них правящими инструментами. Корпуса 1, 2 с помощью стяжки 5 фиксируются относительно неподвижного кронштейна 6, на котором установлен гидроцнлиндр 7. В скал- ках 3, 4 соответственно расположены пальцы 8, 9, входящие в цепочное зацепление с диском 10, на котором закреплена Шестерня 11, образующая зубчатое зацепление со штоком-рей- кой 12. Фиксация корпусов на заданный угол правки осуществ- ляется с помощью рукоятки 13 через стяжку 5. 51
2 3 4 Для предотвращения попадания абразивной пыли в меха- низм и повышения надежности работы правящего приспособле- ния механизм возвратно-поступательного перемещения скалок выполнен в виде диска, образующего с пальцами скалок цевоч- ное зацепление, а скалки выполнены круглыми с уплотнениями. | Правка производится следующим образом. I Правящему инструменту сообщается движение через скал- | ки 3, 4, которые получают возвратно-поступательное перемеще- ! ние через пальцы 8 и 9 от диска 10, совершающего качательное движение с помощью шток-рей- ки 12, и через шестерню //от гидроцилиндра 7 путем подачи масла в соответствующие поло- сти. Поворотом верхнего / и ниж- него 2 корпусов относительно не- подвижного кронштейна 6 с по- мощью лимба, нанесенного на корпусы, устанавливается необ- ходимый угол правки шлифоваль- ных кругов. „ „ На рис. 34 схематически изо- На бражено приспособление для правки шлифовальных кругов на желобошлифовальных станках, работающих методом врезания. Приспособление отличается тем, что правящий алмазный ин- струмент устанавливается неподвижно и его режущая кромка располагается симметрично точке контакта шлифовального кру- га и изделия относительно оси, проходящей через центр круга и параллельной направлению его рабочей подачи. При таком способе правки повышается точность шлифования [53]. На рис. 34 обозначено: 1 — алмазный инструмент; 2 — неподвиж- ный механизм; 3 — шлифовальный круг; 4 — изделие. Обраба- тываемое изделие базируется на башмаках и прижимается к вращающемуся торцу шпинделя. При работе на заточных станках для правки абразивных кругов может быть использовано приспособление с автоматиче- ским подводом правящего инструмента к кругу по мере его из- носа без уменьшения глубины используемого рабочего слоя кру- га [27]. Это достигается тем, что основание, по которому пере- мещается несущий элемент, снабжено плоским, расположенным под углом 45° к нему копирным скосом, воздействующим через промежуточные элементы (ролики) одновременно на несущий абразивный круг и на держатель правящего инструмента, рас- положенный в направлении, перпендикулярном к направлению движения круга. На рис. 35 показано данное приспособление. Несущий эле- мент 1 с расположенным на нем абразивным кругом 2 переме- щается в направляющих корпуса 3, на котором неподвижно за- 52
креплен копир с направляющей поверхностью 4, расположенной под углом 45° к траектории перемещения несущего элемента, снабженного вертикальными направляющими 5, в которых раз- мещен держатель 6 правящего инструмента 7. Держатель по- стоянно опирается через ролики 8 на направляющую поверх- 7 Рис. 35. Приспособление для правки круга на заточном станке. Рис. 36. Приспособление для правки круга по торцу с поднутрением. ность копира. Обрабатываемое изделие, например пила 9, уста- новлено в зажимном механизме 10. По мере износа шлифоваль- ный круг с помощью несущего элемента подается на изделие. Это обеспечивает опускание держателя под действием собствен- ного веса по направляющей копира, расположенного на корпусе, в результате чего правящий инструмент опускается на величину, равную износу шлифовального круга, из положения 11 в поло- жение 12. При выполнении различных шлифовальных операций на уни- версальных станках часто возникает необходимость правки круга по торцу с поднутрением, при этом правящий инструмент, как правило алмазный карандаш, совершает возвратно-посту- пательное движение. Ниже приводится описание нескольких приспособлений, ко- торые могут эффективно использоваться для выполнения этих работ. 63
chipmaker.ru На рис. 36 схематически в двух проекциях представлено при- способление, характерной особенностью которого является воз- можность осуществления сложного поступательного и враща- тельного движения правящего инструмента по торцу круга с поднутрением на угол (3, для чего в качестве направляющего элемента, выполняющего одновременно роль копира, применено резьбовое соединение корпуса с алмазодержателем, угол подъ- ема резьбы которого соответствует углу поднутрения торца кру- га [8]. Приспособление состоит из алмазодержателя У, навернутого по резьбе на корпус 2, угол подъема витка резьбы которого соответствует углу поднутрения и правки рабочего торца шли- фовального круга, ручки 3 для осуществления возвратно-враща- тельных движений, упора 4, предотвращающего корпус от пово- рота во время правки, ограничителя 5 поворота алмазодержа- теля относительно корпуса. При вращении алмазодержателя по часовой стрелке (при «правом» резьбовом соединении его с корпусом), он, навинчива- ясь на корпус, сообщает алмазу, кроме вращательного движе- ния, поступательное в осевом направлении, т. е. в направлении, перпендикулярном плоскости круга. Данная конструкция при- способления позволяет также использовать его для правки шли- фовального круга по периферии. Для этого алмазодержатель закрепляется неподвижно относительно корпуса специальным винтом, после чего, переставив алмазный карандаш в соответ- ствующее гнездо алмазодержателя, возвратно-поступательным движением стола станка осуществляют правку круга по пери- ферии. К недостаткам описанного приспособления следует отнести отсутствие механической подачи (глубина резания) правящего инструмента после каждого цикла правки, а также наличие бокового износа алмаза при многократной правке. Отмеченные недостатки устранены в устройстве, в котором на резьбовом конце оправки установлен храповик, взаимодействующий с втул- кой, на которой имеется наружная резьба, а с держателем правящего инструмента кинематически связана собачка для по- ворота храповика [9]. Устройство представлено на рис. 37. С по- мощью несущей оправки 3 устройство крепится к кожуху 1 шли- фовального круга 2. Ё цилиндрической части несущей оправки установлен штифт 4, а на резьбовом конце — храповик 5. На несущую оправку насажена втулка 6 с наружной резьбой, име- ющая внутренние винтовые канавки 7, направление которых яв- ляется обратным по отношению к резьбе. Взаимодействие хра- повика с втулкой 6 осуществляется за счет имеющегося на ней паза 8. В контакте с втулкой 6 находится кольцо 9 с внутренней резьбой 10, несущее держатель У/ правящего инструмента 12 и собачку 13. На торце втулки 6 укреплен регулируемый упор 14, 54
ограничивающий ход держателя правящего инструмента при каждом его ходе, при этом правящий инструмент образует углубление 15 на торце шлифовального круга 2. Для удобства вращения кольца 9 служит ручка 16. Правка круга осуществляется при повороте ручки 16 и на- правлении, указанном стрелкой Б. Правящий инструмент, дви- гаясь вдоль торца круга, образует на нем углубление, а собач- ка поворачивает храповик, вследствие чего он перемещается вдоль осн несущей оправки, создавая механическую подачу пра- вящего инструмента. Вместе с храповиком перемещается втулка 6, которая одно- временно с перемещением вдоль оси несущей оправки повора- чивается на некоторый угол вследствие взаимодействия кана- вок 7 со штифтом 4. Поворот втулки 6 вызывает смещение упора 14. Этим дости- гается требуемая форма углубления на торце шлифовального круга. Для правки шлифовальных кругов по торцам на тор- цешлифовальных станках разработано устройство, в котором 55
chipmaker.ru алмазодержатель выполнен разрезным в виде двух упругих эле- ментов, с закрепленными правящими алмазными карандашами, обращенными вершинами в противоположные стороны, с воз- можностью перемещения их для регулирования расстояния меж- ду заправляемыми кругами [10]. На рис. 38 схематически изображено описываемое устройство и схемы его работы (а — вид на устройство сбоку; б — вид в торцам. плане; в — поперечный разрез державки алмазных каранда- шей; г — разрез державки в плоскости расположения алмазных карандашей). Устройство состоит из рычага /, установленного I на валу 2, соединенном с приводом качательного движения ал- мазного инструмента. На конце рычага закреплена державка 3 для установки алмазных карандашей 4. Благодаря надрезам, | сделанным в державке, на ней образованы две упругие ножки 5. | На концах ножек в клеммных зажимах с помощью винтов 6 | закреплены алмазные карандаши, обращенные режущими гра- нями в противоположные стороны. Установка алмазных каран- । дашей для получения необходимого размера между кругами 7 ! производится винтами 8 с помощью специального шаблона. На бесцентрово-шлифовальных станках для правки шлифо- вальных кругов применяется устройство, которое обеспечивает высокую точность правки [56]. Устройство изображено на рис. 39. Жесткий корпус 1 несет на себе правящий инструмент (ал- маз), перемещаемый с помощью гибкого элемента 2 вдоль обра- зующей круга по цилиндрической направляющей 3. Радиальное I Ь6
перемещение алмаза как для правки круга, так и для компен- сации его износа осуществляется благодаря качению корпуса вокруг той же цилиндрической направляющей 3. Для профиль- ной правки устройство снабжено копирной линейкой 4, воздей- ствующей на промежуточный рычаг 5 через копирный палец 6, передающий движение корпусу с помощью кулачка 7. Компен- сирующее износ круга перемещение относительно промежуточ- Рис. 39. Схема устройства для правки круга на бесцентрово-шлифовальном станке. ного рычага 5 сообщается корпусу поворотом кулачка 7. Для поворота последнего предусмотрен редуктор 8 с механическим или ручным приводом. Устройство снабжено узлом защиты от шлама, выполненным в виде комплекта щитков 9, которые пере- мещаются корпусом. При правке круга сначала с помощью редуктора 8 поворачи- вают кулачок 7 на некоторый угол, что приводит к радиально- му перемещению правящего инструмента на заданную величину, затем посредством гибкого элемента 2 передвигают корпус по цилиндрической направляющей 3. В процессе правки промежуточный рычаг 5 скользит вдоль профиля копирной линейки 4 и выполняет движения, соответ- ствующие ее профилю. Корпус перемещается вокруг цилиндри- ческой направляющей вместе с рычагом и сообщает алмазу не- обходимые для правки перемещения. Гибкий элемент не пре- пятствует этому движению. Вследствие того, что скорость продольного перемещения вы- ше, чем поперечного, а сила трения между корпусом и цилин- дрической направляющей направлена против относительной скорости, можно считать, что радиальное перемещение алмаза практически осуществляется без трения, что определяет высо- кую точность копирования. Отсутствие промежуточных элемен- тов между корпусом и цилиндрической направляющей обеспе- чивает высокую жесткость устройства, вследствие чего усилия 57
правки и помехи, возникающие от узла зашиты, не оказывают заметного влияния на точность правки. В практике шлифовальных работ значительное место зани- мает зубошлифование и, следовательно, правка кругов по раз- личному профилю — в зависимости от схемы обработки. Так, Рис. 40. Приспособление для правки круга по обобщенной эволь- венте. для правки шлифовальных кругов по эвольвентному профилю применяются различные приспособления, состоящие из основа- ния, несущего диск, диаметр которого равен диаметру основной окружности обката, подпружиненной каретки, установленной на вращающемся относительно оси диска суппорте и связанной с диском посредством гибкой ленты, и держателя правящего ин- струмента. На рис. 40 схематически изображено приспособление для правки шлифовального круга по обобщенной эвольвенте [2]. Это обеспечивается тем, что приспособление снабжено двумя дополнительными взаимно перпендикулярными суппортами, установленными на каретке, а держатель правящего инструмен- та выполнен поворотным относительно оси, совпадающей с вер- шиной правящего инструмента, и снабжен штоком, связанным 58
с втулкой, установленной на суппорте, которая имеет возмож- ность поворота относительно оси, проходящей через точку ка- сания гибкой ленты и диска. Приспособление устроено следующим образом. На основании 1 неподвижно закреплен диск 2, радиус R ко- торого равен радиусу основной окружности обката. Через центр О диска 2 проходит палец 3 с установленным на нем вращаю- щимся суппортом 4. Положение суппорта 4 устанавливается винтом 5. На суппорте 4 имеется подвижная каретка 6, связан- ная с диском 2 гибкой лентой 7, обернутой вокруг диска и натя- нутой за счет пружин 3, один конец которых упирается в суп- порт 4, а другой — в каретку 6. На каретке 6 установлен суппорт 9, перемещаемый винтом 10. На суппорте 9 перпендику- лярно к нему расположен суппорт 11, перемещаемый винтом 12. На суппорте 11 установлен поворотный держатель 13 правяще- го инструмента 14. Центр вращения О] держателя проходит че- рез вершину правящего инструмента. Для того, чтобы при прав- ке шлифовального круга правящий инструмент все время был расположен нормально к заправляемой поверхности, держа- тель 13 штоком 15 связан с поворотной втулкой 16, центр вра- щения которой лежит на пересечении оси ОО2 и касательной к диску 2 оси О^з- Правка круга по выпуклой или вогнутой кривой достигается за счет соответствующей установки держателя правящего ин- струмента . В работе при вращении суппорта 4 относительно центра О каретка 6 совершает перемещение вдоль оси О2О3 за счет гиб- кой ленты 7. При этом вершина правящего инструмента совер- шает движение по требуемой кривой. В случае, когда точка О] совпадает с точкой Оз, осуществляется правка круга по удли- ненной эвольвенте, когда точка Oi лежит ниже оси О2О3 — по укороченной эвольвенте. Если точка Oi лежит ниже оси О2О3, а расстояние OiO3 равно диаметру начальной окружности, осу- ществляется правка по архимедовой спирали. При необходимости правки шлифовального круга по вытяну- той эвольвенте с успехом может быть использовано приспособ- ление, в котором правящему алмазу сообщается дополнитель- ное прямолинейное движение благодаря наличию копира, непо- движно закрепленного на вращающейся плите [60]. Центр вра- щения копира совпадает с центром основной окружности. Тра- ектория движения вершины алмаза получается в результате сложения двух движений обкатки по основной окружности эвольвенты и прямолинейного движения по копиру. На рис. 41 схематически изображено описываемое приспо- собление в двух проекциях. На направляющей плите 1 с помощью «ласточкина хвоста» крепятся два суппорта 2 и 3. Положение суппорта 2 фиксиру- ется винтом 4, суппорт носит ролик 5. Суппорт 3 с помощью 59
chipmaker.ru Рис. 41. Приспособление для правки круга по вытянутой эвольвенте. пружины 6 прижимается до соприкосновения копира 7 с роли- ком 5. В суппорт 3 запрессован палец 8, на который монтируют- ся вращающаяся плита 9 и диск 10 с диаметром, равным диа- метру основной окружности обката. Планка 11с помощью роликов 12 прижимается к диску. Ось алмаза 13 расположена по касательной к основной окружности. При вращении плиты вокруг пальца вершине алмаза со- общается одновременно два движения: первое — планка вместе с алмазом без сколь- жения обкатывается по ос- новной окружности, при этом вершина алмаза опи- сывает эвольвенту; второе — копир, неподвижно закреп- ленный на плите 9, при вра- щении ее перемещает суп- порт 3 вдоль «ласточкина хвоста». Траектория движе- ния вершины алмаза обра- зует профиль круга в виде вытянутой эвольвенты. В инструментальной про- мышленности для правки шлифовальных кругов по эвольвенте разработано при- способление по принципу обкаточной линейки, оги- бающей без скольжения об- каточный диск [31]. Отли- чительной особенностью этого приспособления является то, что обкаточная линейка, несущая инструмент, установлена на ка- ретке, поворотной относительно обкаточного диска, и прижата к нему посредством упоров, позволяющих линейке перемещаться в продольном направлении. На рис. 42, а изображено описываемое приспособление в двух проекциях, на рис. 42, б — принципиальная схема переме- щения вершины алмазного карандаша, основанная на матема- тическом образовании эвольвенты. Обкаточная линейка I катится без скольжения по неподвиж- но закрепленному обкаточному диску d, причем вершина алмаз- ного карандаша А, расположенная в точке касания обкаточной линейки с диском, воспроизводит на профилируемом шлифо- вальном круге профиль, соответствующий теоретической эволь- венте. Основанием 1 приспособление устанавливается на столе уни- версально-заточного станка и крепится к нему болтами. К стой- 60
ке 2 с помощью винтов крепится диск 3. На диске 3 смонтиро- вана поворотная плита 4, которая с помощью рукоятки 5 может поворачиваться на специальных секторах 6, 7 вокруг своей оси. Планки 8, 9, скрепленные кронштейном 10 и планкой 11, обра- зуют каретку и могут перемещаться по боковым направляющим поверхностям поворотной плиты в продольном направлении. Для перемещения планок 8, 9 вдоль поворотной плиты служит винт 12 рукоятки 5. Раскрепление винта производится зажи- мом 13. В левой части на верхней плоскости планки 8, 9 имеют обкаточную линейку 14, помещенную между одним неподвиж- ным обкаточным диском 15 и двумя подшипниками 16 с укреп- ленной на пей державкой 17, фиксирующейся на линейке роли- ком 18 и крепящейся к ней винтами с алмазным карандашом 19. Обкаточный диск 15 закрепляется жестко в диске 3. Прижатие обкаточной линейки к неподвижному обкаточному диску 15 производится путем перемещения планок 8, 9 винтом по направляющим поворотной плиты до тех пор, пока вращаю- щиеся обоймы подшипников не прижмут линейку к обкаточному диску 15. Фиксатор 20, включающийся ручкой 21, служит для установки линейки в исходное положение. Фиксирование систе- мы обката с поворотной плитой в первоначальном положении осуществляется фиксатором 22 поворотом рукоятки 23. 61
Рис. 43. Приспособление для правки круга по эллиптическому профилю. chipmaker.ru При перемещении рукоятки 5 с обязательным раскреплением фиксаторов 20, 22 соответственно с помощью ручек 21 и руко- ятки 23 происходит перемещение планок 8, 9 относительно по- воротной плиты, а также всей системы обката относительно диска 3 на секторах 6, 7 и обкатывание без проскальзывания ли- нейки с закрепленной на ней державкой с алмазным каран- дашом вокруг неподвижного обкаточного диска 15. При та- кой обкатке линейки вокруг неподвижного обкаточного дис- ка 15 вершина алмазного ка- рандаша, расположенная над точкой касания линейки и об- каточного диска 15, спрофили- рует шлифовальный круг по эвольвенте. При производстве подшип- ников шлифовальный круг не- обходимо править по эллипти- ческому профилю, причем с целью повышения точности об- работки с возможно малой разностью размеров полуосей эллипса. Применяемые для правки кругов правящие устройства и приспособления, работающие по схеме эллипсографа, выпол- ненные на основе зубчатых пе- редач, не обладают высокой точностью. Для повышения точности правки шлифоваль- ных кругов и, следовательно, изготовления подшипников предложено приспособление, выполненное в виде эксцентрикового вала, несущего державку с алмазом, вершина которого расположена в плоскости, прохо- дящей через оси вала [49]. Эксцентриковый вал установлен в опорах, имеющих возможность перемещаться во взаимно пер- пендикулярных направлениях. На рис. 43 изображено данное приспособление. Эксцентриковый вал 1 с закрепленной на нем державкой 2 алмаза 3 расположен в опорах 4, 5, которые выполнены в виде пары подшипников качения, установленных в корпусе. Функцию направляющих выполняют две пары взаимно перпендикуляр- ных плоскопараллельных пружин 6 с накладками жесткости 7. Пружины жестко прикреплены одним концом к основанию 8, а 62
