Содержание отчета

1. Схемы основных видов работ, выполняемых на сверлильных станках.

2. Описание основных узлов вертикально-сверлильного станка и их назначения.

Контрольные вопросы

1. Какие виды работ можно выполнять на сверлильных станках?

2. Конструкция инструментов для сверлильных станков?

3. Основные узлы сверлильных станков и их назначение.

4. Какие методы крепления режущих инструментов применяются на сверлильных станках?

Лабораторно-практическая работа № 4

Обработка заготовок на плоскошлифовальных станках

Цель работы: изучить принцип действия и основные узлы плоскошлифовального станка, оценить влияние режимов обработки и марки материала на ше­роховатость обработанной поверхности заго­товки.

Оборудование и материалы: при проведении лабораторной работы используется плоскошлифовальный станок 3Е711В с абразив­ными кругами типа ПП. В качестве заготовок используются угле­родистые конструкционные и инструментальные стали различного химического состава и твердости. Для определения шероховатос­ти обработанных поверхностей используются специальные эталоны.

Задание

1. Изучить теоретическую часть.

2. Изучить устройство и принцип работы станка 3Е711В, тех­нику безопасности при работе на нем.

3. Подготовить образцы для шлифования, закрепить на стан­ке.

4. Провести плоское шлифование двух образцов на установ­ленных режимах.

5. Определить шероховатость обработанных поверхностей образцов с помощью эталонов шероховатости.

6. Сделать выводы о влиянии режимов обработки на шероховатость обработанных поверхностей.

7. Написать отчет о работе.

Общие сведения.

Шлифование - операция чистовой обработки поверхностей заготовки абразивными инструментами, то есть инструментами с режущей частью из абразивных зерен, закрепленных связкой.

Абразивные зерна должны быть прочными, твердыми и иметь острые кромки. Острые кромки при резании постепенно затупляются, поэтому для сохранения их режущих свойств зерна абра­зивных материалов при приложении определенных усилий должны обладать способностью скалываться. При этом образуются новые острые режущие кромки зерен, которые позволяют продолжать резание. Таким образом, абразивные материалы должна быть и достаточно хрупкими.

Абразивные материалы могут быть природного и искусствен­ного происхождения. К природным материалам относятся алмаз, корунд, наждак, гранат, кремень, кварц. К искусственным - электрокорунды, карбид кремния, карбид бора и синтетические сверхтвердые материалы (синтетический алмаз, кубический нитрид бора - эльбор и кубонит). Все абразивные материалы условно разбиты на четыре группы: шлифзерно с размерами от 160 до 2000 мкм; шлифпорошки с размерами от 40 до 125 мкм; микропорошки о размерами от 14 до 63 мкм; тонкие микропорошки с размерами от 5 до 10 мкм. Шлифовальные круги изготавливают, как правило, из шлифзерна и шлифпорошков, для которых номер зернистости соответствует 0,1 размера зерна основной фракции. Например, зернистость 40 соответствует размеру зерен 400 мкм.

Абразивные зерна после сортировки по размерам соединяют в единую прочную массу для образования шлифовального круга определенной формы при помощи связующего вещества. Связки под­разделяются на неорганические (керамические, силикатные и маг­незиальные), органические (бакелитовые, вулканитовые, глифталевые) и металлические (для алмазных и эльборовых кругов).

В машиностроении применяются следующие виды шлифования: обдирочное; круглое наружное в центрах и бесцентровое; круглое внутреннее в патроне, бесцентровое и планетарное; плоское тор­цом и периферией круга; прорезка и отрезка; резьбошлифование одно- и многопрофильное, зубошлифование методами копирования и обкатки, шлицешлифование.

Плоское шлифование осуществляют периферией или торцом круга на специальных плоскошлифовальных станках с прямолинейно-возвратным (рис. 4.1, а) или вращательным движением стола (рис. 4.1, б), на котором закрепляется обрабатываемая заготовка. При шлифовании периферией круга условия работы менее жесткие, чем при работе торцом круга вследствие меньшей площади соприкосновения круга с обрабатываемой заготовкой. Поэтому при шлифовании периферией круга возможно применение станков меньшей мощности.

Для операций плоского шлифования обычно применяют круги средней зернистости (50, 40, 25) или крупнозернистые (80, 100, 125). Для операций обдирочного шлифования применяют круги зернистостью от 125 до 200. В зависимости от требуемого парамет­ра шероховатости обработанной поверхности выделяют различные виды плоского шлифования: черновое (R_z = 20…10 мкм), чистовое (R_a = 2,5…0,16 мкм), тонкое (R_a = = 0,16…0,02 мкм).

Рис. 4.1. Схемы обработки поверхностей при плоском шлифовании периферией шлифовального круга:

а - с прямоугольным столом, б - с круг­лым столом

Плоское шлифование характеризуется наличием продольной подачи детали S_пр и поперечными подачами S_п - поперек шлифуемой поверхности и S_t - нормально к шлифуемой поверх­ности (рис. 4.1). Продольная подача (скорость детали) имеет размерность м/мин. Поперечная подача S_п осуществляется после каждого двойного хода детали относительно круга и измеряется в мм/ход или в мм/дв. ход стола станка. Подача S_t осуществля­ется после каждого хода (двойного хода) детали относительно круга и измеряется в мм/ход или мм/дв.ход стола станка.

Частота вращения шпинделя шлифовального крута на станке 3Е711В составляет n = 1500 об/мин, что при диаметре круга D = 250 мм обеспечивает скорость периферии круга

Наименьший допустимый наружный диаметр круга

D_min = 150 мм, что обеспечивает скорость резания 11,7 м/с.

