Инструмент, приспособления и станки (стр. 1 из 2)
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Кафедра электронной техники и технологий
РЕФЕРАТ
На тему:
«ИНСТРУМЕНТ, ПРИСПОСОБЛЕНИЯ И СТАНКИ»
МИНСК, 2008
Инструмент и приспособления для шлифовки и полировки
Рабочий инструмент (шлифовальник, полировальник) служит для изменения формы детали и придания ее поверхности всех качеств, предусматриваемых требованиями чертежа.
Вспомогательный инструмент и приспособления служат в основном для закрепления детали при обработке. Для наклеечных приспособлений и полировальников применяют чугун, силумин. Для шлифовальников применяют латунь, реже чугун. Для шлифовки больших поверхностей (астрооптика) иногда применяют силумин, органическое стекло. Применение в качестве шлифовальника некоторых синтетических смол и технического кварца дает возможность применять самые мелкозернистые микропорошки, например М7, М5, что ускоряет последующую полировку.
На рис. 1 изображены конструкции полировальников разного назначения.
Так называемый шашечный полировальник (рис.1. г) применяют при полировке плоскостей и сфер большого диаметра. Канавки, ограничивающие квадратики, облегчают распределение и смывание суспензии. Кроме того, разбивка площади полировальника на отдельные квадратные участки уменьшает разогрев детали и полировальника. Квадратики располагают несимметрично по отношению к центру инструмента.
Для уменьшения площади соприкосновения блокируемых пластинок с наклеечным инструментом с целью уменьшения их деформаций, применяют планшайбы с различно расположенными друг относительно друга канавками (спирально, концентрично и т. п.)
Размеры и радиусы кривизны инструмента и приспособлений рассчитываются графически или математически с учетом диаметра блока, размеров, формы и количества деталей, припусков на обработку, расстояний между деталями, толщины наклеечной смолы и толщины смоляной или суконной подложки и др.
Рис.1. Полировальники: а — для плоских поверхностей; б — для вогнутых поверхностей; в — для выпуклых поверхностей; г — для полировки плоскостей большого диаметра
Наиболее сложный расчет (тригонометрическим путем) производится для сферических наклеечных приспособлений, применяемых для жесткого метода блокировки, так как требуется повышенная точность изготовления приспособлений. При расчете чашек и грибов для полировальников учитывают толщину подложки (смола, фетр).
Как видно из рис. 1, б, в радиус кривизны гриба должен быть меньше, а чашки больше на эту величину. Толщину слоя смолы в зависимости от радиуса кривизны обрабатываемой поверхности задают от 1 до 5 мм.
Тогда, для детали с Rдет = —100 мм (поверхность вогнутая) радиус полировальника (гриб) должен быть 97— 95 мм. Для Rдет = +100 мм (поверхность выпуклая) радиус полировальника (чашка) должен быть 103—105 мм.
На операционных чертежах, эскизах и в картах технологического процесса указывается шифр инструмента (ИМ — инструмент для мелкой шлифовки; ИП — инструмент для полировки) или приспособления (ПН — приспособление наклеечное). Индексом 1 или 2 у шифра указывается, при обработке какой стороны применяется данный инструмент или приспособление. Например, ИМ1 — шлифовальник для обработки 1-й стороны; ПН2 — приспособление наклеечное для крепления при обработке 2-й стороны.
Диаметр или высота инструмента и радиус его кривизны с соответствующим знаком тоже указывается на чертеже: (+) выпуклая поверхность; (-) вогнутая поверхность; (~) плоская поверхность. Например ИМ1
- чашка для мелкой шлифовки первой стороны с высотой вогнутой поверхности 8 мм и радиусом кривизны, равным 13,521 мм; ПН2 
- гриб наклеечный для крепления при обработке второй стороны; диаметр гриба равен 43 мм; радиус кривизны гриба 27,8 мм; ПН ~ , D = 300; - планшайба наклеечная диаметром 300 мм.Количество деталей, одновременно обрабатываемых с первой и второй стороны, указывается дробным числом в поле чертежа. Например, 6/7 означает, что первая сторона детали обрабатывается блоком по 6 шт., вторая сторона — блоком по 7 шт.
Станки
Станки для обработки оптических деталей в зависимости от характера выполняемых на них операций делятся на группы. Станки каждой группы различаются между собой по мощности и конструкции.
Для заготовительных работ применяют станки: распиловочные, фрезерные, круглошлифовальные, плоскошлифовальные, токарные, сверлильные и станки для сферофрезерования алмазным инструментом. Для операции центрировки применяют центрировочные станки двух типов: самоцентрирующие и несамоцентрирующие.
