Конструктивные особенности доводочных станков

Опубликовано admin Сен 5, 2012 в Доводочные станки

Группа доводочных станков включает в себя станки самых различных типов, однако всех их объединяют одинаковые технологические требования: на них выполняют заключительные, финишные операции, цель которых — получить высокую точность геометрической формы обрабатываемой поверхности, высокую точность размера (5—6 квалитетов), низкую шероховатость поверхности без каких-либо дефектов поверхностного слоя (прижогов, микротрещин и т.п.). Отмеченные выше общие технологические требования проявляются в некоторых общих конструктивных особенностях доводочных станков: высокая точность вращения шпинделей и пере­мещения отдельных механизмов, высокая жесткость как базовых деталей (станин, стоек, корпусов), так и шпинделей, устранение или изоляция источников вибраций, предотвращение температурных деформаций основных деталей доводочного станка, обеспечение высокой точности и равномерности малых перемещений.

Так, радиальное биение шпинделей допускается для прецизитонного круглошлифовального станка мод. 3E153 и отделочного внутришлифовального мод. ЗК227В — не более 0,004 мм; для суперфинишного мод. 3870Б-0.0G6 мм. Отклонение от прямолинейности перемещения основных механизмов для этих же станков (столов, шлифовальных и суперфинишных бабок) должно быть не более 0,003 — 0,005 мм. Отклонение от плоскостности рабочей поверхности диска вертикально-доводочного станка мод. ЗБ814 не должно превышать 0,002 мм.

Высокие требования предъявляются к точности перемещения механизмов подачи инструмента в станках для отделочной обработки: для станка мод. 3E153 постоянство установки шлифовальной бабки не должно отличаться более чем на 1 мкм; для суперфинишной головки — не более чем на 4 мкм.

Необходимая точность вращения и поступательного перемещения достигается, прежде всего, высокой точностью изготовления таких деталей, как шпиндель бабки изделия, инструментальные шпиндели, а также направляющие для перемещения различных механизмов. Кроме этого в подшипниковых узлах доводочных станков применяют либо подшипники качения особо высокой точности (в суперфинишных, вертикально-доводочных, хонинговальных станках), либо подшипники скольжения (в круглошлифовальном станке мод. 3E153).

Жесткость всего станка и отдельных его механизмов достигается за счет: а) создания более коротких кинематических цепей, т. е. сокращением числа деталей и элементов передач для преобразования какого-либо движения; б) повышения жесткости корпусных деталей с увеличением толщины стенок станин, введением ребер, применением рациональных форм литых корпусных деталей; в) увеличения размеров наиболее ответственных деталей.

Предотвращение вибрации — очень важное условие надежной работы доводочных станков. Не случайно двигатели и коробки скоростей устанавливают, возможно, ниже и со станиной соединяют через виброгасящие прокладки. Надежным средством предотвращения вибрации шпинделей является применение ременных передач. В некоторых случаях (например, в круглошлифовальном станке мод. 3E153) в приводах клиновые ремни заменяют на плоские, как обеспечивающие исключительно высокую плавность вращения. Этим же целям служит применение гидропривода вместо механических передач, особенно для возвратно-поступательного перемещения отдельных частей станка. Доводочные станки устанавливают, возможно, дальше от станков с повышенным уровнем вибраций (фрезерных, долбежных и т.п.) и с хорошей изоляцией от вибраций грунта (на специальном фундаменте или на виброопорах). Температурные деформации в станке возникают как от колебаний температуры внутри помещения, где установлен станок, так и от неравномерности нагрева различных деталей и механизмов станка. В первом случае источниками являются отопительные устройства, солнечные лучи, суточные колебания температуры. В связи с этим доводочные станки устанавливают, как правило, в отдельных помещениях или возможно дальше от батарей отопления, въездных ворот и т. п. Доводочные станки высокой точности устанавливают в термоконстантных помещениях, где поддерживается практически постоянная температура. Колебания температуры в пределах самого станка возникают от источников тепла внутри станка: электродвигателей, гидравлических систем подшипниковых узлов и т. п.

На колебания температуры в доводочных станках наибольшее влияние оказывает работа электродвигателей и гидропривода, поэтому электродвигатели устанавливают открыто и с обдувом воздухом. Все основные элементы гидропривода монтируют в виде отдельной станции и располагают вне контура станка. Тепло от подшипниковых узлов отводится маслом, поданным для смазки подшипников. Количество масла и его давление должны обеспечить необходимый температурный режим работы механизма. В крайних случаях применяют искусственный нагрев одних деталей станка (удаленных от источников тепла) при интенсивном охлаждении дру­гих (подвергающихся нагреву от какого-либо источника внутри станка).

Точность и плавность перемещений отдельных механизмов в доводочных станках необходима, прежде всего, потому, что сам процесс резания протекает при исключительно малых глубинах резания и подачах (единицы или десятки микрометров). Надежным способом достижения этой цели является применение направляющих качения, где значительно меньше коэффициент трения и мала разность между коэффициентом трения покоя (когда механизм не движется) и коэффициентом трения движения.