другим соответственно к опорам 4, 5. Для установки размера полуосей эллипса в державке 2 предусмотрен винт 9. Державку поворачивают рукояткой 10. Эксцентриковый вал 1 приводят в движение, поворачивая державку 2, закрепленную на нем. При этом верхняя часть экс- центрикового вала, установленная в опоре 4, движется в пло- скости чертежа вследствие изгиба плоскопараллельных пру- жин 6, а нижняя его часть, установленная в опоре 5,— в пло- скости, нормальной плоскости чертежа. В результате сочетания двух движений опор 4, 5 и поворота эксцентрикового вала за- крепленная на нем державка совершает сложное движение, при котором вершина алмаза движется по эллипсу, лежащему в плоскости, нормальной осям вала. При шлифовании шеек коленчатых валов правка кругов, как известно, может осуществляться алмазным инструментом с по- мощью копиров и без них. Для бескопирной алмазной правки применяются приспособления, имеющие каретку, несущую алма- зодержатель, поступательно перемещаемую вдоль оси шлифо- вального круга при правке его по периферии. Перемещение ка- ретки осуществляется с помощью гидравлического привода и ограничено упорами. Однако в этих приспособлениях не обес- печиваются возможности автоматической бескопирной правки закруглений кромок круга под галтели шеек коленчатого вала, что усложняет технологический процесс его изготовления. Указанный недостаток устранен в приспособлении [51], в ко- тором алмазодержатель выполнен поворотным вокруг верти- кальной оси с помощью серводвигателя с механическими огра- ничителями поворота, которые взаимодействуют с золотника- ми, управляющими гидравлической системой. На рис. 44 изображена принципиальная схема приспособле- ния. Каретка 1 с монтированным на ней алмазодержателем 2 по- ступательно перемещается вдоль оси фасонного шлифовального круга от гидравлического привода, выполненного в виде гидрав- лического цилиндра 3. Это перемещение ограничивается упора- ми 4, 5. Алмазодержатель 2 выполнен поворотным вокруг вер- тикальной оси 6 с помощью серводвигателя 7 с механическими ограничителями 8, 9 поворота, которые, как и упоры 4, 5, взаи- модействуют с соответствующими золотниками 10, 11, управ- ляющими гидравлической системой. При правке фасонного круга первоначально включается электрогидравлический золотник 12, который направляет масло в цилиндры 3, 13 и 14, а также в серводвигатель 7. При этом каретка 1 получает радиальную подачу на круг и поступатель- ное перемещение (по стрелке А вдоль оси круга для правки его прямолинейного участка периферии). При этом серводвигатель находится под давлением подведенного к нему масла и удержи- вается упорами 15, 16. 63
chipmaker.ru В конце хода каретка подходит к упору 4, который переме- шает плунжер золотника 11. Золотник перекрывает подачу мас- ла в цилиндр 3 и каретка 1 останавливается. Одновременно с этим масло поступает под плунжер 17, который освобождает упор 15, и серводвигатель поворачивает алмазодержатель 2 Рис. 44. Принципиальная схема приспособления для бескопирпой правки круга. (начинается правка закругления кромки круга под галтель шейки коленчатого вала). В конце поворота алмазодержа- тель 2 встречает ограничитель, который через рычаг 18 пере- местит плунжер золотника 10, и алмазодержатель поворачива- ется в обратном направлении. Окончание поворота происходит при взаимодействии алмазодержателя с упором 16. Вслед за этим масло поступает в другую полость гидроцилиндра 3 и ка- ретка 1 начинает перемещаться (по стрелке Б) в обратном на- 64
правлении. В конце обратного хода каретка взаимодействует с упором 5, который через золотник 11 останавливает каретку и производит заправку второй кромки^ круга под галтель. После окончания правки золотник 12 отключается и приспособление отходит от круга. При шлифовании конических зубчатых колес с прямым зубом плоскими тарельчатыми кругами на зубошлифовальных стан- ках применяются механизмы правки, в корпусе которых смон- тированы привод и поворотная головка, которая может вра- щаться вокруг оси штока на заданный угол. Поворот головки с алмазом необходим для переориентации алмаза по мере сниже- ния точности правки вследствие его износа. Для исключения переориентации алмаза и повышения точ- ности правки разработан механизм правки, в котором алмазо- держатель смонтирован в поворотной головке и оснащен двумя алмазами. Кроме того, привод алмазодержателя выполнен в виде профильного кулачка, один профиль которого кинемати- чески связан с ним через аксиально подвижной шток, а вто- рой— через поворотную головку [17]. На рис. 45, а представ- лен общий вид механизма правки, на рис. 45, б — поперечный разрез, на рис. 45, в — разрез по А—А на рис. 45, б, на рис. 45, г — разрез по Б—Б на рис. 45, б. Механизм правки состоит из корпуса 1, в расточках которо- го подвижно смонтированы две поршень-рейки 2, 3, служащие приводом механизма правки. Поршень-рейки 2, 3 соединены с валом-шестерней 4, на котором сидит кулак с профилями 5, 6. В корпус 1 вставлен стакан 7, в росточках которого на пре- цизионных подшипниках «сидит» поворотная головка 8. Пово- ротная головка 8 скреплена с рычагом 9, который со всей опо- рой 10 взаимодействует с профилем 5 кулака. Внутри поворотной головки 8 находится аксиально подвиж- ный шток И, ролик 12 которого взаимодействует с профилем 6 кулака. В расточках той же поворотной головки 8 на прецизи- онных подшипниках «сидит» вал-шестерня 13, на нижний конец которой насаживается рычаг 14, скрепленный с алмазодержате- лем 15. В алмазодержателе 15 закреплены два алмаза 16, 17. Через реечную передачу 13, 18 и упорные винты 19 вал-шестер- ня 13 связана с аксиально подвижным штоком 11. Винты 19 по- зволяют регулировать ход рейки 18. Пружина 20 обеспечивает контакт опоры 10 с профилем 5 кулака для разворота поворот- ной головки 8 до упора опоры 21 в винт 22. Пружина 23 обес- печивает контакт ролика 12 с профилем 6 кулака для поворота рычага 14 до упора бурта рейки 18 в торец расточки поворот- ной головки 8. В исходном положении между роликом 12 и про- филем 6 кулака, а также между опорой 10 и профилем 5 кула- ка имется небольшой зазор. Работает механизм правки следующим образом. 65
chipmaker.ru Рис. 45. Механизм правки круга на зубошлифовальном стайке. Поршень-рейки 2, 3, двигаясь навстречу друг другу, повора- чивают вал-шестерню 4 и «сидящие» на ней кулаки с профиля- ми 5, 6. Профиль 5 кулака нажимает на опору 10 и поворотная головка 8, преодолевая усилие пружины 20, поворачивается в подшипниках. Алмаз 16 правит при этом периферию шлифо- вального круга 24. При дальнейшем повороте профиля 5 кулака поворотная головка 8 под действием пружины 20 возвращается в исходное положение до упора опоры 21 в винт 22. Вал-шестерня 4 продолжает поворачиваться, и уже про- филь 6 кулака нажимает на ролик 12. Аксиально подвижный шток 11 перемещается вправо и перемещает рейку 18. Вал-ше- стерня 13 вместе с насаженным на нее рычагом 14, преодолевая сопротивление пружины 23, поворачивается, алмаз 17 правит торец шлифовального круга. После того, как будет заправлена торцовая поверхность, переключается давление на поршень-рей- ках 2, 3. Механизм правки возвращается в исходное положение. 66
При шлифовании конических колес с круговым зубом прав- ка круга производится с помощью механизма, в котором смон- тированы два алмазодержателя с закрепленной на них постоян- ной парой рычагов с алмазами. Алмазодержатели расположены один в другом, и ось вращения перпендикулярна к оси шлифо- вального круга. Движение алмазодержателей складывается из вращательного и аксиального. Следует, однако, отметить, что траектория перемещения ал- маза имеет строго постоянную величину и распределена симме- трично относительно среднего положения вершины алмаза без возможности регулирования величишл перемещения алмазов и ра- диуса кривизны. Указанный недостаток устранен в устройстве, имеющем зуб- чато-реечный механизм в виде набора сменных и съемных шес- терен для обеспечения наладочной установки одного алмазодер- жателя относительно другого и относительно заправляемого круга. Для правки круга по дуге окружности с выпуклостью или вогнутостью заданного радиуса кривизны алмазодержате- ли закрепляются в специальных рычагах, которые выполнены сменными с различными длинами плеч [62]. На рис. 46 показан общий вид с поясняющими схемами и разрезами описываемого устройства. В корпусе 1 смонтированы алмазодержатели 2, 3, ось 4 кото- рых перпендикулярна оси 5 шлифовального круга 6. Алмазодер- жатель 2 несет на себе рычаг 7 с закрепленным в нем алмазом 8, который осуществляет правку поверхности 9 шлифовального круга 6. Алмазодержатель 3 несет на себе сменные рычаги 10, 11 с алмазом 12, который осуществляет правку поверхности 13 шлифовального круга 6. Алмазодержатель 2 выполнен в виде вала и имеет выступ 14, в котором установлен шарик 15. Ша- рик находится в контакте с установочно-поворотным кулач- ком 16, ось 17 которого совпадает с центром шарика 15 и пере- секается с осью 4 алмазодержателей 2, 3. Установочно-поворот- ный кулачок 16 может поворачиваться вокруг оси 17 в корпу- се 1 на угол, необходимый для получения заданного профильно- го угла на шлифовальном круге 6. Отсчет величины поворота установочно-повортного кулачка 16 производится по шкале 18, закрепление установочно-поворотного кулачка 16 осуществля- ется гайкой 19. Алмазодержатель 3, выполненный в виде втул- ки, имеет выступ 20, в котором установлен шарик 21, находя- щийся в контакте с установочно-поворотным кулачком 22, ось 23 которого совпадает с центром шарика 21 и пересекается с осью 4 алмазодержателей 2, 3. Установочно-поворотный кулачок 22 мо- жет поворачиваться вокруг оси 23 в корпусе 1 на угол, необхо- димый для получения заданного профильного угла на шлифо- вальном круге 6. Отсчет величины угла поворота кулачка 22 производится по шкале 24, закрепление кулачка 22 осуществля- ет
I chipmaker.ru ется гайкой 25. Алмазодержатели 2, 3 через выступы 14, 20 и шарики 15, 21 постоянно поджаты к кулачкам 16, 22 пружи- ной 26. Алмазодержатель 2 имеет зубчатый сектор 27, который сцеп- лен с зубьями 28 рейки 29. Зубья 30 рейки 29 сцеплены с шес- терней вала 32. Вал 32 может вращаться в подшипниках 33. 34. На шейке вала 32 «сидит» сменное колесо 35, сцепленное с цен- тральным сменным колесом 36. Центральное сменное колесо установлено на шейке вала 37, который может поворачиваться в подшипниках 38, 39 и имеет зубчатый венец 40, сцепленный с зубчатыми рейками 41, 42 плунжеров 43, 44. 68
Алмазодержатель 3 снабжен зубчатым сектором 45, который сцеплен с зубьями 46 рейки 47, имеющей также зубья 48, сцеп- ленные с шестерней 49 вала 50. Вал 50 может вращаться в под- шипниках 51, 52. На шейке вала 50 сидит сменное колесо 53, сцепленное с центральным сменным колесом 36. Движение алмазов 8, 12 начинается при подаче масла под плунжера 43, 44, которые перемещаясь вращают вал 37 и сидя- щее на нем центральное сменное колесо 36. С центрального сменного колеса 36 через сменные колеса 35, 53 движение передается на валы 32, 50, которые своими шестер- нями 31, 49 перемещают рейки 29, 47 и поворачивают алмазо- держатели 2, 3 с рычагами 10, 11 и алмазами 8, 12. При этом шарики 15, 21, установленные в выступах 14, 20 алмазодержа- телей 2, 3, перемещаются по кулачкам 16, 22, установленным на расчетный угол. Шарики 15, 21 постоянно прижаты к кулачкам 16, 22 пружиной 26. Движение алмазов 8, 12 складывается из вращательного во- круг оси 4 алмазодержателей 2, 3 и поступательного вдоль оси 4 при перемещении шариков 15, 21 по наклонным поверхностям кулачков 16, 22. Если снять сменные колеса 35, 53, можно вращением ва- лов 32, 50 перемещать рейки 29, 47 и алмазодержатели 2, 3 с алмазами 8, 12 в наиболее выгодную зону перемещения относи- тельно оси 4. На рис. 46, г показаны положения в крайних точ- ках: алмаз 12 и алмаз 12' — при регулировании зоны переме- щения, а алмаз 12" — без регулирования зоны перемещения, т. е. при симметричном перемещении относительно оси 4. При регулировании зоны перемещения алмаза 12 сокращается об- щая величина перемещения, т. е. Н < И', а алмаз 12" подходит ближе к внутреннему торцу шлифовального круга 6 (D < С) и тем самым сокращается величина использования шлифовально- го круга 6. Наличие сменных колес 35, 36 и 53 позволяет под- боркой их передаточного отношения выбрать наиболее выгод- ную величину перемэщения алмазов 8, 12 для данного профиля круга 6, чтобы до минимума сократить величину перебегов ал- мазов 8, 12 и тем самым сократить время правки. Для правки шлифовального круга по профилю, отличному от прямолинейного, с выпуклостью или вогнутостью, с заданным радиусом кривизны рычаги 7, 10 и 11, несущие алмазы 8, 12, выполнены сменными с различными плечами. Ввиду этого при наладке необходимо выполнить условие tg«K = ^tga, где R\ — радиус от оси 4 до вершины 9 алмаза 8; R% — радиус от оси 4 до центра шарика 15; ак — угол поворота кулака 16 вокруг оси 17; а — профильный угол шлифовального круга 6. 69
chipmaker.ru Описанное устройство, кроме правки кругов при шлифова- нии конических колес, может быть использовано также для правки наружных и внутренних поверхностей различных чашеч- ных кругов. Для правки шлифовальных кругов при обработке плоско- стей направляющих изделий, столов металлорежущих станков применяются переносные приспособления, выполнен- ные в виде корпуса с маг- нитным основанием и алма- зодержателя. Для повышения произ- водительности и точности правки, а также обеспече- ния возможности правки ко- нических поверхностей кру- га предложена усовершен- ствованная конструкция пе- реносного приспособления, в котором имеется устрой- ство центрирования в ви- де смонтированного на ал- мазодержателе шарнирно- го рычага, взаимодействую- щего с установочным греб- нем, закрепленным на кор- пусе шлифовальной баб- ки, причем для установ- ки постоянного вылета ал- Рис. 47. Переносное приспособление для правки круга. мазных карандашей предусмотрен шаблон. На рис. 47 изображено описываемое приспособление в двух проекциях [48]. Приспособление состоит из выполненного из немагнитного материала П-образного корпуса 1, к нижней плоскости которого через компенсатор 2 из этого же материала четырьмя винтами 3 поджимаются два магнитных основания 4. На верхней плоскости корпуса закреплен алмазодержатель 5, в котором установлены три алмазных карандаша 6, фиксируе- мых с помощью винтов 7. На алмазодержателе смонтирован двухшарнирный рычаг 8 с беззазорными шарнирами 9, конеч- ное звено которого представляет собой вилку 10. Поверхность А вилки строго расположена относительно базовой поверхности Б алмазодержателя. Основные зазоры в шарнирах выбраны с по- мощью пружины 11. На корпусе шлифовальной бабки закреплен установочный гребень 12 на определенном расстоянии от оси шлифовального шпинделя в вертикальной плоскости, параллельной этой оси. Приспособление работает следующим образом. 70
Перед правкой алмазные карандаши выставляются по шаб- лону 13 относительно базовой поверхности Б алмазодержателя. Для правки круга приспособление устанавливается на обрабо- танную горизонтальную плоскость. Рычаг 8 с вилкой 10 вводит- ся в зацепление с установочным гребнем и в таком положении зажимается винтом 14. Затем поворотом ручек 15 включаются магниты, рычаг с вилкой возвращается в первоначальное поло- жение. В таком положении приспособление готово к работе. Рис. 48. Приспособление для правки круга металлическим накатником. Шлифовальный круг приводится во вращение и включается поперечная или вертикальная (в зависимости от схемы правки) подача шлифовальной бабки. В практике машиностроительных заводов для правки абра- зивных шлифовальных кругов наряду с алмазным инструмен- том широко используются алмазозаменители в виде стальных и твердосплавных накатников, державок ДО, абразивных дисков. Хотя способ обкатки, по которому осуществляется правка кругов алмазозаменителями, обладает существенными недостат- ками, что отмечалось в главе 1, их использование обусловлено необходимостью правки кругов по фасонному профилю и слож- ностью изготовления для этой цели алмазного правящего ин- струмента, с одной стороны, и, с другой, возможностью изготов- ления накатников в любом инструментальном цехе. Поэтому нами рассматривается несколько типовых конструкций правя- щих приспособлений с алмазозаменителями. На рис. 48 показан металлический накатник сложного про- филя и приспособление для профилирования и правки абразив- ного круга при шлифовании мелкоразмерных пазов 2—2а клас- сов точности [55]. Приспособление с накатником рекомендуется для применения в приборостроении, в металлообрабатывающих цехах, где возникает необходимость получения стабильных раз- меров пазов по расположению и геометрической форме. Приспо- собление состоит из корпуса 3, неподвижного центра 2, подвиж- ного центра /, регулировочного винта 4, накатного ролика 5. Профилирование абразивного круга осуществляется за счет вращения вручную с помощью специальной рукоятки самого 71
симости от этого регулировать Рис. 49. Приспособление для правки круга металлическим роликом с при- нудительным вращением. движение. В результате трения diipmaker.ru абразивного круга в отличие от аналогичных приспособлений, в которых вращается накатной ролик. Вращение абразивного круга вручную позволяет ощущать усилия выкрашивания и сминания абразивных зерен и в зави- >ежимы накатки. Приспособле- ние используется для правки кругов в основном на плоско- шлифовальных станках. Для этой же цели служит приспособление, изображенное на рис. 49, в котором правя- щий металлический ролик по- лучает принудительное враще- ние [16]. Приспособление состоит из корпуса 5, во втулках которо- го на валике 1 установлен на- катный ролик 2, имеющий про- филь, соответствующий филю шлифуемой детали, вращении рукоятки 4 и махо- вичка 3 ролик приводится в круга о металлический ролик отдельные зерна круга постепенно выкрашиваются и он приоб- ретает обратный профиль накатного ролика. Приспособление устанавливают па магнитной плите или на столе плоскошлифовального станка и выставляют по упорному угольнику так, чтобы оси шлифовального круга и накатного ролика были параллельны и расположены в одной вертикаль- ной плоскости. Накатники используются также в устройстве для правки шлифовальных кругов по торцу и периферии [73], изображен- ном на рис. 50 в продольном разрезе. про- При Рис. 50. Устройство для правки круга по торцу и периферии металлическим накатником. 72
В корпусе / устройства установлены центры 2, в которых поворачивается ось 3. На оси 3 смонтирован рычаг 4 с правя- щим инструментом 5. На резьбе осн 3 установлена коническая шестерня 6, ограниченная от осевого перемещения относительно’ рычага 4, с кольцом 7 и фланцем 9. Коническая шестерня 6 за- цепляется с конической шестерней 9, установленной с помощью втулки 10 в рычаге 4. Шестерня 9 соединена с соосной ей рукояткой 11, установ- ленной с возможностью вращения. Соосно рукоятке внутри рычага раз- мещен фиксирующий винт 12, взаи- модействующий с помощью стерж- ня 13 с осью 3. К корпусу 1 и флан- цу 8 прикреплен телескопический кожух 14. При правке рычаг 4 с правящим инструментом 5 покачивают на оси 3 с помощью рукоятки 11. Врезание на глубину правки осуществляют поворотом этой же рукоятки //на нужный угол. При этом винт 12 отпускают, освобождая стержень 13. Вращение рукоятки // с помощью шестерни 9 передается конической Рис. 51. Схема устройства для правки круга иа торцешлифо- вальных станках. шестерне 6, перемещающейся за счет своего вращения по резь- бе оси 3 и толкающей рычаг 4 вверх или вниз. После установки рычага 4 с правящим инструментом 5 в нужное положение винтом 12 прижимают рычаг 4 к оси 3, обес- печивая выборку всех люфтов. Как следует из рассмотрения конструкции этого приспособления, размещение механизма по- дачи правящего инструмента внутри рычага, соосного управ- ляющей рукоятке, обеспечивает компактность приспособления и упрощение его эксплуатации. С учетом того, что наряду с алмазным правящим инструмен- том используются алмазозаменители, разработано устройство [14], в котором обеспечена возможность использования как алмазного инструмента, так и шарошек для правки кругов в двусторонних торцешлифовальных станках. Схема устройства показана на рис. 51. Устройство состоит из вала /, жестко установленного на нем ведущего звена кривошипа 2, шатуна 3 с осями 4, 5, ведомого кривошипа 6, корпуса 7 и правящего инструмента 8. В начале цикла инструмент 8 (например, шарошка), уста- новленный на консольном участке шатуна 3, находится за пери- ферией шлифовального круга, а ведущее звено кривошипа 2 — в исходном положении. 73
chipmaker.ru Под действием вала / ведущее звено кривошипа 2 переме- шает ось 4 шатуна с установленной на нем державкой по дуге вокруг вала 1. В результате взаимодействия шатуна 3 через ось 5 с ведомым кривошипом 6 участок шатуна с державкой, несу- щей правящий инструмент, получает дополнительное движение вокруг оси 4. Благодаря этому сложному движению траектория инструмента 8 на участке от периферии к центру шлифовально- го круга выпрямляется, а направление вращения дисков ша- рошки автоматически устанавливается по направлению вектора скорости шлифовального круга. При достижении инструментом центра шлифовального круга ведущее звено кривошипа 2 воз- вращается в исходное положение, и цикл повторяется. Установка дисков шарошки шарнирно на ведущем звене, снабженном кривошипно-шатунным механизмом, сообщает дис- кам оптимальную траекторию движения при правке в плоскости вектора скорости заправляемого круга с возможностью свобод- ного их вращения.
