Исследование и проектирование червячной фрезы с комбинированной передней поверхностью (стр. 8 из 13)
Рукописный вариант Методических указаний был предварительно проверен во время проведения учебных занятий в 7 семестре 4 курса по указанной дисциплине 2002-2003 учебном году. После соответствующей корректировки указания были утверждены кафедрой РСИ 24.05.2002 года. В 2003 году методические указания утверждены методическим Советом ТГУ и в марте подписаны в печать и отпечатаны тиражом 100 экземпляром.
В технологической части дипломного проекта применяется профильная правка абразивных кругов на операции заточки фрезы и шлифовании затылка. На операции окончательного шлифования профиля зуба фрезы необходимо обеспечить высокую точность. При правке круга по копиру, ввиду износа правящих инструментов, возникают дополнительные погрешности профиля круга, а соответственно и профиля шлифуемой детали. Более точным методом правки является профильная правка, но она требует определенной последовательности шлифования сложных поверхностей. Траектория движения шлифовального круга достаточна сложна. Данный вид правки является более универсальным, но более сложным. В методическом указании представлена конструкция приспособления для профильного шлифовании, даны рекомендации, на примере, обработки деталей типа шаблон, по последовательности переходов при шлифовании. Также на данном приспособлении (рис.5.1) можно править абразивные круги, используемые для шлифовании методом копирования. В этом случае в конус Морзе вставляется алмазный карандаш. Проектируемое приспособление имеет множество узлов и деталей, поэтому, для лучшего понимания студентами, оно было упрощено. Некоторые размеры, для облегчения вычислений, были округлены до десятков и единиц. Упрощенное приспособление и было внесено в методическое указание. Чертеж приспособления смотри в приложении 8.
5.1 Цель и порядок выполнения работы по методическому указанию
Цель работы – получение студентами практических навыков в проектировании операций шлифования профильных деталей.
Порядок выполнения работы
Практическая работа предусматривает проектирование операций профильного шлифования изделия типа шаблона методом огибания (см. приложение 9).
Бригада студентов из 2-3 человек получает вариант задания. На основе анализа эскиза профиля шаблона необходимо определить поверхности, требующие обработки и поверхность, которая может служить измерительной базой. На первом, вспомогательном переходе операции необходимо представить заготовку, закрепленную в приспособление. Затем показать на эскизе переход, обработки измерительной базы. После обработки измерительной базы необходимо выбрать последовательность шлифования остальных поверхностей. Представить переходы, на которых происходит контроль размеров и определить необходимый размер блока концевых мер для поворота заготовки. Следует учесть, что ось вращения координатно-делительного приспособления остается в неизменном положении. Перемещение заготовки производится за счет суппортов приспособления во взаимно перпендикулярном направлении.
5.2 Общие сведения о профильном шлифовании
В станкоинструментальном производстве применяют два основных метода шлифования профильных поверхностей – метод копирования и метод огибания.
Шлифования методом копирования осуществляется за счет относительно простого движения врезной подачи шлифовальным кругом, на рабочей поверхности которого с помощью специальных правящих приспособлений сформирован профиль обратный профилю детали. Точность профиля детали, в значительной мере, определяется точностью профиля круга.
Шлифование методом копирования чаще применяют в условиях массового и крупносерийного производства. Обработка производится на шлифовальных станках-автоматах. Правка круга осуществляется либо фасонным правящим роликом, либо алмазным однокристальным инструментом по копиру.
Шлифование методом огибания осуществляют относительно узким, по сравнению с шириной изделия, кругом простой формы. Шлифовальный круг перемещается по определенной траектории с помощью следящего устройства, в результате чего происходит последовательное шлифование каждой точки профиля изделия. Точность профиля детали, в значительной мере, определяется точностью траектории перемещения шлифовального круга.
Шлифование методом огибания характерно для условий мелкосерийного, инструментального производства. В этом случае применяют профилешлифовальные станки специального назначения, работающие в полуавтоматическом и автоматическом режиме. К ним относятся также зубошлифовальные станки, торцекруглошлифовальные станки, станки для обработки кулачковых шеек распредвала двигателя и др. Для условий мелкосерийного производства в инструментальных цехах предпочтительнее применение более универсального оборудования и специального оснащения, например, плоскошлифовальных станков.
Наиболее эффективен этот метод при изготовлении деталей из твердого сплава, так как алмазные круги технически сложно править по фасонному профилю. Метод огибания нашел широкое распространение в станкоинструментальном производстве при изготовлении фасонных резцов, шаблонов, копиров, направляющих поверхностей станков и др. изделий.
При профильном шлифовании возможны и комбинации обоих методов. В этом случае отдельные участки профиля детали обрабатываются тем или иным методом.