В настоящее время выпускаются круги на керамической связке для работы на скорости до 60 м/с, на полимерной связ­ке для работы на скорости до 100 м/с. Шлифование деталей со скоростями резания более 35 м/с называется скоростным.

Достоинством скоростного шлифования является то, что с увеличением вращения шлифовального круга уменьшаются сечения среза и силы резания, приходящиеся на режущую кромку зерна, снижается высота микронеровностей на обработанной по­верхности (т.е. шероховатость поверхности уменьшается) и рас­ход абразива, повышается стойкость шлифовального круга.

Устройство плоскошлифовального станка.

Плоскошлифовальные станки по принципу работы делят на станки для шлифования периферией и торцом круга, по форме стола и характеру его движения - на станки с возвратно-поступательным и вращательным движением стола; по степени универсальности - на универсальные, полуавтоматические и автоматические. Плоско­шлифовальные станки с прямоугольным столом выпускают с гори­зонтальным и вертикальным шпинделем; неавтоматизированные и полуавтоматические станки — с приборами активного контроля

В мелкосерийном и среднесерийном производстве наиболее часто используют плоскошлифовальные станки с прямоугольным столом и горизонтальным шпинделем. В массовом производстве наибольшее распространение получили станки с круглым столом, а также двусторонние торцешлифовальные станки с горизонтальным и вертикальным расположением шпинделей

Плоскошлифовальный станок с прямоугольным столом общего назначения показан на рис. 4.2.

Рис. 4.2. Устройство плоскошлифовального станка

с прямоугольным столом и горизонтальным шпинделем:

1 - станина; 2 - панель; 3, 8 - маховики; 4 - пульт

управления; 5 - стол; 6, 7 - кожухи; 9 - стойка;

10 - шлифовальная бабка; 11 - шлифовальный круг;

12 - магнитная плита; 13 - гидростанция; 14 – насос.

На станине 1 станка установлен стол 5, совершающий возвратно-поступательное перемещение по направ­ляющим от гидроцилиндра, расположенного в станине. Закрепление заготовок обычно производят с помощью магнитной плиты 12, при­винченной к столу. На станине смонтирована стойка 9, несущая шлифовальную бабку 10 с горизонтальным шпинделем шлифоваль­ного круга 11, закрытого кожухом 7. Механизмы подач, находящиеся в станине, шлифовальной бабки сообщают поперечное движение подачи (после каждого двойного хода стола) и вертикальное движе­ние подачи (после каждого рабочего хода по снятию припуска со всей обработанной поверхности заготовки).

Шпиндель вращается от электродвигателя, встроенного в шлифовальную бабку.

Механизмы подач работают от гидроцилиндров, в которые по­ступает масло от гидростанции 13, управляемой от панели 2. Уста­новочные ручные перемещения стола (в продольном направлении) осуществляют маховиком 3, а шлифовальной бабки (в вертикальном направлении) маховиком 8. Включение и выключение станка про­изводят с пульта управления 4. Во время работы магнитная плита с обрабатываемой заготовкой закрывается кожухом 6. Подача СОЖ обеспечивается от бачка с насосом 14.

На станине станка в поперечном направлении по двум направляющим перемещается крестовый стол. Верхняя часть стола перемещается в продольном направлении по специальным направляющим от гидравлического цилиндра (рис. 4.3), расположенного между его направляющими и шток которого соединяется непосредственно со столом.

Рис. 4.3. Схема гидропривода плоскошлифовального станка: 1 - стол; 2 - гидроцилиндр; 3 - золотник; 4 - насос; 5 - электродвигатель, 6 - емкость

Скорость продольного перемещения при таком приводе находится в пределах от 2 до 35 м/мин. Пределы скоростей поперечного перемещения крестового суппорта 0,1…0,09, пределы вертикальных подач шлифовальной головки 0,01…0,09.

Станок 3Е711В является базовым для многих моделей плоско­шлифовальных станков. Основные узлы и механизмы движения его типизированы и используются в станках аналогичного назначения.

Приспособления для шлифования плоских поверхностей. При шлифовании детали можно крепить непосредственно к столу станка прижимными планками. Однако такое крепление применяют в том случае, когда детали не могут быть закреплены на магнитной плите или в других приспособлениях.

Электромагнитные плиты (рис. 4.4). Электромагнитные плиты могут быть круглой и прямоугольной формы. Они питаются от сети постоянного тока, поэтому у станков устанавливают приборы, преобразующие пе­ременный ток v постоянный.

Электромагнитные плиты обеспечивают надежное и быстрое зак­репление шлифуемых деталей. К электромагнитной плите могут при­тягиваться только магнитные металлы (например, сталь, железо, чугун).

Рис. 4.4. Схема электромагнитной плиты:

1 - обрабатываемая деталь; 2 - сердечник;

3 - катушка; 4 - плита; 5 – корпус

Содержание отчета

1. Схемы плоского шлифования деталей.

2. Краткое описание плоскошлифовального станка.

3. Краткие сведения об абразивном инструменте.

4. Описание принципа закрепления деталей на электромагнитном столе станка.

5. Порядок определения шероховатости обработанной поверхности образцов с помощью эталонов.

6. Сделать выводы о влиянии режимов обработки на шероховатость обработанных поверхностей.

Контрольные вопросы

1. Перечислите основные узлы и расскажите об устройстве плоскошлифовального станка.

2. Перечислите и покалите основные органы управления и настройки станка 3Е711В.

3. Расскажите об особенностях закрепления деталей на столе станка.

4. Расскажете о движениях элементов станка, которые связаны с продольной и поперечной подачами.

5. Каково влияете скорости главного движения на качество поверх­ности шлифованной детали?

6. Какое движение осуществляется при помощи гидропривода?