ГЛАВА IV ПРАВКА АБРАЗИВНЫХ КРУГОВ АЛМАЗНЫМИ РОЛИКАМИ Основными узлами правящих приспособлений с алмазными роликами являются: шпиндельная головка для установки и вра- щения ролика, привод вращения ролика и основание, на кото- ром монтируются указанные узлы и с помощью которого при- способление устанавливается на шлифовальном станке. Кроме основных узлов, правящее приспособление может быть оснащено механизмами поперечной и продольной подачи алмазного ролика, устройством для подачи охлаждающей жидкости, системой управления перемещением ролика, системой контроля за положением ролика и т. д. Компоновка узлов на основании приспособления зависит от типа шлифовального станка, размеров и формы обрабатывае- мой детали, схемы шлифования и правки круга. Известны две основные схемы правки кругов алмазными ро- ликами. Первая схема—правка при взаимно перпендикуляр- ном расположении осей ролика и шлифовального круга (см. рис. 3). Ролик имеет простую цилиндрическую форму. При этой схеме профиль шлифовального круга образуется как оги- бающая положений алмазного ролика. Ролику придается при- нудительное вращение, причем его центр перемещается по ко- пиру, профиль которого является эквидистантой к профилю шлифовального круга. Производительность данного способа правки не выше, чем способа правки алмазным резцом. Кроме того, этим способом нельзя получить сложный профиль с боль- шой кривизной или внутренними острыми углами. Преимуще- ствами рассматриваемой схемы правки являются простота кон- струкции и высокая стойкость алмазного ролика, обусловлен- ная наличием большого числа алмазных зерен, участвующих в работе. Основная область применения этой схемы — правка кругов простого профиля в массовом производстве. В послед- нее время способ правки алмазным роликом по копиру при пер- пендикулярных осях круга и ролика находит применение и в инструментальном производстве на операциях профильного шли- фования при использовании для правки пантографа типа «Dia- form». Однако в этом случае ролику, который устанавливается вместо алмаза в оправке или резца, не придается принудитель- ного вращения [21]. 75
chipmaker.ru Вторая, более распространенная схема правки роликами —• правка при параллельных осях ролика и круга. Профиль алмаз- ного ролика при данной схеме является копией обрабатываемой детали. Ролик вращается принудительно от отдельного привода. Кроме указанных основных схем правки кругов алмазными роликами на практике широко применяются разновидности этих схем. Например, правка круга по копиру с перемещением роли- ка по профилю круга, причем оси ролика и круга лежат в одной плоскости и могут быть как параллельными, так и расположен- Рис. 52. Варианты размещения алмазных роликов на круглошлифоваль- ных станках. ными друг к другу под некоторым углом (в отличие от правки по копиру с перпендикулярными, лежащими в перекрещиваю- щихся плоскостях, осями ролика и круга). При шлифовании валов в автомобильном производстве при- меняется также схема правки круга роликом, профиль которого идентичен профилю детали, однако оси круга, ролика и детали, лежащие в одной плоскости, расположены по отношению друг к другу под острым углом. При профилировании и правке червячных зубошлифоваль- ных кругов оси ролика и круга расположены в разных плоско- стях, образующих между собой угол, равный углу подъема вин- товой линии червяка. Как правило, глубина резания при правке обеспечивается подачей ролика к кругу, причем эта подача может быть ради- альной или тангенциальной. Размещение алмазных роликов на шлифовальных станках может производиться следующим образом. На круглошлифовальных станках ролики можно устанавли- вать по трем вариантам. Наиболее простой из них — установка роликов на оправке вместо обрабатываемой детали (рис. 52, а). Оправка приводится во вращение от шпинделя передней бабки станка. Ролик может размешаться за задней бабкой на салазках, причем профиль ролика находится на одном уровне по высоте с профилем обрабатываемой детали (рис. 52, б). После оконча- 76
ния правки круга стол отводится в исходное положение. При этом не требуется специальной регулировки и точно выдержи- ваются необходимые размеры профиля круга [21]. Недостатком описанных вариантов размещения алмазных роликов являются нерациональные режимы эксплуатации роли- ков, низкая скорость вращения, что отрицательно сказывается на качестве правки круга и стойкости ролика. Третий вариант размещения алмазных роликов на кругло- шлифовальных ставках заключается в том, что ролик помеща- ют позади круга (рис. 52, в) и приводят его во вращение от силовой головки с отдельным электродвигателем. Приспособле- ние для правки имеет устройство для компенсации износа кру- га. Этот вариант позволяет осуществлять правку круга без пе- ремещения стола станка. На плоскошлифовальных станках правящее приспособление может быть установлено над шлифовальным кругом или сбоку от пего. В этом случае приспособление должно иметь устрой- ство для компенсации износа шлифовального круга. По другому варианту приспособление с алмазным роликом закрепляют па столе плоскошлифовального станка таким обра- зом, чтобы положение алмазного ролика и детали в направле- нии продольной подачи стола совпадали. Для осуществления правки шлифовального круга перемещается стол станка. На бесцентрово-шлифовальных станках приспособления с алмазными роликами устанавливают позади шлифовального круга. Приспособления для правки шлифовальных кругов алмазны- ми роликами должны отвечать следующим техническим требо- ваниям. 1. Достаточная жесткость для того, чтобы возникающие в процессе правки усилия не могли изменить положение оси шпинделя приспособления с роликом относительно шлифоваль- ного круга. При расчете жесткости приспособления необходимо руководствоваться значениями усилий правки, приведенными в главе II. Учет этого требования особенно необходим при проек- тировании приспособлений с консольным расположением ал- мазного ролика. 2. Посадочные поверхности под ролик должны выполняться по 1-му классу точности. В тех случаях, когда требования к точ- ности правки шлифовального круга особенно жестки, необходи- мо осуществлять доводку посадочных поверхностей под ролик в собранном приспособлении с тем, чтобы полностью устранить их биение. 2. Мощность привода приспособления должна быть доста- точной для того, чтобы обеспечить правку круга па оптималь- ных режимах с постоянной скоростью вращения ролика без рывков и вибраций. Должно быть исключено проскальзывание в передаче двигатель — шпиндель приспособления с роликом. 77
chipmaker.ru Оптимальные режимы правки алмазными роликами и зна- чения крутящего момента, возникающего на правящем ролике, приведены в главе II. 4. Для исключения вибрации и ударных нагрузок на алмаз- ный ролик валы двигателя привода и шпиндельной головки должны быть статистически отбалансированы в динамическом режиме. 5. Подшипниковые опоры должны надежно защищаться от попадания СОЖ и абразивной пыли. 6. В тех случаях, когда при правке шлифовального круга предусматривается возможность поворота оси ролика относи- тельно круга, например при правке червячных зубошлифоваль- вых кругов, правящее приспособление целесообразно оснастить устройством для контроля положения оси ролика. 7. Правящее приспособление целесообразно оснастить блоки- рующим (или сигнализирующим) устройством для исключения контакта ролика с заправляемым кругом в случае прекращения вращения ролика в процессе правки. Кроме указанных общих требований при разработке правя- щих приспособлений с алмазными роликами учитываются так- же конструктивные особенности шлифовального станка, усло- вия обработки деталей, подвод СОЖ и т. д. Для правки абразивных кругов алмазными роликами в Ба- кинском отделении ВНИИэлектромаша разработано правящее приспособление (рис. 53). Приспособление состоит из основа- ния 1, корпуса 8, электродвигателя 9, боковых прижимных пла- нок 2, пружины 3, шпинделя 7 с оправкой 6 для установки ал- мазного ролика 5, зажим которого осуществляется гайкой 4. Приспособление устанавливается на стол плоскошлифоваль- ного станка рядом с магнитной плитой и крепится двумя бол- тами. Настройка приспособления по высоте относительно поверх- ности магнитной плиты производится таким образом, чтобы в процессе правки шлифовального круга алмазный ролик нахо- дился под кругом на месте шлифуемой детали. Для правки кру- га достаточно сместить стол станка в крайнее положение до соприкосновения круга с роликом. При этом значительно сокра- щается вспомогательное время на настройку и правку круга. При настройке алмазного ролика по высоте, например в свя- зи с износом шлифовального круга или ролика, изменением раз- меров детали, отпускаются винты, прижимающие планки 2, и производится соответствующее перемещение в вертикальной плоскости корпуса 8. Приспособление обеспечивает производительную и качест- венную правку кругов. При финишной обработке деталей, имеющих сложные по- верхности вращения, разработан способ шлифования, включаю- щий правку круга алмазным роликом, устанавливаемым в пра- 78
вящем приспособлении так, что его рабочая поверхность совпа- дает с продолжением шлифуемой поверхности детали. При этом повышается точность обработки деталей [11]. На рис. 54 показана схема обработки детали и правки круга на примере шлифования внутренней сферической поверхности кольца подшипника. На планшайбе 1 шпинделя изделия установлен патрон 2, в котором крепится обрабатываемая деталь 3. Ось шлифовально- го круга 4 пересекается с осью изделия под углом а в точке О, Рис. 54. Схема шлифования сферической поверхности кольца подшип- ника. Рис. 53. Приспособление для фасонной правки круга алмазным роли- ком на плоскошлифовальном станке. которая определяет центр кривизны обрабатываемой поверх- ности /?Сф. Соосно с деталью на шпинделе 5 правящего приспо- собления установлен алмазный ролик 6. Высота регулировоч- ного кольца 7 выбирается из условия обеспечения требуемого размера детали. Обработка детали производится при подаче шлифовального круга вдоль оси его вращения. При подаче круга до касания с правящим роликом осуществляется выхаживание сферической поверхности детали и одновременная правка круга. Правящее приспособление, смонтированное основанием на бабке станка, обеспечивает вращение алмазного ролика и его поворот на необходимый угол. В качестве привода приспособле- ния может использоваться электро- или пневмодвигатель. Известен также способ правки шлифовальных кругов двумя установленными на одной оси правящего приспособления абра- зивными роликами, рабочая поверхность каждого из которых соответствует части профиля круга, причем ось правящих роли- ков расположена под углом скрещивания к оси круга [7]. На рис. 55 показана схема правки по описываемому способу. 79
chipmaker.ru Правка шлифовального круга 1 осуществляется двумя роли- ками 2, 3, установленными на шпинделе правящего приспособ- ления (условно обозначенном цифрой 4). Вращение шпинделя производится от электродвигателя посредством ременной пере- дачи. Ось шпинделя правящего приспособления с роликами скре- щивается с осью 6 шлифовального круга под углом ф. За счет этого увеличивается расстояние между' роликами 2, 3, необходи- мое для размещения профилирующих инструментов 7, 8, в каче- стве которых используются алмазные карандаши. Наличие ал- мазных правящих инструментов необходимо для того, чтобы пу- тем периодической правки рабочей поверхности правящих дис- ков обеспечивать требуемую точность правки шлифовальных кругов. На правящем ролике 2 с помощью профилирующего инстру- мента 7 наносится профиль, соответствующий одной части шли- фовального крута. На втором правящем ролике с помощью про- филирующего инструмента 8 наносится профиль, соответствую- щий другой части профиля шлифовального крута. В зависимости от траектории перемещения профилирующих инструментов задается определенный профиль правящих роли- ков и, следовательно, профиль шлифовального круга. При шлифовании колец подшипников качения или деталей типа втулок и колец на внутришлифовальных станках для прав- ки абразивного круга разработано устройство, состоящее из профильного алмазного ролика и привода, сообщающего роли- ку вращательное движение, причем алмазный ролик выполнен в виде упругого элемента, деформируемого равномерно сбли- жающимися радиальными штифтами. Правящему ролику при- дают форму и размеры изделия и монтируют внутри патрона, удерживающего обрабатываемое изделие. Благодаря такой кон- струкции устройства повышается точность правки [38]. На рис. 56 представлен вариант выполнения описываемого устройства на станке для шлифования желобов наружных ко- лец шарикоподшипников. Правящий ролик 1, которому придана форма и размеры изделия, размещен внутри патрона 2, удерживающего изделие, и контактирует при правке со шлифовальным кругом 3 своей рабочей поверхностью, образованной алмазоносным слоем 4. Размерную настройку станка регулируют путем деформа- ции ролика /, выполненного в виде упругого элемента, дефор- мируемого равномерно сближающимися штифтами 5 с по- мощью дифференциальной гайки 6 и резьбового кольца 7. Для облегчения деформации ролика на его внешней и внут- ренней поверхностях сделаны пазы. Втулка 8, защищающая пат- рон от загрязнения, изготовлена из резины и не препятствует размерной регулировке ролика. В практике шлифования профильных деталей известно 80
устройство для правки шлифовального круга вращающимся абразивным кругом, который профилируется с помощью ал- мазного ролика, получающего вращение от отдельного при- вода [26]. Рис. 55. Схема правки круга двумя абразивными роликами. Рис. 56. Схема правки круга деформируемым алмазным роликом. Устройство изображено на рис. 57. На основании 1 устройства установлены неподвижная баб- ка 2 и поперечная каретка 3. Бабка снабжена абразивным кру- гом 4, служащим для правки шлифовального круга станка. По- перечная каретка имеет привод вращения 5, с которым соединен вал, несущий профилирующий алмазный ролик 6. Для обеспе- чения самостоятельного вращения абразивного круга служит установленный на бабке дополнительный привод вращения 7. Для осуществления правки приспособление устанавливают на станке и подводят до контакта абразивного круга 4 со шли- фовальным кругом станка. При этом путем перемещения попе- речной каретки 3 вперед осуществляют профилирование абра- зивного круга алмазным роликом 6. Таким образом осуществ- 81
chipmaker.ru ляется одновременно правка шлифовального круга станка абра- зивным кругом и профилирование абразивного круга алмазным роликом. В связи с тем, что абразивный круг соединен с дополнитель- ным приводом 7, обеспечивающим превышение его скорости над скоростью шлифовального круга станка, вращающегося в режи- ме правки с пониженным числом оборотов, эффектив- ность правки возрастает. Для правки абразивных кругов на круглошлифо- вальных станках алмазны- ми роликами в Институте сверхтвердых материалов АН УССР разработано при- способление, в котором в широких, пределах может изменяться величина попе- Рис. 57. Устройство для правки круга абразивным диском, профилируемым ал- мазным роликом. речной подачи ролика и обеспечивается плавность подачи при любом ее значе- нии [45]. Приспособление крепится к столу круглошлифовально- го станка (рис. 58) основа- нием 1 с направляющими в форме «ласточкин хвост» с помощью сухарей 2 и вин- тов 3. Алмазный ролик с оправкой устанавливается на шпинделе 10 внутришли- фовальной головки, полу- чающей вращение через ре- менную передачу от электро- двигателя 13. Набор сменных шкивов 11, 12 обеспечивает скорость враще- ния алмазного ролика в диапазоне 5—30 м/с. Шпиндель с роли- ком расположены на каретке 9, которая может перемещаться по основанию приспособления благодаря шариковым направ- ляющим. Приспособление позволяет производить правку абразивных кругов врезанием и на проход. Непрерывная поперечная подача алмазного ролика в диапа- зоне 0,01—2 мм/мин при правке кругов способом врезания обес- печивается механизмом подачи 15, принцип работы которого приводится ниже. Величина перемещения каретки при настройке фиксируется 82
KSaxtj Рис. 58. Приспособление для правки круга алмазными роликами с не- прерывной поперечной подачей. К 5аку
.ru лимбом 14. Величина точного перемещения каретки с алмазным роликом при правке определяется по индикатору 7. При настройке каретка перемещается вручную по основанию с помощью рукоятки 5, при этом отпускаются два «барашка» 6. Возврат каретки с роликом в исходное положение осуществля- ется пружинами 8 после отключения механизма подачи. Рис. 59. Пневмогидравлическая схема механизма непрерывной подачи алмаз- ных роликов. Рнс. 60. Механизм правки круга алмазными роликами на торцокруглошлифо- вальпом станке. При правке шлифовальных кругов на проход необходимая величина поперечной подачи ролика обеспечивается механизмом станка, на котором установлено приспособление. Механизм подачи (рис. 59) включает в себя пневмоцилиндр двухстороннего действия 6, состоящий из корпуса 6.1, подвиж- ного поршня 6.2, толкателя 6.4 и гидравлического тормоза — гидроцилиндра двухстороннего действия, в котором поршень 6.2 выполняет роль подвижного корпуса, а деталь 6.3 — неподвиж- ного поршня с двухсторонним штоком [19]. Наружная цилиндрическая поверхность подвижного поршня имеет наклонную (под углом 1°26') плоскость, которая нахо- дится в постоянном контакте с толкателем 6.4, жестко связан- ным с кареткой, несущей шпиндель с правящим роликом. При движении поршня толкатель перемещается и сообщает правя- щему ролику движение подачи. Сжатый воздух подается из напорной пневмолинии 10 через пневмораспределитель 1, фильтр-влагоотделитель 2, редукцион- ный пневмоклапан 3 и маслораспылитель 4 к пневмораспреде- лителю 5. В зависимости от рабочей позиции последнего воздух 84
