Принцип работы бесцентрового шлифования и используемые станки

В большинстве случаев используются шлифовальные аппараты и станки центровой обработки. Где шлифовка выполняется с помощью вращающегося на большой скорости абразивного цилиндра. Однако помимо этого существуют станки, у которых отсутствует единая ось вращения, а обработка материала осуществляется с помощью нескольких вращающихся цилиндров. Но что вообще такое бесцентровое шлифование? Как правильно работать с таким обрабатывающим станком?

Предлагаем следующие виды шлифовки металла:

• Круглое шлифование
• Плоское шлифование
• Бесцентровое шлифование
• Зубошлифование;
• Резьбошлифование;
• Шлицешлифование.

Оставьте заявку по форме или свяжитесь с нами по телефону и e-mail

8 Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Круглая шлифовка включает в себя два подвида шлифовки – наружная шлифовка и внутренняя шлифовка.

Наружная круглая шлифовка — это шлифовальные работы по металлу для получения цилиндрической поверхности повышенной точности. Обработка происходит радиальным движением врезания шлифовального круга в обрабатываемую деталь.Максимальные размеры обрабатываемых деталей для наружного круглого шлифования –диаметр до 500 мм, длина до 1800 мм.

Внутренняя круглая шлифовка — это шлифовальные работы по снятию припуска внутри цилиндра, доводка после расточки. Максимальные размеры обрабатываемых деталей для внутреннего круглого шлифования – диаметр до 400 мм, длина до 1200 мм.

Плоская шлифовка В этом случае деталь крепится на магнитную плиту плоскошлифовального станка. Такой вид обработки обеспечивает высокую плоскостность и параллельность поверхностей. Размеры обрабатываемых деталей – до 800*400 мм. Обрабатываемые детали: штампы, кольца, пластины, ножи и др.

Бесцентровая шлифовка Применяется в крупносерийном производстве для обработки внутренних и наружных поверхностей (обоймы подшипников, валы и т.д.). Обработка производится двумя кругами, расположенными напротив друг друга. Деталь базируется на опорном ноже между ними.

Это интересно: Холодная сварка для металла – применяем правильно

Внутреннее бесцентровое шлифование

Внутреннее бесцентровое шлифование может выполняться при помощи ведущего, опорного и прижимного роликов и на жестких опорах. В таком методе есть свои преимущества, например, отсутствует осевое биение шпинделя. К недостаткам можно отнести два момента:

• возможность деформации обрабатываемой детали под воздействием прижимного ролика;
• ухудшение точности шлифования из-за биения опорного и ведущего роликов.

При выполнении внутреннего бесцентрового шлифования отверстий заготовку располагают на станке между тремя роликами, которые вращаются. Абразивный круг также вращается на валу, и в процессе вращения он вводится в отверстие, которое нужно обработать.

Характеристика

На заводах и даже в крупных мастерских по металлообработке нередко встречается бесцентрово-шлифовальный станок. Его параметры достаточно хороши для производства продукции крупными сериями. Достигается максимально высокая жесткость технологической системы. Это обстоятельство гарантирует стабильность обработки и высокое качество выпускаемых изделий..

Можно существенно улучшить технические параметры манипуляции, такие как скорость обработки металла и общая производительность устройства, чем, разумеется, инженеры пользуются в полной мере.

Важным преимуществом бесцентрового шлифования является еще и минимальная затрата времени на вспомогательные операции. Она составляет не более 2—3% от общего времени работы. При использовании других станков этот показатель существенно выше. Потому можно уверенно сказать, что шлифующее оборудование без центра намного меньше простаивает в рабочем цикле и отличается повышенной гибкостью настройки. Настроить его желаемым образом не составляет существенного труда. Основные узлы такого аппарата:

• станина;
• металлообрабатывающая бабка;
• фиксированная опора с рабочим ножом;
• еще одна бабка;
• панель, содержащая систему управления.

Шлифование на бесцентровошлифовальных станках

Бесцентровое шлифование применяется при значительных объёмах производства деталей, т.к. является более производительным методом обработки, чем шлифование валов в центрах и осуществляется на бесцентрово-шлифовальных станках.

Сущность бесцентрового шлифования (рис. 37) заключается в том, что шлифуемая заготовка не закрепляется, а свободно помещается между двумя шлифовальными кругами (круг большего диаметра является шлифовальным, а круг меньшего диаметра – ведущим) и поддерживается ножом (опорой) со скосом, благодаря которому она прижимается к ведущему кругу.

Рис. 37. Схема бесцентрового шлифования

Центр заготовки при этом должен быть несколько выше линии, соединяющей центры обоих кругов, во избежание получения огранки.

h = (0,35 – 0,4) dзаг., но не более 14 мм.

При шлифовании мелких деталей центр заготовки может быть ниже оси центров кругов.

Шлифовальный круг имеет окружную скорость 30…65 м/с, а ведущий10…40 м/мин.

Так как коэффициент трения между ведущим кругом и обрабатываемой заготовкой больше, чем между заготовкой и шлифовальным кругом (рис. 59, а), то ведущий круг сообщает заготовке вращение со скоростью круговой подачи ).

На бесцентровошлифовальных станках режимы резания могут быть увеличены, по сравнению с обработкой на круглошлифовальных станках, в 1.5 – 2 раза, т.к. жесткость технологической системы бесцентровошлифовальных станков в 1.5 – 2 раза выше. В данном случае облегчается и задача обработки нежестких валов.

На бесцентровошлифовальных станках также применяются два метода шлифования:

с продольной подачей

и врезанием.

Бесцентровое шлифование с продольной подачей применяют для обработки гладких валов (рис. 38).

Рис. 38. Схема бесцентрового шлифования с продольной подачей

Продольная подача заготовки = 1000 – 4000 мм/мин) обеспечивается за счёт наклона ведущего круга на угол α и рассчитывается по формуле:

, где

µ = 0,98…0,95 – коэффициент проскальзывания, устанавливается в зависимости от угла наклона ведущего круга;

α — угол наклона ведущего круга (при предварительной обработке — 3…5°, при окончательной — 1…2°) (t =

Глубина резания (t) устанавливается: на первых проходах 0,05…0,15 мм, на окончательных — 0,01…0,03 мм.

Детали при шлифовании данным методом одна за другой поступают в зону обработки с одной стороны, а выходят с другой. При шлифовании на проход за несколько рабочих ходовможно достигнуть точности по 6-му квалитету и Ra 0,2 мкм.

Tосн =

Врезным шлифованием (рис. 39) обрабатывают заготовки небольшой длины, детали типа тел вращения с уступами, а также заготовки, имеющие конические или фасонные поверхности.

Рис. 39 Схема бесцентрового шлифования методом врезания

При этом методе оси кругов параллельны или ведущий круг устанавливается под малым углом (α = 0,2…0,5°), а осевому перемещению обрабатываемой заготовки препятствует установленный упор (рис. 40).

Рис. 40. Схема бесцентрового врезного шлифования с упором

Перед обработкой ведущий круг отводят на некоторое расстояние от опоры и устанавливают деталь на опору сверху или сбоку. Затем круг подводят к детали для обработки. Шлифование осуществляется с подачей ведущего круга к шлифовальному кругу (Sпоп.вед.кр = 0,003…0,01 мм/об.дет.). При шлифовании конической поверхности ведущий круг заправляют на конус, а нож устанавливают наклонно (под углом).

Tосн =

Возможные варианты бесцентрового шлифования деталей типа тел вращения приведены на рис. 41.

Рис. 41. Схемы наладок при бесцентровом шлифовании

Шлифование на бесцентровошлифовальных станках имеет ряд преимуществ по сравнению со шлифованием на круглошлифовальных, а именно:

— более высокая производительность за счет исключения Твспом. на установку и снятие детали;

— отпадает необходимость в центровых отверстиях, а соответственно и исключение погрешности от центрирования;

— нет потребностей в люнетах при шлифовании длинных валов (до 6 метров);

— высокая точность обработки при средней квалификации рабочего;

— бесцентровошлифовальные станки легко автоматизируются и встраиваются в автоматические линии.

В тоже время шлифование на бесцентровошлифовальных станках имеет и отрицательные моменты:

— трудно достичь концентричности наружных и внутренних поверхностей;

— у ступенчатых валов нельзя отдельно шлифовать каждую шейку (ступень), т.к. не обеспечивается концентричность окружностей ступеней и их соосность;

— настройка и регулировка станков требует больших затрат времени, что окупается в крупносерийном и массовом производствах.

Типы обрабатываемых поверхностей

• винтовые;
• плоские (матрицы пресс-форм);
• криволинейные;
• цилиндрические;
• прямые;
• конические;
• отверстия;

Шероховатость поверхностей после шлифовки

Шлифование относится к категории чистовых, отделочных операций и обеспечивает поверхности высокого качества. Одной из качественных характеристик поверхности является шероховатость. В зависимости от этого параметра шлифовальные операции бывают:

1) Предварительная. Выполняется на необработанной поверхности для снятия наружного дефектного слоя, либо после черновой токарной или фрезерной обработки, но перед термообработкой. Обеспечивает шероховатость в пределах 5 – 7 класса. 2) Чистовая. Операция выполняется после предварительной обработки, шлифовальными кругами с более мелкой зернистостью. Детали шлифуют уже после термообработанными. Получают 7 – 9 класс шероховатости. 3) Тонкая. Применяют для получения поверхности 9 – 10 класса чистоты. Припуск под обработку – минимальный. 4) Отделочная операция. Иначе называется «выхаживание». Это получение высокоточных размеров 11 – 12 класса шероховатости продольной подачей шлифовального круга без припуска на обработку. При этом достигается устранение овальности и биения обрабатываемых поверхностей.