Станки, применяемые для шлифовки и полировки, по кинематике, т. е. схеме взаимосвязи всех движущихся узлов принципиально друг от друга мало чем отличаются. Отличие их состоит в скоростях вращения шпинделя станка (нижнее вращающееся звено) и в характере движения каретки.
Шпиндель — вращающийся, вертикально расположенный вал, на верхней части которого, обычно на резьбе, крепится блок с деталями или обрабатывающий инструмент (шлифовальник или полировальник).
Рис. 2Кривошипно-шатунный механизм
Кривошипно-шатунный механизм (рис.2.) предназначен для преобразования вращательного движения кривошипа 1 в возвратно-поступательное движение ползуна 2, шарнира соединенного с шатуном 3.
Каретка — рычажный механизм с возвратно-поступательным движением (рис. 3), которое обеспечивает передвижение детали, блока или обрабатывающего инструмента относительно шпинделя станка (от центра к краю и назад).
Имеются модернизированные станки с неподвижным смещенным относительно оси рабочего шпинделя, поводком. Существуют станки с вращающимся поводком, получающим принудительное возвратно-поступательное движение по дуге и др.
Движения шпинделя станка и его каретки обязательно должны быть связаны определенной зависимостью, без которой невозможно достичь хорошего качества обрабатываемой поверхности
Рис.3. Схема механизма каретки (верхнее звено):
1 — шайба кривошипа; 2 — кулачок шайбы; 3 — поводковый палец; 4 — поводок; 5 — треугольник каретки; 6 — каретка
Маркировка станков. В обозначение маркировки станков вводят: количество шпинделей, начальные буквы назначения станка, наибольший диаметр (в мм) плоского блока, который может обрабатываться на станке данного типа без перегрузки. Например, 8ШП-20 — восьмишпин-дельный, шлифовально-полировальный автомат для блоков диаметром до 20 мм.
Для установления наивыгоднейшего режима работы важен правильный выбор окружной скорости v инструмента или блока (выраженной в м/сек), т. е. скорости какой-либо точки инструмента, например на краю его. Ее легко определить по формуле:
,где π — отношение длины окружности к ее диаметру (постоянное число, равное 3,14); D — диаметр в мм; n — число оборотов в мин.
Пример.
Дано: шлифовальник диаметром 120 мм вращается на шпинделе ножного станка при максимальном числе оборотов 500 об/мин. Требуется определить, какая окружная скорость на краю шлифовальника.
Решение:
м/сСтанки без верхнего звена. Типичный станок, применяемый для шлифовки и полировки небольших сферических и плоских блоков (диаметром до 120—150 мм), изображен на рис. 4 Станок не имеет механизированного верхнего звена. Движение верхнего звена — инструмента или блока, закрепленного в державке (в резьбовой, конусной или зажимной ручке), осуществляется рукой работающего.
Станки такого типа бывают ременно-педальные, с мотором или комбинированные. Шпинделю можно сообщать как правое, так и левое вращение. Ременно-педальные станки допускают обработку с остановленным и с вращающимся шпинделем (до 500 об/мин). Станки с мотором имеют трехступенчатые шкивы и обычно допускают скорости 600, 900 и 1500 об/мин и выше.
На заготовительных операциях станки такого типа обеспечивают скорость до 6000 об/мин; на операциях просветления — до 12000 об/мин.
Станки-автоматы. У станков-автоматов движение верхнего и нижнего звеньев механизировано. Станки с возвратно-поступательным движением поводка и свободным вращением верхнего звена наиболее распространены. Передача движения на основные узлы чаще всего бывает фрикционной или ременной.
Механизмы вращения шпинделя и верхнего звена получают движение от электродвигателя (мотора) через контрпривод или редуктор и главный вал станка. Моторы имеют обычно 900, 1450, 2800 об/мин. Станки-автоматы должны иметь в зависимости от назначения значительно меньшее число оборотов, например от 15 до 45; 100 и 200 об/мин и т. д. Редуктор преобразовывает число оборотов мотора в требуемое.
В конструкцию станков типа ШП (шлифовально-полировальных) и ПД (полировально-доводочные) входят следующие основные узлы: станина, главный вал, узлы кривошипа или эксцентрика, узел каретки, узел шпинделя, узел привода.
Станина станков собирается из чугунных стоек различного профиля (швеллера, угла, полосы). Деревянная крышка (стол) покрывается линолеумом. В столе сделаны прорези для тазов; тазы имеют центральное отверстие и горловину для пропускания верхней части рабочего шпинделя.
Станки имеют возможность изменения чисел оборотов рабочего шпинделя и вала верхнего звена (кривошипно-шатунного механизма) раздельно. Раздельное также включение и выключение этих узлов (рис. 5, а, рис.6, а).