может подаваться в правую или левую камеры пневмоцилиндра по пневмолиниям II или 12. Если установить пневмораспределитель 5 в правую рабочую позицию, то воздух, поступая в камеру 6.6 пневмоцилиндра, бу- дет перемещать поршень из правого крайнего положения в ле- вое. При этом масло из камеры 6.7 по гидролиниям 13, 14 и ка- пиллярной трубке 8 вытесняется, а в камеру 6.8 засасывается из гидробака 9. При переключении пневмораспределителя 5 в левую рабочую позицию поршень возвращается в исходное по- ложение. При постоянных значениях D, d и d\, внутреннего диаметра и длины капиллярной трубки, вязкости масла скорость переме- щения правящего ролика можно регулировать изменением дав- ления воздуха. Набором сменных капиллярных трубок можно устанавливать необходимый диапазон скоростей перемещения ролика. Как показала практика, данный механизм стабильно обеспе- чивает плавную непрерывную подачу правящего ролика в широ- ком диапазоне подач — 0,01—2,0 мм/мин и более. Максимальная величина перемещения правящего ролика — 5 мм. Механизм выгодно отличается от существующих точностью и надеж- ностью в работе при относительной компактности, при этом отпадает необходимость в станции гидропровода или в системе зубчатых колес. На Брянском автомобильном заводе при шлифовании дета- лей сложных профилей на торцокруглошлифовальных станках для правки абразивных кругов применяются алмазные ролики, устанавливаемые на специальном механизме правки [22]. Ме- ханизм правки, смонтированный на станке мод. ЗТ161, обеспе- чивает вращение правящего ролика, настроечные перемещения в направлениях, параллельных и перпендикулярных оси круга, быстрый подвод и отвод ролика и автоматическую подачу на глубину резания при правке. Механизм правки (рис. 60) состоит из основания 6 с про- дольными направляющими и каретки 3 с поперечными направ- ляющими. На каретку установлен стандартный шлифовальный узел 4, приводимый во вращение электродвигателем 2 через плоскоременную передачу. Правящий ролик 5 устанавливается на шпиндель шлифовального узла. Настроечное перемещение каретки осуществляется винтом /. Для автоматической подачи на глубину резания используется устройство, имеющееся на станке. Быстрый подвод и отвод механизма правки производит- ся с помощью гидроцилиндра 7. В зону правки подается смазы- вающе-охлаждающая жидкость. При блочном врезном шлифовании деталей буровых долот- лап и шарошек правка абразивных кругов осуществляется ал- мазными блоками, которые устанавливаются на специальном правящем приспособлении. 85
chipmaker.ru На заводе «Куйбышевбурмаш» разработано правящее при- способление, которое устанавливается на универсальном внутри- шлифовальном станке мод. ЗА228, подвергнутом соответствую- щей модернизации. Схема шлифования внутренней поверхности шарошки набо- ром абразивных кругов (положение I) и их правки (положе- ние II) представлена на рис. 61. Обрабатываемая шарошка 3 устанавливается в пневматиче- ском патроне 2 с помощью центрирующего конуса / и зажи- Рис. 61. Схема шлифования шарошки набором абразивных кругов и их правки алмазными роликами. мающего диска 4. Во внутреннюю полость шарошки вводится смонтированный на одной оправке внутришлифовального шпин- деля 8 набор (блок) из трех абразивных кругов 7. Точное сов- падение профилей шарошки и абразивных кругов в осевом на- правлении обеспечивается с помощью регулируемого упора. Шлифование производится методом поперечной подачи, которая осуществляется вручную по лимбу точного отсчета. После шлифования семи деталей для восстановления точно- сти профиля и режущей способности абразивных кругов произ- водится их правка, для чего стол станка вместе с кругами пере- мещается до упора в крайнее правое положение II. В этом положении поворотное устройство правящего приспособления доставляет в зону правки правящий блок из трех алмазных ро- ликов, которые крепятся на валу шпинделя 5 и получают вра- щение от отдельного электродвигателя посредством ременной передачи. Правка абразивных кругов производится путем по- перечной подачи, которая выполняется вручную. Поворотное устройство правящего приспособления представ- лено па рис. 62. Шлифовальная головка 12, на шпинделе кото- рой расположен алмазный правящий блок, жестко крепится к 86
кронштейну 11, нижняя часть которого представляет собой цапфу с расположенной внутри осью 10. Вращение шпинделя с алмазным роликом осуществляется от электродвигателя 6 через плоскоременную ступенчатую пере- дачу, включающую ремни 2, 5 и шкивы 7, 1 и 4, причем послед- Рис. 63. Схема установки правя- щего приспособления с алмазным роликом на станке «Матрикс». Рис. 62. Поворотное устройство приспособления для правки кругов алмазными роликами. ний выполнен сдвоенным, сидящим консольно на оси 10. Для натяжения ремня 2 служит натяжной ролик 3. Ось 10 закрепле- на неподвижно в проушинах корпуса 9 правящего приспособ- ления. Поворот кронштейна 11 со шлифовальной головкой 12 про- изводится вокруг оси 9 от гидроцилиндра (на рис. 62 не пока- зан), шток которого посредством тяг 8 связан с кронштейном 11. Благодаря наличию в ременной передаче сдвоенного шкива 4 радиус поворота устройства сравнительно невелик, что позволи- ло уменьшить габариты приспособления в целом. Включение электродвигателя 6 и, следовательно, вращение алмазных роликов производятся автоматически после того, как кронштейн 11 займет рабочее положение, доставив алмазные ролики в зону правки. При этом срабатывает конечный выклю- чатель и замыкается электрическая цепь с двигателем 6, а так- же отключается насос гидравлической системы поворота устрой- ства. После окончания правки включается система поворота и производится выключение двигателя 6. 87
chipmaker.ru Пуск правящего приспособления для осуществления правки и его выключение производится шлифовщиком. Поскольку окружные скорости как шлифовальных кругов, так и алмазных роликов, набранных соответственно в блоки, существенно различаются (пропорционально их диаметрам), то износ как шлифовального, так и правящего блоков протекает неравномерно—круг (или алмазный ролик) меньшего диамет- ра изнашивается быстрее, чем большего диаметра. Отрицатель- ное влияние данного обстоятельства особенно сказывается на работе шлифовальных кругов, вызывая повышенный их расход. Для исключения этого влияния на заводе разработана диф- ференциальная шлифовальная головка, в которой каждый шли- фовальный круг, являясь частью шлифовального блока, уста- навливается на отдельной оправке, скорость вращения которой обратно пропорциональна диаметру круга. Этим достигается постоянство окружной скорости каждого круга в блоке и равно- мерность их износа. При шлифовании специальной резьбы прецизионных винтов винтовых пар качения эльборовыми кругами на Одесском заво- де преакционных станков разработано и внедрено в производ- ство приспособление для правки кругов алмазными роликами. Схема установки правящего приспособления с роликом на станке «Матрикс» представлена на рис. 63. В корпусе 1 смон- тирован шпиндель 7 с правящим роликом 12 и электродвига- тель 3, вращение от которого на шкив 5 шпинделя осуществля- ется с помощью плоскоременной передачи 4. Натяжение ремня производится с помощью устройств 9—11. После установки и настройки правящего ролика в приспособлении относительно шлифовального круга 13 крышка 2 опускается. Приспособление с алмазным роликом крепится к суппорту 8 станка. Попереч- ная подача правящего ролика к кругу осуществляется вруч- ную. На схеме изображено положение шлифования винта 14 эльборовым кругом, правящее приспособление с роликом отве- дено в нерабочее положение. Необходимо особо выделить вопрос зубошлифования и свя- занную с этим правку кругов, а также разработку специальных правящих приспособлений для ее осуществления. Современное машиностроение предъявляет все более высо- кие требования к точности изготовления и надежности работы зубчатых передач, от которых в значительной степени зависит качество различных механизмов, устройств, приборов и т. д. Для повышения точности зубчатых колес при их изготовлении все шире применяется шлифование по профилю на зубошлифо- вальных станках, работающих по различным схемам рабочего цикла. В отличие от других методов чистовой обработки зубча- тых колес — хонингования, шевингования, притирки, накатыва- ния — зубошлифование обладает следующими преимуществами: 88
1) обеспечивается возможность закалки зубчатых колес, что* увеличивает их срок службы; 2) погрешности предшествующей обработки (зубофрезерование) могут быть практически пол- ностью устранены; 3) обработка производится по кинематиче- ски точному методу; 4) представляется возможным вносить коррекцию эвольвенты и направления зуба. При шлифовании зубчатых колес применяется три принци- пиально отличающихся метода обработки: обкат с периодиче- ским делением, непрерывная обкатка и профильное шлифо- вание. При шлифовании зубчатых колес методом обката с периоди- ческим делением боковая поверхность зуба образуется за счет осциллирующих движений шлифовального круга, при этом об- рабатываемое колесо постепенно обкатывается по прямобочно- му профилю круга с перекрытием продольного и вращательного движений. В радиальном сечении шлифовальный круг имеет форму сегмента зубчатой рейки, по которому обкатывается де- таль. Правка кругов производится, как правило, единичным алмазом. При шлифовании зубчатых колес с некорригированным про- филем круг правится по прямолинейной образующей. В целях получения коррекции на зубе или его ножке, а также «бочки» круг правится алмазом по специальному шаблону. Для созда- ния «бочки» по ширине зуба шлифовальный круг перемещается радиально относительно детали так, что вследствие непрерыв- ного смещения исходного контура образуется бочкообразная форма по ширине зуба. В целом при правке кругов при этом методе зубошлифования каких-либо затруднений не возникает. При профильном шлифовании зубчатых колес в отличие от метода обкатки практически весь профиль зуба шлифуется за один ход круга, благодаря чему существенно сокращается вре- мя обработки. Точность профиля зуба в большой степени зави- сит от точности и положения профиля шлифовального круга. При шлифовании прямозубых колес профиль круга правится единичным алмазом, закрепленным в обкатной линейке, кото- рая обкатывается по диску основной окружности. Однако этот способ не применим для правки кругов при шлифовании косо- зубых колес, поскольку в этом случае профиль шлифовального круга отличается от формы нормального сечения зуба (в слу- чае прямозубого колеса) и представляет собой в сечении про- странственную кривую. Форма и положение этой кривой зави- сят при заданной геометрии шестерни от диаметра шлифо- вального круга и расстояния точки пересечения осей круга и детали. Правка круга при шлифовании косозубых колес производит- ся алмазным карандашом с помощью прибора с числовым управлением или механического приспособления для правки. 89
chipmaker.ru Для получения эвольвентного профиля на круге в указанном приборе используется копир, который устанавливается на стан- ке вместо обрабатываемого зубчатого колеса. Прибор позволя- ет производить предварительную правку круга, а окончательно точную форму эвольвенты находят путем опытного шлифования и внесения поправки в копир. Приспособление для правки круга по профилю с механиче- ским копиром представлено на рис. 64. Алмаз 2 установлен на рычаге копира 1, расположенного в центрах станка. При сло- жении траектории алмаза и вращающегося шлифоваль- ного круга 3 на последнем образуется профиль с обра- зующей, представляющей со- бой пространственную кри- вую. Цифрой 4 обозначено косозубое зубчатое колесо, шлифуемое кругом 3. Трудоемкость правки кругов при профильном шли- фовании зубчатых колес зна- Рис. 64. Приспособление для правки круга по кривой с механическим копи- чительно выше, чем при ме- тоде обката, что снижает Ром- возможности применения этого метода обработки. Как уже отмечалось, шлифование зубчатых колес методом непрерывной обкатки на станках мод. 5А832, 5А833, 5В835 и «Рейсхауэр» является наиболее производительным процессом, обеспечивающим высокую точность и качество обработки колес. Модель станка Время шлифования, с Примечание черновое чистовое МААГ — 120—150 Черновая обработка не произ- водится 5831 60 30 ZSTZ 50 22 586 20 5 5А832, 5В833 10 6 Без учета времени на правку «Рейсхауэр» 8 6 круга В таблице указано время шлифования одного зуба на стан- ках, работающих по различным схемам обработки. Из таблицы видно, что производительность станков мод. 5А832, 5В833, «Рейсхауэр» значительно выше, чем у других. Кроме того, эти станки выгодно отличаются возможностью 90
быстрой перестройки их с обработки цилиндрических колес на косозубые и обратно. В качестве режущего инструмента на указанных станках используется червячный круг с профилем в нормальном сече- нии, подобным исходному профилю зубчатой рейки. В процессе шлифования червячный круг и обрабатываемое зубчатое колесо вращаются синхронно вокруг своих осей от двух отдельных электродвигателей. Червячный круг находится в непрерывном контакте с зубьями шестерни, образуя движением обката эволь- вентный профиль зуба. Для шлифования зубчатых колес из обычных углеродистых сталей используются червячные круги из электрокорунда, коле- са из труднообрабатываемых сталей шлифуются эльборовымн червячными кругами, в редких случаях применяются круги из карбида кремния зеленого. Методом непрерывной обкатки можно шлифовать зубчатые колеса диаметром до 700 мм и модулем 0,5—8 мм. Номенклатура изготавливаемых в Институте сверхтвердых материалов АН УССР алмазных роликов позволяет осуществ- лять правку червячных кругов для обработки колес во всем указанном диапазоне модулей. Правка червячных кругов алмаз- ными роликами производится по двум схемам: правка роликом с симметричным двухсторонним профилем с углом при вершине 2а и правка круга двумя роликами с односторонним профилем с углом при вершине а, образующими в совокупности при вер- шине угол 2а. Алмазные ролики с двухсторонним профилем устанавлива- ются в правящем одношпиндельном приспособлении и в про- цессе правки полностью переносят свой профиль на круг, и, та- ким образом, точность профиля круга и шлифуемых зубчатых колес определяется точностью изготовления алмазного правя- щего ролика. Поэтому ролики с двухсторонним профилем долж- ны изготавливаться с возможно высокой точностью, и при са- мом незначительном износе требуется производить доводку их профиля. Алмазные ролики с односторонним профилем устанавлива- ются попарно в правящем двухстороннем приспособлении, в ко- тором обеспечивается независимая настройка каждого ролика на необходимый угол. В этом случае можно добиться более вы- сокой точности правки профиля червячного круга при сравни- тельно невысокой точности каждого алмазного ролика, а также обеспечить шлифование зубчатых колес с корригированным профилем. В настоящее время на машиностроительных предприятиях наиболее широко распространена правка червячных кругов ал- мазными роликами с двухсторонним профилем [3, 18], что об- условило разработку множества конструкций одношпиндельных правящих приспособлений. 91
chipmaker.ru А А-А 1 2 Рис. 65. Приспособление для прав- ки червячного круга алмазным роликом с клиноременной пере- дачей. На Одесском заводе ради- ально-сверлильных станков им. В. И. Ленина для правки абразивных червячных кругов применяются одношпиндель- ные правящие приспособления, общий вид которых представ- лен на рис. 65. Приспособление состоит из основания 2, установочной пли- ты /, электродвигателя 3, шпиндельной головки 7, за- крепленной в корпусе 8. На ко- ническом хвостовике шпин- дельной головки закреплена оправка 5 с алмазным роли- ком 6. Корпус 8 выполнен раз- резным, что обеспечивает, с од- ной стороны, свободное пере- мещение в нем шпиндельной головки при сборке приспособ- ления, с другой — равномер- ный обжим по периметру кор- пуса головки при ее закрепле- нии с помощью винтов 10. Вра- щение шпинделю с алмазным роликом передается от элек- тродвигателя 3 (N = 0,4 кВт, П = 2800 об/мин) через клино- ременную передачу 11, 12, 15. При настройке приспособления необходимо, чтобы ось шпин- дельной головки и, следовательно, алмазного ролика была па- раллельна оси червячного круга. Для возможности поворота шпиндельной головки в горизонтальной плоскости отпускаются винты 14 и верхняя часть приспособления вручную поворачива- ется на необходимый угол, величина которого контролируется индикатором, установленным в зажиме 13. Для настройки и фиксации оси шпинделя в вертикальной плоскости служит за- жим 9. Щиток 4 предотвращает разбрызгивание минерального мас- ла, используемого в качестве охлаждающей жидкости, в про- цессе правки. Приспособление может устанавливаться на зубошлифоваль- ных станках указанных ранее моделей и специальном станке для правки мод. 5033. К недостаткам описанного приспособления следует отнести то, что в процессе эксплуатации ремни пропитываются масля- ными парами (несмотря на наличие защитного кожуха), в ре- S2