Процесс бесцентрового шлифования. Особенности бесцентрового шлифования

Бесцентровое шлифование — один из наиболее производительных видов абразивной обработки, широко распространенный в крупносерийном и массовом производстве.

Жесткость технологической системы станок — шлифовальный круг — деталь — ведущий круг при бесцентровом шлифовании в 1,5—2 раза выше, чем жесткость системы при круглом шлифовании в центрах. В связи с этим при бесцентровом шлифовании режимы резания соответственно повышаются в 1,5—2 раза и значительно облегчается обработка нежестких заготовок (тонких валов, распылителей и т. д.). Кроме того, точность формы и концентричность шлифованной поверхности при бесцентровом шлифовании также выше, чем при шлифовании в центрах.

Процессы резания и формообразования заготовок на бесцентрово-шлифовальных станках осуществляются шлифовальным кругом, вращающимся с заданной скоростью. При этом заготовку не закрепляют в центрах или патроне, как на обычных центровых шлифовальных станках, а базируют по обрабатываемой или окончательно обработанной поверхности. Заготовка получает вращение от ведущего круга, скорость которого в 60—100 раз меньше окружной скорости шлифовального круга.

На практике применяют попутное шлифование: шлифовальный круг и заготовка вращаются в разные стороны. Таким образом, скорость шлифования Vш определяется как разность скоростей шлифовального круга Vш к и заготовки Vз в точке контакта

Vш = Vш.к — Vз

Так как сила трения между заготовкой и шлифовальным кругом меньше, чем между заготовкой и ведущим кругом, то заготовка вращается практически со скоростью ведущего круга. Разность скоростей заготовки и шлифовального круга обеспечивает процесс шлифования. Заготовка может вращаться на специальных станках за счет магнитной планшайбы, на которой она базируется торцом и удерживается силами магнитного притяжения на направляющем ноже, вращающихся роликах или жестких опорах.

Схемы бесцентрового наружного и внутреннего шлифования и формулы для определения основного технологического времени приведены в табл. 1 и 2.

При наружном шлифовании (см. табл. 1) обрабатываемая заготовка 2 находится в контакте с опорным ножом 3, шлифовальным 1 и ведущим 4 кругами. При внутреннем шлифовании (см. табл. 2) заготовка 2 находится в контакте с поддерживающим 3 и прижимным 4 роликами, ведущим 5 и шлифовальным 1 кругами.

В бесцентровых станках ведущий круг выполнен, как правило, из того же материала, что и шлифовальный. В качестве ведущих кругов часто применяют чугунные или алюминиевые ролики. Коэффициент трения при обработке стальных заготовок с помощью кругов на вулканитовой связке равен 0,6—0,8, а при использовании металлических роликов он уменьшается до 0,15—0,18. Это приводит к увеличению проскальзывания заготовки относительно ведущего круга и уменьшению скорости шлифования.

При бесцентровом шлифовании заготовка не только вращается, но и движется поступательно. В процессе шлифования она базируется наружной поверхностью на ноже и ведущем круге и торцом прижимается к соседней заготовке, обрабатываемой одновременно с ней.

Обработка на бесцентрово-шлифовальных станках производится методами продольной подачи, подачи до упора и поперечной подачи (см. табл. 1 и 2).

Шлифование методом продольной подачи на станках для наружного шлифования выполняют при продольном перемещении заготовки, а на станках для внутреннего шлифования — при возвратно-поступательном перемещении шлифовального круга. Шлифовальный и ведущий круги находятся на постоянном расстоянии друг от друга. При прохождении заготовки между кругами с нее сошлифовывается слой металла, определяемый припуском на обработку. При этом поперечную подачу одного из кругов осуществляют только для компенсации износа кругов и настройки станка на требуемые размеры обработки.

За счет поворота ведущего круга либо наклона опорного ножа на определенный угол по отношению к шлифовальному кругу производится продольная подача заготовки, скорость которой определяется окружной скоростью ведущего круга и углом его поворота или наклона ножа.

Из основной схемы бесцентрового шлифования следует (см. эскиз в табл. 1), что окружная скорость заготовки (м/мин)

Vз = Vв.к cos α,

а продольная подача

Snp = Vв.к sin α,

где

Vв.к — окружная скорость ведущего круга, м/мин;

α — угол поворота ведущего круга или наклона опорного ножа, °

Поскольку наибольший угол поворота α = 6°, a cos α = 0,9945, то практически окружные скорости заготовки и ведущего круга равны, т.е. Vз = Vв.к или π d nз /1000 = π Dв.к nв.к / 1000, откуда частота вращения заготовки

nз = Dв.к nв.к /d

Гладкие цилиндрические заготовки шлифуют методом продольной подачи, а короткие или ступенчатые валики — методом врезания. При шлифовании заготовок с продольной подачей применяют подающие механизмы типа валковых, которые осуществляют непрерывную подачу заготовок в зону шлифования.

При врезном шлифовании ведущий круг, нож и заготовку после обработки отводят от шлифовального круга и устанавливают новую заготовку. Этот метод сравнительно легко может быть автоматизирован за счет автоматической загрузки рабочей зоны станка, активного контроля обработанных заготовок и автоматической правки кругов.

Ведущий круг или направляющую линейку при врезном наружном шлифовании и прижимной ролик при врезном внутреннем шлифовании устанавливают под углом а = 30′. Очень малая продольная подача при таком значении угла обеспечивает плотный прижим заготовки к упору.

В начале процесса врезного шлифования большая часть припуска удаляется при повышенной радиальной подаче, затем подача снижается, и в конце обработки заготовка шлифуется в течение нескольких ее оборотов без подачи на глубину. Форма поверхностей заготовок, шлифуемых методом врезания, может быть цилиндрической, конической или фасонной. Шлифовальному и ведущему кругам соответствующая форма рабочей поверхности придается правкой.

Методом до упора шлифуют заготовки, форма которых не позволяет им беспрепятственно проходить между кругами (болты, клапаны со стеблем или тарелкой и т. п.). Шлифование на станках с широкими кругами высотой до 800 мм можно производить с продольной подачей при установке группы заготовок на оправку.

При врезном шлифовании заготовка базируется на ноже и ведущем круге или на жестких опорах (башмаках), а положение заготовки определяет торцовая опора.

Возможна также обработка ступенчатых валиков методом поперечной подачи. В процессе обработки контролируют размер одной шейки, остальные получают за счет выправленного по копиру на соответствующие размеры шлифовального круга.

При большом перепаде диаметров обработки особые требования предъявляются к выбору схемы базирования, режимов обработки и правки, подбору шлифовальных кругов, наладке станка.

С поверхностей малой и большой ступенек шеек вала вследствие неодинаковой режущей способности шлифовальных кругов в единицу времени снимается разное количество металла, что при прочих равных условиях приводит к более интенсивному затуплению и осыпанию круга, шлифующего шейку большого диаметра. Кроме того, при бесцентровом шлифовании ступенчатого валика с использованием двух ведущих кругов круги и валик образуют две различные фрикционные пары. Привод валика практически осуществляется с помощью одной из фрикционных пар, так как во второй фрикционной паре происходит проскальзывание.

Для выявления ведущей фрикционной пары необходимо рассматривать характер взаимодействия шеек валика с малым и большим ведущими кругами. Если вращать заготовку за малую шейку валика, то частота его вращения nз = (Dв.к10/dш1я) nв к1 (трение на ноже и влияние шлифовального круга не учитываются), где dш1я, Dв.к1 — диаметры малой шейки вала и большого ведущего круга соответственно. Если вращать заготовку за большую шейку, то частота вращения вала nз = (Dв.к2 /dш2) nвк1 где dш2, Dв.к2 — диаметры большой шейки вала и меньшего ведущего круга соответственно. Таким образом, частота вращения вала определяется ведущей фрикционной парой.

Примеры наладок при бесцентровом шлифовании ступенчатых валиков приведены на рис. 1. Шлифовальный круг правят в соответствии с размерами шлифуемых ступеней, т. е. его профиль должен быть идентичным профилю ступенчатого валика. Ведущий круг выполнен либо ступенчатым (рис. 1, а), при примерно одинаковой длине шеек, либо прямым (рис. 1, б), если большая по диаметру шейка, по которой осуществляется контакт заготовки с ведущим кругом, длиннее меньшей.

Часто для обработки ступенчатых валиков применяют многокруговые наладки (рис. 1,г). При этом круги монтируют на специальных фланцах (рис. 1,е), между которыми устанавливают втулку с размерами, соответствующими нешлифуемой части заготовок.

При шлифовании ступенчатых заготовок особое внимание должно быть уделено форме опорной поверхности ножей. Настройка и регулировка бесцентрово-шлифовальных станков, особенно при шлифовании ступенчатых валиков, требуют значительных затрат времени, что окупается только при обработке больших партий деталей в крупносерийном и массовом производстве.

Виды бесцентрового шлифования

Различают две основных методики — с продольной и с поперечной подачей. Ниже мы кратко рассмотрим обе методики.

Бесцентровая обработка с продольной подачей

Эта технология обработки подходит для деталей с постоянным диаметром по всей поверхности (трубы, заготовки для болтов, однородные стержни и так далее). Во время работы станка деталь помимо стабилизирующего вращения может перемещаться в продольном направлении, что помогает мастеру лучше контролировать шлифовку. Вращающиеся цилиндры располагаются не параллельно друг другу, а под небольшим углом.