5.3 Станочное оборудование, приспособление
Станок. Согласно заданию практической работы, шлифование профильной поверхности шаблона производится на универсальном плоскошлифовальном станке 3Г71. Станок оснащается шлифовальным кругом ПП250х20х75 24А16СМ17К5.
На станке в процессе шлифования можно выполнять следующие движения резания:
- вращательное движения круга – главное движения резания Dr;
- поступательное продольное перемещение стола – продольная подача Ds;
- поступательное поперечное движение стола – поперечная подача DSпп ;
- поступательное вертикальное движение круга – автоматическая вертикальная подача DSв или глубина шлифования t.
Приспособление. В качестве станочного приспособления применяется координатно-делительное приспособление Б92-П. Приспособление предназначено для шлифования сложных незамкнутых контуров, состоящих из прямолинейных и дуговых участков типа фасонных резцов, кулачков, делительных дисков, шаблонов, других профильных инструментов и деталей станков с выпуклыми радиусами от 0 до 150мм, вогнутыми радиусами от 0,5 до 300 мм с наибольшей длиной прямолинейного участка до 200 мм. Точность профиля обеспечивается в пределах ±0,01 мм, точность угловых величин ±0°1¢. Шероховатость шлифованных поверхностей зависит от характеристики шлифовального круга и режима резания.
Конструкция приспособления. Кронштейн 4 приспособления (рис.5.1), на конце которого имеются тиски 2 с прижимными винтами 1, служащими для закрепления заготовок 3, смонтирован на каретке 5 перемещается по суппорту 6. Последний, в свою очередь, перемещается по суппорту 7.
Таким образом обеспечивается движение кронштейна 4 с заготовкой 3 во взаимно перпендикулярных направлениях.
В кронштейне 4 выполнено отверстие в размер конуса Морзе №1, в который может устанавливаться алмазный правящий инструмент для правки, в том числе для формирования профильной рабочей поверхности шлифовального круга.
Суппорт 7 вмонтирован в шпиндель 8, который установлен в подшипниках скольжения. На втором, конусном конце шпинделя закреплен синусный делительных диск 10 так, чтобы четыре делительных пальца 11 совместились с осями направляющих плоскостей суппортов 6 и 7.
Вращение шпинделя 8, несущего суппорты 6 и 7, осуществляется через маховиком 14, через червячную пару 9.
При необходимости, когда надо повернуть заготовку на большой угол, червячная пара может быть отключена нажатием фиксатора и отводом в сторону маховика 14.
Для шлифования дуговых участков профиля перемещением суппортов 6, 7 центр дуги совмещают с осью шпинделя 8.
На рисунке 5.3 показана установка пакета заготовок 3 в тисках 2 с помощью скобы и винта 1.
Настройку приспособления для шлифования угловых участков профиля заготовки, выполняют при помощи набора концевых мер 13 и синусного делительного диска 10. Концевые меры 13 устанавливают на закаленную и доведенную плоскость 12. При повороте синусного диска в них упирается один из делительных пальцев 11.
Набор концевых мер при повороте на заданный угол a определяют по формуле:
Hk= H - D/2sina - d/2
Здесь Н - высота от оси вращения диска до плоскости плиты;
D - диаметр расположения делительных пальцев;
d - диаметр делительных пальцев.
Для приспособления Б92-П значения Н= 115±0,005 мм, D= 200±0,01 мм, а d=20±0,01 мм.
В комплекте к приспособлению имеется установ с базовой плоскостью «а». Его высота до плоскости «а» равна высоте оси шпинделя до плоскости основания приспособления.
Отсчет величин прямоугольных координат между центрами сопряженных окружностей или угловых пересечений на поверхности заготовки осуществляется от заранее выбранных и обработанных на первом переходе операции измерительных баз на заготовке и базовой поверхности «а» установа с помощью блока концевых мер.
При обработке выпуклых радиусных поверхностей заготовка поднимается с помощью суппорта на величину радиуса R над осью вращения шпинделя приспособления. При обработке внутренних радиусных поверхностей заготовка опускается на величину R.
На рисунке 5.4 показана часть конструкции приспособления, установленного на столе плоскошлифовального станка. На столе станка закрепляется установ 2 с базовой поверхностью «а» для контроля и настройки размеров. Базовая поверхность «а» находится на одном уровне с осью вращения шпинделя приспособления. Настройка производится индикатором часового типа 3 на индикаторной стойке 4, нижняя плоскость которого базируется на блоках концевых мер 5. По отсчету индикатора принимается решение о перемещении заготовки 6, закрепленной прижимным винтом 7, в вертикальной плоскости с помощью одного из суппортов приспособления.