зультате чего возникает проскальзывание в передаче и снижа- ется передаваемая мощность. Это обстоятельство во избежание поломки алмазного ролика требует применения заниженных ре- жимов правки и, следовательно, приводит к снижению произво- дительности правки. Рис. 66. Приспособление для правки червячного круга алмазным роли- ком с пневмоприводом. Для устранения указанного недостатка на егорьевском стан- костроительном заводе «Комсомолец» разработано аналогичное приспособление, в котором передача от электродвигателя на шпиндельную головку осуществляется через зубчатую переда- чу, наличие которой, однако, обусловило появление вибрации и шума, а также увеличение габаритов и веса приспособления. На Ленинградском станкостроительном объединении им. Я. М. Свердлова разработано одношпиндельное приспособ- ление для правки червячных кругов роликами, в котором в ка- честве привода применена воздушная турбинка. Приспособление (рис. 66) состоит из корпуса 3 с основанием 8, в котором смонтирован пневмодвигатель 4 с выключателем 5. Питание пневмодвигателя производится от цеховой воздушной магистрали с давлением сжатого воздуха 390—490 кПа. Алмазный ролик устанавливается на оправке 1 и получает вращение от пневмодвигателя 3500 об/мин. С помощью синус- ного механизма 6 ось приспособления с роликом разворачива- ется вокруг оси 7 на дополнительный угол в зависимости от мо- дуля шлифуемой шестерни и профиля алмазного ролика. До- полнительный угол определяется по номограмме, закрепленной на корпусе станка. 93
Приспособление может устанавливаться на зубошлифоваль- ных станках мод. 5А832, 5А833, «Рейсхауэр», а также на пра- вильной машине. Недостатками данного приспособления явля- ются недостаточная мощность и высокая степень шума. Кроме того, турбинка развивает высокую скорость вращения алмазного Рис. 67. Приспособление для правки абразивных и эльборовых червячных кругов алмазным роликом. ролика, которая не является оптимальной с точки зрения его износостойкости и, следовательно, срока службы. Указанные недостатки устранены в приспособлении, разра- ботанном в Институте сверхтвердых материалов АН УССР для правки червячных кругов алмазными роликами с двухсторон- ним профилем [44]. На рис. 67 представлена конструкция описываемого приспо- собления, состоящего из кронштейна с опорной плитой 15, кор- пуса 1, в котором расположен статор электродвигателя 12, пе- редней 7 и задней 2 крышек, которые крепятся к корпусу с двух сторон установленного на подшипниковых опорах 5 шпинделя 6 с напрессованным на нем ротором 4. Со стороны передней крыш- ки крепится кожух 8. На шпинделе устанавливается втулка 10 с правящим роликом 9. Благодаря сменной шайбе 11 могут быть использованы ролики различной толщины. Для охлажде- ния электродвигателя в процессе его эксплуатации служит крыльчатка 3, закрепленная гайкой на шпинделе со стороны задней стенки. Привод приспособления создан на базе электродвигателя АОЛ-21-2 с . числом оборотов в минуту 2800 и мощностью 0,4 кВт. На кожухе приспособления выполнены две взаимно перпендикулярные плоские установочные поверхности Д и В, строго параллельные оси шпинделя и служащие для ее настрой- ки в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Параллель- ность этих поверхностей относительно оси проверяется при уста- новке приспособления в центрах и его перемещении вдоль своей 94
£ ЗначениеН D/2 Рис. 68. Зависимость углов настрой- ки приспособления для правки чер- вячных кругов от высоты межцентро- вого расстояния. оси относительно неподвижно закрепленного индикатора, изме- рительный наконечник которого соприкасается с контролируе- мой поверхностью. Приспособление в горизонтальной плоскости настраивается так, чтобы установочная поверхность В, а следовательно, и ось шпинделя, были строго парал- лельны базовой поверхности Г на опорной плите. В верти- кальной плоскости настройка приспособления на угол, соот- ветствующий углу подъема винтовой нитки червяка, произ- водится с помощью мерных плиток, устанавливаемых на подставке 14, и угольника 13 с регулируемым упором, жест- ко связанного с поворотной частью приспособления и шпин- делем. Поворот ротора в вер- тикальной плоскости произво- дится на шарнире, запрессо- ванном в кронштейн. Контроль углов настройки приспособления как в верти- кальной, так и в горизонталь- ной плоскостях осуществляет- ся измерением отклонения установочных поверхностей от горизонтали или вертикали с помощью индикатора. Приспособление разработа- но для правки червячных кру- гов из электрокорунда, карбида кремния зеленого, а также куби- ческого нитрида бора на зубошлифовальных станках мод. 5А832, 5В833, 5В835 и специальных станках мод. 5033 производства егорьевского станкостроительного завода «Комсомолец». Важным моментом при установке правящего приспособления на зубошлифовальный станок или правильную машину являет- ся необходимость расположения центров червячного круга и ролика в горизонтальной плоскости, т. е. без их взаимного пре- вышения или занижения. Иллюстрацией этому служит рис. 68, на котором Н — разница во взаимном расположении центров круга и ролика по высоте, мм; w —угол подъема нитки червяч- ного круга; <р — угол в горизонтальной плоскости между осями червячного круга и ролика; D — диаметр червячного круга, мм; т — модуль червячного круга, мм. В том случае, когда центры круга и правящего ролика рас- положены в горизонтальной плоскости, т. е. Н •= 0, ось правящего 95
chipmaker, ru приспособления настраивается только в вертикальной плоскости па угол (о, соответствующий углу подъема нитки червяка ,. т. (tgw = -р-), в горизонтальной плоскости оси круга и приспо- собления должны быть параллельны (ср = 0). При наличии раз- ницы в расположении центров круга и ролика по высоте Рис. 69. Схема двухшпиндельного приспособления для правки червячного .круга алмазными роликами. Рис. 70. Схема правки червячного круга двумя алмазными кругами. (Н 0) в настройку правящего приспособления необходимо ввести коррективы: в вертикальной плоскости настройка произ- водится на угол он < со, в горизонтальной — на угол <р > 0. С увеличением Н изменяются углы настройки приспособления: со —- 0, <р —» и. Если при настройке приспособления в случае Н ф 0 не будет внесена указанная коррекция, точность профи- лирования червячного круга и, как следствие, точность шлифуе- мых зубчатых колес будет снижена. Указанная коррекция усложняет настройку приспособления, .поэтому при разработке нового приспособления или его уста- новке на станок нужно стремиться, чтобы оси ролика и червяч- ного круга располагались в горизонтальной плоскости, т. е. /7 = 0. Правка червячных кругов двумя алмазными роликами с од- носторонним профилем имеет пока ограниченное применение, поэтому здесь пет такого разнообразия конструкций правящих приспособлений, как при правке кругов алмазным роликом с двухсторонним профилем. На рке. 69 представлена конструкция двухшпиндельного приспособления типа SPA фирмы «Рейсхауэр». На основании 4 закреплены две шпиндельные головки 2 с электродвигателями. На шпиндельных головках установлены алмазные ролики 3, с 96
помощью которых производится правка обеих сторон трапецеи- дального профиля червячного круга 1. Поворот шпиндельных головок с алмазными роликами отно- сительно оси червячного круга осуществляется вручную посред- ством механизмов 5, 6. На рис. 69 показаны возможные поло- жения шпиндельных головок с алмазными роликами при прав- ке кругов (такие положения показаны на примере правой го- ловки) . Приспособление может устанавливаться на зубошлифовалъ- ные станки и правильные машины ранее приведенных моделей. По таком}' же принципу предложен способ правки червяч- ных кругов алмазными кругами [66], схема которого приведена на рис. 70. Для профилирования червяка 1 рабочую поверхность алмаз- ного круга 2 приводят в соприкосновение с боковой поверх- ностью профиля червяка. При этом образующую круга совме- щают с поверхностью червяка в сечении, перпендикулярном к направлению винтовой линии червяка. Если образующая рабо- чей поверхности круга меньше высоты боковой стороны профи- ля червяка, то кругу сообщают возвратно-поступательное дви- жение вдоль заправляемой стороны профиля.
chipmaker.ru ГЛАВА V ПРАВКА АЛМАЗНЫХ КРУГОВ Профилирование и правка алмазных шлифовальных кругов, особенно кругов на металлических связках, представляет значи- тельные трудности по сравнению с правкой абразивных кругов. Это объясняется недостаточностью исследований процесса прав- ки алмазных кругов и высокой износостойкостью их рабочей поверхности. Известные способы правки алмазными инструментами в этом случае практически не применимы. Применяемые способы прав- ки алмазных кругов можно разделить на два типа: способы ме- ханического воздействия на алмазосодержащий слой и способы электрофизического воздействия на связку алмазного круга. К способам механического воздействия относятся: шлифова- ние абразивным кругом, пластическое деформирование сталь- ными и твердосплавными накатниками, обкатка с помощью абразивных дисков, правка вращающимся алмазным инденто- ром, к электрофизическим — электроискровой и электролитиче- ский способы, правка вращающейся металлической щеткой. Для осуществления указанных способов правки алмазных кругов разработаны соответствующие приспособления, принцип работы которых излагается ниже. Рассмотрим приспособления для правки алмазных кругов пу- тем механического воздействия. При заточке долотчатых буровых коронок с целью получе- ния высокой производительности и качества обработки инстру- мента применяются специальные алмазные круги АЧК 250 X X 42 X 3 X 75 X R220 из металлизированных алмазов АСВ 250/200 на металлической связке МО13Э. В процессе изготовле- ния этого инструмента, имеющего криволинейную рабочую по- верхность, возникают трудности при вскрытии алмазных зерен. Для вскрытия зерен и правки рабочей поверхности тороидаль- ных и сферических кругов в Институте сверхтвердых материа- лов АН УССР создано специальное устройство (рис. 71), кото- рое может устанавливаться на станках мод. ЗА64, ЗА64Д, ЗА64М [40]. Вскрытие и правка алмазного круга осуществляется на сле- дующих режимах: 98
Мощность привода круга, кВт правящего алмазного Число оборотов круга, об/мин правящего алмазного 0,75 0,27 2000, 2900, 4020 100 и 215 Алмазные зерна тороидальных кругов вскрываются методом врезного шлифования. При этом желательна подача в рабочую зону охлаждающей жидкости. Рнс. 71. Устройство для вскрытия н правки фасонных алмазных кругов. Одним из основных узлов устройства является поставляемое комплектно к указанным выше станкам приспособление ЗА64М-П17 для круглого шлифования, которое помещается на подвижной плите 1. Алмазный круг закрепляется на оправке 3 приспособления, а абразивный — на шпинделе шлифовальной головки, перпендикулярно к рабочей поверхности алмазного круга. Последний подается продольным перемещением стола. Для устранения биения рабочей поверхности и равномерного вскрытия зерен алмазному кругу придается качательное движе- ние по радиусу, равному 145 или 220 мм. При вскрытии зерен и правке тороидальных кругов осуще- ствляются качательные перемещения подвижной плиты относи- тельно центров вращения Б или В, ось которых закрепляется на подвижной плите. Переналадка устройства на один из ука- занных радиусов выполняется путем установки узла поворота с подшипником и корпусом на соответствующий центр враще- ния. 99
1 chipmaker.ru Для вскрытия алмазных зерен и правки инструмента диа- метром 280 мм, имеющего сферическую рабочую поверхность, качания совершаются относительно центра вращения Г. При этом шлифовальную головку необходимо повернуть по стрелке Д на 35° и перемещением стола станка в продольном и попе- речном направлениях расположить цилиндрическую поверхность абразивного круга в средней части поверхности алмазоносного слоя. Осциллирующее движение алмазного круга относительно абразивного осуществляется вручную. Для этого на подвижной плите установлены две резьбовые регулируемые втулки, в ко- торых на подшипниках качания закреплены ролики. Амплитуда колебания в пределах 20—50 мм регулируется с помощью упо- ров, расположенных на неподвижной плите 2. Скорость враще- ния алмазных кругов может изменяться путем использования сменных электродвигателей привода приспособления (750 и 1400 об/мин) и сменными шкивами. Рекомендуемая частота осцилляции — 30—60 двойных ходов в минуту. Для вскрытия зерен алмазного инструмента применяются абразивные круги (КЗ и ЭБ зернистостью 16—25 на связке К5 твердостью AI3-CM1) формы ПП, диаметром 150—200, шири- ной 20—32 мм, с посадочным отверстием 32 мм. При шлифовании резьбы твердосплавных метчиков, резьбо- вых фрез и калибров алмазными кругами, метчиков и других инструментов из быстрорежущих сталей эльборовыми (кубони- товыми) кругами на металлических связках последние периоди- чески правятся для восстановления точности профиля и режу- щей способности, а также устранения биения рабочего слоя. Одним из наиболее распространенных способов правки ал- мазных кругов на этих операциях является шлифование их аб- разивным кругом непосредственно на резьбошлифовальном станке, что исключает биение круга и обеспечивает необходи- мую точность профиля его рабочей части [24]. На Сестрорецком инструментальном заводе применяется станок ВНИИ-Ш8, который позволяет править алмазные круги любых форм с прямолинейной образующей рабочей поверх- ностью круга, в том числе и резьбошлифовальные. На этом станке от одного привода осуществляется враще- ние и возвратно-поступательное движение заправляемого круга. Шпиндель, на который устанавливается круг, монтируется в корпусе, выполненном поворотным относительно каретки, совер- шающей возвратно-поступательное движение. Кругу сообщается вращение 10—40 об/мин. Для обеспечения высокой интенсив- ности съема алмазоносного слоя при правке характеристика правящего абразивного круга и режимы правки подбираются такими, чтобы обеспечить его самозатачивание. С этой целью правящие абразивные круги выбираются средней твердости, а правка ведется на следующих режимах: скорость алмазного круга — 20—40 м/мин; скорость абразивного круга — 9—12 м/с; 100
Рис. 72. Съемное приспособление для правки резьбошлифовальных кругов, поперечная подача—0,01—0,03 мм/ход; продольная подача — 0,5—1,0 м/мин. При правке с указанными режимами достигается интенсив- ность съема 100—150 мм3/мм, а удельный расход абразива в среднем равен 15—20 мм3 на 1 мм3 алмазного слоя. На рис. 72 приведена конструкция съемного приспособления для правки резьбошлифовальных кругов. Основание 1 приспособления устанавливается на направляю- щих стола станка и закрепляется с помощью винта 6, шайбы 4, гаек 2, 3, планки 5 и эксцентрика 8. В основании установлен центрирующий палец 10, вокруг которого осуществляется пово- рот корпуса 9. Отсчет угла поворота корпуса относительно стрелки 16, прикрепленной к корпусу винтом 15, производится по шкале делений, нанесенных на кольце 7. Точный отсчет угла поворота корпуса после предварительного шлифования резьбы и измерения угла ее профиля производится с помощью ин- дикатора часового типа 18, закрепленного в кронштейне 3/ 101
chipmaker.ru болтом 17. Подвижный штифт индикатора упирается в крон- штейн 19, и по отклонению стрелки индикатора определяют точность поворота корпуса. Перемещение ножки индикатора на 0,01 мм соответствует углу поворота 20,Г. Корпус закрепляется болтами 30, на кото- рых установлены шайбы 28, и гайками 29. Головки указанных болтов помещаются в Т-образном пазу основания. В корпусе устанавливается электромотор 14, соединенный со шпиндельным узлом, на оси которого закрепляется абразивный правящий круг //. Возвратно-поступательное движение вращающегося аб- разивного круга осуществляется поворотом рукоятки 25 до каса- ния с упорным штифтом 27. Рукоятка закреплена в отверстии цапфы 24, установленной в отверстии корпуса с помощью штиф- та 26. Болт 20, входящий в кольцевой паз цапфы, предохраняет ее от продольного перемещения. Уплотнительное кольцо 21 при- жимается крышкой 23 и болтами 22. При повороте рукоятки поворачивается цапфа с эксцентрич- но расположенным цилиндрическим хвостовиком, входящим в паз корпуса шпиндельного узла, и перемещает его, в заодно и вращающийся абразивный круг относительно боковых кониче- ских поверхностей вращающегося алмазного круга. Цилиндри- ческий хвостовик болта 13, входящий в паз корпуса шпин- дельного узла, и гайка 12 предохраняют корпус от поворота. Поперечная подача абразивного круга осуществляется соответ- ствующим механизмом резьбошлифовального станка. На Южном машиностроительном заводе (г. Днепропетровск) для правки резьбошлифовального круга из кубического нитри- да бора на станке мод. 5822 применяется приспособление с ме- ханизированной продольной и поперечной подачами правящего круга, в качестве которого используются электрокорундовые круги ПП 100 X 10 X 20 24А16Б СМ2К7 [25]. Нижняя плита 21 (рис. 73) приспособления крепится на станке с помощью болтов и конических штифтов. На плите смонтировано основание 20, которое может быть повернуто с помощью червячной пары 17 вокруг оси 22 на угол, соответ- ствующий половине угла профиля рабочей части круга. Угол отсчитывается по лимбу 24 относительно указателя 23. Точная установка основания после замера угла профиля резьбы и опре- деления его погрешностей достигается с помощью индикато- ра 19. Так, отклонение индикатора на 0,1 мм соответствует по- вороту основания на Iх. Крепление основания после поворота производится стопорами 3. На нем установлены привод I про- дольной подачи и салазки 27 поперечной подачи. Привод состо- ит из электродвигателя АВС 51-4 (А = 80 Вт, п = 1300 об/мин), червячной пары и сменных зубчатых колес 2. Шатун 16, рас- положенный на оси 28 кривошипа 18, осуществляет возврат- но-поступательное движение плиты 26, на которой установлен привод вращения правящего круга. Плавное движение этой 102
Рис 73. Приспособление для прав::и резьбошлифовальных кругов на станке мод. 5822.