Поэтому при вращении абразивных кругов деталь может осуществлять продольное продвижение материала, а чем больше будет угол наклона, тем выше будет скорость движения (оператор может менять угол наклона вручную). Выбирать угол наклона нужно в зависимости от нескольких параметров — общая длина детали, ее диаметр, качество обработки и так далее. Рекомендательные нормативы:

• Небольшие заготовки средней толщины — от 1 до 2,5 градусов.
• Длинные детали средней и большой толщины — от 1,5 до 3,5 градусов.
• Очень маленькие заготовки любого диаметра — от 3 до 4,5 градусов.

Обратите внимание, что эти нормативы относятся только к черновой шлифовке — при обработке начисто угол наклона необходимо снизить на 20-30%, чтобы получить гладкую однородную поверхность. Продольное шлифование следует проводить в несколько заходов. Во время черновых заходов с поверхности снимается порядка 0,1-0,2 миллиметров металла, а при чистовой обработке — 0,02-0,05 миллиметров (при соблюдении нормативов, указанных выше).

Шлифование с поперечной подачей (врезное)

Данная технология используется для обработки деталей, у которых на поверхности имеются различные выступающие части, выемки или борозды (объекты сложной формы, зубчатые вещи, изделия фасонной композиции и так далее), которые нужно сохранить. Подача изделия на шлифовальный вал осуществляется ведущим элементом перпендикулярно оси вращения — это позволяет обтачивать изделие не целиком, а отдельными его частями. Общая инструкция по применению бесцентрового шлифовального станка с применением врезной технологии выглядит так:

• До запуска устройства ведущий вал отводят от шлифовального, а потом на поддерживающую конструкцию помещается деталь, подлежащая обработке.
• Чтобы заготовка не перемещалась в продольном направлении, ее прижимают к поддерживающей конструкции с помощью специального упора. Сам упор одновременно выполняет функцию выталкивающего устройства.
• К поверхности подводят направляющий вал, работающий на небольшой скорости, который передает вращение детали. После этого заготовка с помощью направляющего вала подносится к шлифовальному кругу.
• Во время работы у оператора есть возможность контролировать глубину обработки с помощью направляющего круга.

При необходимости абразивный круг можно немного поворачивать, чтобы ось вращения располагалась не строго перпендикулярно, а под небольшим углом. Такая процедура может понадобиться в случае, когда нужно крепко прижать заготовку к упору.

Бесцентровое наружное шлифование

Бесцентровое наружное шлифование отличается тем, что обрабатываемые заготовки получают вращение и шлифуются без крепления в центрах, причем базой при шлифовании является обрабатываемая поверхность. Бесцентровое шлифование — наиболее механизированный и производительный процесс, который легко может быть автоматизирован.

При бесцентровом наружном шлифовании (рис. 1) оба круга вращаются в одну сторону с разными скоростями: рабочий круг — со скоростью 30-35 м/с, ведущий — со скоростью, в 60-100 раз меньшей. Опорой для шлифуемой заготовки является нож со скошенным краем, находящийся между рабочим и ведущим кругами. Нож устанавливается так, чтобы центр заготовки находился выше или ниже линии центров кругов. Заготовки, расположенные на одной оси с кругами, будут получаться некруглой формы. Большинство заготовок шлифуется при их установке выше линии центров, за исключением длинных тонких деталей типа прутков, центр которых располагается ниже линии центров. В этом случае заготовки силами резания прижимаются к поверхности ножа, и процесс шлифования протекает более спокойно, без выбрасывания заготовок из зоны шлифования.

Положение ведущего круга по отношению к рабочему кругу можно изменять, устанавливая ведущий круг под разными углами (0-6о). Это дает возможность ведущему кругу при сквозном шлифовании (угол поворота ведущего круга при предварительном шлифовании 2,5-6о, при окончательном 1-2о) выполнять роль подающего механизма, а при врезном шлифовании (угол поворота ведущего круга не более 0,5о) обеспечивать плотный прижим заготовки к упору.

Обрабатываемая заготовка, расположенная между кругами и опирающаяся на поверхность ножа, вращается со скоростью ведущего круга. Вращение заготовки происходит благодаря силам трения между ней и ведущим кругом в направлении, обратном вращению ведущего круга. Разность скоростей рабочего круга и обрабатываемой заготовки обеспечивает процесс шлифования.

При бесцентровом наружном шлифовании обработка производится с продольной подачей заготовки врезным шлифованием, а также шлифованием с продольной подачей до упора (рис. 2). При шлифовании с продольной подачей заготовки (рис. 2а) скорость продольной подачи определяется по формуле S=V*sina, м/мин, где V — скорость ведущего круга, м/мин, а — угол поворота ведущего круга или наклона опорного ножа в градусах.

При шлифовании с продольной подачей, наиболее распространенном методе бесцентрового шлифования, заготовка пропускается в зазор между рабочим и ведущим кругами, равный диаметру заготовки минус толщина слоя, снимаемого за один проход. Этим методом обрабатываются заготовки цилиндрической формы (кольца шарикоподшипников, поршневые пальцы, цилиндрические ролики подшипников, трубы, шпильки и т. д.).

При обработке заготовок, длина которых меньше высоты кругов, необходимо стремиться к тому, чтобы в рабочей зоне станка заготовки проходили непрерывным потоком без зазора между ними. Это создает устойчивую работу станка, обеспечивает получение стабильных размеров деталей, равномерный износ рабочего и ведущего кругов. При шлифовании заготовок, длина которых во много раз превышает высоту кругов, тяжелых заготовок большого диаметра, а также узких колец, имеющих высоту значительно меньшего диаметра, необходимо применять специальные механизмы, непрерывно подающие заготовки в зону обработки.

В тех случаях, когда форма заготовок не позволяет использовать продольную подачу (клапаны, болты, шейки крестовин карданного вала и другие ступенчатые детали), применяют врезное шлифование (рис. 2б). При таком шлифовании заготовка опирается па нож и получает вращение от ведущего круга. Удаление припуска с обрабатываемых поверхностей производится перемещением ведущего круга перпендикулярно оси заготовки со скоростью ее поперечной подачи. По окончании шлифования ведущий круг вместе с ножом и заготовкой отводится от рабочего круга и производится смена заготовки. Этот вид шлифования легко поддается автоматизации процесса за счет использования специальной формы ведущего круга и применения механизмов для автоматической загрузки и разгрузки рабочей зоны бесцентровошлифовальных станков.

Врезное шлифование широко используется при одновременной обработке шеек ступенчатых заготовок, когда необходимо обеспечить высокую их концентричность, а также при обработке заготовок сферических и других профилей. Часто в этом случае используются многокруговые наладки, в которых набор шлифовальных кругов монтируется на специальных фланцах, с установкой втулок высотой, соответствующей нешлифуемым участкам заготовок.

Шлифование заготовок этим методом ведется при различных подачах и глубинах резания. В начале процесса большая часть припуска удаляется с повышенной подачей на глубину, затем подача на глубину уменьшается. В конце обработки заготовка шлифуется без подачи на глубину. При врезном шлифовании количество переходов меньше, чем при шлифовании с продольной подачей, так как на предварительных переходах возможно удаление больших припусков.

Промежуточное положение между рассмотренными способами бесцентрового шлифования занимает шлифование с продольной подачей до упора (рис. 2в). Так обрабатываются заготовки с поверхностями, ограничивающими прохождение заготовок между кругами: болты, клапаны со стеблем и тарелкой, ступенчатые валики большей, чем высота круга, длины и т. п. При подходе к упору каретка суппорта и ведущий круг отводятся от рабочего круга, и заготовка удаляется из рабочей зоны выталкивателем.

Для шлифования наружных поверхностей заготовок в качестве рабочих кругов применяются круги типа ПП наружным диаметром 250-750, высотой 40-250 мм и более на керамической связке, а в качестве ведущих — круги типа ПП наружным диаметром 200-350 мм, высотой 40-200 мм на вулканитовой или бакелитовой связках. В редких случаях, когда необходимо, чтобы один из крепежных фланцев был спрятан в выточке, применяются круги типа ПВ наружным диаметром 500-600 мм.

Для небольших бесцентровошлифовальных станков в качестве рабочих кругов применяются круги типа ПВД наружным диаметром 250-300, высотой 75-100 мм, в качестве ведущих — круги этого типа на вулканитовой и бакелитовой связках диаметром 300-350, высотой 100-275 мм. Наличие выточки с двух сторон круга позволяет применять более короткий шпиндель для его крепления и почти полностью спрятать фланцы в выточке.

В настоящее время при шлифовании заготовок диаметром до 15 мм вместо ведущих кругов на вулканитовой связке успешно применяются чугунные и дюралюминиевые ролики. Металлические ведущие ролики имеют высокую стойкость между правками: не меньшую, а в ряде случаев даже большую, чем круги на вулканитовой связке. Их применение обеспечивает высокую производительность труда и способствует сокращению расхода алмазных инструментов (металлические ролики правятся на требуемый профиль твердосплавными резцами, в то время как для правки вулканитовых кругов применяются только алмазные инструменты).

Жесткость технологической системы (станок — шлифовальный круг — заготовка — ведущий кpyг) при бесцентровом шлифовании в 1,5-2 раза выше, чем при круглом шлифовании заготовок, установленных в центрах, и тем более в патроне. Поэтому при бесцентровом шлифовании режимы резания соответственно повышаются в 1,5-2 раза, значительно облегчается обработка нежестких заготовок (тонких валов, сверл и т. п.), обеспечивается высокая стабильность размеров партии обработанных заготовок, уменьшаются припуски на шлифование из-за базирования заготовок по обрабатываемой поверхности и их самоцентрирования при обработке. При бесцентровом шлифовании значительно уменьшается вспомогательное время, связанное с установкой, выверкой на станке и снятием заготовки. При шлифовании с продольной подачей вспомогательное время практически сводится к нулю, так как процесс обработки заготовок осуществляется непрерывным потоком. Все это делает бесцентровое шлифование одним из самых производительных и эффективных видов наружного шлифования заготовок.