chipmaker.ru Рис. 74. Схема к расчету глубины слоя кубонита, снимаемого при правке. плиты достигается с помощью направляющих качения 12. Коле- са 2 позволяют получить различные скорости движения плиты 26 (1—4 м/мин). Длина ее перехода регулируется кривошипом 18 в зависимости от ширины круга из кубического нитрида бора. Привод вращения закрыт кожухом 25 и состоит из электродви- гателя 5 типа АВО 51 (N = 80 Вт, п — 2700 об/мин), передаю- щего вращение с помощью полумуфт 7 шпинделю 11, на кото- ром установлен правящий круг. Шпиндель монтируется в стака- не 10, закрепленном в подвижной плите 26 и соединенном вин- тами с электродвигателем 5. К стакану прикреплен поворотный кожух 9 с вырезом для правки кругов. Правка абразивного круга осуществляет- ся алмазным карандашом 8, закреплен- ным во втулке 13, который подводится к кругу 14 с помощью винта и диска. По- перечная подача правящего круга отно- сительно круга из кубического нитрида бора обеспечивается механизмом, состоя- щим из храпового колеса 32, собачки 6, рычага 31, сменных зубчатых колес 30, полумуфт 33, винтовой пары 29. За каж- дый двойной ход плиты 26 храповое ко- лесо посредством регулировочных вин- тов 4 поворачивается на определенное число зубьев. При этом начинают вращаться колеса 30 и винт 20, включая поперечную подачу. При отключении полумуфт 33 по- перечные подачи 0,0066—0,026 мм/дв. ход. могут осуществляться вручную. В этом случае отсчет подачи производится по лим- бу 15. Для настройки приспособления основание 20 по индикато- ру 19 поворачивают на половину угла профиля круга. Правя- щий круг подводят к резьбошлифовальному кругу. Отверстия в кривошипе 18 расположены на различном расстоянии от оси его вращения. Перестановкой оси 28 в этих отверстиях обеспе- чивается различная длина хода правящего круга. Привод вра- щения круга и привод подачи имеют отдельные включения. Правка резьбошлифовального круга производится на сле- дующих режимах резания: скорость вращения кубонитового круга — 1,5—2,0 м/с (для круга диаметром 350 мм); скорость вращения правящего круга — 11—14 м/с; поперечная подача — 0,01 мм/дв. ход.; продольная подача — 1,5—2,0 м/мин; смазоч- но-охлаждающая жидкость — сульфофрезол или индустриаль- ное масло 12. Правка круга осуществляется по его боковым поверхностям (рис. 74). Глубина съема слоя кубонита опреде- ляется следующей зависимостью: 104
где R и г — радиусы округления вершины круга соответственно перед правкой и после нее, мм. Сошлифованный слой кубонита имеет форму трапеции (при рассмотрении в диаметральной плоскости круга), площадь ко- торой выражается формулой S - 21Z + (/ — 2/г ctg «)1 h где а= '/г угла профиля круга; I — длина образующей боко- вой поверхности профиля круга. Объем сошлифованного слоя определяется по формуле v = nDtS, где iiDx — длина окружности, проходящей через середину со- шлифованного слоя кубонита в диаметральной плоскости. Весовой расход кубонита выражается следующей зависи- мостью: G = vkg, где k — процентное содержание кубонита в рабочем слое, рав- ное 0,375; g — удельный вес кубонита (3,5 г/см3). При наружном диаметре круга 350 мм, высоте кубонитового слоя 10 мм и угле профиля 60° D\ = 340 мм, а = 30°, I = 6 мм. После подстановки этих значений можно определить весовой расход кубонита G = 8400 (R — г), мг. Для уменьшения радиуса закругления вершины круга на 0,01 мм (R — г = 0,01 мм) необходимо сошлифовать 84 мг ку- бонита. Приспособление для правки резьбошлифовальных кругов из сверхтвердых материалов позволяет механизировать этот про- цесс. Установлено, что расход кубонита при резьбошлифовании в десятки раз меньше, чем при правке круга. Для уменьшения расхода кубонита круги рекомендуется изготовлять с различ- ной высотой рабочего слоя в зависимости от шага резьбы. Алмазные резьбошлифовальные круги можно править спо- собом обкатки с помощью устройства, изображенного на рис. 75 [70]. На оправке 1 насажены металлокерамические правящие ро- лики 2, 3, с помощью которых производится профилирование алмазного резьбошлифовального круга 4. Рабочие поверхности роликов образуют профильный угол а и имеют канавки 5 для съема алмазного слоя с круга. Канавки равномерно располо- жены по окружности под углом р. Для создания у правящих роликов осциллирующего движе- ния вдоль оси оправки, изменяющего силу их прижима к алмаз- ному кругу и повышающего эффективность правки, на оправку 105
A -A Рис. 75. Устройство для правки резьбошлифовальных кру- . гов способом обкатки. надеты обоймы 6, 7 с шариками 8. Ролики 2, 3 контактируют с обоймами торцовыми поверхностями, выполненными под углом у. Обоймы связаны с оправкой шпонками 9. Ролики и обоймы прижимаются к алмазному кругу через упругие кольца 10 гайками 11. В проточках роликов установлена упру- гая резиновая шайба 12. Для осуществления работы устройство устанавливают в центрах резьбошлифовального станка и приводят во вращение через хомутик, закрепляемый на оправке. Вращающийся алмаз- ный круг 4 вводят в контакт с профильными поверхностями роликов 2, 3. При этом ролики первоначально затормаживают- ся, а затем получают вращение в направлении, противополож- ном вращению оправки. Возникает относительное перемещение скошенных под углом у торцовых поверхностей роликов и обойм, в результате чего обоймы получают движение вдоль оси 106
оправки, сжимая кольца 10. Одновременно с этим возрастает давление на ролики, они сближаются и сжимается резиновая шайба 12. При этом увеличивается сила прижатия профили- рующих поверхностей правящих роликов к алмазному кругу 4, возникают мгновенные изменения скоростей взаимного переме- щения контактных поверхностей роликов и алмазного круга, и благодаря наличию выполненных под углом канавок на про- филирующих поверхностях роликов происходит съем алмазо- Рис. 76. Приспособление для правки круга при шлифовании шлицевых сое- динений. косного слоя на боковых сторонах алмазного круга. Во время дальнейшего взаимного перемещения торцовых поверхностей сила прижатия роликов к алмазному кругу падает, а сжатая шайба 12, освобождаясь, отводит ролики от алмазного круга. Цикл повторяется за каждый оборот обойм относительно ро- ликов. Благодаря осциллирующему движению обойм и соот- ветственно роликов вдоль оправки периодически изменяется сила прижатия профилирующих поверхностей роликов к по- верхностям алмазного круга и возникают мгновенные измене- ния скоростей взаимного перемещения роликов и алмазного круга. Это обеспечивает необходимые условия для правки ал- мазного круга. Для обеспечения нормальной работы шлицевых соединений предъявляются высокие требования к точности профиля шли- цев. При шлифовании боковых сторон шлицев алмазными 1С7
которого, выполненным в // 10 9 6 ал- Рис. 77. Приспособление для правки мазных кругов алмазным индентором. chipmaker, ru кругами требуется с большой точностью выдерживать прямоли- нейность периферии круга, для чего осуществляется периодиче- ская его правка с помощью приспособления, устанавливаемого на столе шлифовального станка перпендикулярно к линии цен- тров (рис. 76). Приспособление состоит из основания 1, по направляющим «ласточкина хвоста», с по- мощью винта 9 перемещает- ся каретка. Это перемеще- ние является настроечным. Зазор в направляющих вы- бирается клином 19. Гайка 6 крепится на каретке четырь- мя винтами 20 и двумя шлнфтами 21. Винт враща- ется в бронзовой втулке 8 и фиксируется в осевом на- правлении крышкой 5. Ка- ретка в верхней части имеет направляющие в форме «ла- сточкина хвоста», по кото- рым перемещается рейка 10, сцепленная с реечной шес- терней 22, которая крепится на валу 3 шпонкой 7. Вал вращается в бронзовых под- шипниках скольжения 23 с помощью рукоятки 24 и удерживается от осевого пе- ремещения втулкой 4. 15, в котором смонтирован шпиндель 12 на двух подшипниках качения 14. От осевого пе- ремещения подшипники удерживаются крышками 13, которые предохраняют также шпиндельный узел от попадания абразив- ной пыли и влаги. На шпинделе с помощью винта 17 закреплена оправка 16 с правящим инструментом 18. Вращение шпинделя осуществля- ется от электродвигателя 11 через муфту 2, который установлен на рейке соосно со шпинделем. При правке алмазного круга правящий инструмент соверша- ет возвратно-поступательное перемещение, осуществляемое вручную с помощью рукоятки 24. Правка фасонных кругов для затылования радиусных поверхностей сопряжения боковых режущих кромок с вершиной зуба червячных фрез производится на оптическом профиле-шлифовальном станке, например мод. 395М. Фасонный профиль формируют на алмазоносном слое круга формы АПП на органической связке Б1. Правку 108 На рейке 10 закреплен корпус
алмазных кругов формы АТ производят на зубошлифовальных станках с применением специальных приспособлений. Алмазные зубошлифовальные круги АТ на органической связке правят кругами из зеленого карбида кремния твер- достью Ml—М2 на керамической связке, без охлаждения. Ре- жим правки: скорость алмазного круга 1 м/с, продольная пода- ча 0,5—1,0 м/мин; скорость правящего круга — 10—15 м/с; попе- речная подача — 0,005—0,01 мм/дв. ход. В конце правки произ- водят выхаживание в течение трех — пяти рабочих ходов без поперечной подачи. Зернистость правящих абразивных кругов рекомендуется следующая: Зернистость ал- Зернистость пра- мазиого круга вящего абразивно- го круга 50/40 12 63.50 16 80/63 20 100/80 25 125/100 32 160/125 40 Правка алмазных кругов для окончательной обработки твер- досплавных червячных фрез, долбяков, шеверов и других ин- струментов с помощью приспособлений и с использованием вра- щающихся абразивных кругов обеспечивает требуемую точность профиля таких кругов и необходимые условия для шлифования твердосплавных инструментов [47]. Профильная правка алмазно-абразивных кругов может про- изводиться вращающимся алмазным индентором в приспособле- нии, схема которого представлена на рис. 77 [57]. Алмазный индентор 2 устанавливается в шпинделе головки, которая за- креплена на кронштейне 11. Движение индентора относительно рабочей поверхности круга производится с помощью электро- двигателя 5 через шестерню 6, которая перемещает приспособ- ление по сектору 7, образуя на шлифовальном круге 1 задан- ный профиль. Поперечная подача индентора на круг осуще- ствляется лимбом 9. Алмазный индентор в процессе правки вра- щается вокруг собственной оси от электродвигателя 3 через ременную передачу 4. Ось индентора наклонена к рабочей по- верхности шлифовального круга в вертикальной и горизонталь- ной плоскостях. Индентор приобретает форму тела вращения (конуса) с острой вершиной, которая сохраняется до полного из- носа алмаза, обеспечивая качественную правку кругов. Правка кругов производится на следующих режимах: ско- рость круга — 30 м/с; продольная подача — 0,1—0,2 м/мин; по- перечная подача на двойной ход приспособления (или стола в случае правки кругов типа ПП) — 0,005—0,01 мм; продолжи- тельность правки 2,3 мин. 109
chipmaker.ru Установлено, что отношение изношенной части алмаза ин- дентора к весу материала зерен, снятых при правке (К) имеет следующие значения: Характеристика круга Показатель К АПП 250х 10x5x75-АСК 500/400-М016—100% 1:4 АПП 250X10x5Х75-АСК 125/Ю0-МО16—100% 1:6 ПП 250х Юх5х75-КП 200/160-М016—100% 1:10 АПП 250Х 10х5х75-АСВ 200/160-51—100% 1 : 12 ПП 250х Юх5х75-КП 200/160-51—100% 1:20 ПП 250хЮх5х75-КП 200/160-К5—100% 1:30 После правки вращающимся алмазом круги имеют разви- тую рабочую поверхность, что обеспечивает повышение их Л-Л Рис. 78. Приспособление для правки алмазных кругов на заточном станке, режущей способности в 1,5—2 раза и уменьшение шероховатости поверхности шлифованных деталей на 1—2 класса. Этим спосо- бом можно эффективно править круги и из высокопрочных круп- ных алмазов марки АСК 500/400. Для правки алмазных кругов на заточном станке мод. 3622Д Мукачевского станкостроительного завода им. Кирова исполь- зуется приспособление, представленное на рис. 78. Приспособление устанавливается и крепится на наклонном столе. Оно представляет собой корпус 1, в котором перемещает- ся внутришлифовальная головка 2, на одном конце шпинделя которой устанавливается чашечный абразивный круг 3, защи- щенный кожухом 4. ПО
Перемещение внутришлифовальной головки осуществляется кнопкой 5. При вращении кнопки 5 винт 6, соединенный с по- мощью хомутика 7 с корпусом внутришлифовальной головки, вворачивается в гайку 8, закрепленную неподвижно в корпу- се 1, и перемещает абразивный круг, образуя поперечную пода- чу. Механизм подачи закрыт кожухом 9. Рис. 79. Устройство для правки алмазных кругов металличе- скими дисками. Рис. 80. Схема электроискрового способа профилирования ал- мазных кругов. Правка осуществляется на левой стороне алмазного круга 9 (при виде сверху), при этом необходимо строго соблюдать ука- занное стрелкой на кожухе направление вращения абразивного круга. Подача абразивного круга, осуществляемая вручную кноп- кой 5, производится по мере его износа в пределах 0,01 — 0,1 мм, причем грубая подача абразивного круга производится в начальной стадии правки. Вращение внутришлифовальной головки осуществляется от электродвигателя, на рис. 78 не по- казанного. Западногерманской фирмой «Винтер» для правки алмазных кругов предложено устройство, принцип действия которого по- ясняется рис. 79. Правка алмазного круга осуществляется спо- собом обката. Металлические диски 3, 4, изготавливаемые из малоуглеродистой конструкционной стали, получают вращение от электродвигателя 1 через плоскоременные передачи 5, 6, при- чем диск 3 вращается с большей скоростью, чем диск 4. В про- цессе правки алмазный круг 2 соприкасается с обоими диска- ми. Благодаря различной скорости вращения дисков в точках 111
r.ru контакта круга с дисками на алмазные зерна действует перемен- ная нагрузка в двух направлениях, в результате чего происхо- дит более быстрое, чем при обычной обкатке одним накатни- ком, выкрашивание алмазных зерен и достигается достаточно высокая производительность съема алмазоносного слоя. Правя- щее устройство устанавливается на плоскошлифовальном стан- ке, с помощью механизма поперечной и вертикальной подач стола станка обеспечивается поперечная подача алмазного кру- га в радиальном направлении к дискам и осциллирующее дви- жение дисков параллельно оси круга. Поперечная подача круга может устанавливаться до 0,03 мм на каждый ход правки. По- дача осуществляется вне контакта круга с дисками, т. е. после выхода круга из контакта с дисками в конце каждого осцилли- рующего движения. С помощью данного устройства можно пра- вить алмазные круги диаметром 100—300 мм. Правка круга диаметром 300 мм и шириной 40 мм занимает в среднем 20 мин. Профилирование и правка алмазных кругов прямого профи- ля на металлической связке путем пластического деформирова- ния их алмазоносного слоя стальными и твердосплавными ро- .ликами отличаются сравнительной простотой их осуществления и высокой производительностью [68]. Профиль накатного ролика обратный тому, который необхо- димо получить на алмазном круге. Точность получаемого профиля составляет 5—10 мкм по ли- нейным размерам и 5—10 мин — по угловым и зависит преиму- щественно от точности накатного инструмента и жесткости си- стемы СПИД. В отличие от других способов этот способ позво- ляет получить профиль круга с радиусом закругления 0,03— '0,04 мм. Время профилирования алмазного круга составляет 10—30 мин в зависимости от характеристики круга и размеров •профиля. Этим способом можно править круги непосредственно на шпинделе шлифовального станка. Для осуществления профилирования необходимо, чтобы ал- мазоносный слой обладал достаточной пластичностью, которая зависит в основном от связки. Концентрация алмазов в преде- лах 50—150%, зернистость в диапазоне 50/40—200/160 и твер- дость алмазоносного слоя в промежутке HRB 60—100 заметно- го влияния на пластичность алмазоносного слоя не оказывают. Профилирование производится при скорости, не превышающей 30 об/мин. При необходимости получения глубоких профилей •со сравнительно невысокой точностью (±0,05 мм) для сниже- ния усилий деформирования и повышения пластических свойств .алмазоносного слоя профилирование круга целесообразно про- изводить в нагретом состоянии, что позволяет увеличить степень деформации слоя. Профильные круги в период эксплуатации по мере их износа можно править также путем деформирования. Способ пластического деформирования применяется для по- лучения широкой номенклатуры фасонных алмазных кругов, .112
которые используются при изготовлении твердосплавного зубо- и резьбообрабатывающего инструмента [67]. Поскольку процесс пластического деформирования сопро- вождается большими радиальными усилиями, достигающими 10—15 т, для его осуществления требуется специальное обору- дование. Для накатывания мелких профилей могут использо- ваться токарные станки, оснащенные приспособлением для уста- новки накатника. Электроискровой способ профилирования и правки алмазных кругов заключается в обработке алмазоносного слоя круга на токопроводящей связке электрическими разрядами. Электро- искровой способ позволяет в значительной степени увеличить номенклатуру алмазного профильного инструмента и освоить изготовление таких его видов, которые сложно или экономиче- ски нецелесообразно изготавливать другими способами. Кроме того, электроискровой способ обработки позволяет производить периодическую правку профиля алмазного инструмента в про- цессе его эксплуатации. При электроискровой правке связка удаляется с поверхности круга электрическими разрядами. В качестве источников тех- нологического тока служат генераторы высокочастотных импуль- сов, из которых предпочтение отдается машинным, менее чув- ствительным к коротким замыканиям. В большинстве случаев при профилировании с помощью электроискрового способа обработки в качестве заготовки берут алмазный круг прямого профиля. Однако с целью сокращения потери алмазов при обработке целесообразно применять круги, форма и размеры которых близки к требуемым. Производительность обработки электроискрового способа правки 20—35 мм3/мин, точность профиля — до 20 мкм, мини- мальный радиус закругления — 0,1 мм. Профилирование кругов из синтетических и природных алма- зов на любых электропроводных связках можно производить как на специальном оборудовании, так и на серийно выпускае- мых промышленностью электроискровых станках моделей ЛКЗ-18, 4В721 и других при наличии необходимой технологиче- ской оснастки. С помощью соответствующих приспособлений и устройств профилирование и правку алмазных кругов можно также про- изводить непосредственно на шлифовальных станках мод. ЗА64, ЗГ71, 3A153, 5822. Наиболее рациональными технологическими схемами профи- лирования и правки алмазных кругов следует считать обработ- ку вращающимся графитовым электродом-роликом, а также фасонным и непрофилированным электродом (движущейся про- волокой). Применение в качестве электрода вращающегося графитового ролика обусловлено простотой его механической обработки, осуществляемой непосредственно на электроэрозион- 113
chipmaker.ru Рис. 81. Схема электроискрового филирования алмазных кругов жугцейся проволокой. про- дви- ном станке с помощью фасонного резца. Схема электроискрово- го способа обработки представлена на рис. 80. Алмазный круг 3 и графитовый электрод 2, расположенные на отдельных шпин- делях с индивидуальными приводами, подводятся друг к другу на величину электроискрового зазора. По мере износа графи- тового электрода к нему подводится твердосплавный резец 1 и происходит точение электрода, в результате чего он приобрета- ет необходимый профиль и точность. Электроискровая правка алмазных кругов производится в рабочих средах, в качестве ко- торых могут использоваться керосин, водные растворы с добав- ками ингибиторов коррозии, различные масла. При отсутствии рабочей жидкости в зоне разрядов меж- ду алмазным кругом и графи- товым электродом величина эрозии металла связки даже при относительно больших энергиях невелика по сравне- нию с эрозией при разряде в жидкой среде. Энергия разря- да в воздухе достаточна для плавления некоторого опреде- ленного объема металла, но недостаточна для выбрасывания его из образовавшейся лунки. Это вызвано тем, что скорость расширения канала электрического разряда в воздухе значи- тельно выше, чем в жидкости [33, 58]. При профилировании алмазного круга фасонным электродом последний должен иметь профиль, обратный требуемому, с раз- мерами, уменьшенными на величину электроискрового зазора (с учетом режимов обработки, зернистости алмазов, материала связки и др.). Величина размеров профиля по отношению к за- данным определяется в каждом конкретном случае эксперимен- тально с учетом характеристик профилируемого круга и станка, на котором производится профилирование. Электрод необходимо закреплять в электродержателе стан- ка перпендикулярно к оси вращения круга. При обработке про- филя используется регулятор электроискрового зазора. В качестве рабочей среды применяется вода или охлаждаю- щая эмульсия. В зависимости от глубины профиля круга, соста- ва его связки, материала, режима обработки, а также ряда других факторов длина рабочей части электрода-инструмента определяется экспериментально с учетом его относительного из- носа. Фасонные электроды в этом случае могут быть изготов- лены как из обычных материалов (латуни, меди), так и из ма- териалов с повышенной эрозионной стойкостью (графита, воль- фрамомедной композиции и др.). С целью исключения влияния износа электрода на точность 114
профиля детали применяется способ обработки с движущейся (перематывающейся с катушки на катушку) проволокой. На рис. 81 представлены технологические варианты обработки с использованием движущейся проволоки: а — со слежением ио копиру; б — с использованием фасонной направляющей; в — с перекрестнодвижущимся проволочным электродом. Профилирование и правка алмазных кругов движущейся проволокой осуществляется на электроискровом станке мод. 4531. В этом случае кругу, закрепленному на шпинделе специального приспособления, которое устанавливается на сто- ле станка, сообщается вращение, а обработка производится по профилю, задаваемому шаблоном или фигурной направляющей. При профилировании кругов диаметром более 100 мм на станке мод. 4531 используется специальная скоба с регулируемым про- светом между направляющими. Подача технологической жид- кости в зону обработки осуществляется с помощью помпы стан- ка ПА-22. В качестве электрода применяется латунная проволока диа- метром 0,2—0,3 мм. Обработка непрофилированным электро- дом может осуществляться при правке кругов непосредственно на резьбошлифовальных станках. Обработка с использованием движущейся проволоки отли- чается низкой производительностью съема и может рекомендо- ваться только для правки алмазных кругов с незначительным съемом алмазоносного слоя [33]. На рис. 82 представлена конструкция устройства для профи- лирования и правки алмазных кругов электроискровым спосо- бом [59]. Устройство состоит из трех основных частей. Первая часть служит для установки и правки во время работы элек- трода-инструмента и закрепляется на хвостовике шпинделя станка; вторая — для установки и вращения с регулируемой ско- ростью обрабатываемого алмазного круга и устанавливается на столе станка; третья — для контроля взаиморасположения осей шпинделя приспособлений /, 2. Приспособление 1 крепится к хвостовику 4 с резьбой М 33 X 1,5 с помощью специальной гайки 13. Оно содержит электродвигатель 15 типа АОЛ 12-2, 220/380 В; 270 Вт; 2800 об/мин. С помощью клнноременной передачи вращение от вала двигателя с постоянной скоростью передается на шпиндель со сменной оправкой, в которой закреплен электрод-инстру- мент 5. В корпусе, где вращается шпиндель, смонтировано спе- циальное токоприемное устройство, позволяющее осуществлять контакт электрода-инструмента с отрицательным полюсом гене- ратора электрических импульсов станка. Конструкция приспо- собления предусматривает защиту от попадания внутрь техно- логической жидкости с высокоабразивными продуктами эрозии. Корпус, несущий шпиндель и токоприемное устройство, изо- лирован от узла крепления к станку специальной прокладкой. 115
На кронштейне 6 закреплено устройство 7 для профилирования и правки электрода-инструмента с помощью фасонного твердо- сплавного резца 8. Конструкция обеспечивает свободный доступ для съема электрода-инструмента и фасонного резца. К маслостанции Рис 82. Приспособление для профилирования алмазных кругов электроискро- вым способом. Приспособление 2 крепится на столе станка 16 болтами. Шпиндель для вращения алмазного круга 9, узел его крепления в корпусе и токоприемное устройство для обеспечения контакта алмазного круга с положительным полюсом генератора станка выполнены идентично аналогичным узлам приспособления 1. Вращение шпинделя с алмазным кругом производится гидро- двигателем 17 типа Г-15-21; 0,6 кВт; 200—2000 об/мин. Корпус изолирован от стола станка специальной прокладкой. Конструк- ция приспособления обеспечивает свободный доступ для съема алмазного круга. Для получения на алмазном круге точного профиля непарал- лельность и перекос осей шпинделей приспособлений /, 2 до- пускается в пределах 0,01 мм. Для обеспечения этого на кор- пусе приспособлений 1, 2 предусмотрены взаимно перпендику- лярные базовые площадки А и Б, строго параллельные осям шпинделей. При настройке приспособление 3 своими базовыми плоско- стями устанавливается на базовых плоскостях А и Б приспо- 116
собления 2. При перемещении приспособления 3 по базовым плоскостям приспособления 2 с помощью индикатора 10 кон- тролируется непараллельность осей шпинделей приспособле- ний /, 2. Индикатором 11 контролируется перекос осей шпин- делей. Настройка на необходимую точность осуществляется со- ответственно регулировочными винтами 12 и поворотом специ- альной гайки 13, положение которой фиксируется хомутом 14 с двумя болтами. Гидравлическая схема управления приводом профилируемо- го круга включает насосную установку типа 12АГ 48-22Н, ко- торая подает из бака масло в гидродвигатель /7; дроссель, с помощью которого регулируются обороты гидродвигателя; ма- нометр для измерения давления масла в системе. Скорость вращения шпинделя измеряется тахометром. Техническая характеристика устройства Диаметр обрабатываемого круга, мм: максимальный 350 минимальный 50 Диаметр электрода-инструмента, мм: максимальный 100 минимальный 35 Вес приспособлений, кг: № 1 7 № 2 8 № 3 0,8 Биение шпинделя, мм: электрода-инструмента 0,005 алмазного круга 0,005 Описанное устройство позволяет обрабатывать круги всех типоразмеров, применяемых в промышленности. При профили- ровании кругов большого диаметра (100—350 мм) приспособ- ление, закрепляемое на шпинделе станка, следует располагать по отношению к приспособлению, закрепляемому на столе стан- ка (рис. 83, а). Это облегчает выверку параллельности осей и уменьшает количество перемещений шпинделя при настройке. Если диаметр круга настолько велик, что его рабочая поверх- ность выступает над уровнем технологической жидкости даже при полностью поднятой ванне станка, шпиндель с приспособ- лением смещают в направлении, перпендикулярном к оси вра- щения профилируемого круга до тех пор, пока зона электро- искровой обработки не окажется на 40—60 мм ниже уровня технологической жидкости. При этом прямая, проведенная через зону электроискровой обработки и центр алмазного круга, долж- на образовать с плоскостью стола станка угол не менее 45°. При обработке кругов малого диаметра (50—100 мм) износ электрода-инструмента может привести к касанию корпусов приспособлений и, как следствие, к возникновению электро- искровых разрядов между ними, поэтому приспособления рас- полагают относительно друг друга так, как показано на 117
chipmaker.ru рис. 83, б. Такое расположение позволяет обрабатывать круги минимального диаметра даже изношенным электродом-инстру- ментом. Данное устройство кроме профилирования и правки алмаз- ных кругов может быть использовано для обработки алмазных Рис. 83. Схема профилирова- ния алмазных кругов различ- ного диаметра. правящих роликов, предварительно- го профилирования накатных роли- ков и других деталей, являющихся телами вращения. Электролитический способ обра- ботки заключается в анодном рас- творении металлической связки ал- мазного круга в соответствии с тре- буемым профилем инструмента. Круг присоединяется к положитель- ному полюсу источника тока, а пра- вящий токопроводящий абразивный круг—к отрицательному. Режимы электрообработки обеспечиваются выпрямителем, работающим от сети переменного тока напряжением 380 В. Подвод технологического то- ка к алмазному и правящему абра- зивному кругам осуществляется че- рез вращающиеся медные токосъем- ники и графитовые щетки, которые устанавливаются на шпинделе ал- мазного и абразивного кругов. По- дача тока производится непрерывно или периодически в зависимости от интенсивности правки. В зону прав- ки подается электролит, отвечаю- щий требованиям электролитическо- го процесса и обладающий антикор- розионными свойствами. Электро- лит содержит, как правило, свободные ионы натрия, нитрата, гидроксила или водорода и др. Особенностью электролитического способа является сочета- ние анодного растворения связки алмазного круга с механиче- ским воздействием на алмазоносный слой вращающегося абра- зивного круга. Поэтому анодно-механический способ правки алмазных кругов токопроводящими абразивными кругами отли- чается более высокой производительностью по сравнению с ме- ханическим. Оптимальным условием проведения процесса является под- держание зазора, при котором плотность тока будет наиболь- шая, а условия возникновения короткого замыкания еще не 118
~220В Рис. 84. Электрическая схема устройства для правки резьбошлифовальных кругов. наступают. Этот зазор обеспечивается зернами алмазного и абразивного кругов. Для обеспечения процесса анодного растворения связки ал- мазного круга необходимо, чтобы напряжение между электро- дами составляло не менее 3 В. На Сестрорецком инструментальном заводе им. Воскова для значительного повышения производительности правки резьбо- шлифовальных кругов из алмаза и кубонита на металлической связке был применен способ правки с наложением элек- трического тока [24]. На рис. 84 приведена принципиальная электриче- ская схема устройства для электроправки резьбошли- фовальных кругов. Круг 2 на металлической связке, подвергаемый правке, явля- ется анодом. Подвод напря- жения к нему осуществляет- ся через щеточное устрой- ство 3, питание — от сети переменного тока напряже- нием 220 В через понижаю- щий трансформатор с регу- лируемым выходным напряжением в пределах 12—24 В. Для по- лучения постоянного тока в электрической схеме используется двухполупериодный выпрямитель, собранный по мостовой схе- ме из полупроводниковых кремниевых диодов типа ВК 2-200. Токопроводящий абразивный правящий круг 1 служит катодом. Напряжение к правящему кругу подводится непосредственно через корпус приспособления для правки, изолированный от станка. Электрические разряды, возникающие между правящим и резьбошлифовальным кругами, способствуют возрастанию ме- ханического воздействия зерен вращающегося абразивного кру- га и значительному снижению усилий, возникающих при прав- ке, что позволяет обеспечить высокую точность профиля круга. Кроме того, увеличивается шероховатость рабочей поверхности резьбошлифовального круга и повышается его режущая способ- ность. На рис. 85 показана конструкция приспособления для прав- ки резьбошлифовальных кругов с использованием электрическо- го тока. Приспособление устанавливается на резьбошлифоваль- ном станке вместо обычного приспособления для правки абра- зивных кругов карандашами. Токопроводящий абразивный круг на металлической связке закрепляется на шпинделе /, который вращается в шарикоподшипниках 2, установленных в пиноли 3. 119
С помощью рукоятки 4, соединенной с зубчатым колесом 5, про- изводят возвратно-поступательное перемещение пиноли и абра- зивного правящего круга относительно вращающегося алмазного резьбошлифовального круга. Шпиндель и абразивный круг по- лучают вращение от электродвигателя переменного тока 6 мощ- ностью 180 Вт и числом обо- ротов 2800 об/мин. Перемеще- ние абразивного круга в по- перечном направлении для осу- ществления поперечной подачи при правке производится с по- мощью маховичка 7. Корпус 8 приспособления поворачивает- ся при правке каждой боковой стороны круга на угол, соот- ветствующий половине угла профиля резьбы. При поворо- те корпуса жесткий упор 9 подводится к настроенному ре- Рис. 85. Приспособление для правки резьбошлифовальных кругов. Рис. 86. Щеточное устройство для подвода напряжения к резьбошлифоваль- ному кругу. гулируемому упору. Закрепление поворотной части приспособле- ния осуществляется с помощью рукоятки 10. Напряжение к резьбошлнфовальному кругу подводится с по- мощью щеточного устройства (рис. 86), которое состоит из мед- ного кольца II, напрессованного на стальной стакан, установ- ленный в отверстии шкива шпинделя станка, и четырех мед- нографитовых щеток 12, которые вместе со стягивающей их пружиной 13 монтируются в щеткодержателе, укрепленном на шпиндельной бабке. Напряжение подводится к неподвижным щеткам и передается на вращающееся вместе со шкивом мед- ное кольцо. Предварительная правка круга из кубопита без наложения электрического тока для устранения начального его биения па 120
Резьбошлифовальном станке может производиться алмазным кРУгом АПП 100 X 8—АСО 125/100-61—150%. Это уменьшает время правки, но не обеспечивает высокой режущей способ- ности круга из кубонита. Последующая правка круга с целью обеспечения надлежащей точности профиля и высокой режущей способности производится электрокорундовым кругом ПП 100 X X 16—24А 125/100—СМ2—К7. Правка резьбошлифовальпо- го круга из кубонита вращающимся абразивным кругом без Рис. 87. Схема станка для алмазно-электролитической заточки твер- досплавных крестовых коронок. наложения электрического тока производится на следующих ре- жимах: скорость резьбошлифовального круга — 1,0—1,5 м/с; скорость правящего абразивного круга — 11—14 м/с; попереч- ная подача — 0,01—0,02 мм на 4—5 двойных ходов; продоль- ная подача — 1,0—1,5 м/мин. Правка производится с охлаждением. В качестве смазочно- охлаждающей жидкости применяется масло индустриальное 12 или сульфофрезол, т. е. масла, используемые при шлифовании резьбы метчиков. Электроправка резьбошлифовальных кругов из кубонита производится всухую токопроводящими абразивны- ми кругами из зеленого карбида кремния ПП 100 X 12— К325—16 на металлической связке. Механические режимы правки аналогичны приведённым выше. Электрические режимы для предварительной и окончательной правки различны. При предварительной правке выходное напряжение трансформатора составляет 18—24 В и сила тока 40—50 А, а при окончательной правке — напряжение 4—6 В, сила тока 5—10 А. При алмазно-электролитической заточке твердосплавных крестовых коронок на специализированном станке САЭЗ-6, раз- работанном в ЦНИИТТяжМАШе, используется алмазный круг углового профиля, для правки которого на станке предусмотре- но отдельное приспособление. Принцип работы станка с правя- щим приспособлением поясняется схемой, приведенной на 121
рис. 87. Крестовая корочка 9 устанавливается на подпружинен- ной конусной оправке 10, размещенной внутри цанги 11, кото- рая смонтирована в корпусе бабки изделия 12. Цанга 11, фик- сирующая оправку 10, шарнирно соединена со штоком пневмо- цилиндра 13, предназначенного для закрепления коронки и ее Рис. 88. Устройство для установки и вращения металлической щетки. съема. Управление работой пневмоцилиндра осуществляется специальным краном, закрепленным на станине станка. На штоке пневмоцилиндра 13 шарнирно закреплена Г-образ- ный упор 16 с подпружиненной призмой 17 для фиксации ко- ронки в угловом и осевом направлении при закреплении под- пружиненной оправки 10 цангой 11. Подвод и отвод бабки изделия осуществляется с помощью зубчато-реечной передачи 14 рукояткой 18. Для настройки баб- ки по высоте служит клиновая передача 15. Приспособление для правки алмазного круга 7, вращающе- гося на шпинделе 8, состоит из поворотного корпуса 19, смон- тированного шарнирно на кронштейне 6, который жестко за- креплен на станине станка. Внутри корпуса правящего приспо- собления смонтирована шлифовальная головка 3, в которой на подшипниках качения вращается шпиндель 4 с чашечно-ци- линдрическим абразивным кругом 22. Вращение шпинделя с кругом осуществляется от электродвигателя /. Осевое перемещение шлифовальной головки и, следователь- 122
но. подача абразивного круга производится посредством руко- ятки 2 и гайки 20. Положение шлифовальной головки при прав- ке алмазного круга фиксируется с помощью фиксатора 5. При правке алмазного круга и заточке коронок в зону обработки подается электролит из бака с помпой. Внутри бака смонтиро- ваны отстойники для грубой очистки электролита и центрифуга Для тонкой очистки электролита. Центрифуга состоит из кор- пуса, съемной чаши с крышкой, установленного на подшипни- ках качания вала, и электродвигателя. Очистка электролита происходит за счет действия центробежных сил на частицы шлама, поступающие в чашу вместе с электролитом. Для охлаждения электролита внутри бака имеется змеевик, через который пропускается проточная вода. На верхней части бака установлен выпрямитель постоянного тока с переключателем полярности. Пары электролита отсасываются из зоны обработки венти- лятором, установленным на станине. Разновидностью электролитической обработки, в том числе правки алмазных кругов, является способ анодно-механической правки абразивного инструмента с помощью вращающейся ме- таллической щетки [65]. Устройство для установки и вращения щетки, разработанное в Институте сверхтвердых материалов АН УССР, представлено на рис. 88. На оси 18 фланцевого электродвигателя 15 смонтирован удлинитель 25, с помощью которого передается вращение ме- таллической щетке 8. Щетка с двух сторон обжата фланца- ми 7, закрепленными на конусной втулке 6 гайкой 19. В свою очередь втулка 6 с помощью гайки 4 крепится на втулке 16, вращающейся на двух шарикоподшипниках 21 вокруг непо- движного стакана 13, прикрепленного винтами через текстоли- товый диск 14 к фланцу электродвигателя. Для крепления под- шипников служит втулка 20 и кольцо 22. Втулка 16 с закреп- ленными на ней деталями от осевого перемещения фиксируется с помощью разрезной гайки 26, винта 24, кольца 2, резиновой шайбы 23 и текстолитового кольца 3. Подвод технологического тока к металлической щетке осу- ществляется через меднографитовый токосъемник 11, укреплен- ный в гильзе 12. Для предотвращения попадания электролита устройство за- щищено кожухами 1, 9 и 10. В зоне контакта металлической щетки с профилируемым алмазным кругом в корпусе 1 выпол- нено окно (на рисунке не показано). Для балансировки устройства, частота вращения которого составляет около 3000 об/мин, применяются сухарики 5. Как следует из описания, нагрузку под действием веса щеточного устройства принимает стакан 13, а вращение подвижных частей устройства осуществляется через шпонку 17 удлинителем 25.