В настоящее время бесцентровое шлифование получает еще большее развитие и применение благодаря увеличению рабочей скорости круга до 60 м/с. Так, увеличение рабочей скорости кpугa с 30 до 60 м/с при врезном шлифовании уменьшает шероховатость обработанных поверхностей примерно на один класс, позволяет увеличить до 2 раз скорость поперечной подачи ведущего круга и соответственно увеличить глубину резания, повышает за счет уменьшения износа круга коэффициент шлифования в 1,5-3 раза. С повышением рабочей скорости кругов наблюдается снижение погрешностей геометрической формы обрабатываемых поверхностей за счет уменьшения сил резания и увеличения устойчивости процесса шлифования. Повышение рабочей скорости круга позволяет сократить цикл бесцентрового шлифования до 2-4 раз по сравнению с обычно применяемым процессом шлифования при рабочей скорости круга ~30 м/с.

Общее понятие о шлифовании

• В примитивных случаях применяют твёрдый зернистый песок или более твёрдый наждак, насыпают его на твёрдую поверхность и трут об неё обрабатываемый предмет. Угловатые зерна, катаясь между обеими поверхностями, производят большое число ударов, от которых разрушаются понемногу выдающиеся места этих поверхностей, и округляются и распадаются на части сами шлифующие зерна. Если же одна из поверхностей мягкая, зерна в неё вдавливаются, остаются неподвижными, и производят на второй поверхности ряд параллельных царапин; в первом случае получается матовая поверхность, покрытая равномерными ямками, а во втором — так называемый «штрих», сообщающий поверхности блеск, переходящий в полировку, когда штрих так мелок, что становится незаметным для глаза. Так, при шлифовке двух медных пластинок одной об другую с наждаком, обе получаются матовыми, а тот же наждак, будучи наклеен на поверхность бумаги, сообщит при трении об латунную поверхность блеск.

• Хрупкое, твёрдое стекло стирается больше мягкой и упругой металлической пластинки, а порошок алмаза может стирать поверхность самого алмаза и куски кварца можно обрабатывать на точиле из песчаника. Ямки, производимые зёрнами наждака, тем мельче, чем мельче сами эти зерна; поэтому шлифованием можно получать наиболее точно обработанные поверхности, как это делают при шлифовании оптических стекол.

Это интересно: Обработка отверстий: виды операций и используемый инструмент

Принцип работы

Заготовка не фиксируется в зажимающих приспособлениях. Ее располагают на особой позиции, обеспечивающей одновременное использование сразу 2 шлифующих кругов. Нож, расположенный снизу, отвечает за механическую поддержку.

Внимание: ось вращения детали поднята по сравнению с осью абразивных элементов. Один круг имеет ведущую, а другой — ведомую роль.

Доминирующий круг проворачивается со скоростью 10—50 м в минуту. Темп обращения ведомого круга куда больше, он может достигать 30—35 м/с. Ведущий блок делают обычно на вулканитовой связке. Обрабатываемая заготовка крутится быстрее, чем этот блок. Но разница невелика и обычно составляет от 1 до 3%. Если она превышает этот показатель, часто требуется специальная настройка.

Говоря про способы бесцентровой шлифовки, стоит учесть, что все они сводятся к 2 вариантам. Иногда приходится работать с длинными заготовками неизменного шлифовочного диаметра по всей длине. Тогда нужно подавать деталь в продольной плоскости. Но немаловажную роль играет и врезной (поперечно-подающий) метод. Его используют, если:

• на поверхности имеются канавки;
• изделие содержит выступы;
• заготовка отличается ступенчатой либо фасонной конфигурацией.

Врезная шлифовка отлично работает, если заготовка имеет непрерывное сечение на всем протяжении. Потому ее рекомендуют:

• для труб различного назначения;
• полуфабрикатов болтов и винтов;
• стержней с однородным строением.

Иногда стабилизирующее вращение дополняется продольным сдвигом. Такой прием повышает контроль шлифовальных манипуляций. Рабочие цилиндры стараются располагать не строго параллельно, а с некоторым малым углом. Увеличивая его значение, операторы повышают темп работы. Но при этом важно не увлекаться сверх меры, иначе начинает страдать качество.

Особенно важен этот нюанс при окончательной обработке заготовок. Только строгое ограничение угла позволяет добиваться гладкости и однородности всей поверхности.

Подача через насос смазки позволяет эффективно снимать окалину (ржавчину) и выполнять иные манипуляции. Воздушно-масляные системы специально оптимизируют для работы при максимально быстром вращении. Передача смазочно-охлаждающей жидкости происходит по специальному трубопроводу внутри станка. А также могут использоваться электрические и гидравлические смазочно-охладительные системы. Обычно управление не только охлаждением, смазкой, но и всеми другими функциями ведется с единой командной панели.

Работа бесцентрово-шлифовальных станков

Бесцентровое шлифование производится на бесцентрово-шлифовальных станках. Они подразделяются на несколько типов в зависимости от того, как расположены шлифовальные круги:

• для наружного и внутреннего шлифования;
• специальные;
• универсальные.

На таких станках обрабатывают валы, гильзы, прутки, детали подшипников, поршней и другие детали по типу тел вращения. Работа бесцентровых круглошлифовальных станков может идти по двум схемам:

• с продольной подачей детали;
• с поперечной подачей (врезанием).

Продольная подача подходит для обработки длинных заготовок с одинаковым диаметром по всей длине поверхности. Врезное бесцентровое шлифование применяется в тех случаях, когда изделие имеет фасонную или ступенчатую конфигурацию, выступающие на поверхности части или выемки любых размеров.

Круглое бесцентровое шлифование обеспечивает высокое качество обработки металлических поверхностей. Бесцентрово-шлифовальные станки можно легко объединять в целые автоматические линии, что значительно повышает их производительность и обеспечивает контроль за результатами их работы при массовом производстве металлоизделий.

Применение

Бесцентрово-шлифовальный станок позволяет обрабатывать конструкции с разной внешней поверхностью:

• конической;
• цилиндрической;
• фасонной.

Сквозной метод шлифовки используют, если нужно работать:

• с поршнем или пальцем поршня;
• втулкой;
• ходовым винтом;
• техническим валом.

Подразумевается прогон детали внутри всего станка (отсюда и название). Шлифовка до упора нужна, если есть выступы. Подрезная обработка применяется почти исключительно для фасонных конструкций. При ней регулировочный круг подают в поперечной плоскости. Интенсивность подачи за один оборот составляет от 0,0003 до 0,002 см.

Когда идет работа с коническими заготовками, ось главного круга наклоняют на 0,5—1°. Нож, создающий опору, при этом наклоняют на половинное значение угла конусности детали. В таком варианте все круги испытывают мощную нагрузку, и их подправлять надо будет гораздо чаще. Чтобы форма обрабатываемой поверхности не утрачивалась, используют мягкую пружинную подставку. Шлифовку с жесткой опорой советуют применять для деталей с нетолстыми стенками.

Стоит отметить, что бесцентрово-шлифовальные станки имеют заметные слабости. Так, при обработке полых изделий они не позволяют добиться максимальной концентричности цилиндрических поверхностей. Не удастся обеспечить концентричность и при работе со ступенчатым валиком. Необходимые параметры достижимы, но экономически оправданы соответствующие манипуляции лишь при крупных сериях. Бесцентрово-шлифующий станок в режиме сквозного прогона гарантирует точность до 0,005 мм.

Обзор моделей

Есть ряд хороших моделей.

3М182

Аппарат рассчитан на круглошлифовальную обработку металла. Особенность этого станка — применение горизонтального шпинделя. Конструкторы заявляют, что их разработка пригодна для поверхностей:

• ступенчатых;
• гладких;
• конусообразных;
• фасонных на телах вращения сечением от 0,08 до 2,5 см.

Допустимая протяженность обрабатываемой поверхности в норме составляет до 95 мм.

Ее наибольшее значение — 170 мм. Проведение предварительной термообработки несущественно. Возможно работать не только с металлом, но и:

• с пластмассами;
• стеклом;
• текстолитом.

Особенности работы:

• некруглости не более 1 мкм;
• образуемая шероховатость поверхности на уровне V10;
• обеспечение первого и второго разрядов по точности;
• наличие автоматического цикла врезной шлифовки;
• возможность обработки со сквозной подачей и продвижным методом.

3М184

Его параметры:

• внешний диаметр круга от 40 до 50 см;
• до 1370 витков за минуту;
• отверстие под круг 30,5 см;
• диаметр наконечника шпинделя 8 см;
• максимальное передвижение бабки на доминирующем круге 30 см;
• масса 6850 кг.

ЗЕ184

Его рабочий диаметр — 8 см. Есть модификации, рассчитанные на более высокую и даже прецизионную точность. А также в линейке присутствуют версии с программируемыми контроллерами. Наименьшее сечение обрабатываемых заготовок — 4 мм, наибольшее (в отдельных вариациях) – до 125 мм.

ЗА184

Характеристики станка:

• работает с деталями длиной до 16,5 и диаметром до 8 см;
• имеет массу 5670 кг;
• обладает точностью категории В;
• развивает усилие 13 кВт.

Руководство по эксплуатации

Заготовка устанавливается перед шлифовкой максимально тщательно. Наладка содержит 2 стадии: одна помогает обрабатывать детали точнее в поперечнике, а другая — продольно. Середина детали ставится над линией центров. Опорный нож для более эффективного шлифования ставят со скосом. Дополнительные рекомендации:

• настраивать станок с помощью устройства, ставящегося на опорную плоскость ножевого суппорта;
• учитывать при выборе частоты вращения заготовки необходимое качество и безопасность работы;
• использовать СОЖ при скорости вращения детали быстрее 50 м за минуту;
• учитывать колебания при нарезке.

Особенности технологии

Сцепление детали с поверхностью ведущего абразивного круга обеспечивается за счет его вращения, а чем выше скорость вращения, тем надежнее и стабильнее будет сцепление. У работающего станка существует одна характерная особенность — чем ниже будет скорость осевого вращения у направляющего элемента, тем лучше будет работать срезающий абразивный круг (то есть сила срезания обратно пропорциональна скорости вращения направляющего элемента). Поэтому в большинстве случаев на направляющий круг наносится вулканизация или какое-либо другое резиновое покрытие, чтобы дополнительно увеличить силу сцепления детали.

Бесцентровая шлифовка широко используется на крупных современных предприятиях, где производство и обработка деталей осуществляется крупными партиями. Эта методика используется в основном только для обработки наружных поверхностей, хотя при необходимости ее можно адаптировать для обточки некоторых сквозных и внутренних отверстий. Бесцентровое шлифование наружных поверхностей обладает массой преимуществ:

• Методика значительно сокращает время на обработку одной детали. Это позволяет ускорить производство, сэкономить на расходах электроэнергии.
• Комбинация предыдущих факторов в конечном счете приводит к снижению расходов на производство, что благоприятно сказывается на конкурентоспособности продукции компании на рынке.
• Технология простая, мастер освоит технологию практически с первого подхода к станку.
• Вращение направляющего элемента надежно стабилизирует обрабатываемую деталь, поэтому шлифование получается очень качественным и точным.
• Станки не требуют специального ухода и настройки; резиновое покрытие на направляющем элементе держится достаточно большое время, а при необходимости его можно быстро заменить.

Круглое бесцентровое шлифование наружных поверхностей

При бесцентровом шлифовании наружных поверхностей детали и заготовки проходят обработку без крепления в центрах. Снятие припуска и удаление шероховатостей производится режущим кругом, при этом сама деталь находится между двумя кругами — рабочим и ведущим. Они вращаются в одну сторону, но с разной скоростью: обычно скорость шлифовального круга почти в 100 раз выше скорости ведущего круга. Именно разность скоростей обеспечивает шлифование изделий.

При необходимости можно менять положение ведущего круга по отношению к рабочему. Это обеспечит хороший прижим детали к опоре (при врезном шлифовании), а при продольном способе наружного бесцентрового шлифования обеспечит правильную подачу детали в зону обработки.

Круглая шлифовка деталей

Круглая шлифовка деталей применяется при изготовлении множества изделий. Таких, как плунжера, штоки, поршни, отрезные кольца, пробойники и многие другие.

Как правило, это детали, к которым предъявляются особые требования. Особая чистоты обработки поверхности, размерная точность.

Зачастую процесс проходит в два этапа, поскольку деталям требуется как внешняя, так и внутренняя шлифовка.

Высокая квалификация и обширный опыт работы сотрудников нашего производства позволяет нам гарантировать высокое качество обработки любой изготовляемой продукции.

Станок круглошлифовальный бесцентровый 3М182

Москва, Машиностроение. Энциклопедия 2002. Под редакцией К.В. Фролова

Разновидности бесцентрового шлифования

В настоящее время в массовом производстве широко применяют бесцентровое наружное и внутреннее шлифование на жестких опорах (башмаках). Ленинградским объединением прецизионного станкостроения выпускаются основанные на этом принципе станки-полуавтоматы моделей ЛЗ-191, ЛЗ-193, ЛЗ-190, ЛЗ-192 для обработки желобов наружных и внутренних колец подшипников. Московским заводом автоматических линий им. 50-летия СССР выпускается гамма бесцентрово-шлифовальных автоматов для обработки подшипниковых колец.

Бесцентровое шлифование заготовок, базируемых на жестких опорах, эффективнее шлифования заготовок, закрепленных в патроне. Это обусловлено тем, что геометрическая форма заготовки при зажиме в патроне в результате появления значительных деформаций искажается, суммарная погрешность обработки при этом не достигает 5 мкм. Такой недостаток исключается при шлифовании отверстий на станках с жесткими опорами, точность обработки на которых обеспечивается с отклонениями менее 1 мкм.

Конструкция и компоновка станков с базированием заготовок на жестких опорах характеризуются рядом особенностей.

Шпиндель шлифовального круга выполняют консольным, привод заготовки осуществляется с помощью магнитного патрона, воздействующего на ее торец.

Наличие жестких опор и отсутствие ведущего круга обеспечивают следующие преимущества: повышается точность базирования за счет устранения погрешностей формы и биения ведущего круга; увеличивается жесткость благодаря отсутствию деформаций узла шпинделей ведущего круга; повышается устойчивость заготовки в результате ее прижима торцом к патрону, а также за счет возможности регулирования силы прижима. Бабка шлифовального круга неподвижна относительно станины, что значительно повышает жесткость и виброустойчивость всей системы. Припуск снимается за счет поперечной подачи заготовки. Особенно важными преимуществами шлифования на жестких опорах являются одновременная обработка нескольких заготовок и автоматизация процесса погрузки и выгрузки заготовок.

Бесцентровое внутреннее шлифование можно производить с помощью ведущего, опорного и прижимного роликов и на жестких опорах. При шлифовании с помощью роликов отсутствует осевое биение шпинделя. Однако в данном случае не исключаются деформации заготовки от действия прижимного ролика. Возможно также влияние на точность обработки биения ведущего и опорного роликов.

Точность обработки отверстия зависит от правильности геометрической формы базовой наружной поверхности заготовки, поскольку погрешности этой поверхности копируются на форме отверстия. При бесцентровом внутреннем шлифовании на жестких опорах (рис. 2) заготовка базируется по наружной поверхности, имеющей, как правило, форму цилиндра, тора или конуса. Она свободно опирается на две радиальные жесткие опоры Л и В. Своим обработанным базовым торцом заготовка прижимается к доведенному торцу вращающейся планшайбы шпинделя либо с помощью электромагнита, вмонтированного в планшайбу, либо двумя роликами посредством пружин. Наличие эксцентриситета е вызывает скольжение между трущимися поверхностями; чем е больше, тем сильнее прижимается заготовка к опоре.

Конструктивно опоры выполняют точечными неподвижными 1 или самоустанавливающимися 2 (рис. 3). Самоустанавливающиеся опоры рекомендуются для обработки заготовок диаметром более 90 мм. Их применение способствует уменьшению задиров на базовой поверхности заготовки.

Для заготовок с широкой торцовой поверхностью в настоящее время применяют схему шлифования не только с радиальными, но и осевыми опорами (рис. 4). В этой схеме жесткая планшайба заменена специальным электромагнитным поводком 3, который прижимает заготовку 1 к осевым опорам 2. Вращение заготовки передается через поводок, связанный со шпинделем гибким приводом 4. Заготовка к радиальным опорам прижимается отдельным электромагнитным устройством. При такой схеме шлифования биение шпинделя в подшипниках отсутствует и точность обработки повышается.

Метод шлифования отверстий на жестких опорах применяют и для заготовок с необработанной наружной поверхностью любой сложной конфигурации. В этом случае используют специальные промежуточные приспособления (спутники), в которых заготовку предварительно устанавливают и закрепляют, а затем шлифуют.

Широко распространена новая схема бесцентрового шлифования на жестких опорах, исключающая осевое биение шпинделя (рис. 5). Заготовка сцентрирована с осью планшайбы, представляющей собой легкий поводок, не связанный со шпинделем. К радиальным опорам заготовка прижимается специальной магнитной системой 3. Вращение поводку 1 передается через электромагнитный индуктор 2, снабженный электромагнитами или постоянными магнитами.

В последние годы появился ряд принципиально новых схем бесцентрового шлифования и, следовательно, компоновок станков для их реализации. На Московском заводе автоматических линий им. 50-летия СССР для шлифования прутков больших диаметров и длин (до 20 м) изготовлен станок с двумя ведущими кругами 1 и 3, выполненными в виде наборов дисков, и одним шлифовальным кругом 2, расположенным сверху (рис. 6). Опорного ножа нет. Такая компоновка обеспечивает надежное вращение тяжелого прутка в процессе шлифования. Осевую подачу осуществляют за счет разворота бабки ведущего круга в горизонтальной плоскости на определенный угол.

На рис. 7 представлена принципиальная схема бесцентрового шлифования на станках (Schumach, ФРГ) с двумя шлифовальными кругами 1 и 2, вращающимися навстречу друг другу. Ведущий круг отсутствует, поэтому для привода заготовки применены две пары роликов, расположенных на входе и выходе из рабочей зоны (на схеме не показаны). Заготовка базируется на ноже 3. Такой станок предназначен для шлифования прутков малого диаметра. Заменив один из шлифовальных кругов дополнительным опорным ножом, можно обрабатывать прутки с повышенной точностью.

Применяемые в настоящее время бесцентровые шлифовальные станки с широкими кругами (высотой до 80© мм) имеют ряд существенных преимуществ перед станками с узкими кругами. Основным преимуществом является повышение производительности обработки в 2-3 раза. На черновых операциях можно снимать припуск до 1 мм на диаметр при подаче 7—11 м/мин. Для получения высокой точности обработку ведут в два, реже в три прохода. Высокопроизводительной является обработка методом врезания многоступенчатых валиков.