r.ru СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Chipmaker.ru 1. Авакян В. В. Правка абразивных кругов алмазными роликами.— Станки и инструмент, 1969, № 3, с. 15—16. 2. А. с. 429945 (СССР). Устройство для правки шлифовального круга по эвольвенте / А. К. Баев, Ю. П. Деркач.— Опубл, в Б. И., 1974, № 20. 3. Байкалов А. К., Дубовик Н. П., Фельдман В. У. Правка червячных кругов роликами из славутича.— Станки и инструмент, 1974, Ns 1, с. 25—26. 4. Правящие инструменты из славутича и синтетических алмазов/А. К. Бай- калов, Н. И. Ховах, В. В. Коломиец, Н. П. Дубовик и др.— Киев: Наук, думка, 1975.— 13 с. 5. А. с. 446406 (СССР). Устройство для фасонной правки шлифовального круга / Л. В. Беленький.— Опубл, в Б. И., 1974, Ns 38. 6. А. с. 180107 (СССР). Устройство для правки шлифовального круга алмаз- ными карандашами / Л. В. Беленький, В. П. Белостоцкий.— Опубл, в Б И., 1966, № 6. 7. А. с. 443749 (СССР). Способ правки фасонного шлифовального круга / Л. В. Беленький, В. П. Белостоцкий.— Опубл, в Б. И., 1974, Ns 35. 8. А. с. 271329 (СССР). Приспособление для правки шлифовальных кругов/ В. Н. Браницкий.— Опубл, в Б. И., 1970, Ns 17. 9. А. с. 435930 (СССР). Устройство для правки торца шлифовального круга с поднутрением / В. Н. Браницкий, 1О. А. Турик,— Опубл, в Б. И., 1974, Ns 26. 10. А. с. 285539 (СССР). Устройство для правки кругов на торцешлифоваль- ных станках/С. Б. Вайнштен, С. X. Гольдман, М. И. Фавелюкис.— Опубл, в Б. И., 1970, Ns 33. И. А. с. 443750 (СССР). Способ шлифования поверхностей вращения с меха- нической правкой шлифовального круга / Ю. М. Вайткус.— Опубл, в Б. И., 1974, № 35. 12. Ваксман Е. С., Гринев Б. Ф„ Солко С. Н. Изготовление алмазных инстру- ментов металлизационным напылением.— Синтетические алмазы, 1974, вып. 4, с. 23—24. 13. А. с. 164214 (СССР). Устройство для правки профильного шлифовального круга/Р. А. Виноградов.— Опубл, в Б. И., 1964, Ns 14. 14. А. с. 303170 (СССР). Устройство для правки торца шлифовального кру- га / В. Б. Гандельсман, В. И. Баевский, А. С. Суханов.— Опубл, в Б. И., 1971, № 16. 15. Гессен Б. А. Кольцевые упругие системы для динамометров с проволоч- ными датчиками.— Тр. Москов. ин-та химического машиностроения, 1957, вып. 11, с. 57. 16. Дашевский И. И., Заславский С. Ш Механизация изготовления штампов и пресс-форм.— М. : Машгиз, 1962, с. 47—49, 55. 17. А. с. 364419. (СССР). Механизм правки шлифовального круга / Ю. С. Де- дюкин, Д. И. Азбель.— Опубл, в Б. И., 1973, Ns 5. 18. Дубовик Н. П., Карпунькин В. Г. Правка червячных абразивных кругов роликами из славутича.— Синтетические алмазы, 1969. вып. 6, с. 17—19. 19. Дубовик Н. П., Горб В. В. Механизм тонкой подачи алмазных правящих роликов.— Синтетические алмазы, 1975, вып. 6, с. 54—55 124
20. Дубовик Н. П. Выбор рациональных режимов правки кругов из КНБ,— Синтетические алмазы, 1978, вып. 5, с. 29—32. 21. 11-я Европейская станкостроительная выставка 1969 г. в Париже.— М. : НИИМАШ, 1969, с. 30—34. 22. Житницкий С. И., Гдалевич А. И., Хрычев В. И., Полупан Б. И. Приме- нение правящих роликов из синтетических алмазов на торцошлифовальных станках.— Синтетические алмазы, 1978, вып. I, с. 67—68. 23. Захаренко И. П., Цахновский И. М„ Белецкий Э. А. Шлифование резьбы инструмента кругами из кубонита.— М : Машиностроение, 1974, с. 24—25. 24. Захаренко И. П„ Кункин Я. А., Ординарцев И. А. Правка резьбошлифо- вальных алмазных и кубопитовых кругов.— Киев. : УкрНИИНТИ, 1971, с. 2—10. 25. Захаренко И. П., Кункин Я. А., Цахновский И. М. Правка резьбошли- фовальных кругов из кубонита.— Машиностроитель, 1970, № 12, с. 22—23 26. А. с. 495196 (СССР). Устройство для правки шлифовальных кругов/ Ф. Н. Исмайлов, В. А. Абасов, Э. А. 'Гагиев и др.— Опубл, в Б. И., 1975, № 46. 27. А. с. 296373 (СССР). Устройство для правки абразивных кругов/ В. В. Идель,—Опубл, в Б. И., 1972, № 27. 28. Исследование процесса правки шлифовальных кругов. М., 1958, вып. 1, с. 13—14. 29. А. с. 215755 (СССР). Устройство для правки шлифовального круга / Ю. Б. Каргин, М. III. Шоф.ман, В. В. Бирулин и др.— Опубл, в Б. И., 1968, № 13. 30. А. с. 180503 (СССР). Устройство для правки шлифовального круга на внутришлифовальном станке/В. Ф. Кириченко, А. К. Годящев.— Опубл, в Б. И., 1966, № 7. 31. А. с. 299347 (СССР). Приспособление для правки шлифовальных кругов по эвольвенте / В. Д. Клепиков, Д. И. Попов, Г. Т. Панасенко, Н. С. Голь- цев.— Опубл, в Б. И., 1971, № 12. 32. Коломиец В. В. Правка фасонных роликов из славутича электроискровым способом.— Синтетические алмазы, 1969, вып. 6, с. 21—22. 33. Коломиец В. В., Гурвич Р. А., Сироткин С. Л. и др. Профилирование и правка алмазных кругов электроискровым способом. Киев: УкрНИИНТИ, 1969, с. 3, 7—11. 34. Коломиец В. В., Дубовик Н. П. Катодная алмазно-электролитическая об- работка сверхтвердых материалов. Электроэрозионная и ультразвуковая обработка материалов.— РДЭНТП, 1974, с. 24—27. 35. Королев А. В. Теоретико-вероятностные основы создания прогрессивных процессов абразивной обработки путем управления состоянием инстру- мента и его механическим взаимодействием с деталью. Автореф. дис. д-ра техн. наук. Саратов, 1976, с. 26—28. 36. А. с. 218693 (СССР). Устройство для правки шлифовального круга по прямой / М. А. Кофман.— Опубл, в Б. И., 1968, № 17. 37. А. с. 312751 (СССР). Устройство для правки шлифовальных кругов/ А. М. Кучер.— Опубл, в Б. И., 1971, № 26. 38. А. с. 194581 (СССР). Устройство для правки шлифовального круга/ А. А. Левин.— Опубл, в Б. И., 1967, № 8. 39. А. с. 253617 (СССР). Прибор для правки шлифовальных кругов / В. А. Ли- бензон, М. Я. Гольдфайн, В. Д. Толстов, А. Н. Волгин.— Опубл, в Б. И., 1969, № 30. 40. Линенко Ю. П., Красник В. Г., Мендельсон В. С. и др. Устройство для вскрытия зерен и правки специального алмазного инструмента.— Синтети- ческие алмазы, 1978, вып. 1, с. 70—72. 41. Малкин Б. М. Приспособления к шлифовальным станкам. М. : Машгиз, 1961, с. 102—105. 42. Малов Ю. Н„ Дубовик И. П. Устройство для измерения крутящих момен- тов.— Синтетические алмазы, 1978, вып. 1, с. 72—73. 43. Маслов Е. 11. Основы теории шлифования металлов. М.: Машгиз, 1951, с. 131—134. 125
chipmaker.ru 44. Мельников М. Л., Мендельсон В. С., Дубовик Н. П. и др. Приспособление для правки червячных кругов угловыми роликами.— Синтетические ал- мазы, 1978, вып. 3, с. 62—63. 45. Мендельсон В. С., Дубовик Н. П. Приспособление для правки шлифо- вальных кругов алмазными роликами.— Синтетические алмазы, 1972, вып. 5, с. 68—70. 46. Миндлин Я. Б. Алмазы в технике. М.: Знание, 1960, с. 15—17. 47. Моисеенко О. И., Павлов Л. Е., Диденко С. И. Твердосплавные зуборез- ные инструменты. М. : Машиностроение, 1977, с. 83. 48 А. с. 323256 (СССР). Переносное приспособление для правки шлифоваль- ных кругов / Ю. Р Моргулис, Е. К. Сторожук, Я- X. Коднер и др.— Опубл, в Б. И., 1972, № 1. 49. А. с. 383583 (СССР). Устройство для правки шлифовального круга по эллиптическому профилю / Ю. А. Морозов, А. Е. Кожевников, Т. В. Сма- гина и др.— Опубл, в Б. И., 1973. № 24. 50. Несмелое А. Ф. Правка шлифовальных кругов. М. : Машгиз, 1958, с. 22—24. 51. А. с. 150380 (СССР). Устройство для алмазной бескопирной правки фасон- ного шлифовального круга па станке для шлифования коленчатого вала / А. Н. Панков.— Опубл, в Б. И., 1962, № 18. 52. Полетика М. Ф. Приборы для измерения сил резания и крутящих момен- тов. М. : Машгиз, 1963, с. 25—27. 53. А. с. 158511 (СССР). Способ правки шлифовального круга желобошлифо- вального станка, работающего методом врезания / Р. А. Подтеребков, Е. Л. Баканов, А. Г. Нейфельд.— Опубл, в Б. И., 1963, № 21. 54. Приспособления для профилирования шлифовальных кругов. 1958, вып. 2, с. 15, 21, 49, 62. 55. Приспособление для профилирования абразивного круга. Информ, листок № 76—0645, ВИМИ, 1976. 56. А. с. 283848 (СССР). Устройство для правки кругов на бесцентровошли- фовальных станках/В. Л. Романов, 3. С. Бабаджанян.— Опубл, в Б. И., 1970, № 31. 57. Сагарда А. А., Химач О. В., Покладий Г. Г. и др. Правка кругов из сверхтвердых материалов вращающимся алмазным индентором.— Синтети- ческие алмазы, 1977, вып. 3, с. 17—19. 58. Семко М. Ф., Беззубенко Н. К-, Михайлуца Э. Б. Электроэрозионная правка алмазных кругов на металлических связках.— Синтетические ал- мазы, 1974, вып. 4, с. 14—15. 59. Сироткин С. Л., Мендельсон В. С., Коломиец В. В., Щиголева И. А. Устройство к электроискровым прошивочно-копировальиым станкам для профилирования и правки алмазных и кубонитовых кругов.— Электрон- ная обработка материалов, 1975, № 4. 60. А. с. 191375 (СССР). Приспособление для заправки шлифовального круга по эвольвенте / Г. В. Сурков.— Опубл, в Б. И., 1967, № 3. 61. А. с. 346095 (СССР). Механизм для правки абразивного круга / Б. М. Те- тельбойм, А. Б. Трояновский, Н. М. Бутов и др.— Опубл, в Б. И., 1972, № 23. 62. А. с. 368998 (СССР). Механизм правки шлифовального круга / В. И. Усов, Д. И. Азбель.— Опубл, в Б. И., 1973, Ns 10. 63. Устройство для правки фасонных шлифовальных кругов. Информацион- ный листок № 76— 1273. ВИМИ, 1976. 64. А. с. 224327 (СССР). Приспособление для правки шлифовального круга по вогнутому профилю/А Б. Ушеренко.— Опубл, в Б. И., 1968, № 25. 65. А. с. 621523 (СССР). Способ анодно-механической правки абразивного инструмента / О. В. Химач, Г. Г. Покладий, А. И. Грабченко.— Опубл, в Б. И., 1978, № 20. 66. А. с. 285540 (СССР). Способ правки абразивных червяков/Л. Я- Хозан, М. М. Иоффе, М. Е. Каминский и др.— Опубл, в Б. И., 1970, № 33. 67. Чайка Г. В., Ицкович At. С. Профильные круги из синтетических алма- зов.— Синтетические алмазы, 1970, вып. 3, с. 26—27. 68. А. с. 218004 (СССР). Способ изготовления профильных абразивных кру- 126
гов/Г. В. Чайка, М. С. Ицкович, В. К. Путиенко и др,—Опубл, в Б. И., 1968, № 16. 69. А. с. 528191 (СССР). Устройство для правки шлифовального круга по дуге окружности / А. А. Черноземов.— Опубл, в Б. И., 1976, № 34. 70. А. с. 194580 (СССР). Устройство для правки резьбошлифовальных алмаз- ных кругов / А. П. Черный, А. М. Родионов.— Опубл, в Б. И., 1967, № 8. 71. А. с. 261205 (СССР). Устройство для правки шлифовальных кругов/ Н. В. Чичерин.— Опубл, в Б. И., 1970, № 4. 72. А. с. 365245 (СССР). Устройство для правки шлифовального круга/ М. Ш. Шофман, В. И. Паршиков, С. Е. Шашков.— Опубл, в Б. И., 1973, № 6. 73. А. с. 511195 (СССР). Устройство для правки шлифовального круга/ Б. Е. Шунахер, С. X. Товштейн.— Опубл, в Б. И., 1976, № 15. 74. А. с. 155739 (СССР). Приспособление для правки фасонных шлифоваль- ных кругов / А. Е. Яксанов, М. Н. Мильман.— Опубл, в Б. И., 1963, Ks 13. Chipmaker.ru
chipmaker.ru СОДЕРЖАНИЕ Chi, maker.ru ПРЕДИСЛОВИЕ.................................. 3 ГЛАВА I. СПОСОБЫ ПРАВКИ ШЛИФОВАЛЬНЫХ КРУГОВ. ТИПЫ ПРАВЯЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ. ОПТИ- МАЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ их ЭКСПЛУАТАЦИИ ... 5 ГЛАВА II. ДИНАМИКА ПРОЦЕССА ПРАВКИ И НЕОБХОДИ- МАЯ МОЩНОСТЬ ПРИВОДА ПРАВЯЩИХ . УСТРОЙСТВ И ПРИСПОСОБЛЕНИИ................ 21 ГЛАВА III. ПРАВКА АБРАЗИВНЫХ КРУГОВ СПОСОБОМ ОБ- ТОЧКИ ..................................... 29 ГЛАВА IV. ПРАВКА АБРАЗИВНЫХ КРУГОВ АЛМАЗНЫМИ РОЛИКАМИ.................................... 75 ГЛАВА V. ПРАВКА АЛМАЗНЫХ КРУГОВ............. 98 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ............................ 124 Николай Павлович Дубовик, Вениамин Соломонович Мендельсон УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПРАВКИ ШЛИФОВАЛЬНЫХ КРУГОВ АЛМАЗНЫМИ ИНСТРУМЕНТАМИ Утверждено к печати ученым советом Института сверхтвердых материалов АН УССР Редактор Ж. Е. Квятковская Обложка художника В. Д. Грибова Художественный редактор И. Т. Лагутин Технический редактор В. А. Краснова Корректоры Л Я. Чорная, С. Е. Ноткина Информ, бланк № 4557. Сдано в набор 25.07.81. Подп. в печ. 13.05.82. БФ 00218. Формат 60x90/16. Бум. тип. № 1. Лит. гари. Выс. печ. Усл. печ. л: 8,0: Усл. кр.-отт. 8,375. Уч.-изд. л. 8.17. Тираж 1600 экз Заказ № 1—3186. Цена 1 руб. 20 коп. Издательство «Наукова думка*, 252601, Киев. ГСП, Репина, 3. Изготовлено Нестеровской городской типографией, г. Нестеров, Львов- ской обл.» ул. Горького, 8. с матриц Головного предприятия РПО «Полиграфкиига», 252057, Киев-57, Довженко, 3 Зак. 2714.