На рис. 8, а показана компоновка станка с неподвижной бабкой 1 шлифовального круга и подвижными суппортом 3 ножа и бабкой 2 ведущего круга. Линия центров горизонтальная. Станки такой компоновки характеризуются повышенной жесткостью бабки шлифовального круга. Подналадку станков при изнашивании шлифовального круга или переналадку на другой размер осуществляют перемещением суппорта с ведущим кругом, а также соответствующим перемещением и настройкой загрузочных и измерительных устройств. Это является недостатком данной схемы компоновки. На рис. 8, б показана компоновка станка с неподвижным суппортом ножа 2 и подвижными бабками шлифовального 1 и ведущего 3 кругов. Линия центров горизонтальная.

Подача на глубину и компенсация изнашивания шлифовального круга производятся путем перемещения бабки этого круга Бабку ведущего круга подают только при настройке на размер обрабатываемой заготовки. Такая компоновка рабочих органов предпочтительна для автоматизации процесса обработки.

На рис. 9 приведена компоновка станка с неподвижной бабкой 1 шлифовального круга, подвижными суппортом ножа 2 и бабкой 3 ведущего круга. Линия центров наклонная. Особенности этой компоновки в основном те же, что и компоновки, изображенной на рис. 8, б.

На рис. 10 приведена компоновка станков с подвижными бабками шлифовального 1 и ведущего 3 кругов и неподвижным суппортом ножа 2. Линия центров наклонная.

На рис. 11 показана компоновка с неподвижной бабкой 3 ведущего круга и ножом 2 и подвижной бабкой 1 шлифовального круга. Линия центров вертикальная. Предусмотрено устройство 4, предотвращающее выпадение заготовки в процессе обработки. При вертикальном расположении бабок можно шлифовать заготовки ступенчатой или фасонной формы с перемещением суппорта ножа по направлению стрелок. Это исключает из штучного времени обработки вспомогательное время, связанное с установкой заготовки и снятием детали, а также с подводом и отводом ведущего круга.

На рис. 12 приведена компоновка станка с двумя ведущими кругами 2 и 3 и расположенным над заготовкой шлифовальным кругом 1. На рис. 13 представлена компоновка станка, на котором две бабки шлифовальных кругов 1 и 3 подвижны, суппорт ножа 2 неподвижен. Вращение и подача заготовки производятся приводными роликами 4 и 5.

В бесцентрово-шлифовальных станках в большинстве случаев для осуществления продольной подачи заготовок ведущий круг поворачивают на угол а до 6° относительно осей шлифовального круга и обрабатываемой заготовки. При этом обеспечивается осевое перемещение заготовки с необходимой скоростью. В случае наклона ножа для выполнения продольной подачи заготовки проявляется существенный недостаток этой схемы обработки, связанный с необходимостью правки обоих кругов на сложный профиль (гиперболоид вращения) для каждого диаметра обрабатываемой заготовки.

Шлифовка металлических поверхностей

Существует просто огромное количество различных операций по обработке металла, все они характеризуются применением определенного оборудования и оснастки. Распространенной финишной обработкой можно назвать процесс шлифования. Оно предусматривает снятие небольшого поверхностного слоя, за счет чего достигается определенная шероховатость и более точные размеры. Рассмотрим особенности данного процесса подробнее.

Шлифование металла

Обработку металла и различных сплавов при применении абразивного материала принято называть шлифованием.

Подобная технология позволяет изменить шероховатость и другие параметры наружной или внутренней цилиндрической, а также плоской поверхности.

Шлифование металла может проводится при использовании различного специального оборудования. Рассматривая особенности подобной механической обработки нужно уделить внимание следующим моментам:

• Процесс шлифования – финишный этап обработки, который проводится для получения определенной шероховатости.
• Подобная технология не применяется для изменения размеров в большом диапазоне.
• Довести поверхность до требуемой шероховатости можно при использовании современного оборудования можно после термообработки металла.

При проведении рассматриваемой операции учитывается довольно большое количество особенностей:

• Скорость круга – параметр, который зависит от наружного диаметра абразива и возможностей станка.
• Скорость перемещения детали.
• Глубина резания.
• Возможность поперечной подачи.

Стоит отметить, что сегодня подобную технологию постепенно вытесняет чистовое точение металла на высоких скоростях и минимальной подаче.

Основные виды шлифовки

Шлифовка деталей может проходить при применении самых различных технологий. Наибольшее распространение получили следующие:

• Круглое шлифование металла.
• Изменение шероховатости внутренних поверхностей.
• Зубошлифование.
• Бесцентровая технология.
• Шлифование плоских поверхностей.

Кроме этого, классификация может проводится по типу применяемого материала при обработке. Для автоматизации процесса и снижения трудовых затрат используются специализированные станки. Встречаются модели и со встроенным блоком ЧПУ, который автоматизирует процесс и обеспечивает высокое качество получаемой поверхности.

Бесцентровые круглошлифовальные станки

В условиях крупносерийного и массового производств целесообразно применять бесцентровые круглошлифовальные станки. По виду обрабатываемых поверхностей эти станки подразделяются на станки для наружного и внутреннего шлифования. Наружное шлифование может осуществляться тремя методами: «на проход», «в подрезку» и «в упор».

В первом случае обрабатываемая деталь 1

(рис.44) располагается между шлифующим
2
и ведущим
3
кругами, опираясь на опорную призму (нож)
4
.Шлифующий круг вращается с большой скоростью (30-60 м/с), а ведущий круг – с меньшей (0,2-1 м/с). Так как коэффициент трения между кругом
3
и обрабатываемой деталью больше, чем между деталью и кругом
2
, то ведущий круг вращает деталь со скоростью круговой подачи
V
и,а шлифующий круг снимает припуск. Движение продольной подачи достигается поворотом оси ведущего круга на угол a = 1,5¸6° при черновом и a = 0,5¸1,5° при чистовом шлифовании. Окружная скорость
Vs
ведущего круга
3
разлагается на две составляющие:
V
ии
S
. Первая представляет собой скорость вращения детали (круговую подачу), вторая – продольную подачу детали. Подача будет тем больше, чем больше угол a. Чтобы обеспечить линейный контакт ведущего круга с цилиндрической поверхностью детали, кругу придают форму однополого гиперболоида. Центр вращения обрабатываемой детали располагают выше центра кругов
2
и
3
на 0,15-0,25 диаметра детали, что обеспечивает геометрическую точность ее формы.

Рис.44. Схема бесцентрового шлифования «на проход»

При шлифовании в «подрезку» (рис.45, а

)деталь
3
, опирающаяся на нож, только вращается. Поперечная подача производится перемещениями ведущего
2
или шлифующего
1
кругов в радиальном относительно детали направлении.

Шлифованием «в упор» (рис.45, б

)обрабатываются детали, имеющие бурты или головки. Движения здесь такие же, как и при обработке «на проход», однако, перемещаясь в осевом направлении, деталь встречает упор
5
. После этого ведущий круг
2
отходит от шлифующего круга
1,
и деталь удаляется из рабочей зоны.

На станках для внутреннего бесцентрового шлифования (рис.46) деталь 3

, находясь в контакте с опорным роликом
1,
прижимным роликом
2
и ведущим кругом
5
, обрабатывается шлифующим кругом
4.
Такие станки пригодны только для обработки деталей, у которых предварительно точно обработана наружная поверхность.

Рис.45. Схема бесцентрового шлифования «в подрезку» и в «упор»

Рис.46. Схема внутреннего бесцентрового шлифования

На рис.47показан бесцентровый круглошлифовальный станок. На станине 1

неподвижно установлена бабка
2,
несущая шпиндель со шлифовальным кругом
11.
Справа в продольных направляющих станины размещена плита
8,
на которой установлена бабка
6
с поворотной головкой
9
и ведущим кругом
10.
Круг можно поворачивать вокруг горизонтальной оси на требуемый угол. На станине закреплена направляющая призма (нож)
4
,являющаяся опорой для обрабатываемой детали. Установка бабки
6
ведущего круга на размер обрабатываемой детали, а также компенсация износа круга производится перемещением бабки по направляющим станины вместе с плитой
8
с помощью маховичка
7
и винтовой передачи.

Механизмы привода смонтированы внутри станины. Вращение кругам сообщает электродвигатель, расположенный слева на станине. Для периодической правки шлифующего и ведущего кругов алмазными карандашами служат специальные устройства 3

и
5
.

Рис.47. Бесцентровый круглошлифовальный станок

Внутришлифовальные станки

Внутришлифовальные станки предназначены для шлифования сквозных и глухих отверстий цилиндрической и конической формы, а также для обработки торцов. На таких станках шлифуются отверстия с максимальным диаметром от 25 до 800 мм.

Станок снабжен торцешлифовальным приспособлением 4

, позволяющим шлифовать наружный торец изделия сразу же после шлифования его отверстия (рис.48).

Рис.48. Компоновка внутришлифовального станка

На станине 1

расположена бабка изделия
3
, установленная на мосту
2
, в патроне шпинделя которой зажимают шлифуемую деталь. На продольных направляющих качения станины установлен стол
7
. На поперечных направляющих стола размещена шлифовальная бабка
6
, несущая шпиндель со шлифовальным кругом. Внутри станины смонтирован гидропривод станка. Органы управления станком расположены на передней панели станины. Торцешлифовальное приспособление смонтировано на корпусе передней бабки.

Главное движение осуществляется от электродвигателя 8

через плоскоременную передачу. Шлифовальные шпиндели – сменные, чем достигается изменение частоты вращения шлифовального круга.

Круговая подача – вращение шлифуемой детали – производится электродвигателем постоянного тока с бесступенчатым регулированием частоты вращения вала через клиноременную передачу.

Продольная подача – возвратно-поступательное движение стола – осуществляется от гидропривода с бесступенчатым регулированием скорости движения. Стол имеет также механизм ручного продольного перемещения. В этом случае от маховичка вращение передается через зубчатые колеса на реечное колесо и рейку. Гидравлическое и ручное перемещения стола сблокированы так, что при включении гидропривода ручная подача выключается путем вывода из зацепления с рейкой реечного колеса с помощью блокировочного устройства.

Поперечная подача шлифовального круга производится перемещением салазок суппорта шлифовальной бабки винтом от механизма поперечной подачи. Эта подача может быть ручная (непрерывная или дозированная) и автоматическая от гидропривода.

Станки рассмотренной компоновки имеют две разновидности. В первом случае подача осуществляется поперечным перемещением бабки изделия, во втором – перемещением шлифовальной бабки.

В станках предусмотрена правка шлифовальных кругов, а также компенсация износа основного шлифовального круга.

Наиболее распространенными универсальными приспособлениями, применяемыми на внутришлифовальных станках, являются самоцентрирующие патроны. Конструкции кулачковых патронов со спирально-реечным механизмом перемещения кулачков мало отличаются от патронов этого типа для токарных станков. В условиях массового производства применяют быстродействующие мембранные и магнитные патроны.

Плоскошлифовальные станки

Плоскошлифовальные станки предназначены для чистовой обработки плоскостей на деталях различных размеров. Главное движение в этих станках – вращения шлифовального круга. В зависимости от формы стола, на котором закрепляют заготовку, различают продольную и круговую подачи ее. Когда ширина обрабатываемой плоскости больше ширины круга, заготовке или кругу сообщается поперечная подача. Кроме того, шлифовальному кругу или заготовке сообщается периодическое перемещение на глубину, направленное перпендикулярно обрабатываемой плоскости.

Шлифование производят периферией или торцом шлифовального круга. Есть станки, в которых шлифование осуществляется одновременно торцами двух противоположно установленных кругов. При шлифовании торцом круга различают шлифование кругом, ось которого перпендикулярна обрабатываемой плоскости, и шлифование кругом, ось которого наклонена к шлифуемой плоскости.

Плоскошлифовальные станки с прямоугольным столом выполняют с горизонтальным и вертикальным шпинделями. На рис.49 приведена традиционная компоновка плоскошлифовального станка с прямоугольным столом и горизонтальным шпинделем, работающего периферией круга. На станине 1

закреплена колонна
2
,по вертикальным направляющим которой перемещается шлифовальная бабка
3.
По горизонтальным направляющим качения движутся салазки
4
(движение поперечной подачи), несущие продольные направляющие качения, по которым перемещается стол
5.
Перемещение стола осуществляется от гидроцилиндра, корпус которого закреплен на салазках
4
,а штоки поршня – на столе
5
. В станине размещены приводы вертикального перемещения шлифовальной бабки и поперечного перемещения салазок.

Рис.49. Кинематическая схема плоскошлифовального станка с прямоугольным столом

Плоскошлифовальные станки с круглым столом также имеют горизонтальное и вертикальное расположение шпинделя.

Помимо шлифовальных станков общего назначения существует большое число специальных станков, предназначенных для выполнения определенных операций шлифования над различными однотипными заготовками. Среди таких станков наряду с одношпиндельными встречаются и многошпиндельные, на которых одновременно установлено несколько шлифовальных кругов, предназначенных для наружного или внутреннего шлифования поверхностей вращения, для шлифования плоских и криволинейных поверхностей.

В зависимости от формы шлифуемой поверхности и назначения различают следующие типы специализированных станков: резьбошлифовальные, шлицешлифовальные, копировально-шлифовальные, координатно-шлифовальные, торцешлифовальные, сферошлифовальные, вальцешлифовальные (для шлифования валков прокатных станов), кромкошлифовальние, профилешлифовальные, заточные, различные станки для авто- и тракторостроения (для шлифования коленчатых и распределительных валов, поршневых колец и т.д.) и станки для шлифования деталей подшипников качения.

Зубообрабатывающие станки

При всем разнообразии парка станков и режущего инструмента, применяемого для нарезания зубчатых колес, различают два метода изготовления колес: метод копирования профиля режущего инструмента и метод обката (огибания), основанный на механическом воспроизводстве зубчатого зацепления.

Нарезание колес по методу копирования осуществляется фрезерованием, строганием, шлифованием и протягиванием. Инструмент вырезает на заготовке впадины между зубьями, при этом профиль зуба соответствует профилю режущего инструмента. После обработки каждой впадины заготовку поворачивают на один зуб с помощью делительной головки. Данный способ имеет невысокие производительность и точность обработки. Инструментами при этом могут быть строгальный резец (рис.50, а

),модульные дисковая (рис.50,
б
) и пальцевая (рис.50,
в
) фрезы и фасонный шлифовальный круг (рис.50,
г
).

Рис.50. Схемы образования профиля зуба по методу копирования

Наиболее широкое распространение в практике получило механическое воспроизводство зубчатого зацепления – метод обката. Он заключается в том, что заготовке и инструменту сообщают движения, воспроизводящие сцепление пары сопряженных зубчатых колес или колеса с зубчатой рейкой; одновременно режущий инструмент совершает рабочее движение резания. Этот метод отличается от предыдущего более высокими производительностью и точностью обработки, причем одним инструментом можно нарезать колеса данного модуля независимо от числа зубьев.

Рассмотрим этот метод несколько подробнее (рис.51). При перемещении окружности а

(или какой-то кривой линии) в плоскости последняя занимает ряд последовательных положений
1
,
2
,
3
,
…
,изображенных штриховыми линиями (рис.51,
а
). Кривые
ВВ
и
СС
,касающиеся окружности
а
во всех ее положениях, называют огибающими, а перемещающуюся окружность
а
(или кривую) – огибаемой.

На рис.51, б

показано образование эвольвентной кривой
АВ
,которую описывает точка
А
на прямой
СС
,если эту прямую перекатывать без скольжения в направлении стрелки
k
по неподвижной окружности. Отрезок
DE
,перпендикулярный к прямой
АС
в точке
А
,будет касаться эвольвентной кривой во всех положениях прямой
СС.
Это означает, что эвольвентная кривая в данном случае будет огибающей ряда последовательных положений отрезка
DE
,перемещающегося вместе с прямой
АС
и являющегося теперь огибаемым.

Рис.51. Схема образования эвольвентной кривой

Таким образом, огибающей называют линию (прямую или кривую), касающуюся во всех положениях другой, перемещающейся в плоскости прямой или кривой линии, называемой огибаемой. Более точно огибающей называют геометрическое место точек пересечения бесконечно близких кривых.

Понятие об огибающей и огибаемой линиях положено в основу образования эвольвентного профиля зубьев резанием. При зубонарезании по методу огибания профили режущих кромок инструментов, перемещаясь, занимают относительно профилей зубьев колес ряд последовательных положений, срезая при этом металл в тех местах, где должны быть впадины между зубьями. Эвольвентные профили обрабатываемых зубьев возникают при этом как огибающие ряда указанных последовательных положений режущих кромок или, иначе, как огибающие ряда последовательных срезов металла. Поэтому такой метод профилирования зубьев носит название метода огибания или обката.

На рис.52 представлено несколько примеров образования эвольвентных профилей зубьев колес методом огибания. Для воспроизводства зубчатого зацепления колеса 1

и рейки
2
(рис.52,
а
) необходимо осуществить, во-первых, качение колеса по рейке и, во-вторых, сообщить режущему инструменту возвратно-поступательное рабочее движение резания. Для получения эвольвентного профиля зуба необходимо обеспечить определенное соотношение между вращением и поступательным движением колеса. Так, при повороте колеса на один зуб оно за это же время должно переместиться поступательно на величину шага зуба. На рис.52,
б
во впадинах колеса
1
изображены последовательные положения профилей зубьев режущей рейки
2
,по отношению к которым профили зубьев колеса являются огибающими.

При нарезании зубьев червячной фрезой 3

(рис.52,
в
)последней сообщают вращательное движение резания и поступательное движение подачи. Одновременно заготовке
1
сообщают вращательное движение, направление которого зависит от направления витка фрезы. Если фреза правозаходная, то заготовка вращается против часовой стрелки, а если левозаходная – по часовой стрелке. Если сделать осевой разрез червячной фрезы, то будет видно, что ряд режущих зубьев фрезы образует зубчатую рейку. Эта рейка при каждом обороте фрезы смещается вдоль ее оси на величину шага червячной фрезы.

Рис.52. Примеры образования эвольвентных профилей

Рассматривая процесс фрезерования колеса червячной фрезой, можно установить сходство с процессом обработки колеса режущим инструментом – рейкой. И действительно, сопряженное вращение колеса и фрезы дает сочетание вращения колеса и поступательного движения режущей рейки. На рис.52, г

показан ряд положений режущих кромок зубьев фрезы в процессе обработки. Нетрудно видеть, что эвольвентные профили зубьев колеса образуются как огибающие ряды положений режущих кромок фрезы.

В практике нарезания зубчатых колес широко распространен метод огибания, при котором режущим инструментом является долбяк 4

(рис.52,
д
),которому сообщают возвратно-поступательное перемещение для обеспечения резания и согласованное вращение с заготовкой
1
. На pис.52,
е
изображено последовательное положение зубьев долбяка
4
относительно заготовки; при этом эвольвентный профиль зуба колеса будет огибающей всех положений эвольвентного профиля зуба долбяка.

3 Зубообрабатывающие станки подразделяются на различные типы по следующим признакам: а) по назначению – для нарезания цилиндрических колес с прямыми и винтовыми зубьями, червячных и шевронных колес, зубчатых реек, конических колес с прямыми и криволинейными зубьями; б) виду рабочего движения – зубофрезерные, зубодолбежные, зубострогальные и зубопротяжные; в) характеру обработки – для нарезания зубьев и для чистовой обработки (отделки) зубьев.

Зубодолбежные станки

Предназначены для нарезания цилиндрических колес с прямым и винтовым зубом внешнего и внутреннего зацепления, а также шевронных зубчатых колес. Для их нарезания применяют зуборезные долбяки (рис.52, д

), зуборезные гребенки (рис.52,
а
), профили рабочей части резцов которых соответствуют профилю впадин между зубьями нарезаемого колеса. Зуборезными гребенками можно нарезать цилиндрические колеса только с внешним зацеплением.

Формообразующая часть кинематической структуры зубодолбежных станков включает в себя одну или две группы формообразования. Станки, в которых для образования профиля зубьев используется метод обката, имеют две формообразующие группы: простую и сложную. Простой является группа скорости резания, создающая возвратно-поступательное прямолинейное движение ФV

(П1) долбяка или гребенки при нарезании прямых зубьев, или возвратно-поступательное винтовое движение Ф
V
(П1В2) долбяка (рис.53) при нарезании винтовых зубьев у колес и косых – у реек. У обеих групп внутренняя связь обеспечивается связью кинематической пары: у группы Ф
V
(П1) – поступательной пары ползун – прямолинейные направляющие стойки станка; у группы Ф
V
(П1В2) – винтовой пары ползун – винтовые направляющие сменных копиров. Внешняя связь групп Ф
V
обеспечивается кинематической цепью
1
–
2
–
3
(рис.54) между источником движения и ползуном, включая орган настройки
i V
и кривошипный механизм. Сложной формообразующей группой является группа подачи, создающая медленное обкаточное движение Ф
S
(В3В4)для образования профиля зубьев при обкате долбяка относительно нарезаемого колеса, или движение Ф
S
(П3В4)при обкате долбяка относительно нарезаемой рейки, или зуборезной рейки относительно нарезаемого колеса. Внутренняя связь группы Ф
S
(В3В4)обеспечивается одной кинематической цепью
4
–
5
–
6
с органом настройки
i
обк, а внешняя – цепью
1
–
2
–
5
между источником движения и одним из звеньев внутренней цепи с органом настройки
i S
. В зубодолбежных станках для нарезания цилиндрических колес имеет место группа радиального врезания Вр(П5).Внутренняя связь этой группы обеспечивается связью поступательной пары каретка стола – направляющие станины (в некоторых моделях станков связью суппорт с долбяком – поперечные направляющие стойки), а внешняя связь осуществляется через цепь
1
–
2
–
7
от двигателя
М
через кулачок к каретке стола (суппорту с долбяком) с органом настройки
i
вр.

Рис.53. Схема нарезания зуборезным долбяком винтовых зубьев у цилиндрического

Колеса

Рис.54. Структурная кинематическая схема зубодолбежного станка

Во всех зубодолбежных станках помимо формообразующего процесса осуществляется и делительный процесс, необходимый для равномерного размещения нарезаемых зубьев на заготовке. Однако большинство этих станков не имеют самостоятельных делительных групп из-за того, что процесс деления осуществляется попутно с процессом формообразования вследствие многолезвийности режущего инструмента и замкнутости линии, на которой расположены резцы и режущие зубья.

Кинематическая настройка зубодолбежных станков, как и любых других, сводится к настройке его цепей. Структура зубодолбежных станков содержит лишь одну сложную группу ФS ,

которая имеет одну внутреннюю кинематическую цепь с органом настройки
i
обк. Эта цепь в группе Ф
S
(В3В4) должна обеспечивать условие кинематического согласования вращений нарезаемого колеса и долбяка следующего вида:

,

а внутренняя цепь в группе ФS

(П3В4)должна обеспечивать условие кинематического согласования перемещения нарезаемой (или зуборезной) рейки с вращением долбяка (или нарезаемого колеса) следующего вида:

1 об.долбяка (колеса) « pmz

дол (p
mz
заг) мм перемещения рейки,

где z

заг – число нарезаемых зубьев колеса;
z
дол – число зубьев долбяка;
m
– модуль нарезаемых зубьев.

Настройка движения ФV

на скорость осуществляется гитарой
i V
, посредством которой обеспечивается согласование вращения ротора электродвигателя
М
с возвратно-поступательным перемещением ползуна следующего вида:

n М

мин-1 ротора электродвигателя«
k
дв.ход/мин ползуна,

где k

– число двойных ходов ползуна в минуту.

Скорость движения подачи исчисляется в миллиметрах перемещения S

дугпо диаметру начальной окружности долбяка за один его двойной ход. Настройка на скорость подачи осуществляется через гитару подач
i S
, которая должна обеспечить следующее условие согласования перемещений ползуна с поворотом долбяка:

.

Зубофрезерные станки

Предназначены для нарезания цилиндрических колес с прямым и винтовым зубом внешнего зацепления с помощью фасонных дисковых (рис.55, а

), пальцевых (рис.55,
б
) и червячных модульных (рис.55,
в
) фрез. Если в зубо-фрезерном станке имеется помимо вертикального ходовой винт радиального или тангенциального перемещения инструмента относительно заготовки, то на нем можно также нарезать червячными фрезами червячные колеса. Станок, имеющий все три перечисленных винта, относится к универсальным зубофрезерным станкам. Профиль зубьев нарезаемых колес фрезерованием образуется методом копирования или обката, а форма зубьев по длине – методом касания. Станки, использующие метод копирования в сочетании с методом касания при нарезании колес фасонными дисковыми или пальцевыми фрезами, имеют простую структуру, состоящую из двух простых групп Ф
V
(В1) и Ф
S
(П2), а также группы Д(В3). Сложнее кинематическая структура зубофрезерных станков, в которых используют метод обката при нарезании колес червячными фрезами. Структура таких станков включает две или три формообразующие группы и не имеет отдельной группы деления. Для образования профиля зубьев применяют сложное движение Ф
V
(В1В2),а для образования формы зуба по длине применяют для прямого зуба движение Ф
S
(П3), для винтового зуба Ф
S
(П3В4) и при фрезеровании винтового зуба с диагональной подачей – Ф
S
1(П3В4) и Ф
S
2(П5В6).

Рис.55. Формообразование зубьев цилиндрических колес с помощью фрез:

а

– фасонной дисковой;
б
– фасонной пальцевой;
в
– червячной модульной

Формообразование зубьев червячного колеса осуществляется методами радиального (рис.56, а

)и тангенциального (рис.56,
б
) врезания. При первом методе используют винт радиального перемещения. Формирование боковых поверхностей зубьев по профилю и длине, а также делительный процесс осуществляются одним сложным движением Ф
V
(В1В2).Процесс радиального врезания зубьев фрезы в заготовку осуществляется движением Вр(П7). При втором методе используют винт тангенциального перемещения и специальную червячную фрезу с заборным конусом. Образование профиля и формы зуба по длине, а также делительный процесс осуществляются, как и при первом методе, движением Ф
V
(В1В2). Вторым движением Ф
S
2(П5В6) осуществляется тангенциальное врезание за счет конусной части фрезы и еще раз формирование боковых поверхностей нарезаемых зубьев, поэтому второй метод используют для нарезания более точных червячных колес.

Рис.56. Формообразование зубьев червячного колеса методами врезания:

а

– радиального;
б
– тангенциального

Как видно из приведенного анализа, наиболее сложную структуру имеет универсальный зубофрезерный станок (рис.58), имеющий несколько частных структур. Станок содержит три сложных группы формообразования. Структура каждой кинематической группы состоит из внутренней связи в виде внутренней кинематической цепи и внешней связи, через которую движение от двигателя передается во внутреннюю связь. Внутренняя цепь 1

–
2
–
3
–
4
группы движения резания Ф
V
(В1В2), называемая цепью обката или профилирования, а также и цепью деления, связывает шпиндель фрезы со шпинделем заготовки (столом) и через гитару
i
обк обеспечивает условие кинематического согласования вращений фрезы и заготовки следующего вида:

,

где k

– число заходов фрезы;
z
– число зубьев нарезаемого колеса.

Скорость движения ФV

(В1В2) настраивается посредством органа настройки
i V
,который расположен во внешней связи группы Ф
V .
Через орган настройки
i V
обеспечивается условие согласования вращений ротора двигателя
М
и шпинделя фрезы:

n М

мин-1 электродвигателя
М
®
n
Фмин-1 фрезы.

Рис.57. Кинематическая структура универсального зубофрезерного станка

Внутренняя цепь 5

–
6
–
7
–
8
–
9
–
3
–
4
группы движения подачи Ф
S
1(П3В4), называемой дифференциальной цепью, соединяет через дифференциал гайку вертикального ходового винта, жестко связанную либо со столом, либо с суппортом фрезы, со шпинделем заготовки и через гитару
i
диф обеспечивает условие кинематического согласования относительного перемещения фрезы вдоль оси заготовки с ее вращением следующего вида:

1 об.заготовки « Т

мм относительного перемещения фрезы вдоль

оси заготовки,

где Т –

шаг винтовой линии зуба, ;
m
н– нормальный модуль; b – угол наклона винтового зуба.

Скорость движения ФS

1(П3В4) настраивается посредством гитары подач
i S
,которая располагается в цепи подач
4
–
3
–
10
–
7
–
6
–
5
,соединяющей гайку вертикального ходового винта (стол или суппорт фрезы) со шпинделем заготовки, но не проходящей через дифференциал. Условие согласования перемещений конечных звеньев цепи подач имеет вид

1 об.заготовки « S

в мм относительного перемещения фрезы вдоль

оси заготовки,

где S

в – подача на 1 об.